Внимание - обсуждение данной темы ведется тут: http://aquaforum.kiev.ua/showthread.php?t=25982, в данной теме только сама статья, находящаяся в стадии разработки и дополнении.
Субстраты для аквариумных растений.
Введение.
История культивирования аквариумных растений.
Первые аквариумы, появившиеся в конце 19 века зачастую вообще не содержали растений. Введение растений в аквариум было большим шагом, ведущим к определенным ограничениям в месторасположении аквариума - либо возле окна, либо в помещениях со стеклянным потолком. Плотность рыб в них была невысокой, ввиду отсутствия принудительной аэрации и фильтрации - сказывался низкий уровень технического развития того времени. Аэрация, дополнительное освещение скорее были исключением из правил, чем обыденностью. Далее ввиду повсеместного вхождения электричества в жизнь общества (начало 20 века) появились миниатюрные, и доступные для большинства компрессоры и источники освещения и обогрева. В таких условиях стало проще поддерживать условия в аквариуме в определенных рамках, что повысило плотность посадки рыб и привело к возможности в независимости от расположения аквариума, времени года и прочих условий содержать аквариумные растения. Именно тогда растения прочно заняли свое место в аквариумах. Но давайте вспомним рекомендуемые в то время условия для аквариумов. Свет - не более 0,2 ватта на литр (попрошу профи не цепляться к ваттам/литр, в это время это была привычная система измерения интенсивности освещения в банках), средняя температура (кроме "специальных" аквариумных "теплолюбивых" рыб) - 20-22 градуса, что накладывало определенные ограничения на скорость роста растений и максимальную плотность их посадки в аквариум. Именно оформленные подобным образом аквариумы, я так понимаю, и называются нынче "декоративными". С течением времени, появлением большего количества "теплолюбивых" рыб и с развитием прогресса "рекомендуемые параметры" изменились. Температура воды поднялась до 23-25 градусов, появились новые, более требовательные к условиям аквариумные растения. Повышение температуры в аквариумах привело к бОльшей интенсивности происходящих в нем биологических процессов, в том числе и в растениях. При такой интенсивности, освещения в 0,2 ватта/литр просто стало не хватать, к тому же появились более прихотливые растения, начали появляться лампы дневного света, что позволило при меньших затратах энергии получить более яркий свет, к тому же они греются меньше ламп накаливания, что положительно сказывается в летний период.
Рекомендуемая интенсивность освещения постепенно увеличилась до 0,3-0,5 ватта на литр, в литературе появились сообщения о видах растений, которым рекомендуется давать аж целых 0,7 ватта на литр....
Именно в это время появились возможности создавать первые "травники", где на первое место выходят не рыбы и не композиция в целом, а растения или композиция на их основе, в которой рыбы лишь вспомогательный, дополнительный фактор. Конечно, этому сильно помогло появление новых видов растений, требовательных к освещению, форм, появившихся в результате мутаций и селекции. Появились первые "чистые" травники, без рыбы, по этой причине начали применять удобрения и появились первые попытки использования "богатого" грунта.
Далее шел период "застоя" "травников" - по очень простой причине - повышение света от 0,7 ватта на литр и выше, приводит к углеродному голоданию растений, т.е. углерод является лимитирующим фактором. Содержащегося в свободной доступной растению форме - СО2, в таких условиях в аквариуме хватает только на небольшой срок после включения света в аквариуме, карбонатный же способ питания доступен далеко не всем растениям + приводит к резким изменениям активной реакции воды в аквариуме, что не может благотворно сказываться на растениях. Прорыв произошел после введения в практику СО2. Убрали действия лимитирующего фактора по углероду, что позволило поднять интенсивность освещения, причем в разы. Сразу же вступили в силу новые для большинства травников лимитирующие факторы по минеральному питанию, в литературе и появившемся к этому времени интернете стали обсуждаться проблемы минерального питания и голодания аквариумных растений. Стало возможным содержать многие прихотливые виды растений, в т.ч. растения, которые и водными то назвать нельзя - начали "затапливать" просто влаголюбивые растения.
Лимитирующие факторы при выращивании растений.
В настоящее время температура, освещение, углерод (СО2) не являются лимитирующими факторами. На первое место в этой роли выступило минеральное питание растений. В настоящее время этим занимается большая армия любителей, аквафирм, выпускается большое количество как готовых удобрений, так и рецептов по их приготовлению. Если не рассматривать их различия и баланс химических веществ, становятся очевидными некоторые подводные камни.
Первое – в настоящее время в «травниках» обмен веществ происходит очень интенсивно, что приводит к необходимости постоянно подкармливать водные растения. В случае сильной интенсификации – ежедневные подкормки. Это обязывает аквариумиста к необходимости устанавливать достаточно дорогие дозаторы, либо ежедневно подкармливать растения вручную. К тому же в том или ином виде начинают себя проявлять возникающие дисбалансы в питании растений, что приводит к дополнительным усилиям аквариумиста для поддержания баланса в аквариуме. Один из способов решения данных проблем – переход на унифицированную систему удобрений, с дозаторами и протокой, либо практически ежедневные подмены части воды на унифицированный раствор. Все это отнимает дополнительное время и приводит к большим финансовым затратам.
Второе не так заметно, но заставляет задуматься о дальнейшей интенсификации культивирования аквариумных растений. То, что мы видим на сегодняшний момент – является аквариумным вариантом гидропоники. Потребности культивируемых в аквариумах растений в минеральном питании практически такие же, как и у сухопутных растений. Теперь давайте сравним составы для гидропоники, к примеру, обычных комнатных растений с применяющимися системами удобрений в аквакультуре. Невооруженным взглядом видно, что в аквакультуре содержания макроэлементов, а в особенности азота и фосфора ниже, чем в обычной гидропонике. Получается. Что по сравнению с сухопутными «братьями» аквариумные растения голодают. Причины этой разницы прозаичны – в случае поднятия концентраций макроэлементов в аквариуме до уровня гидропоники растения не смогут конкурировать с водорослями, которые на таком «сытном пайке» будут себя чувствовать просто великолепно. Т.е. мы ограничиваем наши растения по питанию из за водорослей, и следовательно не можем получить от них максимума роста.
"Богатый" грунт.
Теперь о "богатом" грунте. Возникает вопрос - как предоставить растениям больше азота и фосфора, что бы это не вызвало появления водорослей в аквариуме. Из того что на сегодняшний момент реально доступно - это именно богатый грунт, с ограниченной диффузией в воду и сбалансированный так, что бы с одной стороны в большей степени снабдить растения азотом и фосфором, плюс являться дополнительным депо для микроэлементов, а с другой не привести к серьезному "закисанию" грунта и гибели корневой системы.
Грунт как механический сусбстрат.
Давайте сначала ограничимся "голым" грунтом, как мех. субстратом. Грунт обеспечивает жизненное пространство корням. На нем селятся нитрифицирующие, в некоторых случаях и динитрифицирующие бактерии. Грунт должен обладать определенной фракцией, да, есть у некоторых видов предпочтения, но грубо говоря - 2-5 мм (для общих случаев), в нем должны отсутствовать зоны "застоя" - дабы не получить страшный сероводород и "закисание" грунта.
Мы говорим о исключительно "стерильном" субстрате. Как показал наш опыт, о конвекции (
Конвекция (от лат. convectio — принесение, доставка) — явление переноса теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками самого вещества (неважно, вынужденно или самопроизвольно). Существует т. н. естественная конвекция, которая возникает в веществе самопроизвольно при его неравномерном нагревании в поле тяготения. При такой конвекции, нижние слои вещества нагреваются, становятся легче и всплывают вверх, а верхние слои, наоборот, остывают, становятся тяжелее и погружаются вниз, после чего процесс повторяется снова и снова. При некоторых условиях процесс перемешивания самоорганизуется в структуру отдельных вихрей и получается более или менее правильная решётка из конвекционных ячеек. Естественной конвекции обязаны многие атмосферные явления, в том числе, образование облаков. Благодаря тому же явлению движутся тектонические плиты. Конвекция ответственна за появление гранул на Солнце. При вынужденной (принудительной) конвекции перемещение вещества обусловлено действием каких-то внешних сил (насос, лопасти вентилятора и т. п.). Она применятеся, когда естественная конвекция является недостаточно эффективной. Конвекцией также называют перенос теплоты, массы или электрических зарядов движущейся средой.) в аквариуме, без наличия донного обогревателя речи не идет. Разогрев за счет гниения (АНАЭРОБНЫЙ ПРОЦЕСС!!!!!) речи тоже не может быть - по вполне понятным причинам. Остается вымывание и диффузия (понятие диффузии приводить не буду, при необходимости см. википедию). Вымывание и диффузия нами наглядно наблюдалась при экспериментах с "голубой" глиной. Данные эксперименты проводились в зимнее время. когда доступ к глине в природе был естественно ограничен. Для экспериментов использовалась купленная в аптеках "голубая глина". Выяснилось, что очень много подделок, когда в обычный каолин (белая глина) добавлялся краситель. Диффузия наблюдалась в одном из экспериментов, когда слой глины был расположен на дне аквариума и сверху засыпан гранотсевом, фракцией 2-3 мм и слоем в 7 см. Движение воды в аквариуме практически отсутствовало, но вода окрасилась в голубой цвет через 2 суток. Так что можно судить о скорости диффузии через подобный грунт. Вымывание наблюдалось в точно таких же условиях, но при наличии в аквариуме помпы, активно перемешивающей воду. Скорость течения, на глаз, составляла около 2 метров в минуту. Вода окрасилась в течении 5 часов......
По этим данным можно приблизительно судить о скорости поступления веществ из грунтового
"Заиливание" грунта.
Мы рассмотрели "стерильный" субстрат. Но такой субстрат в аквариуме будет сохраняться недолго. Со временем в нем будет накапливаться детрит и отмершие остатки растений. Произойдет то, что на жаргоне аквариумистов называется "заиливание" грунта. Помня о том, что мы говорим о травниках, подразумевается, что рыб и беспозвоночных в аквариуме относительно мало, соответственно продукты обмена животных не могут составлять существенную нагрузку, и рассматриваться как серьезный источник макро и микроэлементов. Теперь давайте посмотрим на процессы, происходящие при "заиливании" грунта в травнике.
На начальных этапах грунт у нас достаточно пористый. По мере заиливания падает пористость грунта, за счет выделения кислот изменяется его рН, становится более кислым, появляются гуминовые вещества, содержание макро и микроэлементов в грунте чуть выше, чем в воде самого аквариума, что особенно заметно при замерах утром. За день обычно большую часть этой разницы "выедают" растения, что хорошо показывается тестами. (примечание - при заборе проб из грунта аквариума - главное не взять пробу со взвесью, потому что в такой пробе, буквально за пару минут отфильтровывания, содержание веществ сильно повышается.).
При дальнейшем "заиливании" появляются анаэробные зоны. Можно говорить о их пользе при биологической фильтрации, но для травника, а в особенности "интенсивного/разогнанного" какого либо решающего или весомого значения они не имеют, за исключением (ввиду их анаэробности, соответственно замедленной диффузии химических веществ) роли "микродепо" для растений с достаточной для этого корневой системой. Почему для них - в рассматриваемых нами "травниках" вещества, содержащиеся в воде, быстро потребляются большим объемом растительности. В целом, такой заиленный грунт в основном и выполняет роль подобного "депо", но надо помнить - данное "депо" в состоянии уменьшить только небольшие "просадки" питания. Решить что то глобально оно не может - именно потому многие говорят о том, что растения преимущественно поглощают вещества из воды - в грунте по сути дела им "кушать" нечего - там попросту ничего нет! Но это совсем не говорит о предпочитаемом растениями питании из воды, а не грунтового раствора. Я уж не говорю, что "срок жизни" большинства травников не превышает года, потому для накопления за счет "заиливания" достаточного объема субстрата, выделяющего питательные вещества, попросту нехватает времени, тем более с учетом "аппетита" растительности. Мы можем говорить о том, что многие виды предпочитают "заиленный" грунт, но это говорит нам только о том, что грунт с устоявшейся бактериофлорой и чуть большей, по сравнению с водой, концентрацией веществ, для таких растений предпочтительней, а не о серьезном запасе этих самых питательных веществ в грунте.
Грунтовые добавки.
Глина.
Заиливание мы рассмотрели. Теперь давайте посмотрим на другие примеси к грунту, и как они на него влияют.
Начнем с глины. По глине читать тут:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%...B8%D0%BD%D0%B0 . Теперь самое интересное - алюмосиликаты практически нерастворимы в воде. Все остальные добавки, кроме песка, и иногда карбонатов присутствуют в микроскопических дозах, и в нерастворимой или труднорастворимой форме и практически неспособны оказывать значимого влияния на хим. состав грунта/воды в аквариуме. В том числе, и в первую очередь
ожидаемое всеми железо из глины, не более чем миф. Оно есть, но столько и в такой форме, что можно сказать что его нет.... Тут же посыпется куча возражений, а зачем же подбирают глины, говоря что одна лучше, а вторая хуже, кто еще скажет о катионном связывании глиной хим. веществ....
Делали следующие эксперименты - добавляли глину в стерильный грунт, и заиленный. В том числе и в горшочки с хорошей "вентиляцией/промываемостью" грунта. Результаты - в стерильном грунте и с присутствием удо в воде глина не оказывала какого либо существенного влияния на рост растений. Разницы есть/нет практически не было. А вот даже со слегка заиленным грунтом совсем другая картина. Большинство глин оказывает вполне наблюдаемое положительное влияние на рост растений. Возникает сразу вопрос - почему глина не работает в стерильном грунте? Мы сформировали для себя следующую точку зрения - глина "работает" исключительно как механический субстрат, с низкой степенью пористости. В стерильном грунте это практически никакого влияния не оказывает. В даже слегка заиленном грунте глина расплываясь увеличивает его заиливание, уменьшает промываемость грунта водой и диффузию веществ из грунта в воду, уменьшает поступление кислорода, увеличивает кислотность грунта - что приводит к лучшей "работе" заиленного грунта, и соотвественно улучшает рост растений. Разница в глинах замеченная нами выглядела так: самая вязкая, клейкая - самая лучшая, в независимости от цвета, что подтверждает нашу точку зрения.
Теперь думаем многим будет понятнее, как работают "глиняные шарики".
Теперь о применении глины для аквариума с более практической стороны. Можно замешивать сухую глину на растворах удо - главное не переборщить
Глина замедлит вымывание удо, соотвественно "растянет" его действие и локализует возле корней - конечного потребителя. Но нужно помнить, что срок действия подобной пропитки не более пары месяцев -в случае если шарики не разваливаются в воде, а остаются вязкими (именно поэтому чаще лучше глину готовить непосредственно - сухие шарики становятся пористыми и рассыпаются при намокании у многих "сортов" глин), иначе время вымывания удо ограничивается неделями, а то и днями.
Просто глиняные шарики или глина положенная на дно аквариума увеличивают заиливание и удержание имеющейся органики и не более того.
Теперь о смесях с глиной. Наши "питательные" добавки в грунт - торф, перегной, "землю" и прочее можно мешать с глиной. Эффект понятен - замедление вымывания в-в из добавок, уменьшение "вспышки" азота и фосфора в начале - как по времени так и по концентрации, увеличения времени работы подобных добавок, возможность положить больше. Мы пробовали как и равномерное перемешивание, так и "закатывание" питательных компонентов под глину - думаю каждый сможет додуматься о преимуществах и недостатках каждого из методов, как и необходимость применять один или другой в том или ином случае.
Продолжение следует....
Внимание - обсуждение данной темы ведется тут: http://aquaforum.kiev.ua/showthread.php?t=25982, в данной теме только сама статья, находящаяся в стадии разработки и дополнении.
Лінійний вигляд
