Внешние признаки нехватки СО2 для растений в неразогнаных травниках!

[Володя Череп]

Допис від zvz

Вот, позвольте усомниться в том, что при нормальной аэрации можно опустить уровень СО2 в воде существенно ниже его равновесной концентрации. Вы проводили такие эксперименты? На чём основывается Ваше утверждение?

На практике. Я имею в виду локальное понижение концентрации CO2 вблизи верхней части листьев растений - там, где образуется карбонатный налет. При высоком свете, пусть даже с аэрацией, но без подачи CO2 и протоки, там будет pH 9-10 (CO2 0,4-0,04 мг/л для KH=12), в зависимости от вида растения. При средней плотности посадки помогает течение от помпы, а при высокой - не помогает, если только течение не наклоняет растения под значительным углом, что не всегда приемлемо.

Допис від zvz

Володя, тему расчётов закрываем, читайте, что пишут сами учёные. По поводу поглощения водой: не пишите ерунды. Где-то в паралельной теме я писал, что даже на длине волны 700 нм (а это уже растениям не нужно) поглощение в е раз происходит на глубине около 3 метров. Более коротковолновое излучение, используемое растениями на фотосинтез, поглощается ещё слабее. Про 3.14 (это число Пи) Вы так и не поняли, по-видимому, ладно, проехали, честно говоря, уже поднадоело.

Интересно Ваше утверждение насчет незначительности поглощения света водой. Оно, кстати, делает более точной мою оценку. В источниках по аквариумистике пишут о более значительном поглощении света, обосновывая это неидеальной прозрачностью аквариумной воды.

Что такое 3.14 я знаю не хуже физиков, но модель освещаемого изнутри цилиндра считаю неадекватной. Насчет закрытия темы расчетов согласен - наиболее важные моменты мы уже обсудили.

[zvz]

Допис від Володя Череп

На практике. Я имею в виду локальное понижение концентрации CO2 вблизи верхней части листьев растений - там, где образуется карбонатный налет. При высоком свете, пусть даже с аэрацией, но без подачи CO2 и протоки, там будет pH 9-10 (CO2 0,4-0,04 мг/л для KH=12), в зависимости от вида растения. При средней плотности посадки помогает течение от помпы, а при высокой - не помогает, если только течение не наклоняет растения под значительным углом, что не всегда приемлемо.

А как Вы меряли "локальное понижение концентрации CO2"? При достаточно интенсивной аэрации не должно быть никаких локальных уменьшений. Просто из гидрокарбонатов СО2 доставать - процесс энергозатратный поэтому и происходит только на освещённых частях растений.

Интересно Ваше утверждение насчет незначительности поглощения света водой. Оно, кстати, делает более точной мою оценку. В источниках по аквариумистике пишут о более значительном поглощении света, обосновывая это неидеальной прозрачностью аквариумной воды.

Непрозрачность и поглощение я не учитывал. Если учесть, то эффективная освещённость используемая в травниках ещё более снизится и выводы статьи будут звучать ещё более неутешительно: Максимальный уровень используемой в наших экспериментах в аквариумах практически не реализуем, даже самых "разогнанных".

Что такое 3.14 я знаю не хуже физиков, но модель освещаемого изнутри цилиндра считаю неадекватной.

Очень зря, именно она даёт оценку освещённости ровно под лампой, ближе/дальше к/от переднего стекла будет ещё меньше. Это подтверждается совпадением моих расчётов с оценками самих учёных.

[Володя Череп]

Допис від zvz

А как Вы меряли "локальное понижение концентрации CO2"? При достаточно интенсивной аэрации не должно быть никаких локальных уменьшений. Просто из гидрокарбонатов СО2 доставать - процесс энергозатратный поэтому и происходит только на освещённых частях растений.

Я мерял pH и KH, а CO2 определял по уравнению Хендерсона-Хассельбаха.

Допис від zvz

Очень зря, именно она даёт оценку освещённости ровно под лампой, ближе/дальше к/от переднего стекла будет ещё меньше. Это подтверждается совпадением моих расчётов с оценками самих учёных.

Ровно под лампой (скажем, на расстоянии 1 см от поверхности лампы Т5) - согласен. Но уже на расстоянии 5 см от лампы расчет освещенности по цилиндру будет давать заниженную оценку, так как не учитывается влияние отражателя (на освещаемую площадку падает и прямой свет от лампы, и отраженный от грани отражателя).

Однако, мы слишком увлеклись теоретической стороной вопроса компенсации низкой концентрации CO2 высоким уровнем освещенности. Не пора ли переходить к практике? Если бы Вы, Виталий, в своем аквариуме "Джунгли" (пусть даже с такой плотностью посадки, как была на фотографии, представленной на конкурсе «Аква-Арт 2008») увеличили свет до 1 Вт/л (с отражателями), убрали бы подачу CO2, добавили аэрацию и организовали бы снабжение растений питанием (без протоки), а затем представили бы фото здоровых, пузыряющих и свободных от карбонатного налета растений на форуме, то сомнений по данному вопросу было бы гораздо меньше.

[zvz]

Допис від Володя Череп

Я мерял pH и KH, а CO2 определял по уравнению Хендерсона-Хассельбаха.

Я имею в виду именно локальные рН и КН над поверхностью листа. Как Вы их меряли?

Ровно под лампой (скажем, на расстоянии 1 см от поверхности лампы Т5) - согласен. Но уже на расстоянии 5 см от лампы расчет освещенности по цилиндру будет давать заниженную оценку, так как не учитывается влияние отражателя (на освещаемую площадку падает и прямой свет от лампы, и отраженный от грани отражателя).

Хорошо, продолжаем тему...
Т.е. Вы утверждаете, что отражатель из сферического волнового фронта делает плоскопаралельный? Это действительно было бы так, если бы толщиной лампы можно было бы пренебречь, сам отражатель сделан грамотно, а лампа находится в нужном относительно его положении. Так вот, на расстоянии в 50 см толщиной лампы, действительно, можно пренебречь, а фронт считать приблизительно цилиндрическим. На растоянии же 1-2 см (растояние до поверхности отражателя) лампа не может считаться линейным источником излучения, поэтому ни о какой плоскопаралельности фронта отражённого излучения речи быть не может.
В моих оценках отражатель учтён, как ещё одна дополнительная лампа той же мощности, и, я думаю, это - разумная оценка.

Однако, мы слишком увлеклись теоретической стороной вопроса компенсации низкой концентрации CO2 высоким уровнем освещенности. Не пора ли переходить к практике?

Чем Вас не устраивают практические результаты "доцентов с кандидатами"? Повторяю: скупые, но упрямые цифры.

Если бы Вы, Виталий, в своем аквариуме "Джунгли" (пусть даже с такой плотностью посадки, как была на фотографии, представленной на конкурсе «Аква-Арт 2008») увеличили свет до 1 Вт/л (с отражателями), убрали бы подачу CO2, добавили аэрацию и организовали бы снабжение растений питанием (без протоки), а затем представили бы фото здоровых, пузыряющих и свободных от карбонатного налета растений на форуме, то сомнений по данному вопросу было бы гораздо меньше.

Не будет этого. В аэрируемом аквариуме при 1 Вт/л растения пузырять не будут по определению. Пузыряние происходит при перенасыщении воды кислородом, если на солнце, то - да, локальная концентрация может быть выше критической. В аэрируемом аквариуме перенасыщения, как правило, не будет (излишек будет "выветриваться"). Карбонатного налёта тоже при лишь равновесной концентрации СО2 не избежать, если только не делать подмен вообще, а только добавлять удо, не содержащее гидрокарбонатов, и доливать осмос. Тем не менее, в остальном растения будут выглядеть вполне достойно в сравнении с аквариумом аналогичной "разогнанности", но с большей концентрацией СО2 и, соответственно, меньшей освещённостью. Ведь корректно сравнивать именно такие аквариумы.

[Володя Череп]

Допис від zvz

Я имею в виду именно локальные рН и КН над поверхностью листа. Как Вы их меряли?

Погрузил pH-метр на небольшую глубину над теми листьями, на которых был наиболее жесткий карбонатный налет и дождался pH 9. Дальше ждать не стал.

KH мерял не локально - зачерпнул воду из аквариума и титровал соляной кислотой.

Перемешивание воды осуществлялось помпой, установленной на боковой стенке аквариума. Течение заметно наклоняло растения возле помпы, а возле места замера практически отсутствовало. Компрессор был отрегулирован примерно на 200 л воздуха в час, в аквариуме было 280 л воды, распылитель был возле помпы. Сделать так, чтобы и течение было везде, и растения сильно не наклонялись, оказалось невозможным.

pH возле помпы был на ~0,5 ниже, чем в проблемном месте - на уровне 8,6.

Допис від zvz

Т.е. Вы утверждаете, что отражатель из сферического волнового фронта делает плоскопаралельный?

Нет, не утверждаю.

Допис від zvz

В моих оценках отражатель учтён, как ещё одна дополнительная лампа той же мощности, и, я думаю, это - разумная оценка. Чем Вас не устраивают практические результаты "доцентов с кандидатами"? Повторяю: скупые, но упрямые цифры.

Теперь понял. Я поначалу не заметил, что в Вашей последней оценке - 20000 Лк при 2,25 Вт/л - освещенность в два раза больше, чем получается при тех же 2,25 Вт/л по цилиндрической модели. Действительно, разумная оценка. Ну что ж, спасибо за разъяснение. Буду искать ошибку у себя.

Допис від zvz

Не будет этого. В аэрируемом аквариуме при 1 Вт/л растения пузырять не будут по определению. Пузыряние происходит при перенасыщении воды кислородом, если на солнце, то - да, локальная концентрация может быть выше критической. В аэрируемом аквариуме перенасыщения, как правило, не будет (излишек будет "выветриваться").

Хорошо, обойдемся без пузыряния. Оно показательно, но несущественно.

Допис від zvz

Карбонатного налёта тоже при лишь равновесной концентрации СО2 не избежать, если только не делать подмен вообще, а только добавлять удо, не содержащее гидрокарбонатов, и доливать осмос. Тем не менее, в остальном растения будут выглядеть вполне достойно в сравнении с аквариумом аналогичной "разогнанности", но с большей концентрацией СО2 и, соответственно, меньшей освещённостью. Ведь корректно сравнивать именно такие аквариумы.

А вот карбонатного налета хотелось бы избежать, так как он портит внешний вид растений. Если это невозможно, то такой подход к содержанию растений будет иметь несколько меньшую практическую ценность.

[zvz]

Допис від Володя Череп

Погрузил pH-метр на небольшую глубину над теми листьями, на которых был наиболее жесткий карбонатный налет и дождался pH 9. Дальше ждать не стал.

KH мерял не локально - зачерпнул воду из аквариума и титровал соляной кислотой.
pH возле помпы был на ~0,5 ниже, чем в проблемном месте - на уровне 8,6.

Думаю, измерения достаточно корректные. По-видимому Вы не ошибаетесь в Ваших оценках.

Компрессор был отрегулирован примерно на 200 л воздуха в час, в аквариуме было 280 л воды, распылитель был возле помпы.

В этом аквариуме СО2 подавалось? Напомните ещё, пожалуйста, какой был свет?

А вот карбонатного налета хотелось бы избежать, так как он портит внешний вид растений. Если это невозможно, то такой подход к содержанию растений будет иметь несколько меньшую практическую ценность.

Не спорю, в статье не анализируется габитус растений и наличие/отсутствие карбонатного налёта (у риччии его быть не может, кажется), а только прирост биомассы (ну, и этим самым фотосинтезическая активность). А ценность не только практическая ниже, но и экономическая, о чём я писал. Можно заключить, что это "неправильный" способ "разгона". Правильно "разгонять" именно концентрацией СО2 и только после того, как этот ресурс исчерпан, а хочется ещё "быстрее", переходить к повышению света.

[Кокан]

Допис від zvz

Правильно "разгонять" именно концентрацией СО2 и только после того, как этот ресурс исчерпан, а хочется ещё "быстрее", переходить к повышению света.

С этим действительно не поспоришь... Практика показывает тоже самое.

[Володя Череп]

Допис від zvz

В этом аквариуме СО2 подавалось? Напомните ещё, пожалуйста, какой был свет?

CO2 - круглосуточно (брага), аэрация - по ночам. Но иногда я забывал выключать аэрацию и она продолжалась и днем. Света было 0,7 Вт/л с отражателями. Карбонатный налет увеличивался по мере истощения браги.

Допис від zvz

Кстати, Володя, насколько я знаю, карбонатный налёт образуется не от этого. Ведь он образуется только на тех растениях, которые умеют извлекать СО2 из гидрокарбонатов. Или я не прав?

Карбонат кальция образуется при любом способе повышения pH. А некоторые растения (рдест, эгерия, людвигия) поляризуют свои листья, выделяя H+ нижней стороной листа и поглощая H+ верхней стороной листа. Снизу устанавливается локальный pH 6, который вызывает переход части гидрокарбонат-ионов в CO2, а сверху - локальный pH 10, который вызывает переход части гидрокарбонат-ионов в карбонат-ионы, вследствие чего произведение активностей ионов Ca++ и CO3-- увеличивается до произведения растворимости CaCO3, что и приводит к образованию карбонатного налета.

Допис від zvz

А 200л/ч это визуально сильный напор? Так сколько в Вашем случае по оценкам было СО2 возле помпы?

Напор средней силы. Но для уменьшения напора можно ставить больший распылитель. Возле помпы было 1 мг/л CO2.

Допис від zvz

Михаил, как то приводил данные даже о 4 мг/л в аквариуме без СО2 и, кажется, без аэрации.

Это вполне возможно. В одном из моих аквариумов без аэрации при 0,3 Вт/л было 5 мг/л CO2.

[Володя Череп]

Допис від zvz

Я имею в виду именно локальные рН и КН над поверхностью листа. Как Вы их меряли?

Наверное, я все-таки неправильно проводил измерения. Не сходятся результаты моих измерений с теорией.

При pH 9 и моей исходной общей жесткости воды (GH=12) KH не может оставаться на уровне 12 из-за увеличения концентрации ионов CO3(2-) и последующего их осаждения в виде карбоната кальция. За счет этого KH должна была уменьшиться как минимум на 4,5 градуса - до 7,5.

Виталий, приношу свои извинения.

[Кокан]

Володя Череп, У тебя рН измерено локально, а кН в общем объеме. Но ведь КН тоже могло иметь другое значение вблизи листа, там где наблюдается отклонение по рН

[zvz]

Допис від Володя Череп

Наверное, я все-таки неправильно проводил измерения. Не сходятся результаты моих измерений с теорией.

При pH 9 и моей исходной общей жесткости воды (GH=12) KH не может оставаться на уровне 12 из-за увеличения концентрации ионов CO3(2-) и последующего их осаждения в виде карбоната кальция. За счет этого KH должна была уменьшиться как минимум на 4,5 градуса - до 7,5.

Виталий, приношу свои извинения.

Ну, вот, а меня уже убедили, что всё сделано корректно. Ладно, пусть остаётся открытым вопросом.

Я понимаю, что это непростой эксперимент. Беря пробы возле листа, на некоторое время помпу лучше отключить (если соберётесь повторять).

[zvz]

Допис від Володя Череп

При pH 9 и моей исходной общей жесткости воды (GH=12) KH не может оставаться на уровне 12 из-за увеличения концентрации ионов CO3(2-) и последующего их осаждения в виде карбоната кальция.

Кстати, Володя, насколько я знаю, карбонатный налёт образуется не от этого. Ведь он образуется только на тех растениях, которые умеют извлекать СО2 из гидрокарбонатов. Или я не прав?