Аквариумистика как наука

В настоящее время все большей и большей популярностью
пользуется занятие аквариумистикой. Сейчас существует множество транснациональных корпораций (с представительством в СНГ). Они занимаются производством и реализацией самых разных аквариумных комплектующих - от рыбьих кормов до целых аквариумов и мебели под них.
Аквариумистика - это целая наука, образно говоря, экология в миниатюре. И чтобы создать хороший, близкий к естественному биоценозу, а, самое главное, устойчивый аквариум, аквариумист должен знать и разбираться во многих отраслях биологии: ихтиологии, ботанике и зоологии, физиологии растений и животных и др.
В книге «Новые аквариумные растения» мы еще раз пытались разобраться в теоретических и практических основах выращивания высших водных растений в искусственных условиях. Вся трудность заключается в том, что аквариумные растения родом обычно из тропиков и им, соответственно, необходимо подобрать такие световые, температурные и тд. условия среды, позволяющие им нормально существовать и у нас в аквариумах.

Особенности аквариумного культивирования растений

Температура.
Поскольку аквариумные растения родом из тропических и субтропических районов, температура имеет для них очень большое значение. Доказано, что значительный температурный перепад между днем и ночью очень благотворно влияет на рост растений. Большинство аквариумных растений хорошо себя чувствует в пределах 24- 26 градусов.
Освещение. В природе растения хорошо приспособлены к естественным условиям освещения. В аквариуме же растения вынуждены довольствоваться искусственным освещением. Используются для этих целей обычно люминисцетные лампы. У этих ламп высокая светоотдача, а также можно создать любой спектр излучения и любую интенсивность (о свете см. ниже).
Грунт.
Большинство аквариумных растений болотного происхождения, питательные вещества получают при помощи развитой корневой системы, поэтому состав грунта играет большую роль в жизнедеятельности растений. Важно, чтобы грунт был пористым, для хорошей циркуляции воды и вместе с этим богат питательными веществами. Рекомендуется в качестве удобрения использовать сапропель с луговой землей и голубую глину. В тоже время такой грунт обязательно необходимо перемешивать во избежание слеживания и слипания.
Вода.
Для фотосинтеза и роста растений углерод в воде является жизненно важным компонентом. Растения снабжаются им из различных компонентов: СО2, Н2СО3, НСО3, СО3 и тд. питательные вещества в воде берутся главным образом из продуктов жизнедеятельности рыб, также в воду вносят удобрения. Разные растения требуют разные показатели жесткости воды, но жесткость свыше 15 dGH считается неблагоприятной. Избытки извести многие растения способны выводить в осадок (явление инкрустации) и , иногда, использовать во время фотосинтеза в качестве источника углерода. Значение рН специфично для каждого вида растений и определяет, в каком виде будут находиться химические соединения в воде (например углерод в виде двуокиси или гидрокарбонатов). Циркуляция воды должна осуществляться постоянно, так как верхние слои воды более сильно нагреты и богаты растворенными газами. Достигается она, как правило, при помощи внутреннего фильтра. Высокое содержание кислорода всегда благотворно действует на все живое и является критерием благополучного содержания аквариума. При бурном росте растений величина насыщения воды О2 может вырасти до 130%. Также О2 способствует более хорошему усвоению питательных веществ и в меньшей степени их выпадение в осадок.
Свет.
Солнечный свет является единственным поставщиком энергии на Землю. Видимый свет является узкой полосой в спектре электромагнитных волн, которые отличаются друг от друга длиной. Свет находится в диапазоне 380-780 нм. Свет, воспринимаемый нами как белый в действительности является смесью цветов с различной длиной волны и располагающихся в ряду, называемом гаммой.
Продолжительность солнечного света, то есть относительная продолжительность светового и темнового времени суток, влияет на очень многие биологические процессы на Земле.
С изменением угла падения солнечных лучей меняется спектральный состав света. При низком положении солнца спектр сдвигается в длинноволновую область. Переход света из атмосферы в воду носит название фазовый переход. При этом часть света просто отражается от водной поверхности, отражательная способность воды не одинакова и зависит от целой группы факторов. В аквариумах, если источник света уже заведомо расположен к водному зеркалу под углом, то в воду лучей попадет крайне мало. Во время фазового перехода свет меняет угол падения. Также, если в воде содержатся взвешенные частицы, то свет может либо поглотиться ими, либо от них отразиться. Поглощается свет и растворенными веществами (гуминовыми кислотами, например). Отражение и поглощение света - это потери, которые вместе обозначаются как световое ослабление. Длина волны с глубиной меняется. Грубо говоря, свет проникает тем глубже в воду, чем короче длина волны. Измеряют свет несколькими величинами: Яркость света измеряется в свечах (кд). Освещенность измеряется в люксах (лк).Световой поток меряют в люменах. Очень важно обращать внимание на соотношение светового потока и потребляемой из сети мощностью. Это соотношение называется светопередачей (лм/вт). Очень большое количество энергии тратится на тепло в лампе, поэтому, чем выше световой поток при одинаковой мощности, тем выше светопередача и ниже высвобожденное количество теплоты.
Очень удобны в качестве источников освещения люминисцетные лампы. Это трубки, заполненные смесью паров ртути и благородных газов. Ток высокого напряжения, проходя по этой трубке, вызывает образования ультрафиолета, который в свою очередь, проходя сквозь люминофор, вызывает свечение лампы. Люминофор можно подобрать так, что лампа будет иметь какой-либо определенный спектр свечения. На этом основано производство различных ламп для растений и т.д. Этого, безусловно, нельзя добиться от обычных ламп накаливания. Второе преимущество заключается в том, что они экономичнее ламп накаливания в 5 раз, а света при этом вырабатывают больше. (Более подоробно эти аспекты мы рассмотрели в первой части книги).
Погруженные водные растения могут осуществлять развитие при недостатке света. Слабое проникновение света даже на сравнительно небольшой глубине обусловило у растений частичное или полное отсутствие дифференциации на губчатую или полисадную паренхиму, сказалось на биосинтезе основного пигмента - хлорофилла в клетках эпидермиса. Такого рода изменения способствуют более полному и экономному использованию проникающего в воду света в фотосинтезе.
У высших водных растений в том числе аквариумных преобладает вегетативный тип размножения, наблюдается атрофирование зародыша и угнетение полового процесса, что является также приспособлением к температурным условиям, в основном к пониженным температурам. Действие пониженных температур сказывается на соотношении накопления отдельных видов пигментов и способствует биосинтезу антоциана, который придает стеблям и листьям красно-фиолетовую окраску. Этот вопрос мы подробно рассмотрели в четвертой части книги.
Высшие водные растения могут быть способны покрываться известковыми корочками. Это называется явлением инкрустации. Оно распространено в водоёмах с жёсткой, богатой известью водой. Инкрустация связана с фотосинтезирующей активностью растений. Водные растения в процессе фотосинтеза могут поглощать углерод свободной углекислоты и карбонатов. Это явление часто наблюдается в аквариумах.
Хлорофилл - основной пигмент растений, отвечающий за фотосинтез. Находится он в мембранах тилакоидов хлоропластов. Основным фотосинтезирующим органом является лист. У водных растений он, как правило, имеет более упрощенную структуру по сравнению с наземными растениями. Так, например, у водных растений слабо развита
механическая и проводящая системы листа, погруженные растения не имею устьиц, нет или слабо развита кутикула, отсутствует палисадная ткань, хлоропласты имеются даже в эпидермисе. (Об этом мы рассказали в пятой части).
Из большого числа самых различных пигментов только хлорофилл способен осуществлять преобразование энергии, все остальные пигменты (каротиноиды, фикобилины и т.д.) участвуют лишь процессах поглощения и миграции ее, то есть играют вспомогательную роль. Хлорофилл же прекрасно приспособлен к поглощению, запасанию и миграции энергии.
В химическом отношении - хлорофилл представляет собой соединение группы магнийпорфиринов. Магний (Mg) в растениях находится в молекуле хлорофилла (около 10% общего количества этого элемента в растениях), еще он находится в клеточном соке и протоплазме. Магний принимает участие в фотосинтезе, процессах дыхания и энергетического обмена, оказывает существенное влияние на деление клеток, синтез нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов.
Ряд растений обладают высокой чувствительностью к содержанию магния. При недостатке магния содержание хлорофилла в зеленых частях растения уменьшается, листья (прежде всего нижние) становятся пятнистыми, "мраморными", бледнеют, а вдоль жилок сохраняется зеленая окраска,
затем листья постепенно желтеют, скручиваются с краев и преждевременно опадают. Развитие растений замедляется и ухудшается их рост.
Это мы рассмотрели в части 3.

И , наконец, о научных целях аквариумистики в вопросах водных растений. На наш взгляд, это:
- исследование действия различных спектаровов света, температур и других факторов при выращевании растений,
- исследования факторов света и других при переходных процессах аквариум –палюдариум, теплица –аквариум.
С целью:
- определения морфометрических характристик растений,
- определения содержание пигментов в фотосинтетическом аппарате,
- сравнения ростовых и функциональных характеристик водных растений.

Результаты таких исследований по отдельным видам растений могут быть представлены к защите диссертаций в области биологии.





К.т.н., с.н.с. Михаил Климовицкий