* Frey H. Lexikon der Aquaristik. — Leipzig, 1976, s. 139.
Только при такой освещенности удается получить обильное и плотное разрастание различных водных растений. Необходимую и достаточную освещенность аквариума создают очень немногие любители. Ну а те, кто не сумел дать своим подводным питомцам необходимую освещенность, разглядывают картинки в зарубежных книгах и недоумевают: как же создают «голландский аквариум» (так называют аквариум, растения в котором высажены ярусами в зависимости от их размера и потребности в свете, причем грунта совсем не видно — он покрыт низкорослыми видами)? Следовательно, чтобы аквариум приобрел задуманный вид, кроме интенсивности освещенности для всего подводного сада нужно знать, какое количество света требуется и отдельным группам растений. Потребность эта не одинакова, при искусственном освещении она составляет 800 — 3000 лк (по Брюннеру).
Итак, большинству гидрофитов (см. таблицу) требуется средняя и умеренно высокая освещенность. Но отдельные виды могут и в этих пределах довольствоваться разной освещенностью, о колебаниях которой можно судить по черточкам у названий некоторых родов.
Тропический день, как известно, длится 12 ч. Когда аквариум освещается светильником меньшей мощности, чем требуется по норме, допустимо продлевать световой день до 16 ч.
Кажется, основные вопросы, связанные с освещенностью, мы выяснили. Но стоило ли уделять столь много внимания освещенности растений в воде? Стоило. Интенсивность фотосинтеза прямо зависит от освещенности. Освещенность, при которой количество выдыхаемого углекислого газа и потребляемого при фотосинтезе оказывается одинаковым, является оптимальной для растений в аквариуме. Естественно, что для более светолюбивых растений она выше, чем для теневыносливых.
Допустим, что освещенность выше. Тогда фотосинтетическая деятельность растений будет протекать активнее и количество выдыхаемого растениями и вообще находящегося в воде углекислого газа начнет катастрофически уменьшаться. В какой-то момент светового дня углекислого газа — «пищи» для фотосинтетической деятельности растений — совсем не окажется. Растения начнут либо голодать, либо добывать углекислый газ другим способом. Каким — несколько позже. Это специфическая особенность водных растений, о ней придется подробно поговорить несколько дальше. Пока же нам надо усвоить, что избыточное освещение — это не благо: не все водные растения могут добывать углекислый газ специфическим путем, и те, которые этого «не умеют», голодают и постепенно деградируют.
Допустим, что освещенность аквариума недостаточна, тогда фотосинтетический процесс протекает вяло, углекислого газа выделяется при дыхании больше, чем поглощается при фотосинтезе. Дыхание рыб и других животных, да в конечном счете и самих растений в аквариуме затрудняется: растения явно голодают, начинают деградировать и гибнут. Недостаточная освещенность — одна из причин гибели водных растений зимой. При подогреве воды количество растворенного в ней кислорода еще более уменьшается, а если к тому нее и освещенность недостаточная, гибель растений ускоряется. Погибают, естественно, не все растения, и не сразу: самые светолюбивые — раньше, что еще более запутывает подводного садовника.
До сих пор мы вели разговор как бы перед дверью необычной подводной лаборатории. Наверное, пора и войти? Но прежде необходимо сказать несколько слов о довольно сложных для неспециалиста процессах дыхания и фотосинтеза — ведь на двери нашей лаборатории написано: «Химическая». Заранее давайте договоримся: кому будет трудно, пропустите эту часть главы. А кто всерьез заинтересован подводным садом, тому без этих сложностей не обойтись.
* Вент Ф. В мире растений.— М.: Мир, 1972, с. 59, 62.
Как протекает дыхание? Поглощается кислород, окисляются углеводы, выделяется углекислый газ и образуется энергия, используемая растением на рост и развитие*. Это на словах. А теперь в химической формуле:
С6H12О6 + 6 О2 → 6 CО2 + 6 Н2O + химическая энергия.
А что такое фотосинтез? Это построение из воды и углекислого газа углеводов, аминокислот и других органических веществ. При этом не выделяется, а поглощается энергия, лучистая энергия Солнца. Представим и этот процесс в формуле
6 CО2 + 6 Н2O + солнечная энергия → С6H12О6 + 6 О2.
Но мы только приоткрыли дверь в химическую лабораторию. У водных растений все протекает значительно сложнее, чем у растений суши. Погруженные растения добывают углекислый газ, разумеется, из воды, там он присутствует растворенный. Много его в воде или мало? Кислорода в воде явно меньше, чем в атмосфере: 1 л воды содержит всего 7 см3, в то время как 1 л воздуха — 210 см3. А вот углекислого газа в воде в 50 — 75 раз больше, чем в воздухе.
Вода, не содержащая CО2, имеет нейтральную реакцию; растворяя углекислый газ, вода подкисляется. Практически в большинстве водоемов есть углекислый газ и свободный, и вступивший в соединение с водой; имеется и ряд других соединений, в которых углекислый газ более или менее прочно связан. Соответственно вода может быть кислой, щелочной или нейтральной. В пресной воде содержатся многие соли; например, в речной на хлориды приходится 5,2%; сульфаты 9,9%, карбонаты 60,1%; на соединения азота, фосфора, кремния и органические вещества 24,8%; в стоячей воде содержится 6,9% хлоридов, 13,2% сульфатов, 79,9% карбонатов. Только солей в пресной воде, конечно, значительно меньше, чем в морской.
Соленость выражается в особых единицах — промилле (‰); одной промилле отвечает содержание 1 г солей в 1 л воды. Так вот, соленость океанской воды примерно 35 ‰, а пресной речной от 0,5 до 2 — 3 ‰. Многие водные растения отрицательно реагируют даже на незначительное изменение солености воды (это важно знать тем любителям растений, которые держат в аквариумах и рыб, причем порой пытаются этих рыб лечить поваренной и другими солями). Необходимо познакомиться с двумя весьма важными показателями воды — активной реакцией воды (рН) и редокс-потенциалом rH.
Часть молекул воды Н2O постоянно диссоциирует на ионы H+ и OH–. В 1 л воды при 25° С содержится всего 10-14 ионов. Если ионов H+ и OH– содержится равное количество, по 10-7 в 1 л, то вода будет нейтральной:
10-7 H+ х 10-7 OH– = 10-14.
Обычно в качестве показателя активной реакции воды берется десятичный логарифм показателя концентрации ионов с обратным знаком. Следовательно, нейтральному водородному показателю соответствует цифра 7. Если рН меньше 7 — вода кислая, если больше 7 — щелочная. Показатель рН зависит от температуры воды: чем она ниже, тем содержание ионов водорода меньше.
В природных водах показатель рН довольно устойчив, поскольку растворенные в них карбонаты представляют собой своеобразный буфер, препятствующий резким изменениям этого показателя. В воде, называемой мягкой, содержащей мало карбонатов, по мере насыщения воды углекислым газом показатель рН уменьшается. Так, в мягких водах бассейна Амазонки рН обычно колеблется от 6,3 до 6,9. Но в особо мягких, называемых черными, водах — в них обитают некоторые виды эхинодорусов — рН в течение года может не превышать 4,8 — 5,6*. Мягкие воды реки Невы также не способствуют устойчивости показателя рН. В период, интенсивного фотосинтеза показатель рН увеличивается до 10 — 11, особенно у поверхности, в зарослях растений, вследствие почти полного потребления растениями из воды растворенного углекислого газа**. Богатые карбонатами воды Москвы-реки и Волги не знают таких резких колебаний активной реакции воды.
* Kosmos-Handbuch Aquarienkunde. — Stuttgart, 1978, s. 396 — 402.
** Вальтер Г. Растительность земного шара.—М.: 1975. Т. 3, с. 313 — 315.
В аквариумах, где отсутствует постоянный приток воздуха от приборов аэрации, а вода мягкая, ночью вследствие насыщения воды углекислым газом показатель рН понижается, днем повышается. Такие колебания реакции воды отрицательно воспринимаются стеноионными (stenos — узкий) растениями — криптокоринами, некоторыми апоногетонами, барклайей — и совершенно не действуют на более устойчивые эвриионные (ewrys — широкий) виды. В целом все виды растений сформировались при определенных показателях рН. Эвриионные виды пластично приспосабливаются к большим или меньшим отклонениям от этих природных показателей, стеноионные с трудом выдерживают резкие изменения природных констант. Поступление воздуха в воду через аэраторы уменьшает амплитуду колебаний показателя рН как за счет движения воды в вертикальной плоскости, так и за счет постоянного растворения в воде углекислого газа, поступающего через аэратор из жилых помещений.
