Среди новичков в аквариумистике часто возникает мнение о необходимости использования жидких удобрений для успешного роста водных растений. Однако, чаще всего это приводит не к улучшению их роста, а к разрастанию водорослей. Возникает вопрос: как лучше обеспечивать питание аквариумных растений - через грунт или воду?
Исследования показывают, что основной способ питания водных растений происходит через корни, несмотря на разнообразие подходов к этому вопросу. Даже у такого популярного водного растения, как кабомба (Cabomba), оказывается, что основным источником питания является корневая система, несмотря на то, что у этого длинностебельного вида корни кажутся незначительными.
Согласно последним исследованиям, основной способ поглощения питательных веществ растениями - через корни. Если растение не успеет достаточно укорениться, его листья не смогут развиться полноценно. Время, необходимое для укоренения, может варьироваться от 3-4 дней до одной-двух недель у молодых растений.
В аквариумах чаще всего используются грунты из речной гальки или окатанного кварца диаметром 2-8 мм. Недавно все более популярными стали грунты на спеченной земле (SOIL - Грунты). Когда грунт в аквариуме начинает насыщаться (обычно через 2-3 месяца после запуска), растения начинают активно расти. Это происходит благодаря химическим реакциям, происходящим на частицах глины, заложенной при запуске аквариума, и органических веществ в самом аквариуме. Эти реакции приводят к притяжению катионов важных элементов питания растений, таких как Ca+, NH4+, Mg2+, K+.
Глина обладает уникальными свойствами, благодаря которым она способна удерживать питательные элементы на своей поверхности в десятки тысяч раз больше, чем песчинки грунта. Кроме того, частицы глины способны связывать анионы, такие как фосфаты, которые затем адсорбируются на окислах железа и марганца. Это делает глину важным источником питательных веществ в почве, где концентрация фосфатов гораздо выше, чем в верхних слоях воды. Интересно, что тесты в аквариумах часто не могут точно определить уровень фосфатов, так как они быстро оседают в грунте и начинают воздействовать гораздо позже, чем многие предполагают.
В почвенных растворах присутствуют не только перечисленные катионы и анионы, но и различные микроэлементы, включая железо, цинк, медь и молибден в различных окислительных состояниях. Растения способны абсорбировать эти элементы через корневую систему, выделяя органические кислоты на кончиках корней, что способствует растворению питательных веществ. После этого корни растений могут эффективно усваивать важные для них элементы, такие как железо и фосфор.
Следующий важный вопрос, который возникает, связан с анаэробностью почвы.
При обсуждении успешного роста водных растений в аквариуме опытные аквариумисты часто подчеркивают важность "созревания аквариума". Этот процесс предполагает активацию бактерий, грибков и водорослей, что способствует формированию устойчивой экосистемы. Также в этот момент начинают функционировать бактерии и химические процессы в грунте. Следует отметить, что процессы восстановления металлов в грунте происходят в анаэробной зоне - в области без доступа кислорода, расположенной в нижней части грунта.
При исследовании химических реакций при проникновении в грунт с поверхности можно наблюдать изменение редокс-потенциала от положительных к отрицательным значениям. Верхний слой грунта содержит кислородо насыщенную воду с окислительно-восстановительным потенциалом +816 мВ. Ниже находится слой, где происходит нитрификация с редокс-потенциалом +412 мВ, а еще ниже - слой, где происходит растворение марганца с редокс-потенциалом +396 мВ. На глубине нескольких сантиметров находится слой, в котором происходит растворение железа с редокс-потенциалом -196 мВ.
На глубине находятся различные слои, каждый со своим уникальным редокс-потенциалом: слой, где происходит выделение сероводорода с редокс-потенциалом -215 мВ, слой, где происходит выработка метана с редокс-потенциалом -244 мВ, и самый глубокий слой, где вырабатывается водород с редокс-потенциалом -413 мВ.
Поверхность грунта представляет собой окисленную микрозону, играющую ключевую роль в биохимических процессах. Здесь происходят химические реакции окисления аммония и сероводорода, что делает эту микропленку важным барьером для токсичных веществ, которые могут быть вредны для водных организмов.
В слое, где происходят все необходимые процессы, рекомендуется иметь толщину несколько сантиметров. Ниже этого слоя вода становится сильно восстановленной и анаэробной. Для обеспечения оптимальных условий для жизни в аквариуме, рекомендуется поддерживать толщину слоя грунта от 6 до 10 см, особенно у задней стенки.
Глубокий слой грунта необходим для полного цикла всех химических и биологических реакций, происходящих в природе. Небольшой слой грунта может ограничить возможность этих реакций и привести к проблемам с ростом растений в аквариуме.
Недостаточное количество грунта может привести к негативным последствиям, таким как загнивание и недостаточная биофильтрация. Для оптимального функционирования аквариума важно поддерживать умеренную анаэробность грунта, что достигается контролем значений редокс-потенциала в диапазоне от +50 до +120 мВ. Это способствует здоровому росту растений и эффективной биофильтрации, предотвращая загнивание грунта. Для достижения оптимального редокс-потенциала рекомендуется регулярно проводить уборку аквариума с использованием поверхностной сифонки для грунта, избегая излишнего вмешательства, и удалять отмершие части растений.
В аквариуме важно поддерживать оптимальное количество гидробионтов. При начале эксплуатации аквариума, обычно наблюдается низкий уровень pH в грунте, однако со временем pH постепенно увеличивается и стабилизируется на нейтральном уровне. Нейтральный pH грунта является благоприятным условием для здорового роста растений. В случае кислой среды, можно использовать глиняные таблетки или шарики для повышения pH, но следует соблюдать умеренность в их применении. При выращивании растений, рекомендуется использовать красную или серую глину с небольшим добавлением песка.
Растения обладают удивительной способностью адсорбировать все необходимые элементы питания из воды, что способствует более эффективному усвоению питательных веществ в течение времени. Для улучшения питания растений можно применить метод обработки высушенных шариков или лепешек глины макро- и/или микроудобрениями. Этот подход не только обеспечивает растения необходимыми питательными элементами, но также предотвращает развитие водорослей. Кроме того, эффективным способом внесения удобрений является использование жидких или пастообразных удобрений, которые можно наносить прямо под корни с помощью шприца.