Растениями-индикаторами называют растения, тесно связанные с определѐнными экологическими условиями. По их присутствию узнают о содержании определѐнных микроэлементов и веществ. На изменения окружающей среды растения-индикаторы реагируют изменением внешнего вида и химического состава; количество их может резко возрасти или, наоборот, уменьшиться.
Растениями-индикаторами пользуются при оценке механического и химического состава почвы, в поисках пресных вод в пустыне и при разведке полезных ископаемых. Им отводится важная роль в индикационной геоботанике, экологии, физиологии и биохимии растений, биогеографии, геологии, геохимии, гидрогеологии и других науках.
Не каждое растение может быть индикатором. Лучшими индикаторами являются так называемые стенобионты. Виды, приспособленные к существованию в строго определенных условиях и не выносящие больших колебаний окружающей среды по сравнению с видами, существующими при значительных изменениях или в различных условиях окружающей среды. Численные соотношения различных видов и популяций часто служат лучшим индикатором, чем численность одного вида, так как целое лучше, чем часть, отражает общую сумму условий. Это особенно явственно проявляется при поисках биологических индикаторов разных типов загрязнения.
Не обязательно разводить в аквариуме рыб и других животных, но наличие в нем водных растений необходимо. Аквариум ценен для наших квартир и как увлажнитель воздуха, а кроме этого, по мнению психологов, наблюдение за жизнью водных обитателей успокаивает психику городского жителя лучше, чем просмотр развлекательных телепередач.
Обычно аквариум заполняют той водой, которая наиболее доступна,- из водопроводного крана, особо не задумываясь, насколько она соответствует предъявляемым требованиям и ограничиваясь отстаиванием для удаления последствий хлорирования. Между тем для жизни обитателей аквариума, как рыб, так и растений, важны многие характеристики воды, такие как рН, жесткость, редокс-потенциал, наличие химических примесей. Нередко, купив в магазине новое растение, начинающий аквариумист вместо его роста и размножения в своем аквариуме наблюдает гибель, не понимая в чем дело.
Следует отметить, что при измерении рН воды с помощью индикаторной бумаги результаты зачастую оказываются неверными. Причем опасность ошибки тем больше, чем мягче вода. Полностью обессоленная вода забирает из воздуха углекислоту, и даже самое малое количество углекислого газа оказывает влияние на показатель рН любой воды. Так, в мягкой воде в период интенсивного фотосинтеза, вследствие потребления растениями растворенного в воде углекислого газа рН может возрастать до 10–11. Вследствие ночного насыщения воды углекислым газом (в аквариумах, не оснащенных приборами аэрации) показатель рН понижается, а днем – возрастает. Дистиллированная вода в равновесии с углекислым газом при 15 °С дает показатель рН 5,7.
В умеренном климате вода природных водоемов обычно слегка щелочная – рН 7,5–9. Только в болотах или водоемах, регулярно попадающих под кислотные дожди, рН < 4,5–5,5. Кисловаты и воды тропической зоны с рН 5–6,8, хотя вода в некоторых африканских озерах отличается щелочной реакцией, имея рН 9–10. Так как в наших аквариумах преобладают тропические водные растения из разных мест, при подборе следует учитывать их требования к кислотности воды. Отстоянная в течение суток водопроводная вода имеет реакцию, близкую к нейтральной, с рН 6,8–7,2.
Большинство растений хорошо развивается в воде, показатель которой близок к нейтральному – рН 7,0. При показателе рН ниже 5,0 и выше 8,5 они чаще всего перестают расти или погибают. В пределах одного ботанического рода встречаются растения с разной требовательностью к кислотности воды. Так, апонегетон жестколистный хорошо растет при рН 7,2–8,5, а апонегетон волнистый – при рН 6–7. В таблице 5 приведены основные аквариумные растения и их отношение к показателю рН.
Такие растения, как бликса колючесеменная (Blyxa echinosperma), больбитис Геделота (Bolbitisheudelotii), камомбы каролинские прекраснейшая и закрученнолистная (Camomba carolliniana pulcherrima, Camomba carolliniana tortifolia), лагенадpa Меебольда (Lagenandra meeboldii), мох ключевой (Fontinalis antiperetica), риччия плавающая (Riccia fluitans), роталы Уоллича и крупнотычинковая (Rotala wallichii, Rotata macrandra), при сдвиге рН в щелочную сторону деградируют и гибнут. Таким образом, они выступают индикаторами изменения кислотности среды в сторону подщелачивания. Учитывая, что наша вода, как правило, более щелочная, чем могут вынести эти растения, ее следует подкислить, контролируя рН с помощью индикаторов. Для подкисления аквариумной воды пригодна ортофосфорная кислота (Н3РО3). Попытки использования таких распространенных кислот, как серная, соляная или уксусная, могут привести к гибели водных организмов. Подкислить воду можно добавлением экстракта торфа или отвара ольховых шишек. Кроме этого, подкисление происходит и естественным путем. В аквариуме, из которого своевременно не удаляют остатки гниющих растений, несъеденного корма и экскрементов рыб, накапливается избыток органических веществ, что приводит к повышению кислотности.
Сами растения способны влиять на активную реакцию воды, меняя ее в соответствии со своими жизненными потребностями. Так, эхинодорусы регулируют кислотность воды, не допуская ее резких колебаний. В жесткой воде у них на листьях образуется известковый налет, что смягчает водную среду. При высокой карбонатной жесткости растениям не хватает растворенной в воде углекислоты, поэтому они поглощают нижней стороной листа бикарбонат кальция, растворяют внутри листа связанную углекислоту и выделяют с верхней стороны гидроокись кальция. Процесс отложения кальция днем при ярком освещении увеличивается, а ночью снижается. Таким образом эхинодорусы регулируют суточные колебания показателя рН, который днем при ярком свете в верхних слоях воды быстро растет, а ночью снижается. Возрастание показателя рН связано с одновременным уменьшением жесткости воды.
Суточные колебания показателя рН отрицательно влияют на криптокорины, некоторые апоногетоны, барклайю. Криптокорины сами настолько активно подкисляют воду, что ощутимо влияют на рост чувствительных к переменам рН соседствующих с ними растений.
Ввиду естественного загрязнения воды, становящейся более кислой, аквариумисту для нормального роста многих растений приходится искусственно ее подщелачивать. Не следует применять такие сильные щелочи, как едкий натр (NaOH) или едкое кали (КОН). Добавление их раствора в аквариумную воду вызывает резкое ощелачивание, которое, однако, сохраняется лишь несколько часов из-за активного воздействия водных организмов. Стабильного сдвига рН в щелочную сторону можно достичь с помощью добавления в аквариум питьевой соды (NaHCO3) в дозе 0,2–0,5 г на 1 л воды. Ценность соды – в ее буферных свойствах. В растворе она ведет себя как щелочь, а при взаимодействии с сильными щелочами проявляет кислотные свойства. Даже при передозировке пищевой соды рН воды не поднимется выше 8,4.
В тоже время подщелачивание мягкой воды питьевой содой не дает стойкого результата, а повышение содержания натрия оказывает токсическое воздействие на растения. Поэтому перед внесением питьевой соды следует поднять жесткость воды не менее чем до 8 °dH.
Жесткость воды является важным показателем, влияющим на рост водных растений. Обычно обозначают ее как °dH. Один градус dH соответствует 20 мг/л кальция или 12 мг/л магния. Жесткость воды зависит от наличия в ней карбонатов, сульфатов и других соединений. Различают временную и постоянную жесткость, вместе дающих общую жесткость. Временная, или карбонатная, жесткость вызвана наличием гидрокарбонатов кальция и магния, разлагающихся при кипячении. Постоянная, или некарбонатная, жесткость вызвана наличием сульфатов кальция, магния и подобных соединений, и под действием кипячения не изменяется. Нередко для аквариума используют воду, взятую из природных источников. Для сравнения в таблице 6 приведена характеристика жесткости воды некоторых рек.
По степени жесткости вода бывает:
- очень мягкая, менее 5 °dH;
- мягкая, 5–8 dH;
- средней жесткости, 9–16 °dH;
- жесткая, 17–32 °dH;
- очень жесткая, 33 °dH и более.
Индикаторами мягкости воды служат американские виды растений – эхинодорус нежный (Exinodorus tenellus) и эхинодорус озирис (Echinodorus osiris). В очень мягкой воде они быстро гибнут. В противоположность им камомба каролинская прекраснейшая (Cabomba Carolina pulcherrima) из Северной Америки для нормального роста, наоборот, требует очень мягкой воды.
При жесткости выше 5 dH листья камомбы мельчают, рост замедляется и растение постепенно отмирает. Не выносят избытка солей и такие аквариумные растения, как бликса колючесеменная, больбитис Геделота, камомба спиральнолистная, лагенадра Меебольда, мох ключевой, риччия, ротала Валлиха, ротала крупнотычинковая. Сравнивая с вышеприведенными списками, можно заметить, что это те же самые растения, которые не выносят щелочной реакции воды.
Приведенные в таблице 5 растения по их чувствительности к показателям рН можно экстраполировать и по чувствительности к жесткости воды. Так, растения, хорошо растущие в пределах рН 6–7, выносят пониженную жесткость 1–8°dH (первая строка). Во второй строке приведены растения лучше развивающиеся при рН 7,2–8,5 и 9–16 °dH, а в третьей строке указаны растения нормально растущие в более широких диапазонах кислотности и жесткости воды.
Жесткость воды в аквариуме поднимают, добавляя 10%-ный раствор хлористого кальция (CaCl2), который можно приобрести в аптеке или приготовить самостоятельно, 6,7%-ным раствором сульфата магния (MgSO4). Берут 50 г сульфата магния, называемого в просторечьи горькой, или английской солью, и растворяют в 1 л воды, получая раствор, удобный для доливания в аквариум. Использовав по 1 мл каждого из двух маточных растворов на 1 л аквариумной воды, мы повышаем ее жесткость примерно на 4 °dH.
Если же нужна очень мягкая вода, то используют дистиллированную воду. Смягчают воду с исходно высокой жесткостью кипячением. После кипячения ее отстаивают и осторожно сливают с осадка. Сделать воду мягкой можно добавлением к жесткой воде и воде средней жесткости 1 -2 г этилендиаминтетра уксусной кислоты (ЭДТА) или ее натриевой соли (трилон-Б).
Еще одним важнейшим показателем аквариумной воды является окислительно-восстановительный потенциал, или редокс-потенциал – rН. Он измеряется при помощи специального прибора – рН-метра и имеет следующие значения:
- 0–5 – полностью востановленная среда;
- 6–11 -сильно восстановленная;
- 12–17 – умеренно восстановленная;
- 18–23 – слабо восстановленная;
- 24–29 – слабо окисленная;
- 30–34 – умеренно окисленная;
- 35–39 – сильно окисленная;
- 40–42 – полностью окисленная.
Скорее всего, большинству аквариумистов рН-метр недоступен. Тогда для слежения за редокс-потенциалом применяют сами аквариумные растения. В качестве индикатора органического загрязнения аквариумной воды можно использовать эхинодорусы (кроме наиболее устойчивого эхинодоруса мелкоцветкового). Если начинается их деградация – значит, пора начинать чистить аквариум. Помочь в оценке редокс-потенциала могут данные таблицы 7.
Низкий редокс-потенциал губителен для растений, однако и резкий перенос их в свежую воду также может оказаться катастрофой. Чтобы подводный сад после периода расцвета не погиб, воду в аквариуме следует постепенно обновлять.
В природной обстановке в водоемах проходят процессы обновления, которые невозможны в такой маленькой замкнутой системе, как домашний аквариум. Даже применение различных фильтров не спасает положения: ведь очищенная вода с тем же самым редокс-потенциалом возвращается обратно.
Поэтому с момента пышного развития основных растений в аквариуме начинают регулярно, раз в две недели, обновлять воду, заменяя примерно пятую часть старой воды отстоявшейся свежей. При полной чистке аквариума в него возвращают третью часть старой воды, а новую доливают постепенно в течение недели, добавляя ежедневно не более одной части от полного объема. Чем меньше объем аквариума, тем осторожнее следует проводить смену воды.
Автор: Меженский В.Н.
