Про углекислый газ (CO2) в аквариуме. Часть I. Основные положения
Добавлено: 22 янв 2025, 22:26
Про углекислый газ (CO2) в аквариуме
Этой статьёй я начинаю небольшой цикл про CO2 в аквариумистике.
Я планирую ознакомить новичков (а, может, и не только) с общими вопросами применения углекислого газа в аквариумистике, с методами подачи и контроля за содержанием CO2 в аквариуме. Ну и постараюсь описать свой личный опыт использования газа в аквариуме.
Часть I. Основные положения
Диоксид углерода или двуокись углерода (также углекислый газ, углекислота, оксид углерода(IV), угольный ангидрид) — бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха, с химической формулой CO2 необходим для роста растений. Двуокись углерода в чистом виде представляет собой газ как и кислород и его можно легко растворить в воде.
Растения на 40-50% состоят из углерода. В естественных условиях концентрация CO2 в воде составляет от 15-40 мг/л. Но в аквариуме этот показатель всегда стремится к нулю, несмотря на то, что растения, рыбы и другие обитатели аквариумов выделяют его процессе своей жизнедеятельности.
Естественная среда, необходимая для энергичного роста растений, как правило, имеет сравнительно богатое содержание углекислого газа вследствие разложения органики и выхода CO2 из-под земли. В грунтовых водах, из которых углекислый газ не может беспрепятственно улетучиваться, его содержание зачастую достигает довольно высокой концентрации. По этой причине практически любая родниковая вода богата CO2. Во время весеннего паводка уровень CO2 может достигать 40-50 ppm, постепенно снижаясь по мере течения талых вод.
Такие показатели CO2 намного выше, чем стандартные 2-3ppm, характерные для обычных аквариумов, в которые не подается CO2 (этот показатель соответствует атмосферной концентрации углекислого газа).
В естественной водной среде содержание CO2, как правило, возрастает в ночной период и быстро используется водными растениями, как только появляется солнечный свет. В крошечных водоемах концентрация углекислого газа и РН колеблются с огромной амплитудой, когда встает солнце и начинается фотосинтез.
Многие водные растения обитают в быстротекущих потоках и на мелководье, где площадь поверхности огромна в отношении к глубине и количеству воды, и растения могут получать CO2 из воды, текущей мимо них. Существуют также виды растений, приспособившихся жить при минимальном содержании растворенного в воде углекислого газа. И они будут хорошо расти даже без насыщения воды CO2. Кроме того, некоторые растения могут удовлетворять свои потребности в углероде иными способами. Например, получая его из карбонатов и бикарбонатов, расщепляемых в водной среде (например, такие виды, как виды Valisneria и Ceratophyllum). Такая флора более характерна для более щелочных вод. Однако этот процесс очень энергоемок по сравнению с извлечением растворенного в воде CO2. Многие аквариумные растения, которые мы выращиваем в аквариумах, способны удовлетворять свои потребности в CO2, получая его в основном из воздуха.
Поскольку углерод является основным компонентом растительной ткани, он оказывает наибольшее влияние на рост растений. И хотя мы считаем азот, фосфор и калий важными компонентами для развития растений, они составляют лишь небольшую часть растительной массы по сравнению с углеродом. Растение использует в десять раз больше этого элемента по массе, чем все остальные макроэлементы вместе взятые.
В природе большинство водных растений – это болотные виды, которые способны жить либо под водой (погруженный рост) либо над водой (надводный рост). Если имеется выбор, то растение, как правило, предпочитает возвышаться над уровнем воды, чтобы иметь доступ к газообразному CO2. Поскольку диффузия газа в воде идёт в 10.000 раз медленнее, чем в воздухе, растениям легче дышать в воздушной среде. Их потребности в углероде гораздо лучше удовлетворяются при надводном росте.
Вода – не идеальная среда для растений, поскольку диффузия газа в ней происходит гораздо медленнее, чем в воздухе. Из-за этого многие водные растения адаптируются с целью обеспечить себе наилучший газообмен, например, путем значительного изменения собственной формы.
Например, растущие в воде листья часто имеют рассеченную форму. Это создает дополнительную площадь для поглощения углекислого газа и фотосинтеза. Подводные виды растений лишены внешней защитной оболочки, необходимой наземной флоре для ограничения потерь воды. Поверхностные клетки водных растений способны поглощать воду, питательные вещества и растворенные газы непосредственно из окружающей воды, тогда как внутренняя система капилляров (ксилема), которая обычно транспортирует воду от корней ко всем частям растения, часто заметно сокращается.
Всегда необходимо помнить, что растения состоят из углерода на 40-50 процента сухого веса, а в аквариуме без подачи углекислого газа (CO2) его настолько мало, что им просто негде взять основной строительный материал для своих клеток. Растения, используя световую энергию, кислород, углерод и водород осуществляют фотосинтез. С помощью фотосинтеза углеводы, например глюкоза, получается из двуокиси углерода (углекислого газа) по реакции:
CO2 + 6H2O + 674 ккал —> С6Н12О6 + 6H2О.
Как видно, это невозможно без достаточного количества CO2. Поэтому дополнительная подача углекислого газа в аквариум это необходимое условие хорошего роста растений и подавления водорослей.
Доктор биологических наук Ханс Вернер в своей работе "Аквариумные экосистемы" пишет: "Добавление CO2 в аквариум создаёт условия, близкие к естественным, и способствует стабильному росту растений, что в свою очередь улучшает качество воды и общее состояние экосистемы".
Сколько необходимо подавать, как подавать, какие системы подачи CO2 в аквариум существуют на данный момент, как контролировать содержание CO2, про всё про это мы поговорим в следующих статьях. Пока на сегодня всё.
Всегда ваш
Этой статьёй я начинаю небольшой цикл про CO2 в аквариумистике.
Я планирую ознакомить новичков (а, может, и не только) с общими вопросами применения углекислого газа в аквариумистике, с методами подачи и контроля за содержанием CO2 в аквариуме. Ну и постараюсь описать свой личный опыт использования газа в аквариуме.
Часть I. Основные положения
Диоксид углерода или двуокись углерода (также углекислый газ, углекислота, оксид углерода(IV), угольный ангидрид) — бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха, с химической формулой CO2 необходим для роста растений. Двуокись углерода в чистом виде представляет собой газ как и кислород и его можно легко растворить в воде.
Растения на 40-50% состоят из углерода. В естественных условиях концентрация CO2 в воде составляет от 15-40 мг/л. Но в аквариуме этот показатель всегда стремится к нулю, несмотря на то, что растения, рыбы и другие обитатели аквариумов выделяют его процессе своей жизнедеятельности.
Естественная среда, необходимая для энергичного роста растений, как правило, имеет сравнительно богатое содержание углекислого газа вследствие разложения органики и выхода CO2 из-под земли. В грунтовых водах, из которых углекислый газ не может беспрепятственно улетучиваться, его содержание зачастую достигает довольно высокой концентрации. По этой причине практически любая родниковая вода богата CO2. Во время весеннего паводка уровень CO2 может достигать 40-50 ppm, постепенно снижаясь по мере течения талых вод.
Такие показатели CO2 намного выше, чем стандартные 2-3ppm, характерные для обычных аквариумов, в которые не подается CO2 (этот показатель соответствует атмосферной концентрации углекислого газа).
В естественной водной среде содержание CO2, как правило, возрастает в ночной период и быстро используется водными растениями, как только появляется солнечный свет. В крошечных водоемах концентрация углекислого газа и РН колеблются с огромной амплитудой, когда встает солнце и начинается фотосинтез.
Многие водные растения обитают в быстротекущих потоках и на мелководье, где площадь поверхности огромна в отношении к глубине и количеству воды, и растения могут получать CO2 из воды, текущей мимо них. Существуют также виды растений, приспособившихся жить при минимальном содержании растворенного в воде углекислого газа. И они будут хорошо расти даже без насыщения воды CO2. Кроме того, некоторые растения могут удовлетворять свои потребности в углероде иными способами. Например, получая его из карбонатов и бикарбонатов, расщепляемых в водной среде (например, такие виды, как виды Valisneria и Ceratophyllum). Такая флора более характерна для более щелочных вод. Однако этот процесс очень энергоемок по сравнению с извлечением растворенного в воде CO2. Многие аквариумные растения, которые мы выращиваем в аквариумах, способны удовлетворять свои потребности в CO2, получая его в основном из воздуха.
Поскольку углерод является основным компонентом растительной ткани, он оказывает наибольшее влияние на рост растений. И хотя мы считаем азот, фосфор и калий важными компонентами для развития растений, они составляют лишь небольшую часть растительной массы по сравнению с углеродом. Растение использует в десять раз больше этого элемента по массе, чем все остальные макроэлементы вместе взятые.
В природе большинство водных растений – это болотные виды, которые способны жить либо под водой (погруженный рост) либо над водой (надводный рост). Если имеется выбор, то растение, как правило, предпочитает возвышаться над уровнем воды, чтобы иметь доступ к газообразному CO2. Поскольку диффузия газа в воде идёт в 10.000 раз медленнее, чем в воздухе, растениям легче дышать в воздушной среде. Их потребности в углероде гораздо лучше удовлетворяются при надводном росте.
Вода – не идеальная среда для растений, поскольку диффузия газа в ней происходит гораздо медленнее, чем в воздухе. Из-за этого многие водные растения адаптируются с целью обеспечить себе наилучший газообмен, например, путем значительного изменения собственной формы.
Например, растущие в воде листья часто имеют рассеченную форму. Это создает дополнительную площадь для поглощения углекислого газа и фотосинтеза. Подводные виды растений лишены внешней защитной оболочки, необходимой наземной флоре для ограничения потерь воды. Поверхностные клетки водных растений способны поглощать воду, питательные вещества и растворенные газы непосредственно из окружающей воды, тогда как внутренняя система капилляров (ксилема), которая обычно транспортирует воду от корней ко всем частям растения, часто заметно сокращается.
Всегда необходимо помнить, что растения состоят из углерода на 40-50 процента сухого веса, а в аквариуме без подачи углекислого газа (CO2) его настолько мало, что им просто негде взять основной строительный материал для своих клеток. Растения, используя световую энергию, кислород, углерод и водород осуществляют фотосинтез. С помощью фотосинтеза углеводы, например глюкоза, получается из двуокиси углерода (углекислого газа) по реакции:
CO2 + 6H2O + 674 ккал —> С6Н12О6 + 6H2О.
Как видно, это невозможно без достаточного количества CO2. Поэтому дополнительная подача углекислого газа в аквариум это необходимое условие хорошего роста растений и подавления водорослей.
Доктор биологических наук Ханс Вернер в своей работе "Аквариумные экосистемы" пишет: "Добавление CO2 в аквариум создаёт условия, близкие к естественным, и способствует стабильному росту растений, что в свою очередь улучшает качество воды и общее состояние экосистемы".
Сколько необходимо подавать, как подавать, какие системы подачи CO2 в аквариум существуют на данный момент, как контролировать содержание CO2, про всё про это мы поговорим в следующих статьях. Пока на сегодня всё.
Всегда ваш