Гидрофиты в искусственных водоемах
Бассейны и аквариумы для содержания водных растений представляют собой своего рода модель экологической системы или биогеоценоза. В самом деле, в таком водоеме есть все компоненты биогеоценоза: абиогенные (грунт, вода, свет, температура и т. д.) и биогенные (растения, животные, грибы и бактерии). Благополучие всей модели зависит от наличия как всех компонентов модели, так и активного взаимодействия их друг с другом. Этой модели присущи характерные черты, две из которых мы рассмотрим.
Первая – динамика. Модель биогеоценоза живет, развивается – проходит период становления, молодости, зрелости, старости, – деградирует и гибнет. Изменения в абиотической среде могут ускорить или замедлить те или иные стадии в развитии нашей модели. Изменения взаимоотношений между живыми компонентами тоже регулируют скорость жизни биогеоценоза. Допустим, размножились животные, которые едят растения, съели всю зелень – ясно, что характер биогеоценоза изменился. Но животные эти специализированы, ничем другим питаться не могут и перебраться никуда нельзя – наш пруд замкнутый. От голода начинается падеж растительноядных животных, сокращается их размножение. Обилие трупов ведет к росту числа бактерии и грибов, а это снижает редокс-потенциал, вода насыщается сероводородом, метаном... Наш биогеоценоз погиб, переродился, пруд стал совсем другим.
Или непомерно разрослись растения, некому их поедать. Со временем они начнут притеснять друг друга, затенять, душить по ночам углекислотой все живое и губить себя. Одни виды исчезнут совсем, другие будут расти и тут же частично отмирать, органики на дне станет все больше, а здесь грибы и бактерии переживают расцвет и... Пруд стал болотом. Опять смерть того биогеоценоза, который был вначале.
Ясно, что нормальная динамика биогеоценоза возможна, когда его компоненты взаимно уравновешены.
Вторая характерная черта модели – устойчивость. Наша модель до определенных пределов способна противостоять воздействию внешней среды. А среда постоянно пытается вывести его из равновесия. Допустим, наш пруд приспособился к тому, чтобы покрываться льдом зимой. Из года в год зимой он замерзает. Растения осенью образуют зимующие почки и те опускаются в грунт. Ряски зимой уходят тоже ко дну – ассимилятивные процессы в них замедляются, и вода постепенно заполняет аэрокамеры, ряски тяжелеют и тонут. Зимуют подо льдом и животные. На поверхности может образоваться ледок толщиной до 2 см, а в очень суровую зиму и до 0,5 м. Во втором случае отмели промерзнут и большинство живых организмов в них погибнет. Но летом система восстановит равновесие, на отмелях поселятся животные, постепенно вновь освоят их и растения.
Но давление среды может и превысить устойчивость системы. Предположим, пруд впервые за 100 лет промерз до дна. Это уже катастрофа. Весной пруд, конечно, оживет, но это будет совсем другой комплекс организмов, чем в прошлом году. Незначительный спуск бытовых и промышленных отходов в воду не страшен – на них «набрасываются» растения, животные, микроорганизмы и вскоре восстанавливают свойства водоема. Но если такое воздействие станет постоянным или усилится, биогеоцепоз потеряет устойчивость.
Таким образом, модель биогеоценоза нормально существует, пока может противостоять внешним воздействиям и сохранять свою устойчивость.
Аквариум как модель биогеоценоза существует благополучно энное количество времени, до тех пор, пока сохраняется его устойчивость, способность восстанавливать равновесное состояние системы.
Простой пример. Вы сливаете из аквариума в раковину с помощью шланга 1/5 часть воды, но по недосмотру выливается половина воды. Что делать? Доливать. половину свежей? Или к холодной добавить горячей? Ни то, ни другое. Смена 1/5 объема воды – это удар по системе в аквариуме. Модель биогеоценоза выдержит такой удар – сначала вода помутнеет, растения изменят положение листьев, а назавтра все восстановится в лучшем виде.
А резкая смена половины воды уже превысит способность системы восстанавливаться. Сначала Отреагируют рыбы, часть погибнет. На следующий день начнут погибать растения. Избежать этого можно, доливая новую воду в течение нескольких дней понемногу. В естественных водоемах тропиков смена воды тоже происходит, но не так резко, как в аквариуме, а постепенно – в течение не одних суток, к тому же вода рек и дождевая существенно отличаются от водопроводной.
А свет? В аквариуме освещенность зависит от нас, а в природных водоемах – от солнца, которое светит так же, как миллионы лет назад. От нас зависят температура воды в аквариуме, подкормка растений, соотношение числа растений и животных, подбор животных, не вредных для растений, и многое другое.
Каковы же главные задачи человека, управляющего моделью биогеоценоза? Очевидно, прежде всего не следует нарушать ее устойчивость и во всех своих опытах с моделью помнить об этом ее свойстве. Все это относится и к бассейнам ботанических садов, главным образом закрытым, т. е. расположенным в оранжереях. Следует только учитывать, что в более емких бассейнах все процессы протекают значительно медленнее, чем в сравнительно небольших аквариумах.
Для комнатного подводного сада выбирают аквариум с прозрачными стенками из силикатного или органического стекла, каркасный или бескаркасный. Через стенки такого аквариума удобно наблюдать за ростом растений – получается как бы вертикальный разрез сада. Поэтому ширина аквариума должна быть не более 35 – 40 см – в широких водоемах теряется задний план. Надо учитывать, что наполненный водой аквариум вследствие преломления света в разных средах кажется шире, чем в действительности.
Длину аквариума выбирают в зависимости от того, где его предполагают разместить, и от мощности источников света. В аквариуме длиной более 1 м легче красиво разместить растения. Делать аквариумы длиннее 2 м технически сложно; чтобы создать большой подводный сад, лучше поставить два аквариума одинакового размера рядом.
Сложнее с высотой аквариума. Высота многих растений быстро достигает 0,5 м, апоногетон жестколистный и кринумы вырастают до 1,5 м, валлиснерия гигантская – до 2,2 м. В природе круные растения живут обычно в протоке, располагая листья в струе горизонтально. Но метровые эхинодорусы растут и в стоячей воде. Однако глубокие аквариумы делать нельзя, потому что усложняется их освещение: на каждый сантиметр глубины сверх 50 см нужно добавлять 10 Вт мощности источника света. Приходится мириться и с тем, что у крупных растений листья располагаются вблизи поверхности и затемняют нижние ярусы. При оптимальной глубине (50 – 60 см) аквариум выглядит красиво, удобен для крупных растений и не удорожает освещение.
Но многим криптокоринам – высота их не превышает 15 см, – стелющимся по дну крохотному эхинодорусу тенеллусу (до 10 см), марсилее кренате (до 7 см), гидрокотиле обыкновенной (до 12 см), а также черенкам и сеянцам глубина не нужна. Есть два пути для содержания и мелких и крупных растений в аквариуме. Первый – сделать несколько аквариумов разной высоты. Получится уже не сад, а гидроботаническая лаборатория. В жилой комнате это не очень-то красиво. Можно пойти по второму пути. Так, в бассейнах ботанического сада разные по высоте растения располагают в горшках на подставках разной высоты или на перевернутых крупных горшках. Для комнатного сада это тоже не подходит, но полочка на глубине 15 – 25 см у задней и боковых стенок аквариума подойдет. Полочку из полоски толстого стекла можно подвесить на проволоке в изоляции. В водоемах из органического стекла заранее вклеивают упоры и на них кладут полочку шириной не более 10 см, во всю длину аквариума. Мелкие растения размещают в горшках или пластиковых плошках. Эти не эстетичные предметы и саму полочку закрывают листья крупных растений, поднимающихся со дна аквариума.
Следует иметь в виду, что чем крупнее водоем (но не более 200 – 300 л), тем легче управлять моделью биогеоценоза. В маленьких аквариумах устойчивость системы весьма невелика, в крупных же устойчивость высока, а динамика замедляется. А главное, раз налаженный крупный аквариум требует значительно меньше времени на уход за ним, чем мелкий.
Вода. Идеалом была бы вода из природных водоемов. Но обычно в аквариумах используют водопроводную воду.
Любая вода содержит определенное количество солеи кальция и магния, от них зависит ее жесткость. Жесткость воды измеряют в миллиграмм-эквивалентах или в немецких градусах10 (1 мг-экв равен 2,8°). Жесткость подразделяют на постоянную и временную, или карбонатную. Соотношение между ними таково: общая жесткость воды в реке Москве равна 4,2 (карбонатная 4,1; постоянная 0,1), в Неве соответственно 0,5 (0,5 – 0); в Волге 5,9 (3,5 – 2,4); в Днепре 3,7 (3,2 – 0,5). Общая жесткость снижается, как видно из приведенных соотношений, при снижении карбонатной, или временной, жесткости. Можно уменьшать ее кипячением части подменяемой воды. Как мы помним, ряд растений в процессе фотосинтетической деятельности вызывают колебания жесткости воды.
На родине большинства растений нашего подводного сада жесткость колеблется от 0,45 до 6°. Оптимальной для большинства аквариумных растений следует признать жесткость, равную 5 – 6°. Малое содержание солей кальция в невской воде не только заставляет растения голодать, но и способствует резким скачкам показателя рН. В более жесткой воде, например в Москве и Киеве (но по ГОСТу СССР она относится все еще к мягкой, ее жесткость 4 – 11°), соли кальция, играя роль буфера, не дают показателю рН резко колебаться в течение суток.
Узнав исходную жесткость водопроводной воды (это можно выяснить в организациях водопроводной и санитарной служб города), следует решить, нужно ли умягчать воду (существует несколько приемов умягчения воды). Надо учесть, что многие растения адаптируются к условиям аквариума и успешно растут при жесткости 6 – 15°.
Вода в аквариуме должна двигаться – застой вреден растениям. Лучшим является продольный проток: вливают воду у поверхности одного торца и забирают у дна другого. Чтобы придать воде такое движение, применяют специальные инжекторные устройства (отечественные – «Нептун», зарубежные – «Эхейм», «Турбелле» и др.). Можно соединить два (и более) аквариума трубками, тогда одного инжектора достаточно, чтобы по принципу сообщающихся сосудов обеспечить проток во всей цепи водоемов (в московском клубе аквариумистов «Нептун» такую систему назвали «Речка»).
В практике любителей аквариума чаще применяют аэрацию – подают в воду от компрессора через распылитель воздух в виде мелких пузырьков. Воздух увлекает воду и приводит ее в движение по вертикали. Но при вертикальном движении углекислый газ быстро уходит в атмосферу, хотя аэратор подает в воду «воздух из жилого помещения, концентрация углекислого газа в котором достаточно велика. Тем не менее этой потерей можно пренебречь, так как вертикальное перемешивание воды достаточно эффективно для большинства растений. Лишь для решетчатых апоногетонов предпочтительнее обтекание листьев струями без пузырьков, которые могут травмировать сетку листа в местах постоянных ударов.
Единого мнения о влиянии аквариумных фильтров на рост растений нет. Можно отметить лишь, что в период наполнения фильтр играет положительную роль, загрязненный фильтр – вредит. При постоянном потоке в загрязненном фильтре особенно активизируются редуценты-бактерии, а редокс-потенциал снижается, что, как мы уже знаем, плохо переносят многие растения. Фильтры должны быть удобными (не вмонтированными в грунт) для ежемесячной чистки.
О грунте. Допустим, в аквариуме богатое питательными веществами дно – под слоем песка лежат глина, торф, земля (рекомендованные некоторыми пособиями по аквариуму). Глина скоро «спекается» в монолит, плотно охватывая корни и затрудняя промывание их. Земля уже через несколько месяцев закисает, в ней появляются вредные газы. Торф, сначала рыхлый и пористый, постепенно слеживается и загнивает, рН уменьшается до 3 – 4. Растения страдают не столько от недостатка питания, сколько от избытка органических веществ и продуктов анаэробного распада. В земляном грунте образуются сероводород, метан, редокс-потенциал снижается, корни чернеют, рост останавливается. Одним словом, богатое питательными компонентами дно хорошо «работает» вначале – происходит скачок в росте растений, обнадеживающий садовода, – затем оно тормозит и останавливает рост растений. Удалить все смеси, не распыляя органику по всему аквариуму, не представляется возможным. Приходится сливать всю воду, вынимать содержимое аквариума и начинать сначала.
А бедное питательными веществами дно – чистый песок? В этом случае биогеоценоз очень медленно проходит стадию становления. Но постепенно песок заиливается – и стадия молодости проходит уже быстрее, а зрелость, процветание всех составных биогеоценоза, растягивается на 5 – 10 лет (по мнению К.Ратая и С.Гейны, по нашему же мнению, через 3 – 5 лет, не разрушая системы, надо перемывать песок воронкой).
Чистый песок, следовательно, лучше всего. А как же те советы, которые встречаются в книгах о водных растениях: добавлять землю, глину и т. д.? Во-первых, это обычно советуют садоводы, работающие в оранжереях, где растения помещают в бассейн в горшках; началась порча грунта – садовод извлек горшок, пересадил куст в новый, и проблема решена. Во-вторых, добавлять землю, торф и т. д. действительно нужно лишь для некоторых растений, чтобы они достигли определенной силы и ускорили рост.
В 1960г. американский ботаник А.Гринберг прислал в Ленинград североамериканскую кубышку стрелолистную (Nuphar sagittifolium). Это очень красивое растение: нежные светло-зеленые листья похожи на листья конского щавеля или стрелолиста (что отразилось в видовом названии), только они тонкие, полупрозрачные, волнистые. Не хуже чем апоногетон ульвовидный, и плавающих листьев не образует – постоянно украшает подводный мир. Я посадил корневища кубышки в песок на яркий дневной свет – отечественная кубышка прекрасно растет в таких условиях. Но присланные А.Гринбергом растения погибли. Только в 1980г. московский аквариумист Д.Некрасов привез американскую кубышку от мюнхенского собирателя редких растений А.Бласса. К тому времени из литературы я уже знал, что это одно из капризнейших в неволе растений. На этот раз я посадил кубышку в горшок с питательной смесью и поместил его в аквариуме не глубоко. По мере роста куста горшок с ним я опускал все ниже. Когда он встал на песчаное дно аквариума, горизонтальное корневище уже высунулось из горшка и начало укореняться в заиленном песке. Потом горшок, ставший лишним, я убрал совеем.
Для того чтобы трудноприживающиеся растения начали расти, нужна земля, питательные смеси. Порой пишут, что эхинодорусам требуется глина. Действительно, для дикорастущих растений, еще не адаптированных в аквариуме, как-то надо обогащать грунт (мне это приходилось делать, когда поступали растения, собранные в природных водоемах Бразилии). Но, как правило, аквариумисты имеют дело с уже адаптированными растениями, которые успешно размножаются в аквариумах.
Водным растениям, как наземным, для питания нужны различные вещества. Фосфор они воспринимают в виде иона ортофосфорной кислоты (РО4), серу – в виде сульфатного иона SO4, им требуются калий и натрий, о кальции уже говорилось. Огромна роль соединений азота в жизни растений, источником азотного питания водных растений являются главным образом нитраты (ионы NO3).
Откуда же берут растения все необходимые им элементы? Из воды и экскрементов, метаболитов животных. Животные в свою очередь получают эти соединения вместе с кормом.
Наряду с перечисленными основными веществами растениям необходимы также микроэлементы. Так, бор, марганец, цинк, молибден и медь способствуют активному фотосинтезу; медь, марганец и молибден – росту растений. Если эти элементы отсутствуют или соотношение их в воде нарушено, начинаются «болезни недостаточности» – появляются черные или желтые пятна, желтизна листьев и разрушение. При недостатке железа возникают явления хлороза – листья желтеют, но сохраняют какое-то время зеленые жилки, а затем разрушается листовая пластинка. Недостаток марганца усиливает хлороз.
Растения в аквариуме размещают обычно в зависимости от освещенности и экологических особенностей видов. Освещенность, превышающая оптимальную, позволяет создать в аквариуме композицию из растений, расположенных амфитеатром: на переднем плане – мелкие виды криптокорин, эхинодорусов, гидрокотил, марсилей и др., чуть дальше – растения повыше, между ними пучками высаживают мелколистные растения (элодею, мириофиллюм, бакопу), на заднем плане располагают крупные кусты эхинодорусов, апоногетонов. Если среди этих растений с темными и светлыми листьями разместить растения с красными листьями – амманию, круглолистную роталу, крупные кусты барклайи, зрелище будет весьма впечатляющим. Этот сад сможет оставаться красивым 2 – 3 месяца. Со временем начнется борьба за место на грунте и на свету. Мелкие растения разрастутся и полностью закроют грунт, более крупные, развиваясь с разной скоростью, нарушат первоначально задуманную экспозицию. Обилие растений приведет к недостатку в воде углекислого газа и Других необходимых веществ.
Засаживать подводный сад желательно так, чтобы растения не касались друг друга ветвями. Разрастаясь, растения переплетаются ветвями, как бы проникают друг в друга. Как выглядит при этом подводный сад, видно на фотографии московского аквариумиста Н.С.Киселева.
Подбирать растения лучше со сходными экологическими характеристиками или хорошо приспосабливающиеся к новым условиям. Многие растения в родственном сообществе растут лучше. Так, аквариум, засаженный только криптокоринами, хотя потребности их и неодинаковы, имеет шанс дольше просуществовать без переустройства, чем сад из неродственных растений. По моим наблюдениям, криптокорины со временем меняют среду в аквариуме в нужном им направлении. Об этом пишут разные авторы, одни утверждают, что криптокорины «подкисляют воду», другие считают, что они «снижают rH». Будем осторожны с выводами.
В пособиях для любителей аквариумов дается немало рекомендаций, чертежей и схем размещения разных видов растений, но основная рекомендация – растение каждого вида должно быть хорошо видно.
