Освітлення акваріума з живими рослинами

Освітлення для акваріума

Про загальний та декоративний ефект ми писали у минулій статті про акваріумне освітлення. Які бувають типи освітлення, і що краще, а також фотографії, як виглядають акваріуми під різним освітленням. Тут повертатися до цих питань не будемо, а описуватимемо лише освітлення для рослин. Освітлення акваріума з живими рослинами більш складне завдання.

Всі радять будь-що: поставте лампи розжарювання; поставте лише сині/червоні/змішані лампи; не має значення які лампи ви поставите. І всі скажуть – так, у нас все росте, та так, що викидаємо рослини. Як не звучить парадоксально, але всі вони частково мають рацію. Як таке може бути? Так, дуже просто. Слово “зростання” у них не вимірюване. Вони не бачать різниці, як під яким світлом, що росте. І тому, вирощуючи щось в акваріумі під своїм світлом, вважають цей варіант найправильнішим. І доводять його на всіх форумах. Тут ми опишемо тонкощі зі світлом. Розберемо освітлення акваріума.

Чим відрізняється акваріум зі штучними та живими рослинами

Почнемо із основного питання. Яка різниця, яке там освітлення. Акваріум, він і в Африці акваріум. І що посадимо, те в ньому буде.

Такий підхід зовсім не коректний. Ми повинні розділити акваріуми для тварин і для рослин. У них зовсім різні способи живлення, і потрібні зовсім інші умови для утримання. Якщо в акваріумі ми маємо на увазі, що 100% будуть тварини, то у всіх акваріумів створюються умови для їх утримання (у більшості випадків так, щоб Ви ходили постійно в магазин за рибкою та препаратами). Але системи для тварин створені.

Для рослин такі системи не виробляють. А навіщо, адже акваріум тоді зросте в ціні, і його потрібно буде дорожче продавати. Тож намагаються не засмучувати зайвий раз покупця. Адже для рослин потрібно створити умови.

Що потрібно акваріумним рослинам

Почнемо з догляду за рослинами та створення їм сприятливих умов. Хоч як парадоксально, але без базових знань біології неможливо правильно підібрати акваріумне освітлення. Це здається, що все воно окремо. Але давайте поринемо трохи в теорію.

Так, з біології. Рослини — це живі організми, які за допомогою фотосинтезу здатні перетворювати неорганічні речовини на органічні. Здається, все просто і банально. Але тут розкрито все, що потрібне для рослин. І так, фотосинтез вимагає певне світло і СО2 (вуглекислий газ), та й неорганічні (і органічні теж) речовини. Він вимагає ВСЕ. І якщо чогось рослинам не дати, то не буде росту.

Як працює система. Припустимо, ми будуємо будинок. Для будинку нам потрібна цегла (мікро/макроелементи в акваріумі), дах (СО2) та двері з вікнами (освітлення). Припустимо, що Ви дали для будівництва в акваріумі багато світла (дверей і вікон), але інших матеріалів не привезли. Чи зможете ви побудувати будинок? Звичайно ж, ні. Але більшість людей почули дзвін, що акваріуму потрібне світло для рослин. І потрібно 1 ват на літр. І ось вони намагаються досягти цього результату. Тільки замість гарного травника вони отримують болото, що вічно заростає. Стінки зелені, рослини у водоростях. Тому не можна просто брати і давати один елемент із конструктора, а прибирати інші.

Я Вас заплутав? Я в прикладах розплутаю пізніше ситуацію. Але без знання основ не можна досягти гарного акваріума, а “висмикування” із системи якихось знань чи елементів призводить до порушення всього балансу в акваріумі. Тому потрібно підходити з головою.

Скільки потрібно акваріумного світла для рослин

Для пояснення потрібно дати відповідь на запитання: навіщо рослинам світло? Воно стимулює поділ клітин та процес фотосинтезу. Правильно. Ось дали багато світла, і пішло зростання рослин. Але для зростання одного світла мало. Їм потрібен і вуглекислий газ СО2, і мікро- та макроелементи для будови своїх клітин. Ось даючи тільки світло, відірване від інших параметрів, ми перетворимо акваріум на зелене болото. Тому, щоб не було такої ситуації, почніть з малого.

Ось у даній схемі не можна розглядати окремо світло для рослин відірвано від інших показників. Все має бути збалансовано.

Рекомендації, які ми можемо дати: орієнтовно на висоту акваріума в 45 см ставити 1 ряд ламп на 10-15 см глибини акваріума. Це для акваріума із рослинами цілком достатньо. Якщо збільшувати потужність освітлення і щільніше ставити лампи, то без додаткового підживлення рослин Вам не обійтися.

Що впливає на потужність світла? Головний параметр – це висота. Чим вищий акваріум, тим важче пробитися світлу на дно, і тим менше його надходитиме в нижні шари. Акваріум для рослин рекомендуємо ставити до 60 см заввишки. Рекомендована висота 40-50 см. З цими акваріумами все просто, для них все розраховано і немає підводних каменів. Можна й вище робити 70 см, але там уже освітлення підбирати потрібно за досвідом акваріумістів та прораховувати індивідуально. Спільних правил тут немає.

Скільки потрібно ват/літр для акваріума з рослинами

Скажу відразу, що формула — повна маячня і ахінея. Не можна вимірювати освітлення ватами. Це те саме, що вимірювати швидкість копання траншеї землекопами. Ну, 1 метр траншеї потребує 1 землекопа, щоб викопати її за 1 годину. Чи не безглуздо? А яким інструментом користується землекоп — лопатою чи екскаватором (які лампи стоять: розжарювання чи професійні), і який у нас рів розміром (який розмір акваріума)?

Якщо є сумніви, що всі пишуть правду, а ми одні такі розумні, то можемо сказати — так, ми такі. Не завжди натовп робить розумно (можете подивитися на “вату” в РФ. Там 90% хіба вміють думати?). Нехай дадуть відповідь: чим вимірюється потужність освітлення — ватами або люменами; який тип освітлення на ватах використовували: люмінесцентну лампу, лампу розжарювання, і чи були відбивачі; нехай дадуть відповідь, як змінюється освітленість акваріума від його висоти.

Давайте зробимо коротке порівняння.

1. Акваріум 50*50*90 (остання цифра — висота) на 275 літрів. Щоб отримати 1 ват на літр, ми можемо поставити 6 ламп розжарювання по 100 ват, і навіть отримаємо більше показника в 2 ват/літр. Що буде рости в цьому акваріумі? Валіснерія та роголисник. ВСЕ. Але ми їхні умови виконали, ба більше, перевиконали в 2 рази.
2. Акваріум 70*30*30 на 63 літри. Поставимо 1 лампочку Т8 на 18 ватів. Результат 0,28 ват/літр. Що можна у такому акваріумі вирощувати? Та всі рослини, які живуть в акваріумі. ВСЕ. Але формула вчетверо порушена.

Ми з впевненістю можемо сказати, що формула ват/літр для рослин позбавлена абсолютно будь-якого сенсу. Вона взагалі не відображає реальності, і навіть теоретично з логікою не товаришує.

Скільки має горіти світло в акваріумі з рослинами

Тепер нам належить згадати географію. Взагалі більшість знань у нас є зі школи. Нам лише потрібно ними користуватися для аналізу. І так, у нас тропічний акваріум, в якому ростуть тропічні рослини. Все банально. Але що таке тропіки? Це територія, яка включає екватор, на глобусі смужка внизу і вгорі нього. Як там горить освітлення і скільки триває день? Особливість тропіків у тому, що світловий день там триває 12 годин і крапка. І влітку, і взимку — лише 12 годин. Не 9, не 15, а 12. Інших значень не може бути.

З практики я роблю до 12 годин світловий день.

Світловий день в акваріумі з тропічними рослинами повинен тривати рівно 12 годин. Якщо акваріум великий, можна по черзі вмикати освітлення, а не відразу. Але тривалість світлового дня має становити 12 годин.

З теорії: що буде, якщо піти проти природи і поставити їм більший світловий день? А станеться те, що водоростям це буде “УРА, нам додають порцію”. А рослини втомлюються, і деякі навіть закривають свою точку росту листям. Ми так одразу визначаємо за даною ознакою, що таймер збився. Відразу бачимо закриті точки росту. Після 12 годин рослини припиняють процес фотосинтезу. Це стосується тропічних рослин, а не наших водойм.

Перерва на обід. Ми її робимо. Є теорія, що водорості гірше ростуть, якщо створювати перерву на годину. Цілком можливо, що це так, але на практиці ми не можемо сказати впевнено, що ця функція працює. Друге, навіщо ми це робимо — так ми збільшуємо термін служби лампи. При перервах вона повільніше вигоряє. Здається, нам вигідніше частіше продавати нове освітлення. Але в нас звичка робити як для себе. Ось і поширюється ця звичка на сервісне обслуговування акваріумів. Бережіть лампи і продовжуйте їм термін служби.

ЛЕД освітлення для акваріумів з рослинами

Вбийте в гугл фразу та пошукайте картинки “акваріум з живими рослинами LED”. Результат — майже немає акваріумів з рослинами. Чи ростимуть рослини під LED освітленням? Дивлячись що Ви маєте на увазі під словом “ріст”. Японці навіть промислово салат вирощували під цим освітленням. Але там і світлодіод зовсім інший. Чи ростиме у Вас? Не знаю, але гірше, ніж під іншими джерелами світла. Світлодіодне освітлення має свої переваги, але технологія реально до кінця не відпрацьована. Ми ж зі свого боку чекаємо, поки інші її доопрацюють, зроблять нормальний продукт, і ми потім запустимо його у виробництво. Наразі нормальний продукт коштує від 0,5 до 1 у.о. за 1 ват джерела. І це без блоків живлення та цоколів. Для порівняння: прості лампи для рослин — 0,12 у.о./1 ват, а аквастар коштує 0,38 у.о. на ват. Порівняно з 1 у.о. на ват використання даної технології стає зовсім нецікавим.

Тепер про результат.

Це наш акваріум. Майже ті самі умови, що в акваріумі внизу під світлодіодами. Рослини спеціально ростуть на дні і не тягнемо їх у висоту. При тому, що мало світла для них, вони ростуть досить щільно, щоб не було видно дна.

Приклад травника під світлодіодами в акваріум з дискусами та подачею СО2

Старт

Ну і ось результат. Трава, що росла у нас і “захопила” весь вільний простір так, що дна за нею не було видно — тут зникла. Сагітарія вимерла повністю. Амбулія витяглася, бо не вистачає синього спектра. Сказати, що рослини тут ростуть, можна. Але й з іншого боку можна цілком сказати, що це зовсім не той ріст, який має бути. Нас такий би результат не влаштував навіть на сервісі, якщо там є рослини та СО2.

Чи є сенс під світлодіодами вирощувати рослини? Ми на цьому етапі розвитку технологій (2016 рік) не побачили. Ніхто промислово цей тип освітлення не використовує. Ну а продавцям потрібно “втюхувати” дорогий товар, ось вони й рекомендують. Не розуміючись на технічних параметрах, а переказуючи рекламні буклети, де технічні дані сильно “підтасовані” і не відповідають дійсності.

Як ростуть під лампами розжарювання та енергозберігаючими лампами

Ну що ж. Під лампами розжарювання ростуть найпростіші рослини. Вони витягуються, міжвузля стають більшими, листя маленьким. Але все росте. Можуть навіть криптокорини рости під таким освітленням.

Думаю, дана фотографія говорить сама за себе. Криптокорина, валіснерія та роголисник. Весь стандартний набір акваріума часів СРСР. Час пішов, акваріум залишився той самий. Автор вважає, що у нього 0,5 ват/літр і все у нього росте. Росте щось-то росте, але ось тільки це важко назвати травником. Адже нічого іншого рости не буде, і плюс акваріумне світло “ріже око”.

Невже їм немає застосування в травниках?

Достатньо сумнівний тип для використання в акваріумі. Лампи гріються, тому вважаємо це поганим варіантом. Масово їх використовуємо в акваріумах із черепахами. Їм це освітлення оптимальне. І з цвіркунами так само використовуємо, але не в декоративних акваріумах.

Використовувати енергозберігаючі лампи і лампи розжарювання для росту рослин — дуже сумнівне заняття. Навіть якщо досягнете росту деяких видів, то витрати електроенергії на 1 вирощений кущ будуть в рази більшими, ніж при використанні інших технологій. Чи ростуть рослини під “економками”? Не можу сказати, бо їх не перевіряв на практиці. Можна сказати, що результат буде наближений до попереднього варіанта.

Металогалогенні та інші типи освітлення

Дуже рідко використовуємо дане освітлення і в обмежених варіантах. Використовуємо лише у дуже великих акваріумах, які не мають кришки. Я не розписуватиму кожен окремий тип промислового освітлення, а підведу короткий аналіз.

Проблема, чому вони широко не використовуються в акваріумах:

• вони гріються. Якщо лампа Т5 гріється до 70 градусів і плавить кришку, то робоча температура даних ламп — 300-500 градусів. Крапля води, яка потрапить на колбу, моментально її підриває. Поверхня води завжди буде гаряча, буде підвищене випаровування. Випадковий дотик до лампи викликає опіки.
• економічно вони не є більш вигідними, ніж Т8 лампи, ні за вартістю запуску, ні за витратами на обслуговування. Не можна купити дані лампи (крім ламп за типом розжарювання), щоб просто вставити їх у світильник. Там потрібні дроселі та стартери. І вони далеко не дешеві.
• Занадто потужні. Мінімально з чого починається лампа — це 100 Вт, а для деяких типів — 150 Вт. Чи потрібно стільки акваріуму однотипного освітлення? А якщо потрібно різні типи спектрів підібрати? А якщо сумарна потужність для акваріума потрібна лише 80 Вт?

Так, ми використовуємо цей тип освітлення для акваріумів з рослинами. Але тільки треба підходити з головою. Акваріум понад 70 см, у верху немає кришки і лампа на деякій відстані від води. Вони дорожче коштують, але навіть заставивши весь простір люмінесцентними лампами, ми не отримаємо достатньої кількості світла. Якщо взяти потужність освітлення на площу, використовувати потрібно саме їх. Вони займають мінімальну площу, і на неї видають максимально можливе потужне освітлення. Цей тип освітлення не для аматорських акваріумів.

Чому не можна копіювати тепличне господарство для промислового розведення рослин

Ми всі намагаємося “скопіювати” чужий досвід і перенести його до себе. У цьому ми бачимо позитивні сторони, коли з суміжних наук ми щось нове вносимо в акваріуми та намагаємось покращити акваріумістику. Ми також таким займаємось. І, звичайно ж, була ідея: он у теплицях використовують лампи Gro-lux. Вони дешевші виходять, вони видають більше люмен/ват.

Але реальність виявилася іншою.

Чому в теплицях використовують саме даний тип ламп, тим більше під цоколь Е40, як у світильниках на вулиці? У теплицях це виправдано. Вони гріються, але для теплиць взимку це не проблема, а бонус. Друге, до рослин потрапляє і сонячне світло, і якщо все заставити люмінесцентними лампами, то сонячне світло не доходитиме до рослин. Тому для них це логічно.

Друге, не зовсім вони і вигідніші. Світильник під цей тип цоколя коштує майже 100 у.о. Лампа служить довше, але початкові витрати занадто великі.

Третє, цілі світла в акваріумістиці і цілі світла в теплицях відрізняються. Що потрібно від рослин у теплиці? Щоб рослини цвіли і плодоносили, щоб плоди були постійні і великі. Під цю мету підбирається освітлення, і в період зростання вони освітлюють рослини іншим світлом. А що потрібно акваріумісту? Зазвичай — ріст рослини. А для росту рослин це освітлення не зовсім підходить. І під цим типом освітлення мало того, що вони повільніше ростуть, так ще й зовні багато видів втрачають привабливість і їх просто не можна продати.

Так що технології вирощування рослин як у теплиці в прямому копіюванні не дадуть результату. Теплиця та аквакультура відрізняються. Якщо знайдуться розумники і скажуть: “а он у Таїланді в теплицях все вирощують”, то я попрошу надати інформацію про додаткове освітлення, яке вони використовують, і відповісти, чому вони накривають свої теплиці сітками, що розсіюють світло. Просто бездумно копіювати цю технологію не можна.

Довжина хвилі світла, як підбирати для рослин

Тепер найцікавіше. Якщо Ви дочитали до цього моменту, то Ви готові до отримання більш вузької спеціалізації. Давши потужне освітлення в акваріум не під будь-якими типами ламп, Ви отримаєте ріст. Для рослин важливим параметром є спектр. Ми б сказали — ключовим параметром.

Будуть фахівці, які доводитимуть, що ріст можливий тільки під червоним або блакитним спектром, або ж тільки під змішаним. Дискусія ця була в інтернеті і буде вічно. Адже хтось поставив у себе якийсь варіант, у нього ріст є, і він усім починає доводити, що його варіант найправильніший. Результат пізнається в порівнянні, але саме його і не вистачає більшості акваріумістів. Навіть більшість акваріумних фірм категорична у своїх висловлюваннях щодо спектрів світла.

Ми ж говоримо: все пізнається в порівнянні та в деталях. Тому властивості світла ми знаємо добре.

Ось як ми бачимо світло щодо довжини хвиль.

Дуже тісно з довжиною хвиль пов’язаний такий показник, як температура світла або Кельвін.

Якщо порівняти дві картинки, можемо провести деякі паралелі. З іншого боку, це не зовсім коректно. Для приблизного підбору в розумі може крутитися схема з’єднання температури світла і довжини хвиль. Але це приблизно та не точно. Хоча для експериментів ми користуємося цими перетвореннями. Але проблема полягає у наступному: якщо лампа розжарювання має колірну температуру 2700 кельвінів і довжину хвилі 650 нм, і тут все гаразд, то більшість люмінесцентних ламп видають різні довжини світлових хвиль. Не видають одну хвилю, а різні. Ось тому не завжди коректно перекладати Кельвіни в нанометри, і щодо таких перекладів інформації мало.

Ось є таблиця, яка показує активність хлорофілу залежно від температури кольору.

Чому рослини зелені? Вони не сприймають світло з довжиною хвилі в зеленому діапазоні, і тому це світло відбивається. Ось чому нам листя здається зеленим. Є теорія, що він теж потрібен рослинам. Але, подивившись на спектр будь-яких ламп, ми побачимо, що частину зеленого спектру рослини все одно отримають.

Ось тут у таблиці детальніше описані процеси в рослинах і температури світла.

Синтез хлорофілу — трохи більше при синьому спектрі (тут у таблиці представлений хлорофіл а, при хлорофілі б значно більше засвоюється синій спектр). Не будемо вдаватися до формул (вони досить складні). Але навіщо рослинам хлорофіл? Це фабрика для перетворення вуглекислоти на кисень. Без нього фотосинтезу не буде.

Фотосинтез утворює органічні речовини при використанні світла та вуглекислого газу. Як правило, крохмаль і цукор. Значно активніший при червоному спектрі світла. Потрібно уточнити, що цукор і крохмаль здебільшого осідають у плодах рослин, а не в зеленій масі.

Фотоморфогенез — це процес, що стимулює проростання насіння. В акваріумістиці майже не використовується на побутовому рівні.

Підсумок. Для акваріумних рослин найважливіший процес синтезу хлорофілу, бо від нього росте зелена маса рослин. Рослини можуть рости в одному спектрі (синьому або червоному), але при цьому абсолютно по-різному виглядатимуть і відрізнятимуться внутрішніми процесами.

Холодне світло в акваріумі

Сині та фіолетові промені (445 нм) для освітлення акваріума. Вони стимулюють процеси поділу клітин, стимулюють утворення білків, пригнічують ріст клітин у довжину. В акваріумі міжвузля в рослинах стають меншими, вони стають більш приземленими та пухнастими. Як не дивно, але рослини, особливо ті, які містять червоний пігмент, стають насиченими. Під даним типом освітлення рослини утворюють густі красиві чагарники. У більшості випадків ми використовуємо освітлення з переважанням саме цих довжин хвиль.

Є й побічні дії. Сагітарія та верболистна гігрофіла стають білими. Друге — рослини перестають цвісти, а ехінодоруси пускати квіткові стріли. При цьому типі освітлення добре розвивається нитчатка, але погано — зелені водорості на склі та борода.

Тепле світло в акваріумі

Червоні та оранжеві промені (660 нм) для освітлення акваріума. В акваріумі без синього кольору рослини витягуються, стебло не тримається вертикально, міжвузля великі, листя дрібніє у швидкорослих рослин, зате збільшується у валіснерій і гігрофіл. Гігрофіла та сагітарія стають більш зеленими. Під червоним світлом добре росте борода та зелені водорості на шибках, гірше — нитчатка. До речі, для любителів, щоб рослини “бульбашили” — для цього потрібний саме червоний спектр. Освітлення акваріума

Варіант з комбінуванням ламп уже стає простішим. В основному ми використовуємо синій спектр, а для ехінодорусів або для цвітіння рослин у палюдаріумі використовуємо додатково червоний спектр. Головне знати, для чого яке світло використовується. І ще нюанс: під синім спектром, на наш погляд, акваріуми виглядають симпатичніше.

На 1 фото анубіас у палюдаріумі виріс під змішаним освітленням. Потім було прибрано лампи з червоним спектром. Результат на 2 фото. Новий лист, що виріс під синім світлом, набув іншого, світлішого забарвлення. А лимонник, на якому постійно були квіти, під синіми лампами не зацвів жодного разу.

Такий експеримент був проведений в акваріумі з ехінодорусами, де використовувалися 827 лампи. Потім їх замінили на 765. Результат на фото. Зліва до заміни, праворуч – після.

Змінюється характер росту в ехінодорусів. Нове листя почало дрібніти. Колір його майже змінився. За час експерименту не з’явилося жодної нової стрілки, але на двох ехінодорусах стрілки, що вже з’явилися до початку експерименту, продовжили рости і на них з’явилися дітки.

Ультрафіолетове світло та рослини

Промені УФ можна розділити на такі типи:

• Короткі 200-290 нм;
• Середні 290-350 нм;
• Довгі 350-400 нм.

Короткі — смертельні, середні — пригнічують. Руйнують білки та нуклеїнові кислоти. У промисловості при обмеженому опроміненні рослин певний час отримували пристойне прискорення росту. Для декоративного використання в акваріумах це марно. Не думаю, що укрупнення плодів на 25% — завдання для акваріумних рослин.

Використовуючи довгі хвилі, ми можемо досягти того, що листя стане червонішим. За різної тривалості освітленості можемо отримати як прискорення (при короткому опроміненні), так і зменшення синтезу хлорофілу.

Підсумок один — УФ взагалі рослинам не потрібен (у нашому випадку). Навіщо ми про нього писали? Існує думка, що без УФ водорості не ростуть. В інтернеті мало інформації про вплив УФ на їхнє життя, але є продавці. Є спеціальні лампи, які обмежують проходження УФ-променів. Кажуть, під ними рослини ростуть, а водорості — ні. Там спектр 400 нм і все, що нижче, просто обрізається. Але в будь-якій лампі частка УФ-променів існує.

Чому вигорають лампи

Рослини використовують не просто яскравість світла, а його фотони. Люмен — величина, прив’язана до людського зору. Рослинам для стимулювання фотосинтезу потрібні інші вимірювані параметри.

PAR (photosynthetic active radiation) — показник корисного для рослин освітлення (для процесу фотосинтезу). Одиниця вимірювання — ват PAR.

PPF (photosynthetic photon flux) — показник кількості фотонів. Вимірюється в мкмоль/м²/с.

З часом люмінофор у лампах деградує, і хоча для нашого ока лампа світить так само, кількість корисних фотонів для рослин стрімко падає. Саме тому лампи потрібно вчасно замінювати.

---