В аквариумистике накопилось много вопросов по освещению аквариумов. Эти вопросы затрагивают буквально каждого любителя аквариумных растений. Что ярко отразилось на форумах аквариумистов.

Имея опыт по выращиванию растений, попробую обобщить информацию по вопросам светокультуры аквариумных растений, (понятие вводится впервые).

Светокультура в физиологии растений это понятие об агрокультуре, цветоводству, тепличному хозяйству. В настоящее время тепличное хозяйство хорошо принялось за растения для аквариумов, реагируя на спрос. Но мы рассмотрим вопрос выращивания растений под водой, который пока интересовал только любителей аквариумистов.

Опираться мы будем на опыт физиологов растений Н.Н.Протасовой (Институт физиологии растений), профессор Х.Мюльберг (Лейпцигский университет) и др. ученых.
Специфика вопроса, в следующем:
1. Выращивание аквариумных растений происходит при искусственном освещении. Имеется масса рекомендаций по выбору ламп. Особенно от фирм производителей и фирм распространителей, так что начинающий любитель просто теряется, начинает идти своим путем методом проб и ошибок.
2. При выращивании аквариумных растений происходит под водой, а прохождение света сквозь воду зависит от многих факторов.
3. Изучение условий сбалансированности усвоения углекислого газа при фотосинтезе под водой притом, что научные рекомендации имеются для агрокультуры.

В светокультуре аквариумных растений можно выделить (классифицировать) следующие направление или разделы:
1. Произвольная светокультура в любительских, декоративных аквариумах.
2. Тепличная светокультура в палюдариумах и теплицах, которая аналогична агрокультуре
3. Светокультура отдельных видов или групп растений в флорариумах.
4. Композиционная светокультура для аквадизайна.
5. Светокультура для интенсивного выращивания подводных растений в унитарных целях.

В каждой светокультуре потребность в освещении аквариумных растений различная в зависимости от их мест обитания, откуда они пришли в аквариумы. Кристина Кассельман в «Атласе аквариумных растений» приводит данные по потребности в освещении водных растений, встречающихся в аквариумах, в природе.
По признакам: «растения, растущие в густой тени», «…в тени», «на тенисто-солнечных участках», «на солнечных участках».



Такие оценки дают приблизительное представление о количестве света для аквариумных растений и соответственно требований к их искусственному освещению. Более точные требования можно найти у Барри Джемса.
Ниже приведены примерные уровни для нескольких групп растений (взяты из книги Barry James, Aquarium Plants). Все эти значения должны использоваться как ориентировочные для выбора растений и осветительной системы для аквариума (расчеты выполнены мной).

Cлабый свет, до 500 lux. (В пересчете люмены на кв. метр и принимая для специализированной люменсцетной лампы 1 вт = 35 лм. Для аквариума 80 х40х50 см с слабым светом нужна лампа на 40 вт):
Cryptocoryne affins, Cryptocoryne nevillii, Cryptocoryne wendtii, Vesicularia dubyana.

Умеренный свет (500-1000 lux). Мощность ламп 50–80 вт (на 160 л):
Acorus sp., Anubias nana, Aponogeton madagascariensis, Echinodorus sp., Lagenandra sp., Nomaphila stricta, Sagittaria sp.

Яркий свет (1000-1500 lux). Мощность ламп 80–120 вт:
Aponogeton sp., Bacopa caroliniana, Ceratopterus thalictroides, Egeria densa, Ludwigia sp., Marsilea sp., Nymphoides aquatica.

Очень яркий свет (более 1500 lux). Мощность ламп до 160 вт, т.е. 1вт на литр:
Cabomba sp., Heteranthera zosterifolia, Hygrophilia polysperma, Limnobium laevigatum, Limnophilia aquatica, Microsorium pteropus, Myriopyllum sp., Nuphar sagittifolium, Nymphaea maculata, Pistia stratiotes, Riccia fluitans, Salvinia auriculata, Synnema triflorum, Vallinsneria ap.

Можно рекомендовать:
Для декоративного аквариума - умеренный свет в указанном диапазоне.
Для флорариума - яркий свет (по тем же правилам).
Для палюдариума - слабый свет.
Для интенсивной светокультуры - очень яркий свет.

Режим освещения в светокультуре аквариумов
Руководители исследовательского центра и питомника растений DENNERLE Dr. L. Dennerle, H. Lige (ФРГ) высказываются в “System fur ein problemloses Aqurium” 1990 по режиму освещение «С утра аквариум освещают в течении 4-5 часов, затем следует темная пауза 2-4 часа, после вновь освещают 4-7 часов. Во время темной паузы аквариум не должен быть полностью затенен, а освещен рассеянным светом, например из окна. В противоположность общепринятому мнению мы установили, что темная пауза никакого отрицательного воздействия на рыб и растения не оказывает. В тропиках ведь часто происходит сильное ослабление освещения, например, при дневных грозах. Водорослям эта пауза не нравится. То ли они менее приспособлены чем растения, то ли главную роль играет улучшение окислительно-восстановительного равновесия. На основании опыта установлено, что день должен длится 10-12 часов, чтобы был обеспечен хороший рост растений.»
Позже в опытах Ковалевых, сайт «Живая вода», этот режим был назван «Ступенчатым методом освещения», а недавно Я. Иванишин, сайт «Amania», посчитал его своим.
В. Полонский «Аквариумные растения» писал в 1998 году, что спектр поглощения хлорофилла растений имеет два максимума: один в фиолетовой области спектра
(440–470 нм), второй в оранжево-красной (650–680нм) длиной волн. Оранжево-красные лучи способствуют росту растений, а фиолетово-синие лучи - размножению растений. В качестве примера можно назвать лампы Sun–Glo и AQUA-Glo.

Светокультура - интенсивность и спектр света
В институте Физиологии растений исследовали рост, фотосинтез и продуктивность при выращивании их на свету различной интенсивности и спектрального состава. Показано, что наиболее благоприятными для выращивания светолюбивых растении являются интенсивности (ФАР) в пределах 150—220 Вт/м2. Синий свет вызывает торможение роста стебля и поверхности листьев, при этом формируются листья с большей удельной плотностью. На синем свету наблюдался самый высокий фотосинтез в расчете на единицу площади листа. Красная область спектра способствовала интенсивному росту площади листьев и вытягиванию осевых органов. В зеленой области спектра формировались тонкие листья с меньшим числом клеток и хлоропластов в 1 см2 листа и регистрировался самый низкий фотосинтез на единицу площади листа, но самый высокий - в расчете на хлоропласт.
Сделан вывод, что соотношение энергии по спектру , в растениеводческих лампах желательно иметь следующее: 25-30% - в синей, 20% - в зеленой, 50%- в красной области.

Интенсивность света (облученность) измерялась в вт/м2 ФАР (фотосинтетическая активность радиации). Источником света служили: ксеноновые и металлогалоиднве лампы по спектральной характеристике в области ФАР близки к солнечному спектру. Большая мощность ламп позволила получать облученность, равную максимальной солнечной - 500 Вт/м2 ФАР (~100 тыс. лк). Использовались также цветные люминесцентные лампы с максимумом излучения в красной, синей или зеленой областях спектра, лампы красного света ЛК-65, излучение в области 600-710 нм с максимумом при 640-660 нм плюс 14% излучения в синей области; лампы синего света ЛС-150, излучение в области 380-600 нм с максимумом при 440-460 нм; лампы зеленого света ЛЗ-150, излучение в области 490-605 нм с максимумом при 520-550 нм; фитолампы ЛФР-150, излучение в области 590-720 нм с максимумом при 600-620 мм (лампы красного света с добавкой 25% синего).

Композиционная светокультура аквариумных растений
В каждом аквариуме или сосуде с растениями они расположены там определенным образом: то ли в результате их посадки, то ли самосевом.
Можно выделить композиции или планы расположения растений:
1. Случайная композиция (без плана) от «три тополя на Плющихе» до джунглей.
2. Композиция по плану засадки аквариума. Например, «Голландский аквариум».
3. Композиция с художественной целью, как элемент аквадизайна, «Живая картина».

Можно утверждать, что при любой композиции, аквариумы под разными лампами выглядят по - разному, как показали это фотоэксперименты аквариумистов.

Но в аквадизайне свет является одним их элементов картины или модели подводного участка, в “Nature aquarium” Т. Амано.

При создании композиции, включающей аквариумные растения целесообразно рассматривать цветовые характеристики ламп для освещения аквариумов (5000К, 8000К и т. д.) Эти характеристики предназначены для восприятия света человеческим глазом. Но, конечно, у цветных ламп есть определенная светоотдача и волновой спектр. Их надо учитывать с общими требованиями по светокультуре изложенными выше.
К особым требованиям следует отнести цели композиции. Например, вы создаете аквариум на тему «Солнечная полянка» или «Утренней зарёй в лесу».
Известно, что Такаши Амано снимал подводные ландшафты в притоках Амазонки в более и менее освещенных участках реки, с водными растениями. Ну и с корягами и пр.
При создании тематической композиции необходимо подбирать освещение (лампы) и, наверное, знать об окраске растений в зависимости от освещения.

Окраска аквариумных растений
Окраска растений зависит о таких пигментов: антоцианы, каротиноиды, фикобилины, фикоэритрин, эругинозин (www.rusbiolog.ru/2007/09/26/dopustit-k-zashhite.html)

Антоцианы – придают растениям окраску в диапазоне от розовой, красной, сиреневой, до синей и тёмно-фиолетовой. Усиленное образование антоцианов в клетках растения происходит при снижениях температур окружающей среды, при остановках синтеза хлорофилла, при интенсивном освещении УФ-лучами, при недостатке фосфора. В зависимости от кислотности (рН) среды сока вакуолей, антоциан придаёт ту или иную окраску. В кислой среде он обычно имеет красные тона.

Фикобилины н фикоэритрин – эти красные пигменты обнаружены пока только в водорослях.

Каротиноиды - большая и разнообразная группа жёлтых, оранжевых, красных пигментов, поглощающих коротковолновую часть видимой части спектра и выполняющих ряд очень важных функций в фотосинтезе. Каротиноиды присутствуют в мембранах всех фотосинтезирующих организмов, где они выполняют ряд важнейших функций в процессе фотосинтеза - антенную, защитную и фотопротекторную. При низком освещении каротиноиды действуют как светособирающие пигменты, перенося энергию к хлорофиллу.

Светокультура интенсивного выращивания растений
Аранжировка аквариумов, аквадизайн требуют значительного количества растений одного или нескольких видов определенных размеров и цвета. Например «дорожка» из криптокорин вендта или анубиасов нана, «склон» покрытый кустарником из мелких эхинодорусов, коряга покрытая риччией.
Наблюдавшие работу Такаши Амано, писали, что на сеансе аранжировки аквариума ему подносят целые поддоны растений, а выбирает некоторые, а некоторые безжалостно обрезает выравнивая. Исследовательский центр Амано разработал ряд технологий для ускоренного выращивания ряда видов аквариумных растений.

Ускоренное выращивание (УВ) водных растений для аквариумов осуществляется за счет:
- специально подобранных удобрений (близких к природным компостам),
- усиления освещения (сильный свет),
- сбалансированной по свету подачи углекислого газа.

Предпочтение УВ отдается таким экологическим группам водных растений:
- гидатофиты длинно-стебельные, цветущие над водой (роталлы, аммании.,людвигии),
- гидатофиты короткостебельные плавающие на поверхности (ряски, ричии, пистия),
- глубоководным растениям (элодеям, элеохарисам, гидрофилам и др.).

В Nature Aquarium (Т. Амано , каталог ADA) говорится: "Проникновение света через толщу воды в естественных местах обитания водных растений. Утром или вечером лучи солнца отражаются от поверхности воды и в воду не проникают. В это время дня солнечный свет имеет красноватый спектр. Это означает, что водные растения в местах своего естественного обитания мало используют красную часть спектра. Фотосинтез, обычно, ограничен 10-14 часами дня, когда солнце стоит под углом 45 градусов к поверхности воды, и его свет проникает в воду без отражения от поверхности. Свет в эти часы имеет зелено-голубой спектр. Лампы с таким спектром подходят для создания идеальных условий в аквариуме".

Но "Ватты света должны соответствовать количеству подаваемого CO2. Если свет слишком интенсивный и растения не получают достаточного количества CO2, сильный свет принесет больше вреда чем пользы." Т. Амано .
Заметим, что Т. Амано никогда не подает в аквариумы углекислый газ ночью.

Ускоренное выращивание аквариумных растений из меристем методом тканевого размножения осуществляется в питомниках и теплицах в Чехии, Польше, ФРГ.

К.т.н. Михаил Климовицкий