Установление и поддержание биоравновесия в аквариуме.
Продолжение…
Усвоив сущность экологической системы, смоделированной в аквариуме, уяснив содержание ее компонентов, их тесную взаимозависимость, проследим, что происходит с ней на протяжении жизни аквариумной среде обитания.
Абиотические факторы. Как уже говорилось выше, к ним относятся температура, освещение и движение воды.
Температурный режим аквариума определяется в самом начале его существования: любитель должен решить, достаточна ли для будущих обитателей аквариума температура жилой комнаты или требуются дополнительные средства подогрева воды. Если в современном доме батареи центрального отопления обеспечивают среднюю температуру зимой около 20°С, в крупных аквариумах от 200 л для большинства аквариумных растений и рыб можно обойтись без дополнительного подогрева. Современный аквариум устанавливается на достаточном удалении от окон и потому обязательно освещается плафоном с электролампами.
Как лампы накаливания, так и люминесцентные во время горения в течение дня подогревают верхние слои воды, поэтому практически днем вода в аквариуме имеет несколько большую температуру, чем в комнате. Ночью, при выключенных лампах, температура воды снижается на 2-4°С. Удельная теплоемкость воды такова, что в крупных водоемах эти изменения температуры происходят плавно и постепенно, это соответствует колебаниям температуры в течение суток в тропиках. В мелких аквариумах и нагрев воды, и ее охлаждение происходят более резко, и надо проверять, чтобы эти суточные колебания не превышали 5°С.
Так как подогрев воды с помощью терморегуляторов противоречит природным колебаниям ее температуры, электрогрелки для воды подбирают в соответствии с объемом воды но таблицам, которые есть во многих пособиях для любителей аквариума. Важно, чтобы грелка работала круглые сутки, тогда выключение на ночь освещения обеспечит оптимальные суточные колебания температур.
Наиболее сложными периодами обеспечения температурного режима аквариума в течение года являются осень, когда похолодает, а центральное отопление еще не включено, и весна, когда оно уже выключено, а тепло наружного воздуха еще не установилось. В эти периоды обычно неподогреваемые аквариумы можно обогревать электрогрелками, подобранными по объему воды. Иметь такие грелки про запас имеет смысл и на случай внезапного отключения отопления в доме зимой. Разумеется, в домах с печным отоплением суточные колебания комнатной температуры могут быть зимой довольно существенны и поэтому приходится обогревать воду аквариуме с помощью грелок, включенных через термореле.
Избранный режим температур должен соблюдаться в течение всего периода существования аквариума. Любое добавление свежей воды необходимо делать после уравнивания ее температуры с температурой воды в аквариуме. Особенно важно соблюдать этот режим в маленьких аквариумах, где подлив свежей воды легко вводит всю среду обитания в стрессовое состояние.
В последнее время некоторые любители аквариума подменивают воду не с помощью ведер, а шлангом: часть воды из аквариума сливается в ванну, а затем 1/5 ее объема доливается холодной водой прямо из-под крана (для аквариумов объемом от 200 л такое добавление водопроводной неотстоянной воды вполне допустимо). В этом случае скорость слива воды безразлична, а вот скорость долива должна быть минимальна: при медленном доливе холодной водопроводной воды экосистема аквариума стресса не испытывает, при быстром тот же объем новой воды вызовет стресс. Принудительное движение воды в аквариуме при пользовании шлангом обязательно.
Режим освещения также выбирают при устройстве аквариума. Наилучшая продолжительность освещения — 12 часов (тропический день). Для нормального функционирования всех компонентов аквариумной среды источники света располагаются над поверхностью воды. Многие водные растения на ночь сдвигают листья к центру розетки (криптокорины) или закрывают ими точку роста (гигрофилы, кабомбы). Вечером эти движения легко наблюдать около 21 часов в ярко освещенном аквариуме. Таким образом, растения показывают, что световой период фотосинтеза для них закончился.
Суточная периодичность света и темноты, как мы помним, относится к первичным экологическим признакам, в темновой период в клетках растений происходит сложный процесс усвоения и переработки накопленного за световой период фотосинтеза углерода, поэтому чередование света и темноты для растений обязательно.
Необходимы суточные смены дня и ночи и для рыб: они служат сигналами определенных поведенческих реакций. Дневные рыбы в темноте отдыхают, медленно плавая или замирая на час-два в самых непривычных позах, ночные — активизируются: есть, например, крайне интересные сомы, которые днем упорно не покидают укрытий, даже испытывая голод, для таких рыб перед выключением света надо внести в аквариум корм. Следует учитывать, что если лампы накаливания весь срок своей работы имеют одинаковую светоотдачу, то люминесцентные трубки со временем уменьшают ее. По этой причине аквариумная среда, в первую очередь растения, получают все меньшую освещенность, что ускоряет процесс старения среды. Люминесцентные лампы следует обновлять своевременно.
Движение воды. Многие аквариумисты, как показывает практика, не придают должного значения третьему абиотическому фактору — движению воды. Между тем в стоячей воде аквариума происходит быстрое завершение цикла жизни среды. Самая стоячая вода в природе более подвижна (из-за ветра, дождя, волнения), чем аквариумная, поэтому для продления жизнеспособности среды обитания постоянная циркуляция воды в аквариуме обязательна. Достигается она в основном двумя путями — аэрацией или прогонкой воды через фильтр.
Главное назначение аэрации — обеспечение вертикального вращения воды в аквариуме. При этом происходит насыщение донных слоев у поверхности газами, выравнивается показатель кислотности (из-за жизнедеятельности растений в верхних слоях он выше, чем в нижних), предотвращается быстрое снижение в придонных слоях редокс-потенциала. Аэрация необходима для быстрого смешивания свежей воды с аквариумной при подмене части воды, способствует коагулированию (слипанию в комочки) органической мути.
Принудительное вертикальное вращение необходимо листьям растений (в полностью стоячей воде многие из них долго не живут), способствует оздоровлению рыб (многие из них проявляют реотаксис — становятся головой к потоку воды, и он смывает с их тела излишнюю слизь и прилипшие частицы). Наконец, аэрация обеспечивает постоянную смену воды между частицами грунта, где поселяются аэробные (дышащие кислородом) микроорганизмы — необходимыми компонент экосистемы — редуценты.
Для продления стабильного периода жизни среды обитания в аквариуме вращение воды с помощью аэрации должно быть круглосуточным и круглогодичным. Все, что сказано о движении воды при аэрации, происходит и при прогоне ее через фильтр. Однако значение фильтров в поддержании здоровья среды обитания в аквариуме значительно сложнее. И об этом разговор особый.
Вода из крана и вода в аквариуме с установившимся экологическим равновесием значительно отличаются друг от друга. Аквариумисты это хорошо знают и даже придумали термины для разграничения этих понятий. Воду, впервые попавшую в водоеме, называют “свежей”, в ней нет органических веществ и микроорганизмов. Зато та, которая побывала в аквариуме несколько дней, приобретает новые свойства, в ней уже растворены органические вещества и присутствуют микроорганизмы, типичные для домашнего водоема. Такая вода называется “старой”.
К абиотическим элементам в аквариуме относятся основные органические и неорганические соединения — вода, углекислота, кислород, кальций, азотные и фосфорные соли, аминокислоты, гуминовые кислоты и т. д. Лишь небольшая часть необходимых для продуцентов веществ находится в растворах и непосредственно доступна организмам, большее количество заключено в донных отложениях и в самих организмах. Таким образом, мы имеем в аквариуме не водную массу, содержащую питательные вещества, а равновесную систему из воды и твердой фазы.
Скорость перехода питательных веществ в раствор в результате деятельности продуцентов и редуцентов — один из важнейших процессов, регулирующих нормальное функционирование экосистемы. По значимости наиболее важными из растворенных в воде веществ являются карбонаты, сульфаты хлориды. Нитраты и фосфаты — необходимые элементы для создания живого вещества, в усвояемых формах в растворе имеются в крайне небольшом количестве, в основном они скапливаются на дне, где образуются в результате деятельности редуцентов. Бактерии утилизируют органические азотсодержащие выделения животных и превращают их в более простые вещества, доступные для усвоения растениями. Происходит минерализация азотсодержащих веществ.
Переведя органические соединения в минеральную (неорганическую) форму, бактерии способствуют их окислению до нитритов и нитратов. Для точности отметим, что оба процесса осуществляют разные типы бактерий. Процесс превращения токсичных соединений азота в менее токсичные нитраты зависит от температуры воды в аквариуме, показателя кислотности, насыщенности воды кислородом и т. д. Процесс, получивший название нитрификации, зависит от состояния здоровья среды обитания в целом и рыб в частности. Если рыбы в аквариуме больны и их лечат, процесс может замедлиться, прекратиться совсем. Эритромицин, метиленовый синий полностью прекращают активность бактерий; сульфаниламид, тетрациклин сокращают их деятельность на 60-75%.
Снижение показателя рН ниже 7 также замедляет “работу” бактерий. Отсюда следует, что длительное лечение рыб метиленовым синим может способствовать их выздоровлению, но вслед за этим надо срочно, но аккуратно начать подменивать воду, в противном случае, выздоровевшие рыбы рискуют отравиться токсичными соединениями азота. Отсюда следует также, что в аквариуме с водой рН ниже 7 хуже протекают процессы нитрификации, и он стареет значительно быстрее, чем с нейтральной водой.
Нитрификация приводит к высокой степени окисления неорганического азота, а для благополучия среды обитания необходимо привести конечные продукты нитрификации к низкой степени окисления. Этот процесс осуществляют бактерии третьего типа. Они дышат не кислородом, а окисью азота, восстанавливая азот до двуокиси и свободного газа (процесс называется денитрификацией), снижая уровень неорганического азота в воде. Удаление излишков этого азота из воды — один из важнейших путей продления здоровья и долголетия среды обитания в аквариуме. И здесь нельзя полагаться только на деятельность бактерий, аквариумист должен способствовать этому процессу путем регулярной замены части воды и периодической промывки грунта. Часть этого азота усваивают и высшие растения аквариума.
Аквариум, в котором активность бактерий и тех процессов, о которых сказано выше, уравновешена количеством органических веществ, поступающих в воду, называется сбалансированием. Иначе говоря, в этом аквариуме начинает устанавливаться стабильно уравновешенная среда обитания с гомеостазом. Обычно в тепловодных (выше 15°С) аквариумных системах такая “сбалансированность” устанавливается через две недели после устройства аквариума.
Минерализация, нитрификация и денитрификация.
Биоравновесие в аквариуме. Биотоп, Биоценоз, Экологическая совместимость. 
