Фотосинтез в аквариуме, или почему растения «пузыряют»

Нередко мы замечаем на листьях аквариумных растений фантастическое, завораживающее зрелище – серебристые пузырьки кислорода поднимаются с листьев вверх. Значит, внутри растения происходят активные процессы жизнедеятельности.

Термин «пузыряние» означает процесс высвобождения подводным растением пузырьков, наполненных кислородом. Малюсенькие пузырьки появляются только, когда аквариум освещен. Они являются признаком активной фазы фотосинтеза растений.

При увеличении интенсивности освещения и увеличении подачи углекислого газа (СО2) пузыряние значительно усилится. Если фотосинтез идет активно, то и пузырьки кислорода выделяются более интенсивно.

Если растения получают достаточное количество света, то у них активно образуются необходимые для жизнедеятельности органические вещества из воды, диоксида углерода (СО2), из фосфора, азота, минеральных солей азота и других химических соединений, находящихся в воде. Световая энергия – главный катализатор процесса фотосинтеза, при котором растениями поглощается углекислый газ и активно выделяется кислород.

Если аквариум стоит в затемненном месте, водные растения испытывают недостаток освещения и начинают, наоборот, поглощать кислород, а выделять углекислый газ. Из-за присутствия кислорода питательные элементы в растениях начинают разлагаться, выделяя незначительное количество тепловой энергии. Проще говоря, в темноте водные растения дышат кислородом, а выделяют углекислый газ.

Сам процесс фотосинтеза начинается внутри особых клеточный структур, которые называются хлоропластами. Они  располагаются в зеленых стеблях и листьях растений.

Только представьте, каждый листик имеет десятки тысяч клеток, внутри которых имеется 40-50 хлоропластов.

Сам единичный хролопласт разделен внутри  дискообразными мембранами, которые называются гранами. В гранах содержатся молекулы хлорофилла, которые улавливают свет и активно участвуют в фотосинтезе.

Хлоропласты необходимы для процесса фотосинтеза, при котором в растении из неорганических веществ (воды и углекислого газа) образуются органические вещества, и выделяется кислород. Хлоропласты по форме напоминают двояковыпуклые линзы размером 4-6 мкм. Они не стоят на месте, а движутся внутри клетки. При слабом освещении они располагаются именно ближе к наиболее освещенной стенке клетки. Причем они поворачиваются к свету большей своей поверхностью. При очень интенсивном освещении хлоропласты, наоборот, выстраиваются вдоль стенок и поворачиваются к свету ребром. То есть они стремятся находиться в благоприятном  для себя положении.

В мембранах растений помимо хлорофилла располагаются каротиноиды. Это дополнительные пигменты-модификаторы, окрашенные в желтый, красный, оранжевый, коричневый цвета. Они также поглощают световую энергию, но только определенного вида, и передают ее молекулам хлорофилла. То есть они используют те лучи света, которые не используются хлорофиллом. Хлорофилл поглощает синие и красные лучи солнечного спектра, а зеленые лучи отражает. Наличие таких разнообразных клеток внутри растения необходимо, чтобы оно продолжало существовать при меняющихся спектрах освещения.

Главный пигмент растений – хлорофилла, вспомогательные пигменты – каротиноиды и хлорофилл.

Всем известно, что световой поток не однороден, а состоит из различных волн разной длины. Фотосинтез достигает своего максимума при длине волны 600-700 нанометров. При этом происходит интенсивный рост осевых стеблей растения и листьев. Для определенных процессов внутри растения требуются отдельные световые потоки.

Оранжевые и красные лучи светового спектра являются основополагающими для процесса фотосинтеза и для особо важных физиологических процессов. Синие и фиолетовые лучи тормозят рост молодых стеблей, пластинок и черешков, формируя более толстые стебли и листья и способствуя активному фотосинтезу. Зеленые лучи не поглощаются листовыми пластинками, то есть хлорофилл их отражает, поэтому растения и имеют зеленую окраску.

Для растений очень важен ультрафиолет, состоящий из длинных, средних и коротких лучей.


Ультрафиолетовые лучи способствуют закаливанию растений, повышая их способность противостоять холоду. Длинные ультрафиолетовые лучи способствуют росту растений и нужны для обмена веществ в них. Они повышают содержание витаминов и задерживают вытягивание стеблей.

Итак, чтобы в растениях активно происходил процесс фотосинтеза, необходимо достаточное освещение и углекислый газ. Сам процесс фотосинтеза можно разделить на 2 этапа. На первом этапе большое значение имеет свет. Хлоропласт улавливает световую энергию и преобразует ее в химическую реакцию с образованием 2х молекул. На втором этапе одна молекула отдает водород для создания глюкозы. А при разложении воды образуется водород и кислород, причем последний выделяется в воду, образуя пузырьки.

В процесс фотосинтеза также образуется глюкоза, которая служит для растения своеобразным топливом для построения стеблей и листьев. Ее излишки откладываются в стеблях, корнях, листьях. Она может трансформироваться в целлюлозу.

Многие водные растения в природе обитают в естественных водоемах, где более интенсивное освещение, поэтому они плавают на поверхности и разрастаются, получая дополнительный углекислый газ из атмосферы. Но в аквариуме большинство растений все время растут в воде, поэтому могут испытывать недостаток  естественного освещения и СО2, поэтому и установлены нормы подачи углекислого газа и освещения. Подавая в аквариум углекислый газ, необходимо учитывать уровень РН воды. Оптимальный уровень = 6,6-7,3, а концентрация СО2 при этом = 25-30 ррm.

Некоторые водные растения усваивают углекислый газ через корни на дне ила, который выделяется при жизнедеятельности бактерий.

В процессе фотосинтеза также играет большую роль питание растений. Они должны обеспечиваться всеми нужными микро и макроэлементами. Это фосфор, азот, калий. Далее следуют магний, кальций, железо и сера.

В фотосинтезе участвуют белки-ферменты, состоящие из атомов азота, поэтому его содержание важно для растений.  При недостатке фосфора могут происходить нарушения в процессе фотосинтеза. Калий необходим для нормализации процесса газообмена, водообмена и получения питательных веществ. При его недостатке фотосинтез замедляется. При недостатке железа, магния и кальция фотосинтез также замедляется, листья желтеют и опадают. В меньшей степени водным растениям требуются макроэлементы – это медь, хлор, цинк, марганец, бор и молибден.

Чтобы пополнить воду питательными веществами, необходимыми для растений, используются прикорневые и жидкие удобрения, содержащие все необходимые макро и микроэлементы в нужных пропорциях. Если соблюдать все условия для правильного и активного фотосинтеза, водные растения будут активно расти, усиливая свою жизнеспособность. Любому аквариумисту необходимо знать основы фотосинтеза, чтобы создать оптимальные условия для эффективного пузыряния и роста водных растений.

Комментарии 0
Спасибо! Ваш комментарий появится после проверки.
Добавить комментарий