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.

MG_7698

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.

DSC_2707_thumb

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.

picture(1)

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.

y_947db637

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.

Видите неточности, неполную или неверную информацию? Знаете, как сделать статью лучше?

Хотите предложить для публикации фотографии по теме?

Пожалуйста, помогите нам сделать сайт лучше! Оставьте сообщение и свои контакты в комментариях - мы свяжемся с Вами и вместе сделаем публикацию лучше!

Нет комментариев

Спасибо! Ваш комментарий появится после проверки.
Добавить комментарий