Глава V. Минеральное питание растений

Живой организм содержит все химические элементы, но для питания растений необходимы только некоторые из них. Растения способны активно извлекать нужные им вещества из внешней среды. Гидрофиты больше зависят от окружающей среды, чем наземные растения, получающие основную часть питания из грунта, так как в отличие от них усваивают питательные вещества всей своей поверхностью.

Кроме углекислого газа и кислорода, обеспечивающих жизнедеятельность растений, они нуждаются в таком веществе, как азот, обеспечивающем синтез белков. В сравнительно большом количестве растениям необходимы сера, фосфор, хлор, кремний, калий, натрий, кальций, магний. Для питания растений также необходимы бор, цинк, медь, марганец, железо, молибден, кобальт и др. Эти вещества используются растениями в очень незначительном количестве, поэтому они получили название микроэлементов.

Концентрация питательных веществ в воде может колебаться в довольно широких пределах. Организм растения, извлекая эти вещества из внешней среды, создает в тканях их необходимую концентрацию. Если этих веществ в воде и грунте достаточно, растение развивается правильно, быстро растет, цветет и плодоносит. При недостатке одного или нескольких необходимых веществ отмечается отставание в росте, изменение формы растения, прекращается размножение. Иногда наблюдается избыток в воде тех или иных химических элементов, что также может вызвать нарушение развития растений.

В этой главе мы поговорим о влиянии различных химических веществ на рост растений и коснемся вопроса об искусственной подкормке.

Начнем с такого чрезвычайно важного для жизни растений вещества, как азот. Этот элемент является основой для создания белков растений, необходимых для их роста и размножения. В аквариум азот обычно попадает в составе органических соединений, содержащихся в корме для рыб. При разложении органических веществ, которые в исходном состоянии растения усвоить не могут, образуются аминокислоты, но их усвоение растениями также очень затруднено. Тогда в дело вступают бактерии, обитающие в придонном слое воды и преимущественно в грунте. Они перерабатывают органические вещества в амины, нитриты и нитраты. Эти соединения растения легко извлекают из воды и грунта и усваивают. Но так как процесс разложения белков долог, на определенном этапе, особенно в новом аквариуме, растения могут голодать до тех пор, пока донная микрофлора не справится с переработкой накапливающейся органики и растения не будут снабжаться необходимым количеством азота. В старом аквариуме с богатой растительностью, так же как и в новом аквариуме, можно наблюдать признаки азотного голодания: преждевременное отмирание старых листьев, пожелтение краев и кончиков листьев, распространяющееся постепенно на всю листовую пластинку, замедление роста. Это связано с тем, что донная микрофлора не справляется с переработкой органических соединений, не успевает их перевести в форму, пригодную для усвоения растениями. В этом случае можно вносить в аквариум небольшие добавки азотных удобрений в виде нитратов (соединений NO₃) или производных аммиака (NH₃). Какие же из этих соединений лучше использовать?

Выбор зависит от активной реакции среды, т. е. значения рН. В аквариум с выраженной кислой средой - рН ниже 6,5 - лучше вносить нитраты. Опыты показали, что в кислой воде они лучше усваиваются растениями, чем соли аммиака. Напротив, в нейтральной и слабощелочной воде значительно лучше усваивается азот аммиака. В этом случае предпочтительно воспользоваться мочевиной, или карбамидом.

Если в аквариум добавляются только азотные удобрения, лучше это делать ежедневно или в крайнем случае через день. Тогда не будет наблюдаться резкого изменения содержания азота в воде, который в больших концентрациях отрицательно влияет на рыб. Равномерное добавление азотных удобрений в небольшом количестве на животных - обитателей аквариума - не повлияет, так как растения будут успевать усваивать все нитросоединения.

При создании нового аквариума можно одномоментно внести 25 мг мочевины на литр воды. В новом аквариуме вода имеет нейтральную реакцию и мочевина будет легко усваиваться растениями из воды и грунта. По мере старения воды часть мочевины, не усвоенная растениями, будет окислена микрофлорой до нитритов и нитратов и также будет использована высшими растениями.

После появления признаков роста у растений, посаженных в новый аквариум, можно начать добавлять азотные удобрения в очень малых дозах. Мочевину дозировать очень легко, так как она выпускается в виде гранул. В первое время нужно ежедневно добавлять по 3-4 гранулы на 100 л воды.

При появлении признаков азотного голодания в старом аквариуме можно также добавлять в воду мочевину, которая будет частично усвоена в неизменном виде, а частично окислена грунтовыми бактериями до нитритов и нитратов и также использована растениями. Начинать добавки надо с очень незначительной дозы - примерно 2 гранулы на 100 л воды ежедневно для аквариума, густо засаженного растениями. Через каждые 3-4 дня дозу можно увеличивать, доведя ее до 10-12 гранул на 100 л ежедневно. Так же следует вносить удобрение и в новый аквариум, но начальная доза, как уже было сказано, может быть больше. Добавлять мочевину нужно только после появления признаков роста гидрофитов. Максимальная же одноразовая доза также не должна превышать 10-12 гранул.

Важнейшим из макроэлементов, который нужен растениям в сравнительно большом количестве, является фосфор. Этот элемент принимает самое активное участие в процессах запасания и расходования энергии и соответственно в синтезе белков, жиров, углеводов, витаминов, ферментов, а также в процессах дыхания и питания растений. Напомню читателям только один общеизвестный факт: фосфор - основная часть АТФ (аденозинтрифосфата), который является основным энергетическим веществом живого организма. В наибольшем количестве фосфор накапливается в молодых побегах растений.

Признаками фосфорного голодания являются потемнение окраски молодых листьев, скручивание листьев и побегов, появление на старых листьях бурых и красновато-бурых пятен.

В качестве фосфорного удобрения чаще всего используются кальциевые, калиевые и магниевые соли ортофосфорной кислоты. Наиболее широко применяется кальциевая соль этой кислоты - суперфосфат (Са(Н₂РО₄)₂•Н₂О).

Определить по внешним признакам, что растениям в аквариуме не хватает именно фосфора, довольно трудно. Поэтому при появлении признаков недостатка минеральных веществ в воду добавляют комплексные удобрения, в составе которых есть и фосфор.

Следующим важным для жизни растений макроэлементом является калий. Этот элемент участвует в синтезе углеводов и накапливается в основном в молодых тканях растений. Калий участвует в большинстве ферментативных процессов, происходящих в тканях растений.

Из-за того что аквариум является относительно изолированной системой, количество калия в воде может оказаться недостаточным для развития растений. Обычно питательные вещества, используемые растениями, попадают в аквариум с кормом для рыб и со свежей, подмениваемой водой. Недостаток калия обычно выражается в появлении на краях листьев бурых и желтых пятен.

В аквариум калий удобно добавлять в составе комплексных удобрений. Можно использовать однозамещенный фосфорнокислый калий. Это вещество содержит калий и фосфор в легко усвояемой форме. Добавлять его в аквариум можно в дозе 2-3 г на 100 л воды.

В сельском хозяйстве используется комплексное минеральное удобрение нитрофоска. Оно содержит самые необходимые макроэлементы - азот, фосфор, калий - в оптимальном для растений соотношении. Это минеральное удобрение можно вносить в аквариум при каждой подмене воды. Обычная дозировка - от 1 до 2 г на 100 л воды. Количество вносимой подкормки должно зависеть от количества растений и рыб. Чем более плотно засажен растениями аквариум, тем обильнее должны быть минеральная подкормка, и наоборот, с увеличением животного населения аквариума минеральную подкормку следует уменьшить, чтобы не вызвать накопления минеральных веществ и отравления рыб избытком азота и калия.

Необходим для аквариумных растений и такой макроэлемент, как кальций. Растения в аквариуме лишь в очень редких случаях испытывают недостаток этого вещества. Количество кальция в воде определяет ее жесткость, и, следовательно, только в очень мягкой воде, и не просто мягкой, а имеющей жесткость, близкую к нулевой, растения. могут испытывать кальциевый голод. Но такая вода встречается крайне редко.

Магний, так же как и кальций, относится к макроэлементам. Этот элемент играет существенную роль в обмене веществ, особенно в молодых органах растений. Недостаток его в воде встречается значительно чаще, чем недостаток кальция.

Присутствие ионов магния, как уже указывалось, влияет на степень жесткости воды. Но жесткость в искусственных водоемах и аквариумах часто повышают, добавляя в воду только соли кальция. При этом у растений может наступить магниевый голод, который выражается в появлении белых пятен между жилками листа и последующем распаде тканей листовой пластинки. Поэтому еще раз хочу напомнить любителям водных растений, что при искусственном повышении жесткости воды следует обязательно использовать сочетание солей магния и кальция.

К макроэлементам нередко относят и кремний. Он входит в состав "скелета" многих наземных растений, обеспечивая прочность их стеблей. Водные растения, находясь во взвешенном состоянии, поглощают кремний в значительно меньшем количестве, так как прочность "скелета" для них играет не столь важную роль. Потребление кремния земноводными растениями значительно повышается, когда они выходят в воздушную среду. В условиях аквариума кремниевый голод практически никогда не наблюдается.

Таковы основные краткие сведения о макроэлементах. Теперь можно перейти к вопросу влияния на рост растений микроэлементов. Название это условное, так как эти химические вещества играют очень важную, а отнюдь не микророль в жизни растения. Но дело в том, что количество каждого из этих веществ, необходимое для удовлетворительного функционирования организма, очень незначительно.

Самые важные микроэлементы содержатся в растениях в количестве от 0,001 до 0,00001%. Остановимся только на некоторых из них, особенно необходимых для жизни растений. Недостаток этих элементов в воде аквариума обязательно нужно компенсировать.

Одним из наиболее важных для растений микроэлементов является бор. Его роль в жизнедеятельности организма растения очень сложна. Недостаток бора сказывается на молодых тканях растения. Признаками недостатка бора являются почернение и гибель верхушечных точек роста. Недостаток бора в аквариумной воде можно компенсировать, добавив к ней борную кислоту или буру (тетраборнокислый натрий - Na₂B₄O₇•10Н₂О). Количество вещества можно рассчитать исходя из следующей пропорции: 0,2 мг на 1 л объема аквариума. Такую подкормку можно производить 1-2 раза в месяц.

Важную роль в процессе тканевого дыхания растений играет цинк. Он входит в состав хлоропластов (хлорофилло-содержащие зерна) растений и участвует в фотосинтезе. Определить визуально, по состоянию растений, недостаток цинка в воде трудно. Обычно в составе комплексных минеральных удобрений, вносимых в аквариум для подкормки растений, содержатся и соли цинка. Дополнительно можно использовать сернокислый цинк, который добавляют в количестве 0,1 мг на 1 л воды, так же, как и другие микроэлементы, 1-2 раза в месяц при подмене воды.

Одним из микроэлементов, необходимых для питания растений, является медь. Развитие растений без этого элемента практически невозможно. Исследования показали, что медь активирует витамины группы В, влияет на белковый и углеводный обмен, защищает от распада хлорофилл, способствует синтезу белка. При недостатке меди в воде аквариума бледнеет вся листовая пластинка (хлороз), отмирают мягкие ткани листа. Вносить медь в аквариум можно в виде медного купороса (CuSO₄•5Н₂О). Количество вещества не должно превышать 0,2 мг на 1 л воды. Подкормку производят 1-2 раза в месяц.

Без марганца так же, как и без многих других микроэлементов, развитие растений невозможно. Он принимает активное участие в окислительных процессах, восстановлении нитратов в процессе фотосинтеза, входит в состав многих окислительных ферментов растений, принимает участие в тканевом дыхании.

Недостаток марганца проявляется в возникновении мелких, сначала светлых, а потом коричневых пятен между жилками молодых листьев. Компенсировать недостаток марганца можно внося в воду марганцовокислый калий (КМnО₄) из расчета 0,1 мг на 1 л воды 1-2 раза в месяц.

Микроэлементом, также влияющим на обмен веществ у растений, является молибден. Его основная функция - фиксация азота в тканях растений, нормализация процессов фосфорного питания и углеводного обмена. Молибден участвует во многих окислительно-восстановительных реакциях, происходящих в организме растения. В условиях аквариума молибденовый голод, как правило, не наблюдается. Обнаружить недостаток молибдена в воде можно только с помощью химического анализа. Надо отметить, что все комплексные минеральные удобрения, выпускающиеся промышленностью, содержат молибден. Незначительная добавка таких удобрений в воду аквариума может компенсировать недостаток этого элемента.

Особую роль в синтезе витаминов, особенно витамина С, при обмене веществ у растений играет кобальт. Количество его, необходимое для питания растений, очень невелико. Недостаток кобальта так же, как и молибдена, обнаружить обычным способом - по изменению внешнего вида растения - не удается. Кобальт, поступающий в аквариум в составе кормов для рыб, вполне обеспечивает потребность в нем растений. Особенно много этого микроэлемента в мотыле.

Большинство макро- и микроэлементов содержится в комплексных минеральных удобрениях. В настоящее время выпускаются удобрения, содержащие все необходимые растениям вещества. Сюда можно отнести, в частности, комплексные удобрения, выпускающиеся в жидком виде: "Вито", "Родничок-1", "Родничок-2".

В гранулированном и порошкообразном виде выпускаются комплексные минеральные удобрения марки А и марки Б. Кроме них в магазины объединения "Природа" поступают микроудобрения в виде таблеток. Все они вполне пригодны для применения в аквариуме. Состав удобрительных смесей указан на этикетках. При добавлении их в аквариум следует придерживаться следующего правила: концентрация удобрения в воде аквариума должна быть в 50-100 раз ниже концентрации, рекомендуемой для поливной воды. Такое количество минеральной подкормки будет достаточным для аквариумных растений и не принесет вреда рыбам и другим животным. Производить подкормку нужно периодически. Лучше всего это делать при регулярной подмене воды раз в неделю или раз в десять дней. В подмениваемую воду, объем которой обычно составляет 1/5 - 1/4 объема аквариума, добавляются удобрения. Сухие удобрения лучше предварительно растворить. В том случае, если удобрение растворяется плохо или вносится в сухом виде, частицы его, случайно попавшие на листья растений, надо смыть струей воды из резиновой груши.

Жидкое комплексное удобрение "Родничок-2" содержит необходимые макроэлементы в равных количествах: по 3% калия, азота и фосфора. Такое соотношение вполне устраивает водные растения. Кроме того, в состав удобрительных смесей входят -необходимые микроэлементы. Для подкормки растений этим комплексным жидким удобрением его можно еженедельно добавлять в подмениваемую воду из расчета 1 мл на 10 л объема аквариума. Доза эта невелика, но надо учитывать, что некоторое количество минеральных веществ попадает в аквариум с кормом для рыб, а кроме того там происходит естественная минерализация органических веществ с помощью грунтовых бактерий.

Менее подходит для подкормки водных растений удобрение "Родничок-1". Дело в том, что макроэлементы, входящие в состав удобрения, содержатся в неравных количествах: азот - 2%, фосфор - 1%, калий - 4%, магний - 1%. Количество калия увеличено специально для огородных культур с целью подкормки молодых, быстро растущих посадок. В аквариуме, где сезонность роста растений не выражена, нет необходимости существенно увеличивать количество калия.

Жидкое комплексное удобрение "Вито", выпускаемое латвийским заводом "Сподриба", рекомендуется для выращивания комнатных и балконных растений и для гидропонного выращивания самых различных культур. Это комплексное минеральное удобрение содержит практически все макро- и микроэлементы, необходимые для питания растений. Применение "Вито" для подкормки аквариумных растений дает неплохие результаты. Масса растений увеличивается, растения приобретают яркую, сочную окраску. Удобрение вносится еженедельно при очередной подмене воды по 1 мл на 10-20 л объема аквариума. При внесении "Вито" в аквариум в первые сутки отмечается некоторое помутнение воды, которое быстро проходит.

Сухих минеральных комплексных удобрений выпускается гораздо больше, чем жидких. Необходимый набор макро- и микроэлементов содержит "Фоскамид". Это удобрение можно использовать для подкормки водных растений, хотя оно и плохо растворимо. Его можно всыпать прямо в аквариум при подменах воды раз в неделю из расчета около 1,5-2 г на 100 л объема. Необходимо проследить, чтобы гранулы не попадали на листья растений. Особенно опасно, когда они попадают в середину розетки листьев таких растений, как эхинодорусы, криптокорины и др. Удобрение сжигает молодые, закладывающиеся листья, они вырастают более мелкими и деформируются, что совсем не украшает растения.

Таблица 2. Признаки минерального голодания водных растений и нормы внесения питательных веществ

Хорошо подходит для подкормки аквариумных растений нитрофоска. Однако она не содержит микроэлементов, по-этому при ее использовании в воду следует добавлять микроудобрения.

Промышленностью выпускается несколько видов микроудобрений в таблетках. Микроудобрения марки 1А, содержащие 10 мг бора, 20 мг цинка и 30 мг марганца в каждой таблетке, очень полезны для флоры аквариума. Одну таблетку следует вносить 1-2 раза в месяц на 150-200 л воды. Эти удобрения хорошо сочетаются с микроудобрениями марки 4А, в одной таблетке которых содержится 40 мг бора, 20 мг меди, 0,8 мг молибдена, 0,8 мг кобальта, 0,8 мг никеля. Кроме того, там содержатся биологически активные вещества, стимулирующие рост растений. Одну таблетку микроудобрения добавляют на 200-300 л воды не чаще одного раза в две недели.

Несколько менее эффективны для подкормки аквариумных растений микроудобрения других марок. Но добавка и незначительного количества микроэлементов положительно сказывается на росте растений.

Одним из элементов, как правило, отсутствующих в составе комплексных удобрений и очень необходимых для питания растений, является железо. Особенно важны ионы двухвалентного железа, участвующие в тканевом дыхании. Добавление в аквариум еженедельно около 0,1-0,2 мг железного купороса (FeSO₄•7H₂O) на 1 л воды значительно повышает яркость зелени большинства растений, особенно улучшается красная окраска молодых листьев и побегов.

В заключение следует напомнить о том, что компенсировать недостаток в воде аквариума необходимых для растений элементов не составляет большого труда, так как химические вещества, в состав которых входят эти элементы, вполне доступны.