• Welcome to Българска Аквариумна Енциклопедия. Please login or sign up.
 
26.05.2020 10:10

Новини:

Ако все още не сте се запознали с правилата на форума, моля, направете го!


Акваскейпинг конкурс
  • Killiman Ltd
  • Професионална поддръжка на аквариуми

Грунд в nature aquarium

Започната от evgeni200, 23.07.2013 17:05

« назад - напред »

0 Потребители и 1 Гост преглежда(т) тази тема.

evgeni200

23.07.2013 17:05 Last Edit: 05.11.2013 12:12 by Георги
Субстрат  ADA

Субстратът ADA се отличава радикално от всичко което сме привикнали да правим в аквариум с растения. Използване на инертен пясък с малка добавка на торф, желязосъдържащи минерали и/или глина. Голямото количество органика се счита за ненужно и дори вредно. Такъв грунд не може да обезпечи на растенията пълноценно хранене. Основният източник на хранителни вещества е добавянето на торове във водата. Успешна методика за отглеждане на растения с богат хранителен грунд се е ограничавала с използването на градинска почва под грунда.
Субстрат ADA състои се от два слоя - първи слой лава 6 - 12 мм ( Power Sand) с дебелина 1,5 - 2,5 см, горен слой Aqua Soil - 5 и повече сантиметра. Power Sand освен лава съдържа и малко органика (биохумус, торф ?) и запас от минерални торове. При поставянето на Power Sand се добавят бактерии и микроелементи. Върху Power Sand се полага основния слой Aqua Soil Amazonia в които се засаждат и самите растения. Горният слой представлява изпечени гранули с размер 3-6 мм с вероятен състав, тропическа почва богата на органика и хуминови киселини и глина с висок СЕС. Aqua Soil Amazonia е доста богат на хранителни вещества, че дори без подложка от Power Sand осигурява на растенията хранителни вещества за една година, без да е нужно да се добавят течни торове! Много често се използва без подложка от Power Sand, като последният е нужен ако аквариума  се предвижда да съществува в срок над година и половина.

След 6-12 месеца запасите в субстрата започват да се изтощават и се добавят течни макроелементи основно фосфат, увеличава се и дозата на микро елементите. Aqua Soil Amazonia от 4 вида субстрати които произвежда ADA е най-богат на хранителни вещества и именно той се използва за аквариуми с растения. Грунда ADA не се нуждае от продължително зацикляне и още в първите дни дава добър темп на растеж на растенията. Добавянето в Power Sand на Bactor 100 (повече от 100 вида бактерии) и допълнителната органика дават старт на живота в грунда от самото начало. Бактериите преработват органиката, а Power Sand доставя хранителните вещества. Те се задържат от CEC потенциала на грунда, доставят се до корените на растенията и не се отделят във водата. По рано винаги е имало спор между привържениците на добавяне на хранителни вещества само в грунда и други да се добавят торове единствено само във водата. ADA показва, че грунда като основен източник на хранителни вещества дава по-добра стабилност на аквариума.

ADA създава система, която да не се колебае между крайностите в двата метода. Растенията получават добра възможност още с първите дни от засаждането в аквариума. Храненето не се ограничава с един хранителен източник и всеки вид растение получава това от което има нужда. Течните торове ADA се използват през различни етапи от живота на субстрата. Първите три месеца във водата има излишъци на хранителни вещества, затова се добавя само Калий и малко желязо, макро елементи не се добавят изобщо. През тези три месеца по големите смени на вода позволяват да се премахнат излишъците на хранителни вещества, без това да ограничава растежа на растенията(основно се хранят от субстрата). Бързият  растеж на растенията от своя страна води до изчезването на водорасли(ако има). След 3 месеца когато излишъка на хранителни вещества преминава, а растенията добре са се вкоренили и сериозно са нарастнали, дозите на микро елементите и желязото във водата се увеличават (Green Brighty Step 2). Запасите на хранителни вещества в грунда постоянно се възстановят за сметка на бавното разлагане на органика в грунда от бактериите, натрупване на детрит, освобождаване на свързани в субстрата хранителни вещества от корените и микроорганизмите. След 12 месеца в следствие затлачване и слягане хранителните свойства на субстрата и развитието на корените се влошават. Специалната формула Green Brighty Step 3 - течен тор богата на калий и желязо коригира ситуацията. След третия месец при необходимост може да се добавят и макро елементи Green Brighty Special. Когото аквариумът ще продължи да се развива над една година, а запасите на грунда са изчерпани се добавят допълнително торове за кореново подхранване. Линията торове ADA съответства за всеки етап от живота на субстрата, които се явава основен хранителен източник.

Субстрата ADA предлага редица решения, които по рано не са използвани:
- хранителни вещества във всяка гранула от субстрата вместо обичайната градинска почва или биохумос
- голям буфер, години подържа оптимално pH и kH на водата и грунда
- много голямо количество хуминови киселини
- ниско pH в съчетание с органика богата на фосфати не води до отделяне на фосфати във водата, а задръжката им в грунда
- висок CEC(ще бъде описан какво точно представлява) в целия обем на субстрата, не само в  Power Sand.

Лавата в първия слой служи за предотвратяване на анаеробност(отделяне на сероводород) предоставя и голяма площ за развитие на полезни бактерии, които преработват органиката.
Гранули по едри отколкото на пясъка осигуряват добро проникване на корените на растенията.
Органика като градинска почва смесена с пясък се използва за отглеждане на аквариумни растения от края на 19 - ти век. Нейната ефективност за обезпечаване храненето на растенията са извесни от дълги години. Остават обаче главните проблеми на метода, като пълна анаеробност на субстрата, което довежда до снижаване ефективноста на бактериите (малко кислород), размътване на водата при пресаждане на растения. Необходимост от дебел слой грунд. Решението дава ADA внасяйки във всяка гранула органика и хуминови киселини допълнена с естетика, която придава самия грунд. Никой преди не е създавал субстрат с толко голяма буферна стойност (способност да понижава pH и kH) в продължение на години в нужния диапазон за растенията. Преди се е считало, че субстрата трябва да бъде неутрален и да не променя рН или другите параметри на водата. Използвало се е само малко торф под грунда за понижавене рН на грунда, но не и на водата. Голямо количество хуминови киселини в грунда като ADA никой не е използвал от опасение за прекалено ниско рН и отделянето на прекалено високи стойности на фосфати и желязо във водата. Това се оказва съвършенно грешен подход. Правилното съчетание от фосфати в грунда, органика, глина с висок СЕС(много важно) задържа хранителните вещества в грунда. Баланса на вещества в Aqua Soil позволява да се създадат идеални условия за формиране на естествен цикъл за разлагане на органиката, която и в последствие ще се произвежда от самия аквариум и задръжка на хранителните вещества в субстрата. Изглежда, че именно правилното съчетание на органика и глина с висок СЕС повлияват стойностите на (Ca/Mg) позволявайки при толко голямо количество хуминови киселини да не се получава прекомерно снижаване на рН на водата и субстрата. Aqua Soil в същото време е способен да понижава стойностите на рН и твърдостта, доста продължително време. Възможно е и ADA да не е първата компания, която е направила гранулиран субстрат с буферни свойства.

Заключение.
Защо в Nature Aquarium се използва именно този субстрат:
- способност да натрупва и ефективно да отдава на корените хранителни вещества
- слабокисела реакция рН < 6.0 - 6.5
- оптимален редокси потенциал
- запас от органика за година и по-дълго
- съхраняване на слаба циркулация на водата в субстрата за дълъг живот на аквариума
- голяма площ за заселване на колониите бактерии
- не се сляга и сбива
- добра проницаемост за корените на растенията
- не поврежда кореновата система

Циркулация на вода в субстрата.

Гниенето на субстрата се предизвиква от наличието на твърде малко кислород в него. Колкото повече е кислорода, толко и количеството колонии бактерии в него са повече, а повече бактерии преобразуват по голямо количество амоний в нитрат предотвратявайки бум на водорасли. Относно влиянието на слаба циркулация в грунда и продължителност на живота на аквариума с растения,  пълно отсъствие на водорасли, където са внасяни торове само в грунда е писано  в книгата Dupla "The Optimum Aquarium".
Подгряването на субстрата (дънен нагревател) според мнението на George и Karla Booth дава следните предимства:

1) топъл грунд се предпочита от определени видове растения ( Barclaya longifolia )
2) ускоряват се биохимичните процеси
3) попълват се хранителните вещества в субстрата, натрупани в материали с висок СЕС
4) отделят се от субстрата вредните вещества
5) засилва процеса на хелатиране на микро елементи с органични молекули

Разликата в подхода на ADA и Dupla е в това, че ADA осигурява слабата циркулация използвайки ADA Power Sand (лава+торф+органика). Dupla за целта използва подгряване на субстрата. ADA препоръчва да се подгрява субстрата, ако в помещението където се намира аквариума температурата е под (<10°C). ADA  обяснява, че при твърде голяма разлика в температурата на водата и грунда, водата се разслоява в резултат на което топлата винаги ще е над грунда, а студената в грунда. При това се използва не дънен нагревател, а наклонено метално фалшиво дъно - ADA Growth Plate:


Подобен тип подгряване осигурява равномерно подгряване на цялото дъно, без да се забавят процесите в отделни зони по разлагане на органиката и биохимичните процеси, поради по ниската температура на субстрата.

Подходът на ADA е по-ефективен при нормални условия, където околната температура е около 24°С. Ефекта на циркулация в грунда е същия както в  хладно помещение, но без скъпоструващо оборудване за подгряване. Използвайки и ADA Power Sand грунда ще бъде доста по-богат на полезни бактерии, отколкото традиционните -пясък смесен с торф+глина, латерит, биохумус, вермкулит и т.н. -  практически почти напълно анаеробни субстрати.

При нормална температура на помещението, в което се намира аквариума подгряването на субстрата губи всякакъв смисъл, а циркулацията се получава от порестия материал(лава) в първия слой. Когато се подгрява грунда за да се осъществи цикулация, нагревателя под грунда се настройва 1-2 градуса (26-27°С)  повече отколкото ще е температурата на водата 25°С. Лятото когато температурите са по високи, подгряването на грунда се самоизключва и циркулацията се прекратява. Лавата в Power Sand съхранява циркулацията, благодарение на което в помещение с нормална температура винаги има циркулация в грунда.

Другото което оказва влиание на циркулацията и доставянето на кислород в грунда е самото количество вода в първия слой на субстрата. Очевидно е, че колкото повече е обемът на вода в първия слой на субстрата (колкото е по шуплест), обмяната на вода между него и аквариумната вода ще е по висока. Резултата е следният - постъпва повече кислород, а повърхностният слой непрекъснато се зарежда с хранителни вещества. Ако първият слой на субстрата е от обикновен пясък обемът вода ще е около 20-30% използването на лава увеличава този обем два и повече пъти 75-90%.

Джордж и Карл Бут (George Booth, Carla Buth) констатират, че живота на техните аквариуми е бил до 18 месеца без дънно подгряване и повече от 5 години с подгяване(използване на инертен пясък и кореново подхранване). Такъв резултат гарантира и ADA, но единствено с използването на ADA Power Sand за първи слой без подгряване, ако температура в стаята е 22-24°C. Използвайки първи слой в смес от лава+торф, ще получите същия ефект, както чрез подгряване - методика на Dupla/Dennerle.

Главната цел на циркулацията  е да се удължи живота на самия аквариум с растения, както и да се използва пълния потенциал на субстрат с висок СЕС. Ако се прави аквариум за срок от 8-12 месеца, използването на лава за първи слой не е задължително, може да се замести с пясък размер 5-10мм и дебелина 3см, с добавка на зеолит или диатомит, торф, биохумус и микроелементи, както в pmas(Вариант 2: Изработване на многослоен субстрат с подръчни материали):
http://aquariumbg.com/statii.php?statia=120
Горният слой може да бъде от пясък 2-5мм или калцинирана глина.

За който няма грундове ADA, списание Aqua Journal - предлага проста рецепта:

Субстрат съставен от няколко слоя има по-дълъг живот, разслояването подобрява циркулацията. За първи слой може да се използва пясък и лава с размери 5 - 10 мм. Към смесените лава и пясък се добавят малко торове за кореново подхранване. Полага се първия слой с дебелина около 3 см. Среден слой от пясък и лава, но без торове и по-дребна фракция 5 - 7 мм. Трети слой от пясък с размер 5мм, който дава възможност на растенията да се вкоренят веднага след засаждането. Лавата има твърде груба повърхност, която поврежда до известна степен корените на растенията. Пясък и лава се смесват с цел да се предотврати сбиването на субстрата и да се увеличи неговата проницаемост. Корените на  Echinodorus и Cryptocorine са сравнително дебели, а разстоянието между частиците на пясъка, които се използва обичайно е сравнително малко. Ако няма лава по добре да се смеси пясък с различен размер.
Много е важно като последен слой да се използва пясък с размер 2-5 мм, този слой няма да позволи на детрита да приниква до по-долните слоеве, което ще предотврати тяхното затлачване и достигане на пълна анаеробност. Подобна фракция създава оптимален редокс потенциал, не много нисък и не много висок за правилна работа на субстрата. Богатия на кислород горен слой ще създава среда за развитие на хетеротрофните бактерии, които от своя страна ще разлагат натрупващата се органика.

Понякога за предотвратяване на пълна анаеробност се използва еднослоен субстрат от пясък с размер 5 - 10 мм , керамзит и т.н. В този случай е невъзможно да се постави запас от торове в грунда, те веднага ще попаднат във водата и ще доведат до бум на водорасли. Този грунд предполага постепенно натрупване на детрит и органика между неговите частици. Процесът е със забавено действие и протича 3-6 месеца за натрупване, след което ръста на растенията значително се подобрява. След известно време органиката прониква дълбоко между пясъка, довежда до пълна анаеробност, растежа на растенията се прекратява и грунда започва да гние. В подобен грунд е невъзможно да се засадят дребни растения за преден план и неговото използване не се препоръчва.
растения за преден план и неговото използване не се препоръчва.
Поставянето на горен слой пясък с размер 2-5 мм и дебелина ~3см предотвратява подобна ситуация, но без долен слой от лава + торф + биохумус проблема с блокирането на циркулацията остава
Лавата се използва именно за заселване на бактериите, които от своя страна ще преработват органиката, която се натрупва в грунда предотвратявайки неговото затлачване и достигане до анаеробност.

Микроелементи в грунда.

Растенията получават микроелементи по два начина - чрез листата и кореновата система. Обезпечаването на растенията с желязо и микроелементи чрез кореновата система е главната задача. Това значително ще подобри тяхното хранене, както ще подобри и стабилноста на самия аквариум. Ако в субстрата няма запас от желязо растенията няма да могат на консумират CO2, NO3, PO4 и настъпва проблема с водораслите.
Микро елементите в субстрата не е нужно да бъдат в хелатирана форма. Корените на растенията при умерена анаеробност и достатъчно нисък редокс потенциал на субстрата, са способни да отделят ензими, които да превръщат желязото от окислена(недостъпна форма) и другите микроелементи до достъпна за тях форма. Голямото количество органика също се явавява ефективно средство за снижаване на редокс потенциала и добър източник на желязо.
В субстрата микроелементите съществуват в два вида (достъпни и недостъпни). Достъпните за растенията са тези, които са в свързан вид с помощта на хелатори, органични киселини( Dissolved Organic Carbon - DOC), изкуствени хелатори EDTA, HEDTA, DTPA и др. Двувалентното желязо [Fe2+] в богат на кислород грунд образува оксид и хидрооксид (тривалентно Fe3+) и се утаява. Други елементи с подобни свойства са -  калций Ca2+, магнезий Mg2+, натрий Na+, калий K2+, манган Mn2+, цинк Zn2+, мед Cu2+. Въпреки това растенията са способни да превръщат недостъпните форми чрез корените в достъпни отделяйки ензими. Хелатиране с природни хелатори органични киселини - DOC. Предотвратяването на окислението се извършва и от участъците на субстрата с висок СЕС, като самите елементи се задържат именно там.
В почвата почти всичкото желязо присъства в окислена форма Fe3+, което не означава, че то не може да бъде достъпно за растенията. Всички растения с изключение на житните  да абсорбират желязото с корените трябва да го преобразуват в Fe2+. Това преобразуване се извършва от ензим (ferric-chelate reductase), който възстановява желязото до Fe2+. Този ензим е отговорен не само за усвояването на желязото, но и на всички други метали. При недостиг на  елемент -  Mg, Mn или Zn освен желязото, ензима заставя растението да натрупва големи количества други метали - Cu, Fe, Mn (Secrets of soil nutrient uptake):
http://www.actahort.org/books/92/92_22.htm
Fe2+ също се фиксира от органиката във вид на DOC-Fe3+. През деня под въздействие на светлината  се освобождава Fe2+. Бактериите Pseudomonas живеещи само в условия на умерена анаеробност могат също да преобразуват Fe3+ в двувалентно желязо Fe2+, което веднага се фиксира от СЕС субстрата и DOC, съхранявайки неговата достъпност за корените.

Сифонирането на грунда не само разрушава колонията бактерии на повърхостния слой, но и рязко повишава редокс потенциала снижавайки по този начин достъпа на макро и микро елементи за растенията. Желязото в субстрата може да бъде и в разтворима форма. При условия с ниско съдържание на кислород неразтворимият железен трихидроксид плюс водород получен от разлагането на органична материя се съединяват и се получава разтворимия железен дихидроксид отделяйки се вода.
(Fe(OH)3 + e- + H+ -->Fe(OH)2 + H20)
Сифониране в аквариум с растения не е желателно да се прави. Ако субстрата не е достатъчно анаеробен, а pH е прекалено високо, механизмите няма да работят и растенията няма да могат да получават желязо от субстрата.

СЕС и хелатирането са сходни спрямо способността си да доставят хранителни вещества на растенията. CEC работи само в грунда и е важен за кореновото хранене, а хелаторите основно във водата доставяйки микроелементи през листата на растенията. Кръговрата на микроелементите от достъпно и недостъпно състояние протича постоянно и зависи от множество фактори.

evgeni200

Фрити  - (Fritted Trace Elements - FTE)

По-добър източник на микро елементи са (Fritted Trace Elements - FTE). За пръв път FTE са били предложени от Badger и Bray. Получаването FTE става по следния начин:
Микроелементите се смесват със силикати, изпичат се при температура 1000°С, охлаждат се в хладка вода и се смилат до финна пудра, при което се образуват трудно разтворими неорганични соли (сулфати, карбонати, фосфати), които в този си вид са недостъпни за растенията. Солите са неразтворими във вода, а в почва се освобождават много бавно. Това им свойство ги прави концентриран и действащ продължително време източник на микроелементи, както за наземни растения така и за аквариума.

Растенията  да могат да използват тези микроелементи в субстрата се създават допълнителни условия. FTE винаги се поставят в най - долния слой, като се добавя и малко торф(понижава рН). Горния слой трябва да бъде с размер на частиците 2 - 5 мм. Всичко това снижава редокс потенциала до нужните стойности (-200-3000mV). Желязото в случая от Fe3+ ще преминава в F2+ и ще се консумира от растенията. Същото ще произтича и с другите микроелементи. Без тези условия FTE няма да дадат нужния ефект!

• ВНИМАНИЕ! Без слой грунд с фракция 2 - 5 мм и дълбочина минимум 5см добавки като FTE, micronized iron, JBL Florapol/JBL, 7 Balls/JBL The 7+13 Balls - няма да работят. Трябва да се създаде умерено анаеробни условия и подходящ редокс потенциал за да могат корените да извличат микроелементите. Торф се добавя съвсем малко, колкото да се покрие тънко дъното, иначе ще се получи много нисък редокс потенциал и излишно освобождаване на микроелементи във водата.

Най- разпространените FTE са: JBL Florapol/JBL The 7 Balls. Срок на действие - три години. JBL Florapol съдържа не само 25% желязо под формата на железен оксид, а и глина с висок СЕС, допълнителни микроелементи Mn, B, Co, Zn, + още 6  елемента. След изтощаването на JBL Florapol в грунда се добавят топчета JBL The 7 pellets. Счита се, че  пясък с размери 2 - 3 мм за първи и среден слой е прекалено дребен и предизвиква повишена анаеробност на субстрата.

Препоръчително е първи слой лава с размер 5 - 10 мм в смес с торф и втори слой пясък с размер 2 - 3 - 5 мм.

При неналичие на JBL Florapol може да се използват и следните FTE, които се продат (може би) в агро аптеки:
Micromax FRITTED TRACE ELEMENTS 503 -  K 2.3%, Zn 7.6%, Cu 3.2%, Mn 9.7%, Boron 3.2%, Fe=17.7%, Mo 0.2%
Други производители са Manutec, RICHGRO, Micromax, Librel.

Ако няма от къде да се намери FTE, като източник на желязо може да се използва Micronized iron (MI). Също не е хелатна форма на желязото, а оксид на желязо Fe2O3 89-99%. Може да бъде в различни цветове ( черно най-често) използва се като оцветител. Съдържа 25% желязо. Продава се в магазини за художници.

В аквариума FTE трябва да се използва много умерено и само в първия слой на субстрата. Дозировката зависи от съдържанието на желязото и останалите микроелементи. От средата на 90 - години Steve Pushak използва смес от градинска почва + пясък + FTE + торф и препоръчва една чаена лъжичка за аквариум с размери 90х45х45см.

Анаеробни условия в грунда

Достъпността на желязото [Fe] и другите микроелементи зависи от количеството на кислорода в грунда, редос потенциала и pH. Умерено анаеробните условия дават няколко важни предимства за растежа на растенията. Корените на водните растения са приспособени за почти анаеробни условия. Те имат коренови власинки, както и надводните растения, но при подводните те могат да не се формират, ако грунда не е достатъчно анаеробен. Това може да се наблюдава, ако растенията растат в твърде едър грунд без горен слой с малка фракция 3-5мм, в случая корените са дълги и дебели стремящи се да достигнат по подходящи условия за развитие в субстрата. Умерената анаеробност снижава редокс потенциала, което от своя страна води до по-добро усвояване на микроелементите, желязото, азота, фосфора и т.н.

Органика в субстрата.

Коренните различия на системата ADA от другите методи:

1) източник на органика се използва много концентриран

2) органиката е малка част от гранулата ADA Aqua Soil, които са смес от глина и тропическа почва с високо съдържание на хуминови киселини

3) субстрата има добра проницаемост, която предотвратява пълната анаеробност

4) първия слой (опция) използва пореста лава ADA Power Sand, която заедно с проницаемоста на горния слой ADA Aqua Soil предотвратява гниенето на субстрата

Важният компонент на субстрата ADA е големият запас от органика. Органиката в субстрата заедно с висок СЕС се явавява основата на системата гарантираща висока стабилност на аквариума. Именно субстрата се явява основният източник за хранене на растенията. Първата година през която е стартиран аквариума се внасят и минимални количества торове. Благодарение на високия СЕС субстрата натрупва хранителни вещества предотвратявайки техния недостиг за растенията, само по себе си предотвратявайки и развитието на водорасли.

Растенията могат да се хранят и само от водата, но при нормални ниски концентрации на фосфати във водата, предпочитат именно да приемат вещества от субстрата. Органиката в субстрата е важна и за снабдяването на корените с желязо.Биологичното разлагане на органиката отдава електрони (e-) и други агенти, които понижават редокс потенциала създавайки възстановителна микро среда увеличавайки достъпното желязо Fe(II). Хетеротрофните бактерии увеличават съотношението P:N (Фосфор:Азот), а по голямото количество Азот в субстрата увеличава и съотношението C:N (въглерод : Азот ) значително подобрявайки нитрификацията и минерализацията предотвратявайки образуването на синьo зелени водорасли. Следователнo - колкото повече е в субстрата азота (NO3, NH4) свързан с СЕС на субстрата, самата нитрификация и минерализация протича по-добре.

Корените на растенията сами по себе си могат да транспортират кислород в грунда, повишавайки сравнително нисък редокс потенциал правейки го оптимален за тяхното хранене. В здрав аквариум с голямо количество добре растящи растения са способни да доставят достатъчно кислород и да подържат субстрата, предотвратявайки пълна анаеробност. Подобно състояние не е препоръчително, понеже при временно забавяне на растежа или неподръжка на растенията субстрата може много бързо да загние и да се срине цялата еко система.

Оптимален субстрат се явава именно анаеробния, но с добра циркулация, богат на органика, висок СЕС, оптимално pH=6.0 и редокс потенциал.

Капацитет обмяна на катиони (СЕС)

Хранителните вещества във водата се намират под формата на положително или отрацателно заредени йони. Когато минералните соли се разтварят във водата те се разделят на два йона: положително зареден катион + и отрицателен анион -. Катионите + (хранителните вещества) могат да се притеглят от отрицателно заредени участъци на минерали, хумати или органика, като те ги задържат по този начин, предотвратяват тяхното окисление и ги задържат в достъпна форма за корените на растенията. Корените отдавайки H+ го заместват с хранителен катион. Тази способност на веществата се нарича - капацитет на обмяна на катиони  (Cation Exchenge Capacity).
CEC характеризира способноста на субстрата да предоставя хранителен резерв на растенията. Сумарно количеството катиони, които могат да бъдат обменяни с корените на растенията, които се абсорбират от единица тегло или обем обикновенно се измерва  на 100 гр или 100 куб.см (meq/100g или meq/100cm3). Висока стойност СЕС на субстрата - това е висока задържаща способност на субстрата на хранителни вещества между периодите на добавяне на торове. Високият СЕС обезпечава и буфер на резки колебания на соленост и рН на субстрата. Важните за обмяна катиони това са  калций (Ca++),  магнезий (Mg++), калий (K+),  амониак (NH4+) и натрий (Na+)(бройката + е валентноста). Микроелементите, които също се притеглят от частиците на субстрата са желязо(Fe++ и Fe+++), манган (Mn++), цинк (Zn++) и мед (Cu++). Катионите лесно се притеглят от отрицателно заредените частици в субстрата докато не се освободят във водата, консумират се от корените на растения или се обменят с други катиони. Катионите се задържат от отрицателно заредени частици в глината и хумуса (колоидни частици). Колоидите се състоят от тънки плоски пластини, като за техния размер имат относително голяма повърхностна площ. Поради тази причина са способни да задържат голямо количество катиони, действайки като склад на хранителни вещества. Когато корените консумират катиони от колоидните частици, други катиони от грунда заемат тяхното място.

Задръжката на катиони има следния приоритет на веществата:  Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ = NH4+ > Na+ и H2PO4- > SO42- > NO3- = Cl-.
Ако има йон, който се притегля по-силно, то той замества в субстрата по- слабия. Всеки субстрат с висок СЕС притегля Ca2+ и Mg2+ и снижава твърдостта на водата. Когато се стартира аквариум с подобен субстрат и да не се понижи твърде много твърдостта на водата, субстрата може да се зареди или под грунда да се положи биохумус. Трябва да се обърне внимание, че СЕС отдава хранителни вещества само на корените на растенията, ензими, хумати и др, органични съединения, но не и във водата. Ако отдава и във водата ползата от него ще е нулева.

ADA Aqua Soil специално е създаден да понижава pH/kH/GH до оптимални стойности, едно от важните негови свойства.

Стойности на СЕС (Cation Exchange Capacity) на различни субстрати:

Perlite / перлит   ......................1.5 - 3.5 meq/100g
Clays / глина..........................22.0 - 63.0 meq/100g
Pine Bark / борова кора..........53.0 meq/100g
Vermiculite / вермкулит........82.0 - 150.0 meq/100g
Humus / хумус......................200.0 meq/100g
Лава.....................................5-6 meq/100g
Хумат, Lignite, Leonardite (Dimond Black™, Reare Earth)...500-600 meq/100g
ADA Aqua Soil.......................30-40 meq/100g
Натурален зеолит (Clinoptilolite) ...46 meq/100g

1/2 е преведено
Следва....... Субстрати с висок СЕС...........

evgeni200

29.07.2013 20:08 #2 Last Edit: 31.07.2013 23:11 by zariio
Видове субстрати с висок СЕС
Важността на високия СЕС и ползата от внасяне на органика и торф в грунда, отдавна са известни на акваристите любители на растения. По-отдавна торфа се е смесвал с материали с висок СЕС, като - глина, бентонит (kitty litter(котешка тоалетна)), вермикулит, градинска почва. Тези смеси имат редица сериозни недостатъци ( мътна вода, изплуване на частици, гниене) , правещи тяхното използване  ограничено или не рационално. Например голямо количество торф ще понижи рН не само на субстрата, но и на водата. Ограничението идва и от това, че се полагат единствено само в най-долния слой на субстрата, което след време довежда и до анаеробност. Подмяната на тези по стари материали с други, като (калцинирана глина, зеолит, диатомит) даващи висок СЕС решава доста проблеми. Тези смеси дават добър растеж на растенията благодарение на високия запас, които подържат на органични торове. Ако и тези материали са недостъпни как да се вкара в грунда органика?
Отговорът е: най-долен слой - лава(база за бактериите)+торф(подкиселява грунда)+биохумус(хранителни вещества). За обезпечаване циркулацията в слоя, най-добре да се използва лава - Gravelite®, също да се добави зеолит или диатомит даващи СЕС.Горен слой, в който се заждат растения кварц или базалт 3-5мм, като недостатък е наличието на СЕС единствено в първия слой. Известно е, че в грунда не трябва да има нищо, което да гние. В природата съотношението обем вода към грунд е съвсем друго, процесите на гниене имат съвсем друго въздействие сравнени с тези в затворената екосистема на аквариума. Много е важно грунда да не се сляга и водата да циркулира бавно около корените на растенията, иначе след няколко месеца започва процес на гниене на органиката с отделяне на сероводород - H2S дори и метан. Резултатът може да се получи от добавяне на прекалено много глина или градинска почва, в подобни условия дори е възможен обратния процес преобразуване на нитрат NO3 в токсичен нитрит NO2!
Никога не използвайте, пише Клаус Каселман латерит, вермикулит, глина, дребен пясък за първи слой - няколко месеца ще има бурно развитие на растенията, след което започва неизбежното загниване на корените. Същото важи и за еднослойните субстрати състоящи се от едри камъчета 5-15 мм. Първите няколко месеца има бурен растеж на растенията, след което разстоянията мъжду тях се запълват с детрит, листа от растения правещи го напълно анаеробен.
Поради тези причини за аквариум с растения са НЕприложими следващите добавки в грунда: градинска почва, големи количества глина, млад торф, латерит(може само като добавка в малки количества), вермкулит, пясък с размер (<=2мм).
Аргументи за и против за всеки един от тях:

Глина

Глината притежава доста висок СЕС, но създава пълна анаеробност на субстрата, прави водата мътна при пресаждане на растенията и има ограничение за използване само в най-долен слой. Проблемът произтича, че повечето акваристи нямат достъп до качествена глина, която би могла да се използва. Не всяка глина притежава висок СЕС - трябва да се използват само определени видове глина. Дори и да се намери подходяща, тя няма еднороден състав и без лабораторен анализ не е ясно дали ще може да се използва. Глината също трябва да се провери за наличие на фосфати, пестициди и др., също дали не съдържа калциеви съединения повишаващи GH на водата.
Пример - на пазара се предлага добавка за грунд от глина - Tropica® AQUACARE PLANT SUBSTRATE. Значително подобрява растежа на растенията, загниването се предотвратява понеже се полага, като първи тънък слой. По-добри свойства от обикновена глина има - бентонита. Без внасяне на биохумис неговото използване няма да даде запас от хранителни вещества и аквариумните растения ще разчитат единствено на течни торове, въпреки всичко високият СЕС е много важен за стабилноста и храненето на растенията, съответно и за неналичието на водорасли.

Бентонит (bentonite)

Това е глинена подложка за котешки тоалетни (Kitty Litter, Kitty cat litter, Special kitty). Глина с високи абсорбционни способности съответно и с висок СЕС. Много години се използва като долен слой за отглеждане на аквариумни растения. Има същите недостатъци, както и обикновената глина - превръща се в каша, прави водата мътна при пресаждане на растенията, бързо създава анаеробна среда. Предимство е гарантирано високия СЕС, евтина, достъпна. Използва се в смес от торф, пясък и активен въглен. Kitti Litter са се използвали 10 - 15 години назад, но в момента бързо губи популярност. Това е тиксотропна глина, която не притежава никаква пластичнос(свойство да се моделира). Поставяйки я във вода напълно се разкисва и размера на гранулите е без значение. Някои видове имат pH 7.5-8.5, което ги прави пригодни само за някои видове криптокорини.

Градинска почва

Хумусът е продукт получен от разлагането на органична материя, има висок СЕС понеже колоидните частици на органиката имат голямо количество отрицателни заряди. Почвата има до 30 пъти по висок СЕС от каолиновата глина.
Използва се повърхностният слой на градинска почва, има висок СЕС (~200 meq/100g), съдържа и много органика. Използването на градинска почва в субстрата също има редица недостатъци. Високо съдържание на неразложена органика винаги довежда до загниване на субстрата и бактериален бум, от който спасението е само УВ - лампа, но нейните лъчи разрушават хелатните комплекси и се намалява ползата от използването на течни торове. Градинската почва не запазва хранителните си способности за дълъг период, довежда и до пълна анаеробност на грунда.
Използвала се е преди в стара методика развита от Diana Walstad (първи слой - 5см почва/пясък : 1/4, горен слой чист пясък 2-5 мм - 3 см).

Латерит

Flourite (CEC=1.7) и CaribeSea Laterite (CEC=6.7), както и лавата имат СЕС малко по-голям от обикновения пясък и не могат да бъдат добра хранителна база, освен източник на желязо. Значително по-добър от природните латерити е гранулованият Laterite (CEC=17.2) и Duplarite G (CEC=16.2) използван в смес с малко торф. Латеритът се използва основно като източник на желязо, но лесно може да се замени с по-етини Fritted Trace Elements (FTE) или JBL Florapol - аналог на ADA Iron Bottom. Латеритът е най - големият мит относно субстратите.

Калцинирана глина

От всички субстрати с висок СЕС за горен слой най-перспективна е глината, която е термично обработена или калцинирана глина (Profile, Turface, Shultz, Soilmaster). Използва се като добавка в почвата и се предполага, че е лесно достъпна. Притежава отличен СЕС  30-180meq/100g, пориозност ~74% , размери 2-5мм има неограничен срок за използване. През 90 години Profile/Turface/Soilmaster са се използвали в аквариуми с растения, като резултатите са били отлични. Могат да бъдат използвани в смес с биохумус, като ще дават на растенията запас от хранителни вещества сравними с ADA Aqua Soil Amazonia. Отделна статия за тях............

FERKA AquaBase

Този материал е малко особен и придобива все по-голяма популярност. FERKA AquaBase е основно органика, много концентрирана - за аквариум 200 литра са нужни 250 - 750 гр. Сместа много бавно се разлага отдавайки хранителни вещества на грунда, способства и формирането на полезни бактерии. Удобство представлява малкото количество, което се използва. Съставът не е известен, но работи много добре.

Tropica® AQUACARE PLANT SUBSTRATE

Относно субстратите в продажба с висок СЕС, трябва да се обърне внимание на продукта Tropica® AQUACARE PLANT SUBSTRATE.
Ефекта на продукта е бил изпитан на доста видове растения и съпоставен на аквариум без субстрат. Където е бил използван растенията са подобрили растежа си с 15-50%.
Примери:
Alternanthera reineckii "lilacina" подобрява растеж -  26%, Hygrophila polisperma "Rozanervig" подобрява растеж - 28%, Vallisneria americana "Mini twister"подобрява растеж - 30%, Echinodorus bleheri подобрява растеж -  15%, а Hemianthus micranthemoides подобрява растеж - 40%. (источник: AquaCare products - properties, usage and test results Dealer Guidу, 2006).
PLANT SUBSTRATE - действа като дългосрочно хранилище на хранителни вещества, гарантира здрав и бърз растеж. Представлява натурална глина смесена със сгафнов торф, поставя се като първи слой при стартиране на аквариум. Глината и торфа бавно отдават хранителните вещества на корените и задържат свободните хранителни вещества. Задържането на хранителни вещества в грунда намалява риска от водорасли.

Ускоряването на растежа съответно води и до повишаване потреблението на хранителни вещества. Потреблението при засилен растеж става, както от субстрата така и от водата (намаляват се достъпните за водораслите хранителни вещества).

Аналози: Ferka Aquabase, JBL AquaBasis PLUS.

Много от посочените по-горе материали (глина, бентонит, градинска почва, вермкулит, латерит) смесени с торф създават добра хранителна база с висок СЕС, но субстратът много бързо (година е пределна граница) става напълно анаеробен и корените започват да гният. Аквариумът се налага да бъде рестартиран. Всеки който е използван подобни субстрати се е сблъсквал с почернели корени и мирис на сероводород, няколко месеца след стартирането на аквариума. Том Бар прави тест на 6 вида различни субстрата, твърдо потвърждавайки начало на загниване още след първите 4 седмици след старта на аквариума. Подобни смеси имат не само кратък живот, но и невъзможност да се положи горен слой с желана дебелина (ограничена е в граници), не по дебело от 5 см за да се запази циркулация и не по-тънко от 2,5 см (по тънко изпуска вещества във водата).
Подобни ограничения ги прави неизползваеми в Nature Aquarium.

Важно е да се отбележи, че продължителността на живота на субстрата зависи не само от самия субстрат и колко добре е структориран, но и от здравия вид на самите растения. Голямото количество корени пронизващи грунда активно доставят кислород, тоест самите растения предотвратяват анаеробност отчасти на субстрата. Блатните растения растат в напълно анаеробен субстрат. Огромни проблеми биха се получили, ако се разчита само на растенията за подържането на субстрата. Проблемите биха възникнали веднага със забавен техен растеж. Затова не бива да се разчита само и единствено на тях за подръжка на живота на субстрата, а когато се стартира аквариум да се положи правилен субстрат.

Следва ..............Конкуренция за амоний[NH4+]..................

evgeni200

30.07.2013 16:04 #3 Last Edit: 31.07.2013 23:11 by zariio
Относно амоний[NH4+], то той се явява предпочитан източник на Азот за растенията. Ако присъства в концентрация 0,02 мг/л растенията ще използват него, а не нитрата. [NH4+]  ще се произвежда в грунда от торове съдържащи нитрати (KNO3), както и при реакции на разлагане на огрганика в по-стари субстрати. Йоните на амония ще се задържат от отрицателно заредените участъци с висок СЕС, които в последствие ще бъдат обменени с корените на растенията отдаващи катион H+.
Диана Валстад в своята книга пише: нитрифициращите бактерии са полезни, дори съществени за аквариум с риби без растения, но в аквариум с растения те конкурират растенията за амоний. Енергията, която получават нитрифициращите бактерии превръщайки амония до нитрат е равна на енергията, която губят растенията връщайки нитрата до амоний.  (Diana L. Walstad, "Ecology of the Planted Aquarium)
На това се базира мнението че биофилтрация в аквариум с растения не е много нужна, а добавянето на малко амоний е полезно.

Автора на статията не е съгласен с по-горе написаното!

Торф

Важен параметър на грунда подържан от торфа това е рН. Хуминовите киселини, които се съдържат в торфа са важни за буферната система на рН и подържат неговата стабилност. Реакцията на рН в грунда трябва да е леко кисела - 6.0 до неутрална - 7.0, само тогава е гарантиран оптимален обмен на вещества между грунда и корените. Хуминовите киселини понижават редокс потенциала на субстрата. Ниския редокс потенциал ЗНАЧИТЕЛНО увеличава разтворимостта на минералите, които лесно от своя страна променят своето състояние, желязо [Fe++],  магнезий [Mg++] и др. ставайки достъпни за растенията. Отделяните от торфа хуминови киселини препятстват окислението на [Fe++] и неговото утаяване, присъединявайки се към него (природен хелатор).
Корените на растенията отделят хуминовите киселини свързвайки хранителния катион с разтворим хелат, правейки го достъпен за усвояване чрез корените. Следва транспортиране до листата и неговото използване. По този начин се повишава концентацията на достъпно желязо и другите макро и микро елементи в достъпна форма.
Хуминовите киселини се неутрализират от [Ca] и [Mg].Ако водата е твърда (dH>6, kH>>4) тя постоянно ще неутрализира хуминови киселини и ще намаля ефективноста на субстрата. Голямо количество торф в субстрата ще понижи прекомерно рН, а със него и СЕС - двете са взаимо свързани. рН е важен за СЕС, защото  с повишено рН числото на отрицателно заредени колоидни частици се увеличава, увеличавайки и самото СЕС.
Използвайте умерено количество торф в субстрата. Оптимално рН - 6.0
Оптималното рН и наличието на органични киселини превръщат фосфата в разтворима форма, фиксирайки го докато не бъде използван от растенията, което играе голяма роля за стабилноста на аквариума.

Именно високото съдържание на органични киселини (fumic acid), съчетано с глина и тропическа почва с висок СЕС,  дава на  Aqua Soil възможност за фиксация на фосфата, като стойностите във водата са винаги PO4<0.1-0.05мг/л ( данните са по Takashi Amano)
Подробно механизма по фиксация на фосфата е описан в отделна статия.......

Основните ползи от торфа са: понижаване на рН и редокс потенциала, източник на хуминови(органични) киселини, стабилизация на колоидната глина и задръжката и в субстрата.

Лава със запас от органика и торф в най- долния слой на субстрата Nature Aquarium:

1) има способността да натрупва много микроелементи, предотвратява тяхното окисление съхранявайки ги достъпни за растенията
2) запас от органика(биохумус) позволява стартиране на аквариума с минимум количество водорасли и максимален растеж, както на розетъчните така и на стеблените растения
3) има голям буферен капацитет спрямо хранителните вещества образувани от разлагането на органиката, което значително ускорява ръста на растенията.
4) не допускане на пълна анаеробност, което позволява субстрата да се използва повече от 5 години.
5) слабото движение на водата между едрите частици лава обезпечава доставянето на кислород до корените на растенията и културите бактерии, презареждане на участъците задържащи катиони между горен и долен слой.
6) задържа йоните на амония предавайки го на корените, силно ускорявайки растежа на растенията.
7) понижава редокс потенциала, което значително повишава разтворимоста на микроелементите Fe, Ca, Mg, Na, Zn, B, Cu, концентрацията на амоний, достъпността на азот и фосфор
8) подържа идеално рН в грунда в идеална граница под 7,0, за оптимален растеж
9) стабилизира рН
10) не се сляга и не се сбива
11) огромна площ за заселване на полезни бактерии, създава умерена анаеробност препятстваща окислението на микроелементите
12) корените проникват много лесно
13) висока проницаемост на хранителни вещества изравняващи се в грунда, като стойности
14) запаса в грунда от азот подобрява минерализацията на детрита намаляйки затлачването на грунда, постоянно се образуват хранителни вещества за сметка на органиката

Препоръки:

Повърхностния слой на субстрата трябва да обезпечава: висок СЕС, голяма повърхностна площ, добра проницаемост за корените и да предотвратява проникване на детрит в средните и ниски слоеве. Перфектен е, когато  съдържа органика и хуминови киселини Aquasoil. Аква соил има добра циркулация и достатъчно хранителни вещества, ако се предвижда аквариум за година, година и половина лава в долния слой може и да не се поставя.

Долен слой: трябва да служи, като запас на органика,  да осигурява добра циркулация, площ голяма за бактерии, да снижава рН до оптимални <7.0. СЕС е желателен, но вторичен елемент. Може да се използва лава EHEIM Ehfilav, Volcanite от Aqualine Buschke (лава с добавка на зеолит и 5% свързано желязо), дренажна лава за бонсаи Kyodama. Алтернатива е - Gravelite®, зеолит, диатомит. Използването им,  като основен субстрат не е препоръчително - СЕС е много нисък, груба повърхност, прекалено едри. Традиционно за подкиселяване на субстрата се използва торф, а микроелементи се добавят чрез FTE, JBL Florapo и др. Източник на органика биохумус(тор от червен червей). Ако горния слой е от неутрален материал (СЕС - 0), долният слой е желателно да е от бавно разлагащи се торф и биохумус, плюс добавка на материали с висок СЕС - едър зеолит 8-12мм, диатомит, калцинирана глина(използва се и за горен слой с по-дребна фракция).

Оптималната смес за долен слой следва да бъде следната:
1)  лава 8-12мм + торф  + биохумус + FTE или JBL Florapol = PMAS
http://aquariumbg.com/statii.php?statia=120
2) Gravelite® 5-12мм + торф + зеолит или DiaHydro 5-12мм 20% + биохумус + FTE, JBL Florapol
3) зеолит или DiaHydro 5-12мм + торф  + биогумус + FTE или JBL Florapol
4) едра 8-12мм калцинирана  глина (Profile/Turface¬) + торф  5% + биогумус 10-20% + FTE или JBL Florapol.

Може да се добави и запас от неразтворим фосфат, които се садържа в  ZeoPro™.

Горните смеси се полагат с дебелина 1,5 - 2 см.

Торф се добавя съвсем малко 250 - 500 мл гранулиран за аквариум с дължина 90 см. Ако се добави твърде много микроелементите от FTE ще се отделят и във водата.
Градински торф да не се използва - годен е единствено сфагнов торф (Sera, JBL, Fluval)!
Понякога вместо торф се използва хумат. По-скъпо е и не по-добро от торфа (Lignite/Leonardite,  Diamond Black™, Rare Earth и др.). Действието му е само една година.

Добавяне на органика - биохумус ( тор от червен калифорнийски червей с високо качество) . Преди използване е задължително да се свари за 15 минути. Сваряването превръща голямо количество амоний в нитрат и унищожава вредните бактерии.

Fritted Trace Elements - (FTE) се добавя в малки дози - две чаени лъжички на 40/40 см. JBL Florapol по предписание на производителя.

Описаните по горе смеси субстрати са пригодни само за базов хранителен слой.

Горен слой:

Решението е калцинирана глина - физически стабилна, CEC (29.8-41.1), калиброван размер на гранули, не се разкисва, не влияе на рН, не поврежда корените на растенията. Производители Profile, Turface, Soilmaster, Shult, Grodan Hydrotone и др. За отглеждане на растения подобен субстрат се изполва в САЩ от 1998 г.

Глинена почва за бонсаи Akadama се използва от 80 - те години. Profile/Turface/Soilmaster е добър и най-евтин заместител на Aquasoil.

Горен слой подреден по качество:

- ADA Aqua Soil или алтернатива Profile/Turface или Akadama
-смес пясък 2-5мм с природен или модифициран зеолит ZeoPro™, EcoSand (около 20 %)
- смес пясък 2 - 5 мм с диатомит  DiaHydro (около 20 %)
- смес пясък и лава

Дори да се използва за горен слой неутрален пясък, подложката от лава, торф, биохумус (PMAS). Гарантира значително по-добър растеж на растенията.

Автор: Иванюшин Руслан
източник: http://www.amania-110.ru/
субстрат в Nature Aquarium

dafil

Браво,Евгени!!!
Страхотно си се справил *THUMBS UP*

danielm

Ами както винаги за Евгени ...  *privet*!
Направо модераторите могат да направят от статиите една тем ... от дъно ... до всички китки как се гледат, а ние да ги четем по няколко пъти!

Георги

Благодаря за превода, Евгени! Добавих го като статия.
danielm, кои по-точно статии? С автор Евгени или и други?