Хорошо организованный, «живой» грунт представляет собой сложное сообщество бактерий, простейших, грибков и тому подобной мелочи, селящейся на частицах субстрата. Благодаря именно их деятельности органическая материя претерпевает первичную переработку и становится доступной к употреблению растительностью. Химия этих превращений достаточно сложна и не является темой этого сообщения. Однако необходимо заметить, что полноценная переработка органических материалов, а также способность экосистемы грунта самонастраиваться и адекватно реагировать на часто меняющиеся условия аквариумной жизни возможны лишь при гармоническом сосуществовании самых различных видов микроорганизмов. Для этого нужно, чтобы каждый из них мог занять свою экологическую нишу в этом сообществе. Чтобы каждый мог найти подходящие условия для своего существования. В нашем случае это в первую очередь касается кислородных условий в грунте. «Правильный» субстрат должен давать жить как воздуходышащим организмам, так и анаэробам, не терпящим присутствия кислорода и обеспечивающим наиболее глубокую переработку продуктов разложения. Важно при этом, чтобы в грунте такие условия находились в балансе, чтобы нашлось место для всех, чтобы одни микроорганизмы не начали подавлять других. Практически это может выглядеть так: верхний, более толстый слой грунта, находящийся в непосредственном контакте с аквариумной водой и ее обитателями, хорошо аэрируется, а нижний, не столь мощный, остается бескислородным. В этом случае следы рыбьей (и прочей) жизнедеятельности, проваливаясь вниз через толщу грунта, претерпевают первичную переработку в верхних слоях. Часть продуктов этой переработки усваивается растениями, другая уходит ниже, где в бескислородном слое попадает в сферу влияния анаэробов. Они продолжают и завершают дело разложения. В результате образуются новые соединения, частично опять-таки усваиваемые растениями, а частично представляющие собой газообразные продукты и воду. Каждый аквариумист имеет возможность наблюдать этапы этой переработки (декомпозиции). Вначале рыбьи фекалии представляют собой валяющиеся на грунте «колбаски». Если грунт чуть-чуть копнуть, то видно, что там эти колбаски распадаются на мелкие фрагменты, образующие при неосторожном обращении быстрооседающую муть. На самом же дне скапливается мельчайший ил, в больших количествах забивающий частицы субстрата и препятствующий воздухо- водообмену в грунте. Этот ил – продукт неполного разложения органики. Когда рыбьего корма поступает в аквариум много, верхние слои грунта плохо аэрируются, а растений мало, ил в грунте накапливается быстро, кислородная зона уменьшается. Избытки полуразложившейся органики вызывает бурное развитие анаэробной флоры. Поначалу она занята вполне полезной денитрифицирующей деятельностью, т.е. переводит избытки нитратов в химически нейтральный азот или его закись. Однако популяции этих бактерий, селящихся в глубинных «непроветриваемых» слоях грунта, быстро разрастаются. Им уже перестает хватать нитратов. Тогда они принимаются за выделяемые из того же корма соединения серы. Результатом этой деятельности становится образование и накопление ядовитого сероводорода. В конце концов грунт закисает окончательно. Растения начинают чахнуть, их корни подгнивают или чернеют под действием сероводорода. Со дна поднимаются его пузырьки, аквариум постепенно превращается в болото.
Характерным признаком начала накопления избытков органики в грунте может служить состояние эхинодорусов. Эти растения, обычно быстро и хорошо растущие, начинают выпускать молодые листья с дырками, а часто и деформированные. В дальнейшем они мельчают, старые листья начинают распадаться, начиная с краев. Это сигнал, что грунт пора хорошенько почистить.
Итак, становится понятным, что грунт в аквариуме – это не только источник благоденствия водной растительности, но и ее же потенциальный могильщик. Для увеличения продолжительности существования аквариума в приемлемом состоянии необходимо сводить количество накапливающейся в грунте органики к минимуму. Просматриваются 2 основных пути. Первый – уравновесить количество рыб и растений. Т.е. содержать в аквариуме с растениями минимальное количество рыб. Какое – зависит от количественного и качественного состава подводного сада, условий его жизнеобеспечения.
Второй путь – поддерживать чистоту грунта с помощью технических средств. Наиболее простой – регулярное просифонивание субстрата. На этом сайте есть описания сифонов. Это могут быть самодельные устройства с щелевидной или воронкообразной насадкой, либо фирменный «пылесос» с насосиком на батарейках. Способ распространенный, однако не лишенный недостатков, а именно:
Довольно значительная трудоемкость, особенно для больших емкостей.
Сложности с чисткой аквариумов с сильно заросшим грунтом. Даже щелевидная насадка не позволяла мне качественно чистить грунт в аквариуме, дно которого было покрыто многочисленными мелкими анубиасами.
Самая аккуратная чистка приводит к большему или меньшему «перелопачиванию» грунта. Если это лужайка с мелкими растениями (эхинодорусами тенеллусами, лилаеопсисами, глоссостигмой, марсилией и пр.), то после чистки она приобретает весьма побитый вид.
Даже при самой аккуратной чистке взбаламучивание грунта приводит к тому, что содержащиеся в нем питательные вещества в большей или меньшей мере высвобождаются и переходят в водный объем, где становятся доступными к употреблению водорослями. Если аквариумист пытается избавиться, скажем, от «бороды», он вынужден сводить содержание питательных веществ к минимуму. Сложность борьбы с ней обусловлена еще и ее способностью довольствоваться небольшими количествами «корма». Если грунт не сифонить, на нем будет селиться «борода», да и произвольно вымывающиеся из него питательные вещества будут ею употребляться. Если же грунт сифонить, то высвобождающиеся съедобности также спровоцируют ее рост. Ситуация приобретает характер замкнутого круга.
Сложности в использовании сложносоставных многокомпонентных грунтов. В процессе сифонки слои грунта перемешиваются, а наиболее легкие его частицы засасываются в сифон.
Что еще есть в нашем распоряжении? Системы биологической фильтрации через слой субстрата, так называемые UGF и RUGF-системы. Эти устройства подразумевают использование фальшдна – на небольшой высоте над дном аквариума устанавливаются пластины с перфорацией, на которые уже насыпается субстрат. Маломощная помпа прокачивает воду под фальшдном, обеспечивая ее засасывание вниз через слой грунта (UGF-система), либо, наоборот, выталкивает воду снизу в объем. Опять-таки через грунт (RUGF-система). По мысли авторов, проходящая через грунт вода обеспечивает его «дыхание», не допуская образования застойных анаэробных зон. Селящиеся на частицах грунта аэробные бактерии быстро окисляют накапливающуюся органику. А сами осадки должны вымываться и засасываться в механический фильтр, подключенный к помпе. При всем уважении к остроумию этой идеи, должен заметить, что для аквариума с растениями эти системы малопригодны. Многочисленные наблюдения показывают, что растения в таких аквариумах отнюдь не благоденствуют. Проблемы следующие.
Я с трудом могу себе представить систему, обеспечивающую равномерный проток воды через всю площадь грунта. На деле оказывается, что обмываются лишь небольшие участки, расположенные в непосредственной близости от помпы. В удаленных же частях закисание грунта происходит столь же интенсивно, как и без применения таких систем.
На участках же, где система работает, растения начинают голодать. Необходимые для их питания вещества вымываются и уносятся через фильтр в объем аквариума, где они по большей части способствуют развитию водорослей.
По той же причине оказывается невозможным применение растворимых удобряющих добавок. Они достаточно быстро размываются и уносятся в объем.
Перестают работать нерастворимые добавки типа латерита. Их принцип действия, по-видимому, основан на том, что корневые волоски растений выделяют гуминовые кислоты, способные растворять нерастворимые в аквариумной воде минеральные частицы. Высвободившиеся соединения затем поглощаются корневой системой растений. Проток воды смывает гуминовые кислоты и растворенные ими соединения, лишая растения питания.
Невозможность использования мелкодисперсных добавок к грунту. Глиноподобные материалы, вермикулит вымываются из грунта.
Итак, становится понятным, что существующие системы механической очистки грунта предъявляемым им требованиям в полной мере не удовлетворяют. Однако комплекс этих требований становится более понятным. Итак:
Система должна обеспечивать достаточно качественную очистку грунта. Настолько качественную, чтобы не допускать его закисания.
Она не должна вымывать полезные компоненты полностью, у растений должна сохраняться возможность корневого питания.
Очень желательно, чтобы система допускала использование сложносоставных разнокомпонентных грунтов.
Грунтовые подкормки, как нерастворимые, так и растворимые не должны вымываться в объем.
Грунт не должен сильно тревожиться в процессе чистки.
Хотелось бы, чтобы способ чистки не был слишком трудоемким.
По здравому размышлению становится понятно, что удовлетворить столь противоречивые требования возможно лишь организовав двухслойную систему субстрата. Глубинный нижний слой никак не будет затрагиваться системой очистки, он может состоять из мелкодисперсных глинистых материалов, в него можно закладывать удобряющие таблетки и именно в нем развивается основная масса корней. А вот покрывающий его верхний слой должен активно просасываться, не допуская массового проникновения осадков вниз.