Дефицит азота в аквариуме как исправить

Зачем аквариумным растениям азот

Газообразный азот (N2) – главный компонент воздуха, однако растения не могут использовать его в таком виде.

Формы азота, которые аквариумные растения могут поглощать:

  • нитрат (NO3-);
  • аммоний (NH4 +);
  • мочевина (CH4N2O).

Азот – одна из ключевых составляющих белка. Когда белок разлагается, азот принимает форму аммония (NH4+). Важным источником аммония во время разложения белка принято считать процессы переваривания пищи обитателями аквариума.

Рыбы и гидробионты могут расщепить белок только до полиатомного катиона аммония. Расщеплённые соединения азота снова возвращаются в толщу воды. В результате разложения старых растений вырабатывается аммоний, который также оказывается в аквариуме.

Благоприятная экосистема предполагает поглощение максимального количества аммония аквариумной флорой в качестве источника азота, который ляжет в основу последующего формирования белков. Оставшийся аммоний трудолюбивые бактерии перерабатывают в нитраты с помощью кислорода. Полученные нитраты также будут «съедены» растениями. Такой круговорот называется азотным циклом.

Есть растения, которые предпочитают аммоний, другие – нитрат, третьи используют обе формы азота в соотношении примерно 1÷1. Чтобы использовать азот, растение должно преобразовывать нитрат в аммоний. Этот процесс энергозатратный, однако клеточные вакуоли могут накапливать ионы нитрата. Аммоний, напротив, усваивается сразу, либо после того, как его переработают бактерии.

Азотный цикл

Круговорот азота играет важную роль в наземных и водных экосистемах. Цикл описывает преобразование органически связанного азота, мочевины, аммония, аммиака, нитрита, нитрата в газообразный азот, частично осуществляемое бактериальной активностью.

В аквариуме остатки корма для животных и частей растений разлагаются и выделяют аммоний, как и отходы животных. Бактерии превращают его в нитрит, а нитрит в нитрат. Однако этих источников органического азота часто недостаточно. Причиной часто являются скромное количество животных в аквариуме и сильный рост растений.

Грамотно организованный круговорот азота снижает количество триггеров водорослей и создает лучшую, более стабильную среду для чувствительных растений и гидробионтов. Появление диатомовых и зеленых пылевых водорослей сводится к минимуму, если дать резервуару возможность пройти азотный цикл целиком.

Как поддерживать азотный цикл

Процесс требует регулярного контроля с использованием специальных тестов. Они помогут определить текущий уровень насыщенности воды аммиаком, нитритами и нитратами.

Чтобы поддерживать их баланс на достойном уровне, необходимо придерживаться простых правил:

  1. Плотность заселения аквариума не должна быть высокой.
  2. Биофильтрация должна быть отрегулирована.
  3. Перекорм рыб и гидробионтов недопустим.
  4. Подмена воды и обслуживание банки должны выполняться регулярно.
  5. Аквахимию необходимо использовать по инструкции и из расчета объема аквариума, а также с учетом других факторов, например, параметров жесткости воды, освещенности аквариума, температуры и пр.
  6. Новые растения и биологических обитателей лучше подвергнуть карантину, прежде чем подселять их в общую банку.

При соблюдении всех правил азотный цикл достигает нормы за 4 – 6 недель. За это время производство нитратов полностью налаживается и приобретает стабильный характер.

Как понять, что азот в дефиците

Количество доступного азота влияет на цвет некоторых видов растений. Это обусловлено тем, что в связке молекул хлорофилла много азота. Красные пигменты растений обычно перекрыты зеленым хлорофиллом. В условиях азотного голодания они становятся более заметны.

Понять, что аквариум испытывает азотное голодание, можно по таким признакам:

  • Рост растений замедлен.
  • Кончики листьев приобретают желтый цвет.
  • Старые листья отмирают преждевременно.
  • Смена цвета листьев некоторых растений с сочного зеленого на красный или бурый носит внезапный характер.

Многие аквариумисты искусственно регулируют уровень CO2 в банке, чтобы добиться нужного оттенка растений. Трансформации работают как от зеленого цвета к красному, так и в обратном направлении. Здесь необходимо учитывать, что ограничение подачи азота несет в себе большой риск полного подавления роста растений.

Как понять, что азот в избытке

Некроз листьев

Избыток азота, как и его нехватка, приводит к нарушению биохимических процессов в аквариуме.

Понять, что азота слишком много, можно по таким признакам:

  • Заболевания листьев стремительно перерастают из хлороза в некроз.
  • Долго не наступает цветение.
  • Стебли растения становятся неестественно толстыми.
  • Вегетационный период затягивается.

Чтобы избежать водорослевой вспышки, уровень азота необходимо держать в пределах 5-10 мг/л.

— Arend van den Nieuwenhuizen Акваскейпер

Азотосодержащие удобрения

Насыщение водной среды азотом осуществляется путем внесения специализированных удобрений. Жидкие и таблетированные азотные удобрения выбираются по итогам анализа тестов воды, а не исходя из аннотации на упаковке удобрения. Любой микро- и макроэлемент оказывает благоприятное влияние на рост растений, но они не работают «без напарника». Это означает, что они должны применяться в эффективной связке и присутствовать в оптимальном количестве относительно друг друга.

Калиевая селитра (KNO3)

Содержит 38,7% калия и 61,3% нитрата. Всего 1г такой подпитки при добавлении на 100л воды повышает содержание нитрат-ионов в емкости на 6 мг/л.

Здесь есть подводный камень: при длительном применении KNO3, калий накапливается в избытке. Использование удобрения в таком же аквариуме на 100л даёт 40-50 мг/л. В естественных водоемах показатель калия не превышает 10 мг/л.

Восстановить равновесие поможет регулярная подмена 50 – 70% воды один раз в 7 – 10 дней. Еще один способ поддержать уровень азота в воде – использовать бескалиевые удобрения.

Карбамид (мочевина, CO(NH2)2)

Это удобрение состоит из азота на 46% и представлено в виде мелкокристаллического порошка. Вещество легко поглощается растениями, поскольку хорошо растворяется в воде. Гранулированная мочевина дает еще больше азота, но при этом образует ядовитый для рыб биурет (CONH2)2NH. Для растений же вырабатываемая концентрация биурета абсолютно безвредна.

Натриевая селитра (NaNO3)

Состоит из Нитрата на 72,9% и на 27,1% из натрия. Длительное использование этого удобрения также приводит к побочному эффекту, – накоплению ионов натрия. Компенсировать недостаток поможет применение натриевой селитры в комплексе с KNO3 (калиевой селитрой).

Сульфат аммония ((NH4)2SO4)

Сернокислый аммоний на 21% состоит из азота и имеет в своем составе около 24% серы. Использование такого удобрения редко оказывается оправданным, поскольку азот в нем находится в аммиачной форме. Сера чаще всего уже есть в составе других удобрений, а значит применение сульфата аммония может привести к ее избытку.

При значениях pH выше 7,5 аммоний превращается в ядовитый аммиак. Доказано, что высокая концентрация аммония в водной толще является причиной сильного роста водорослей. Удобрение, содержащее аммоний, может работать хорошо, но его необходимо тщательно адаптировать к биомассе в резервуаре.

С другой стороны, высокие уровни (от 70 до 100 мг/л) нитрата из неорганических источников (например, нитрата калия, KNO3) не ядовиты для многих организмов в аквариумах, что делает их универсальной формой азотных удобрений.

Магниевая селитра (Mg(NO3)2*6H2O)

Нитрата магния удобен по двум причинам. Во-первых, магний попадает в воду чистым, без сульфат-иона. Во-вторых, его можно произвести самостоятельно из нитрата кальция и сульфата магния. В результате такого соединения нитрат магния попадает в воду, а гипс выпадает в осадок. При этом незначительно повышается общий уровень жесткости воды.

Кальциевая селитра (Ca(NO3)2*4H2O)

В основе удобрения находится азот в нитратной форме. Применяется в аквариумах редко. Исключением является необходимость увеличения общей жесткости воды за счет ионов кальция. Используя кальциевую селитру, стоит обратить внимание на уровень жесткости gH в банке (1 dGH содержит 7,5 мг Ca++).

Азотная кислота (HNO3)

Удобрение не содержит лишних катионов, понижает щелочность воды (кН) с 6 до 4 градусов при условии применения азотной кислоты на протяжении 30 дней в регулярной дозировке 2 мг/л.

HNO3 является результатом взаимодействия с нитритами и ведет к закисанию воды, если аквариум перенаселен. Перед использованием удобрения стоит уделить особое внимание щелочности среды и поддерживать её на уровне не ниже 3-4 dkH. Азотная кислота непригодна для прямой подпитки корней, поскольку ведет к локальному подкислению грунта.

Лучшие специализированные удобрения с азотом для аквариума

Азот и фосфор – наиболее важные макроэлементы в аквариуме. Понять, сколько и какое удобрение нужно внести, можно при помощи контрольных тестов, которые обычно проводят один раз неделю.

В аквариуме азот представлен в виде нитратов, а фосфор – в форме фосфатов. В банках с установившимся азотным циклом пропорция NO3 и PO4 чаще всего находится в допустимых пределах. Нарушения устраняются путем внесения комплексных аквариумных удобрений. Это обусловлено плохой усвояемостью азота при низкой концентрации фосфора. Лучшие и самые популярные NPK комплексы для нормализации уровня макроэлементов в аквариуме представлены следующими удобрениями:

«Макро-Баланс» от AQUABALANCE

  • Страна производитель: Россия.
  • Для кого: травники и мало заселенные аквариумы.
  • Состав: 1 л содержит 4,65% азота, 0,45% фосфата, 1,45% калия, 0,14% и 0,17% кальция и магния соответственно.
  • Результат: внесение 10 мл удобрения на 100 л воды повышает концентрацию азота на 4,6 мг/л, а фосфора – на 0,45 мг/л.

«NPK Booster» от DENNERLE

  • Страна производитель: Германия.
  • Для кого: травники.
  • Состав: 100 мл удобрения содержат: 1,1 % общего азота; 1% нитратного азота; 1,3% оксида калия, 0,14% водорастворимого фосфата, серы – 0,21%, 0,15% магния, 1,2% натрия и 1,76% органических веществ.
  • Результат: поскольку удобрение разработано для акваскейпинга, его состав идеально подходит для аквариумных растений: устраняет дефицит питательных веществ, обеспечивает условия для комфортного роста растений.

«BioVert Plus» от PRODIBIO

  • Страна производитель: Франция.
  • Для кого: мало и средне засаженные травники.
  • Состав: Калий, кальций, магний, железо выступают основными действующими веществами. Дополнительно содержит фитогормоны, которые способствуют ускорению роста и улучшают качественные характеристики листьев и стебля растений.
  • Результат: 2,5 мл применяют на 100л воды. Регулярное использование позволяет повысить жизнеспособность растений.

«Green Brighty Nitrogen» от ADA

  • Страна производитель: Япония.
  • Для кого: травники.
  • Состав: Основные вещества – азот, калий и железо. Содержит глубоководную опресненную морскую воду. Не содержит фосфата.
  • Результат: применение 5мл удобрения на 100л воды улучшает качественные характеристики листьев и способствует общему росту растений. Удобрение наиболее активно при включенном освещении.

«ProScape NPK Macroelements» от JBL

  • Страна производитель: Германия.
  • Для кого: нано-аквариумы, травники, малозаселенные аквариумы.
  • Состав: оксид калия составляет 3,8%, общий азот – 1,1%, фосфор и магний – 0,15 и 0,17% соответственно.
  • Результат: Правильная дозировка способствует устранению симптомов дефицита азота.

Указанные удобрения находятся на одном уровне эффективности для нормализации азотного цикла. Они полностью сбалансированы, легко применяются и быстро дают результат. Комплекс макроэлементов благоприятно влияет на внешний вид и здоровье растений как в специализированных травниках, так и в аквариумах с рыбами и гидробионтами.

Вопросы и ответы

Что происходит с растениями, если азот в аквариуме отсутствует?

Отсутствие азота (N) приводит к прекращению усвояемости растениями углерода. Это ведет к прекращению процесса фотосинтез, замедлению роста растений и нарушению процесса поглощения питательных веществ.

Как новичку понять, что растениям нужны удобрения?

При обнаружении визуальных признаков нарушения экологии в аквариуме необходимо провести анализ воды. Наиболее распространенными считаются тесты, определяющие уровень рН, нитрата (NO3) и фосфата (РО4).

Можно ли применять обычные садовые удобрения для аквариумных растений?

Нет. Они перенасыщены азотом, фосфором и нежелательными примесями. Неконтролируемое применение удобрений приводит к гибели аквариумных растений и водорослевой вспышке.

Какие удобрения использовать для снижения роста водорослей?

Применение специализированных удобрений чаще всего ведет к затормаживанию роста верхних растений. Необходимо стремиться к созданию такой среды, при которой декоративные растения будут комфортно себя чувствовать и вытеснять водоросли естественным путем.

Что из удобрений предпочтительнее для травника: нитрат аммония или нитрат калия?

Выбор обусловлен рядом факторов, в том числе типом обитателей банки. Если резервуар заселен рыбами и гидробионтами, стоит отдать предпочтение нитрату калия. Нитрат аммония калия чаще используют в травниках без обитателей.

Видео-советы по созданию баланса азота в аквариумах

go to bottom

Посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

154

Russian Federation Voronezh
15 года

Чего же у меня не хватает??? Как восполнить нехватку азота?

Здравствуйте!

Сначала я думала, что это нехватка азота….
——
Подскажите пожалуйста, как восполнить нехватку азота в аквариуме?
Определила это по поведению растений, при помощи тем, неоднократно поднимаемых на форуме. Фото растений прилагаю. Параметры воды и освещения — в подписи.

криптокорина — она давно у меня в аквасе, уже почти год. Выпускает периодически новые листья, а старые гниют, начиная с краев.

Картинка с форума

Крипта Вендта, тоже самое

Картинка с форума

А вот Альтернатера Рейнека (если не ошибаюсь в написании). Она была приобретена недели три назад. Все старые листья продырявились, новые растут, пока свеженькие.

Картинка с форума

——————————

Но что же это на самом деле?? Чего не хватает растениям?

Изменено 28.5.08 автор Olsa

Изменено 28.5.08 автор Olsa

23/05/2008 17:10:48
#612517

Малёк
Аквафорум рыбка

Аватар пользователя

46
1

Russian Federation Domodedovo
13 года

Приобретите в садовом магазине KNO3 (Калиевая селитра) или воспользуйтесь фирменными удобрениями с NPK

Изменено 23.5.08 автор nico888

23/05/2008 17:19:59
#612521

Посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

160
20

Москва
22 дн.

Увеличить поголовье рыб или более щедро кормить имеющихся

23/05/2008 18:55:45
#612554

Посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

154

Russian Federation Voronezh
15 года

olek

а как же правило кормления — не перекармливать?

И поясните пожалуйста, как может это повлиять на азотосодержание? (в химии не сильна).

23/05/2008 20:35:02
#612597

Малёк
Аквафорум рыбка

Аватар пользователя

46
1

Russian Federation Moscow
13 года

сообщение olek
… или более щедро кормить имеющихся

Никогда и ни в коем случае так не делать.
Вы внесете в воду много органики, фосфатов, увеличите нагрузку на фильтр, ухудшите качество воды и в конце концов нанесете вред здоровью рыб!!!

Азот добавляется ТОЛЬКО в виде НИТРАТА NO3 !!!

23/05/2008 20:46:27
#612605

Посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

154

Russian Federation Voronezh
15 года

nico888

подскажите пожалуйста — как определить необходимую дозировку?

23/05/2008 21:06:59
#612621

Малёк
Аквафорум рыбка

Аватар пользователя

46
1

Russian Federation Moscow
13 года

Olsa

Замешайле пару столовых ложек но 0,5 л воды, добавьте 10мл этого раствора в расчете на 100л аквариумной воды и проверяйте тестами на нитрат.
Оптимальная концентрация NO3 в районе 10 мг/л.

23/05/2008 21:16:54
#612627

Свой на Aqa.ru, Советник
Советник аквафорума

Аватар пользователя

10267
244

Москва
2 года

1. Прежде чем вносить нитрАт из-за подозрения на его отсутствие, проверьте его содержание в аквариумной воде.
2. При вашем населении трудно предположить зануление нитрАта.
3. Повреждения растений вполне могут быть связаны с жителями — анциструсами, ампуляриями, барбусами.
4. Хорошо бы подробно описать вашу акву (см. пп.6.2.1-6.2.10 Правил Форума) и привести общее фото.
5. Лампы у вас новые?

24/05/2008 01:16:24
#612702

Посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

160
20

Москва
22 дн.

сообщение Olsa

olek

а как же правило кормления — не перекармливать?

И поясните пожалуйста, как может это повлиять на азотосодержание? (в химии не сильна).

Взрослую рыбу советуют кормить раз в день. Я обычно вспоминаю ни чаще чем раз в два дня. Но когда в акве появляются подростки или креветки начинают проявлять нездоровый интерес к растениям кормлю два раза в день и едят естественно все, и подростки, и взрослые. Порции одинаковые. Пагубного влияния на здоровье рыб не замечала. Растений много.

При переработке корма рыбами последние выделяют в воду соединения азота, фосфора и наверно еще много чего, в химии тоже не сильна.

24/05/2008 10:39:48
#612784

Постоянный посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

860
7

Ростов-на-Дону
12 года

Olsa

Честно говоря на нихватку азота не похоже.
а как остальные растения растут? обычно при нехватке азота длинностебелька замедляет рост и становится бесцветной.
на певой фотке помоему крипто болезнь.
присоединяюся к shurae протестируйте нитрат.

24/05/2008 10:42:25
#612785

Посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

154

Russian Federation Voronezh
15 года

shurae

нитратов у меня как раз-таки многовато — 40. А как это может быть связано с азотным голоданием?

Лампы новейшие — месяц со дня установки.
Есть два анцика — обычный (10 см) и золотой (4 см), 2 ампулярии. Но я не думаю, что они…

Длинностебелька чувствует себя неплохо, но слабовато растет. Лимнофила пожелтела(

24/05/2008 17:35:17
#612910

Свой на Aqa.ru, Советник
Советник аквафорума

Аватар пользователя

8433
112

United States Chippewa Falls
5 мес.

сообщение Olsa
нитратов у меня как раз-таки многовато — 40. А как это может быть связано с азотным голоданием?

Нитраты- это соединения азота. Т.е. нехватки азота у Вас точно нет. Смайлик :)

24/05/2008 18:28:55
#612932

Свой на Aqa.ru, Советник
Советник аквафорума

Аватар пользователя

3488
251

Ялта
4 мес.

возможно, перепады рН (вода мягкая?)

24/05/2008 19:33:53
#612964

Посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

154

Russian Federation Voronezh
15 года

user367

знакомый сказал — нехватка азота. Но теперь я уже и сама вижу, что раз NO3 такой — значит не с азотом проблема. Пиаш высоковат — 8.

Планирую подключить СО 2, хочется уж красивой растительности. Пока изучаю теорию.

24/05/2008 19:37:33
#612969

Посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

154

Russian Federation Voronezh
15 года

shurae

вот общее фото на сегодня. Дизайна пока никакого, учусь растения выращивать.

Картинка с форума

24/05/2008 19:46:23
#612975

Свой на Aqa.ru, Советник
Советник аквафорума

Аватар пользователя

8433
112

United States Chippewa Falls
5 мес.

То, что ползает по переднему стеклу- вполне вероятная причина Ваших проблем.

25/05/2008 04:00:40
#613117

Посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

154

Russian Federation Voronezh
15 года

Michael

очень не хотелось бы в это верить Смайлик :(

25/05/2008 09:51:56
#613154

Завсегдатай
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбкаАквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

1475
119

Щербинка
2 года

Olsa

Странно, держу ампуляшек уже давно, но не замечала за ними вредных привычек. У меня они обычно грызут уже подпорченные листья. ИМХО — не торопитесь от нее избавляться.

25/05/2008 11:29:49
#613179

Посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

154

Russian Federation Voronezh
15 года

Svet lana

да, я буду думать о причинах.

25/05/2008 11:54:14
#613186

Свой на Aqa.ru
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбкаАквафорум рыбкаАквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

2726
406

Москва
15 час.

Olsa

Трудно сказать, в чем причина дефектов. Но уж точно не нехватка азота, с Вашей нитратой водой.
Помятуя, что в воде Вашего колодца плавает «вся таблица менделеева», попробуйте добавлять 10-15% из него при подменах.

29/05/2008 00:42:59
#614835

Посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

232
5

Armenia Yerevan
3 года

а у меня после стречи с

ампуляшек

от кабомби остаётца толко стебельок

29/05/2008 02:52:17
#614849

Посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

88
3

Ukraine
5 года

To Olsa — глядя на общий вид — вполне здоровый аквариум, на первых фото на листьях криптокорин — стандартная криптоболезнь, только в медленной , латентной форме, не растраивайтесь, листья отратстут, а причину растворения у криптокорин еще никто до конца не выяснил (однозначно можно сказать что провоцирует это резкая смена условий) по альтернатере — может это пока ее по рынкам таскали (или где вы ее взяли) повредили листочки? у вас то нормальные растут Смайлик :)
П.С. — ампуляха не сосед растениям, у меня эти монтсрики когда уезжал или забывал покормить отгрызали молодые листья анубиасов в палюдариуме Смайлик :( пришлось избавиться.

30/06/2008 12:10:46
#627000

Посетитель
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

Olsa

может у Вас неправильный анализ, т.к. 20 карбонатки, это чересчур, тем более на 50 литров, при таком количестве населения.

30/06/2008 13:23:51
#627030

Завсегдатай
Аквафорум рыбкаАквафорум рыбкаАквафорум рыбкаАквафорум рыбка

Аватар пользователя

1475
119

Щербинка
2 года

сообщение red1157
П.С. — ампуляха не сосед растениям, у меня эти монтсрики когда уезжал или забывал покормить отгрызали молодые листья анубиасов в палюдариуме Смайлик :( пришлось избавиться.

Надо огурцом кормить! Тады не будет растючку грызть. Если она одна — то вряд ли улитка причина сих бед. Их штук десять надо иметь, чтоб за растения принялись. А красивое создание — я тоже их люблю, уж лучше пожертвовать анубиасом.

30/06/2008 13:59:08
#627049

«Азот, как добавить в аквариум?»


 

Когда-то был сайт доктора Юсупова. Потом пропал….
Вот, удалось найти сохранённую статью оттуда.
Статья принадлежит доктору Юсупову.

Азот относится к макроэлементам и является одним из основных питательных веществ для растений, в том числе и для аквариумных. При его недостатке в начальной стадии замедляется рост растений, на молодых листьях может проявиться хлороз, стебель растения истончается, молодые листья мельчают. Своеобразно разрушаются старые листья, так как растение, стремясь восполнить недостаток азота, перемещает его из нижних листьев в точки роста и в молодые листья.

В отличие от признаков недостатка калия (разрушение ткани старых листьев между жилками и появление дырок в листьях), при недостатке азота старые листья сначала желтеют (светлеют) от периферии к центральной жилке, в дальнейшем происходит разрушение ткани листа. У некоторых растений отмирание начинается с центральной жилки. В любом случае на листе, пожелтевшем от недостатка азота, не бывает зеленых жилок. При выраженном недостатке азота растение останавливается в росте, может погибнуть ростковая почка (зона роста). Этот признак следует дифференцировать с недостатком микроэлементов, например с недостатком бора, при котором наблюдается почернение ростковой почки и сильное кущение растений.

Источником азота для высших растений являются неорганические соединения — аммиак/аммоний, нитриты, нитраты. В литературе также встречаются данные о том, что растения могут усваивать низкомолекулярные органические соединения азота (карбамид, некоторые аминокислоты). В ряде работ показано, что аммиачный и нитратный азот являются равнозначными источниками азота для растений.

Усвоенный растениями нитрат не участвует напрямую в реакциях биосинтеза. Он подвергается восстановлению до нитритов и далее до аммиака при участии ферментов. Активность этих ферментов зависит от многих факторов. При низкой освещенности скорость восстановления низка, что может вызывать накопление свободных ионов NO3-. Усвоенный извне или восстановленный из нитратов аммиак подвергается аминированию и амидированию. Ведущую роль в этом процессе занимают реакции синтеза глутаминовой кислоты и глутамина. Эти соединения представляют собой депо азота в растении для дальнейших реакций биосинтеза.

В аквариуме после азотного голодания скорость потребления соединений азота и, в частности, нитратов, может быть очень высокой, до 6 — 10 мг/л в сутки. Но, по мере пополнения запасов азота в тканях растений, скорость его потребления заметно снижается. Быстрорастущим растениям таких запасов хватает на несколько дней.

В растительном аквариуме с мощным светом, СО2 и умеренной плотностью посадки рыб часто возникает дефицит соединений азота в воде. Это можно выявить аквариумными тестами на нитрат-ион (NO3-). При нулевом уровне нитратов растения перестают усваивать фосфаты, это тоже хорошо заметно при тестировании воды. В своих аквариумах я стараюсь поддерживать постоянную концентрацию нитратов на уровне 5-10 мг/л, иногда до 20 мг/л внесением удобрений, содержащих азот.

Калиевая селитра (нитрат калия — KNO3).

 

Безопасное азотсодержащее удобрение для аквариумных растений. Содержание элементов питания: Калий — 38,7%, Нитрат — 61,3%. При внесении 1 грамма калиевой селитры на 100 литров воды концентрация нитрат-ионов возрастает на 6 мг/л. Это должно подтверждаться аквариумным тестом (при необходимости таким способом можно проверить работоспособность теста).

Однако при длительном внесении этого удобрения выяснилось, что калий, входящий в состав селитры, вносится в избытке. Растениям он нужен в меньшем количестве и не успевает усваиваться в полном объеме. В моем аквариуме расчетный уровень калия на фоне применение калиевой селитры составил 40-50 мг/литр (в природной воде уровень калия обычно не превышает 10 мг/литр). При этом другие удобрения, содержащие калий в значимых концентрациях, не вносились. В литературе по минеральному питанию растений есть данные о том, что избыток калия блокирует усвоение азота. Избежать такого накопления калия можно применением массивных подмен воды (50% и более в неделю — метод Барра) или использованием бескалиевых азотсодержащих удобрений.

Натриевая селитра (нитрат натрия — NaNO3).

 

Нитрат — 72,9%, натрий — 27,1%. В качестве основного источника азота нельзя использовать длительное время, так как может привести к накоплению ионов натрия в воде. Неплохие результаты получаются при использовании вместе с калиевой селитрой.

Карбамид (мочевина).

 

Карбамид — CO(NH2)2 — содержит не менее 46% азота. Получается синтезом из аммиака и углекислого газа при высоком давлении и температуре. Белый мелкокристаллический порошок, хорошо растворимый в воде. Гигроскопичность при температуре до 20°С сравнительно небольшая. Особенно хорошими физическими свойствами обладает гранулированная мочевина. Во время грануляции мочевины образуется токсичный биурет (CONH2)2NH. Однако содержание его в гранулированном удобрении не превышает 1% и практически безвредно для растений и рыб. В воде постепенно распадается с образованием аммиака. Из-за этого процесса представляет потенциальную опасность для рыб. Карбамид я использовал недолго. Вносил по 2-3 мг/литр в сутки. Вспышки водорослей из-за аммиачного азота не было, но некоторая активация роста зеленых водорослей имела место.

Аммиачная селитра (нитрат аммония – NH4NO3).

 

В этом удобрении содержится максимальное относительное количество азота (N) – 35% (NO3 – 77,5%, NH4 – 22,5%). Не содержит ионов металлов и других балластных веществ. Аммиачный азот либо сразу усваивается растениями, либо окисляется в процессе нитрификации до нитрата. Из раствора NH4N03 растения быстрее поглощают катион NH4+, чем анион NO3-. Из-за положительно заряда ион аммония быстро связывается с органическим субстратом грунта (илом) и дальше окисляется до нитрата в процессе нитрификации. Поэтому токсического действия на рыб при внесении аммиачной селитры в дозе до 5 мг/литр не наблюдается.

Следует соблюдать осторожность при внесении в грунт под корни растений. Если грунт не обладает буферными свойствами (не содержит карбонат кальция), то образуется азотная кислота (HNO3). Подкисление носит временный характер, так как исчезает по мере потребления нитратного азота растениями. В первое же время, особенно при внесении большой дозы в грунте могут создаваться очаги с высокой кислотностью.
Влияние на водоросли такое же, как у карбамида.

Сульфат аммония (сернокислый аммоний).

 

Сульфат аммония (сернокислый аммоний) (NH4)2SО4 — содержит 20,8 — 21% азота и до 24% серы. Применение в аквариуме считаю нецелесообразным, так как азот в этом удобрении присутствует в аммиачной форме, а сера обычно вносится в достаточном количестве с другими удобрениями (сульфатом калия, магния и т.п.).

Кальциевая селитра (нитрат кальция).

 

Кальциевая селитра (кристаллогидрат нитрата кальция, азотнокислый кальций)— Ca(NO3)2*4H2O. Как калиевая и натриевая селитры, содержит азот в нитратной форме. Возможно применение, если есть необходимость поднять общую жесткость за счет ионов кальция. При этом желательно следить за gH или точно рассчитывать дозу удобрения. (1 dGH содержит 7,5 мг Ca++).

Магниевая селитра (нитрат магния).

Кристаллогидрат нитрата магния — Mg(NO3)2*6H2O. Длительное время использовать нельзя из-за подъема общей жесткости (gH) ионами магния. С другой стороны, магниевая селитра представляет перспективный метод внесения магния без балластного сульфат-иона. Нитрат магния можно получить самостоятельно из нитрата кальция и сульфата магния. При этом сульфат кальция (гипс) выпадет в осадок, нитрат магния останется в растворе.
По массе сульфат магния и кальциевую селитру следует брать в соотношении 1:2.

Азотная кислота (HNO3).

 

Считаю ее перспективным источником нитратов для аквариумных растений. Азотная кислота не содержит балластных катионов. При ее использовании уменьшается щелочность воды (кН), которая постоянно растет при интенсивной подаче углекислого газа. При использовании в течение месяца в дозе 2 мг/литр в сутки отмечено снижение кН с 6 до 4 градусов. Эта кислота естественна для аквариума, она является конечным продуктом нитрификации и приводит к закисанию воды в перенаселенных аквариумах.

Поэтому, при использовании азотной кислоты, следует следить за кН (щелочностью) и поддерживать её выше 3-4 dkH. Из-за работы карбонатного буфера заметного снижения рН не происходит. Аквариумные рыбы никак не реагируют на однократное внесение азотной кислоты в дозе до 1 г на 100 литров.
Для корневых подкормок применять нельзя, так как азотная кислота вызовет выраженное локальное подкисление грунта в зоне внесения.

2006 год, jusupoff.

__________________________________________________

Дополнительные материалы нашего сайта:
Важные темы раздела «Общие вопросы аквариумистики».
Важные темы раздела «Аквариумное оборудование».
Важные темы раздела «Освещение аквариума».
Важные темы раздела «Аквариумные рыбки».
Важные темы раздела «Болезни обитателей аквариума».
Важные темы раздела «Корма и кормления».
Важные темы раздела «Дизайн и оформление аквариума».
Важные темы раздела «Беспозвоночные +».
Важные темы раздела «Водоросли и аквариумные растения».
Важные темы раздела «Морской аквариум».
Важные темы раздела «Очумелые ручки».
Важные темы раздела «Декоративные пруды».
Важные темы раздела «Общение и флуд».

:56: новичкам порвать могз, старичкам освежить и почерпнуть =)  

Цикл азота в аквариуме с растениями

Доклад Тома Барра

Barr, T.C., 1998-2005, Aquatic Plants Digest, The Aquatic Gardener (2004/5)

Роль азота Азот играет вторую по важности (после света и углерода) роль в здоровье и росте водных растений. Для роста растений азот является необходимым питательным элементом. Как правило, ограничение уровня фосфата (РО4 ) не будет замедлять рост растений, в то время как ограничение уровня нитратов — будет, хотя, как мы еще увидим, уровни этих анионов взаимосвязаны и они могут влиять на поглощение один другого растениями из окружающей среды. Азот необходим для образования аминокислот, пуриновых и пиримидиновых оснований, и, следовательно, для синтеза белков и нуклеиновых кислот (Taiz and Zeiger, 1998). Кроме того он присутствует в составе многих коферментов, хлорофилла и других органических соединений. Часто в аквариумах с СО2, недостаток азота является обычным делом и легко восполняется добавлением нитрата калия (KNO3), и в меньшей степени выделениями рыб в виде аммония (NH4+) и мочевины, а также конечными продуктами нитрификации, нитратами (NO3-). Отсутствие азота может замедлить рост растений или нанести им ущерб гораздо больший, чем недостаток фосфата (РО4) или водорослевая вспышка.

Стабильно низкий уровень нитратов (NO3 — ) может влиять на цвет различных растений, таких как представители родов Rotala и Ludwigia. Хлорофилл — это богатая азотом молекула, требующая азота в существенных количествах. Вследствие низкого уровня азота (N) растение теряет способность производить достаточное количество хлорофилла, дабы обеспечить зеленый цвет. Это приводит к тому, что красные пигменты становятся заметнее, поскольку они больше не маскируются зеленым хлорофиллом. Это один из “трюков”, используемый аквариумистами, чтобы получить растения более сочного красного цвета (Aquatic Plants Digest, 1999-20-05). Добавление нитратов изменяет цвет растения обратно, на зеленый, и это может быть сделано многократно в обоих направлениях. Многие люди используют этот прием и, затем увлекаясь, губят свои растения, слишком занижая уровень нитратов. Ключ к успеху в том, что нитраты должны быть на низком, но стабильном уровне, который соответствует вашей обычной практике внесения удобрений. Очень красный цвет растений свидетельствует о недостатке азота, поэтому многие аквариумисты пользуются этим критерием при оценке состояния растений.

Слабый свет и умеренное количество рыбы обеспечивают хорошие условия для этой стабильности. Раньше считали, что сильный свет приводит к красной окраске у погруженных растений, но это легко опровергнуть, просто вспомнив, что выйдя на поверхность и получив намного больше света, эти растения опять становятся зелеными. (Rotala, Ludwigia и т.д.). Большинство красных растений являются растениями, которые растут при слабой освещенности в экосистемах суши, а большинство растений пустыни зеленые. Другие аквариумисты слегка ограничивают РО4 , чтобы замедлить поглощение NO3 — . Поддержание оптимального баланса нитратов и фосфатов в растительном аквариуме — это не простая задача для большинства аквариумистов.

Нитраты это “плохо”?

Когда-то нитраты, нитриты и аммиак рассматривались аквариумистами “негативно” с точки зрения содержания рыбы, и это, в общем-то, правильно. Чем меньше, тем лучше. Многие любители растений пришли из рядов тех, кто содержал только аквариумную рыбу. Именно они принесли с собой эти предрассудки «чем меньше, тем лучше». Что касается здоровья рыбы, это верно, в некоторой степени. При слабой освещенности, низком уровне СО2, с парой-тройкой растений в аквариуме, где много рыбы и постоянный перекорм, уровень NO3 — зашкаливает, и именно образование NH4 + это то, что обычно вызывает водорослевую вспышку, а не высокие NO3 — или РО4 в сбалансированном аквариуме. Сегодня многие травники посмотрели более критично на уровни питательных веществ в аквариумах и сосредоточились на реальных целях, выращивании растений, не беспокоясь о водорослях. Как гласит одно золотое правило: когда растения хорошо растут, водорослей нет. Это правило работает в природных экосистемах мелких полу тропических озер, в которых растения хорошо растут при высоком уровне питательных веществ (Кэнфилд и др. 1983). А раньше наши аквариумы копировали экосистемы северных озер, умеренные по питательным веществам (в которых работает правило: чем меньше нитратов, тем лучше.). Канфилд изучил большое количество озер и не нашел никакой корреляции между уровнем питательных веществ и наличием или отсутствием каких-то растений. Есть еще одна не стыковка, при определении концентраций фосфатов и нитратов в природных экосистемах озер: содержание фосфатов и нитратов в составе растений часто игнорируется (Philips 1978), в то время, как фосфаты и нитраты в составе водорослей учитываются. Это ошибка, по сути, показала, что растения якобы предпочитают меньше питательных веществ. Но после того, как вы учтете наличие питательных веществ, которые содержатся в растениях, все становится на свои места.

Важны ли формы азота?

Есть несколько форм азота, но большинство аквариумистов знакомы с двумя из них, аммонием NH4 + и нитратом NO3 — , теми, которые могут использовать растения. Существует также различие между растворенными органическими соединениями азота (DON) и растворенными неорганическими соединениями азота (DIN) в воде. Растения могут использовать DIN, и испытывают затруднения с DON. Хотя и существуют некоторые скудные доказательства того, что растения будут использовать небольшое количество NO2 — , как правило, токсичных анионов, которые играют незначительную роль в наших свежезацикленных аквариумах. Попробуйте добавить NO2 — и посмотреть, удалят ли растения значительные количества. Попробуйте разные виды. Всё, что вы добавили, будет неизменно, пока ваши бактерии, если они есть, не преобразуют его в NO3 — , и только в этом случае NO3 — будет удален.

В то время, как мы можем использовать науку, чтобы удовлетворить наши запросы, искать смысл, мы должны также использовать общепринятые подходы, опыт и наблюдение. Не сложно отказаться от мифов и спекуляций. Некоторые вещи могут удивить нас. Ученые существенно меньше уделяли внимание изучению азота, по сравнению с фосфатами (из-за влияния на водоросли). В природных водных экосистемах большое количество азота (50%), может находиться в виде растворимых органических соединений (DON). Эта часть, как правило, не доступна для макрофитов, но микроорганизмы перифитона имеют доступ к этой фракции. То же самое с РО4. Изучение с применением стабильных изотопов 15 N показали, что поглощение нитратов погруженными макрофитами пропорционально количеству азота в грунте или воде, однако они предпочитают NH4 + (например Hydrilla, в отличие от многих наземных видов (Bowes 2004). Количество NH4 + в грунте может быть значительно выше, чем в воде, и быть в нем основным источником азота. Бактерии будут преобразовывать NH4 + в NO2 — и дальше в NO3 — в аэробных зонах, но глубже в грунте, кислорода для этих бактерий не хватает, и NH4 + сохраняется. Это не всегда так. Например, в водах реки Потомак концентрация NH4 + > 100 мкг/л, что гораздо выше, чем в грунте. В отличие от фосфатных удобрений, удобрения с азотом часто ускоряют рост, таким образом, концентрации азота ниже 140 мкг/л в грунте могут ограничить скорость роста растений. При быстром росте растений, пул азота в грунте может быть истощен быстрее, чем пул фосфора (азот менее пригоден для обмена, чем фосфат). (Bowes 2004). Барко и др. (1991), Carigan (1982), а также Мадсен и Carghreen (2001) исследовали скорость поглощения питательных веществ из грунта и воды. Manti и Newton в 1982 показали, что некоторые побеги преобразуются в корни со сменой источника азота и фосфора (грунт против воды) с коэффициентом, стремящимся к 1 на пустых грунтах. Многие аквариумисты считают, что растения предпочитают листовое питание, почему же тогда растения отращивают корни, когда в объеме воды есть большое количество питательных веществ?

Использование KNO3 в качестве источника азота.

Высокий уровень азота может привести к недостатку калия (K+ ), но с использование KNO3 позволяет аквариумисту иметь четырехкратный буфер по K+ из-за необходимости NO3 — в аквариуме. Отношение K+ к N в четыре раза больше необходимого растению при использовании этой соли. Простыми словами это означает, что вы могли бы около 75% потребности от вашего NO3 — /NH4 + закрыть выделениями рыбы и еще добавить немного KNO3, для восполнения недостатка по азоту. При таких манипуляциях K+ в аквариуме будет в достаточном количестве. Во многих аквариумах, с усиленным светом и обогащением воды диоксидом углерода, ощущается недостаток калия, и добавление KNO3 решает, попутно, и этот вопрос. Если же у вас в аквариуме много рыбы, или аквариум не снабжается диоксидом углерода или у вас водопроводная вода с высоким содержанием нитратов, то вы можете использовать K2SO4 или KCl, вместо KNO3.

Является ли высокий уровень неорганического нитрата опасным для рыбы и гидробионтов?

Как много NO3 — уже слишком много? Я недавно экспериментировал и обнаружил, что трехдневное внесение нитратов в концентрации 120ppm (производные исключительно из KNO3) дают 50% смертность для креветок Амано ( C. japonica ), в то время, как на здоровье рыбы это не повлияло (испытывались 20 Южно Американских видов, Barr, 2005). Этот уровень является экстремально высоким и появляется только при очень больших дозах вносимых удобрений или, если нет подмен воды при постоянном внесении KNO3, когда много рыбы плавает в аквариуме. Важно отметить, что существуют различия между нитратами, которые получены из выделений рыбы и ни нитратами, которые получены при добавлении KNO3. Практически все выделения рыбы — это NH4 + и мочевина, которые должны быть преобразованы бактериями в NO2 — и NO3 — . Игнорирование этого цикла является опасным при расчете дозы NO3 — которая может или не может повлиять на аквариум а также при решении вопросов, связанных с вспышками роста водорослей. Водоросли появляются даже при небольших количествах NH4 + , в то время как даже при уровне NO3 — в 120ppm , водоросли не появлялись. Это дает аквариумистам широкие рамки для работы с подводными садами.

Использование внесения РО4 для увеличения поглощения NO3 — .

Аналогичная ситуация может наблюдаться между фосфатами и азотом. Когда травники добавляют KNO3, свет, СО2 и микроэлементы, усиливается поглощение растениями РО4 и уровень фосфатов снижается вплоть до нуля, если только растениям не доступны растворенные органические формы фосфатов (DOP). Увеличение неорганического РО4 может значительно увеличить поглощение NO3 — в ограниченном по нитратам аквариуме, от двух до десяти раз. Многие аквариумисты используют наборы тестов LaMotte, чтобы определить общие диапазоны внесения РО4 в аквариум. Поглощение NH4 + также в значительной степени увеличивается при добавлении РО4 в аквариумах ограниченных по ним. Измерять долю NH4 + чрезвычайно трудно, не делая исследований с использованием обогащенного изотопа 15 N. Эти исследования не являются совершенными но, достаточно хороши, для получения представления о долях и количествах. Проблема в том, что он усваивается так же быстро, как и производится. Это создает проблему очень сложных измерений, потому что они никогда не будут достаточно хорошо работать в аквариуме с растениями. Такая же ситуация в природных системах с макрофитами. Эти проблемы распространяются на другие питательные вещества. Питательные вещества, которые используются до того, мы можем измерить их концентрации. Как мы можем экспериментировать, чтобы узнать являются ли эти отличия значимыми? Мы можем сделать «все от обратного», добавлять NH4 + в аквариум с растениями, который ограничен по NO3 — и при неограниченном NO3 — -уровне, чтобы посмотреть, что происходит. Мы это делали в аквариуме с установившемся балансом, без рыбы, без фильтра, без добавления NO3 — . Аквариум был хорошо обеспечен СО2 (30ppm), K+ (20 ppm), РО4 (1 ppm) и микроудобрениями (5 mls Tropica master grow/80 литровый аквариум три раза в неделю). Очень маленькие дозы аммония обеспечивали хороший рост растений, но очень малых количества и необходимо было давать очень часто, в противном случае возникает вспышка водорослей или азотное отравление растений или все вместе.

Даже относительно небольшое количество NH4 + в воде без бактериального окисления его NO2 — /NO3 — может быть стартом для бурного роста водорослей. Любой аквариумист может попробовать этот эксперимент, чтобы увидеть, правда ли это и использовать стерилизатор УФ для удаления зеленых водорослей из воды. Даже остаточные количества NH4 + меньше, чем за 30 часов, могут вызвать вспышки. В эксперименте также была попытка получить водорослевую вспышку, комбинируя высокие уровни NO3 — (75ppm) и РО4 3- (1.2ppm). Водорослевой вспышки не было («озеленение» воды, которое появилось через день после добавления NH4 + ), хотя аквариум недавно пережил водорослевую вспышку в тех же условиях, только использовался УФ для удаления существующей зелени из воды. И только когда NH4 + снова был добавлен, вода позеленела (Barr, 2000). Этот эксперимент может повторить любой травник.

А что относительно нагрузки аммонием биологического происхождения?

Следующим шагом исследований была попытка рассмотреть вопрос о пошаговом добавлении все большего количества креветок, пока в аквариуме не возникла водорослевая вспышка. РО4 и NO3 — уровни были ниже предыдущих уровней до начала водорослевой вспышки в этом аквариуме, неучтенным был только один существенный фактор, NH4 + и мочевина от жизнедеятельности креветок. Каждая креветка это небольшая единица, поставляющая NH4 + в ограниченную систему. Единственной переменной в этом случае является количество креветок в аквариуме и результаты их жизнедеятельности, пока не появились водоросли Compsopogon, олений рог и Oedogonium. Позеленение воды было реакцией аквариума на добавление NH4 + в неорганической форме, в то время как при биологической нагрузке посредством добавления креветок, и при превышении способности растений и микроорганизмов поглощать/реминерализовать, появились другие водоросли (Barr, 2003). Вот что осталось невыясненным, так это вклад разных форм азота — мочевины и NH4 + . Вполне возможно, что эти две формы определяют виды водорослей, которые будут доминировать в процессе водорослевой вспышки.

 Может ли умеренное ограничение РО4 помочь поддерживать устойчивый уровень азота?

Раньше считали, что ограничение по РО4 будет ограничивать рост водорослей, но было показано, что это не так, как в теории (см. Кэнфилд и др. 1983) так и на практике. Растениям нужно больше РО4 как в расчете на единицу биомассы та всю биомасу в целом. Среднее соотношение N:P для водорослей составляет 14:1, и может отличатся у отдельных видов. У макрофитов это соотношение ближе к 10:1 N:P. Эти соотношения были получены из большого количества данных в % сухого веса различных видов из разных мест. Оно не являются абсолютными. Водоросли (микрофиты) в большинстве случаев, занимают экологическую нишу отличающуюся от той, которую занимают макрофиты, и они требуют гораздо меньше питательных веществ, чем большие “растения”. Ряд исследований показали, что водные растения существуют при 20-50 ppm SRP (растворимого реактивного фосфора), тогда как коврики перифитоновых водорослей могут расти при концентрации РО4 менее 3ppb в отличие от бытовых тестов (South Florida Water Management District, 2004). Ограничение РО4 может быть использовано для замедления и поддержки устойчивого уровня азота в аквариуме хотя ограничения по РО4 на снижение уровня азота и не столь значительно, многие всё же используют это небольшое ограничение для поддержки более стабильного уровня азота. Хотя СО2 обогащение не является необходимым для выращивания растений, равно как и мощный свет, эти факторы также могут ограничивать или стабилизировать концентрацию азота в растительном аквариуме. Аквариумы без подачи СО2 могут получить весь необходимый им азот исключительно из выделений рыбы, в то время как обогащенным СО2 аквариумам необходим дополнительный азот из неорганического источника. Как уже отмечалось ранее, многие стремятся увеличить красную окраску, поддерживая низкий, но не критичный для роста растений уровень NO3 — . Поэтому поддержание той или иной форме контроля над NO3 — , может быть полезным для некоторых продвинутых аквариумистов, желающих попробовать ограничение по СО2, РО4 или свету.

Клеточный уровень.

На клеточном уровне существует две формы азота: аммоний (NH4 + ) — восстановленная форма, и нитрат (NO3 — ) — окисленная форма. Необходимо всего лишь 8 электронов, чтобы восстановить NO3 — до NH4 + для усвоения, и это одна из самых затратных по энергии реакций, из тех, что проходят в растениях.

NO3 — + 8H+ + 8e- —> NH3 + 2H2O + OH- (уравнение 1)

img287.jpg

Отметим, что одним из побочных продуктов реакции является ОН- . Это приводит к повышению рН при ассимиляции нитратов. Также отметим, что NH4 + усваивается и не хранится в вакуолях. NO2 — является токсичным для растительной клетки и быстро превращается ферментом нитритредуктазой (NO2 — => NH4 + ) в NH4 + , которая имеет более высокую скорость преобразования, чем нитрат редуктаза (NO3 — => NO2 — ). Это предотвращает накопление NO2 — внутри клетки (Taiz and Zeiger, 1998). NO2 — преобразуется гораздо более быстрыми темпами, и, поэтому, никогда не накапливается внутри клетки. Вы можете проследить используют ли растения NO2 — , наблюдая протекание цикла азота в травнике без рыб, где NH4 + , NO3 — будут использоваться растениями, вы также сможете отметить, что NO2 — не снижается в отсутствие нитрифицирующих бактерий, но через несколько недель, когда вырастут бактериальные колонии, установится путь NO2 — -=> NO3 – бактериальный и NO2 — удаляется через NO3 — => ассимиляцию растениями. Как NH4 + так и NO3 — захватываются внутрь клетки из внешней среды активными транспортными системами. Для того чтобы быть метаболизированным, NO3 — должен быть восстановлен до NH4 + . NH4 + принимается непосредственно в пластиды. Внутренний анионкатионный баланс чрезвычайно важен для клетки. Возможна перегрузка NH4 + или NO3 — , но так как ферменты NiR и NR (нитрит и нитрат-редуктазы) должны быть активированы, и через эту активацию ферментов клетка контролирует NO3 — уровень, хотя восстановление NO3 — в NH4 + и более энергозатратный для клетки путь, но он используется, поскольку он хорошо контролируем. Растения могут поглощать NH4 + быстрее и с меньшим количеством преобразований, гораздо меньшими затратами энергии, но растения не могут также быстро адаптироваться к уровню NH4 + в водной среде, как водоросли. Вообще транспортные системы захвата NH4 + у растений / водорослей очень чувствительны к его уровню, но про них мало что известно. Много известно о ферментах захвата NO3 — и нитрит-редуктазе и их вовлечение в метаболические процессы, но гораздо меньше известно о том, что NH4 + тормозит процессы захвата. Эти ферменты всегда “Включены”. Есть что-то, типа такого же для NO3 — , но оно обычно требует высокого уровня NO3 — . У растений, и у водорослей также имеются системы ферментов для захвата NO3 — при низких его концентрациях. Обе эти системы, по всей видимости, индуцируемые в некоторых случаях, некоторыми растениями имеют конститутивные (всегда включены) ферменты поглощения NO3 — в небольшом количестве для активации процессов захвата. Более высокие концентрации NO3 — могут позволить NO3 — каналам пропускать больше NO3 — внутрь растительной клетки по градиенту концентрации (см. рисунок 1), тогда как еще более высокие концентрации NO3 — позволят индуцированным ферментам еще больше переносить, усиливая захват (белки переносчики). Водные растения могут быть настроены следующим образом: растение постоянно поглощает из окружающей среды NH4 + , он всё время продуцируется но не может полностью обеспечить потребности ускоренного роста, не создавая проблем, связанных со здоровьем рыбы и ростом водорослей. Клетка не может регулировать этот процесс, хотя этой формы азота много, и энергетически его достаточно легко усвоить. Транспортные системы захватывающие NO3 — при его низкой концентрации во внешней среде работает всегда. Когда мы добавляем больше NO3 — , скажем, 10 ppm, а то и еще больше, то включается второй механизм, захвата NO3 — который характеризуется низкой избирательностью (сродством) ферментов. Ферменты будут полностью функционирующими некоторое время и смогут поддерживать хороший уровень NO3 — . Все ферменты в растений требуют азота, поскольку каждый процесс и контроль азота связаны на определенном уровне. Наилучшим подходом в содержании аквариума с растениями является поддержание низкого уровня NH4 + (источник рыбьи выделения или что-то еще), но не достаточного, чтобы остановить захват NO3 — . Кроме того, я заметил, что поддержание более высокого уровня NO3 — полезно для роста и здоровья ряда видов растений с низкой чувствительностью к NO3 — . К ним относятся Micrantherum umbrosum, а также П. Стеллата (Eustralis).

Ограничение по РО4 не будет замедлять рост растения в целом, ограничение по азоту будет, но следует отметить, что поглощение NO3 — будет уменьшаться при жестком ограничении по РО4 . Так почему же растительные клетки имеют две системы поглощения для NO3 — ? Ну, хорошо, когда питательных веществ много, растения и водоросли могут расти без ограничений, но когда уровни питательных веществ снижены растения и водоросли пытаются схватить то, что есть и не тратить на это энергию. Ферментные системы с низким сродством в состоянии захватить больше NO3 — чем транспортеры с высоким сродством, но требуют намного большей концентрации NO3 — в воде или в около корневой зоне для того, чтобы сделать это времени для синтеза необходимого количества ферментов. Двойные ферментные системы довольно часто встречаются, но только недавно были обнаружены во многих растениях. Есть даже двойные уровни поглощения в рамках одного транспортного фермента, вроде как две скорости у велосипеда. Хотя многие из этих работ проведены на отдельных видах растений, это показывает, что такое может произойти и у других водных растений.

Азотный цикл экологический масштаб.

На болотах, вход азота в круговорот, как правило, происходит в результате деятельности человека N2 газа и диазотрофной бактериальной фиксации. Денитрификационные выбросы N2 газа обратно в атмосферу завершают цикл. В настоящее время этот цикл перегружен во многих регионах мира из-за использования удобрений с азотом для сельскохозяйственных культур. Это вызывает большие проблемы в экономическом масштабе, вызывая бурный рост сорняков и водорослей. Затраты на их преодоление часто превышают выгоды от использования сельскохозяйственных удобрений так, как они загрязняют питьевую воду, которой снабжаются многие сельскохозяйственные регионы, страшно удорожая очистку, как питьевой воды, так и сточных вод. Может быть, более привычно думать о растениях, как емкостях, для краткосрочного хранения питательных веществ, типа азота или фосфора. Растения можно удалить и вывести азот в качестве черенков и детритовых растительных отходов. Поглощение азота водными растениями плохо изучалось, хотя есть немного исследований, что-то было сделано, а что-то другое еще делается в Национальном парке Эверглейдс во Флориде, США.

Природные водно-болотные угодья имеют сильное влияние на биогеохимических функции водоразделов, такие, как удержание осадков; удаление, хранение и высвобождение, а также преобразование неорганических питательных веществ в органические формы. Азотный цикл на болотах играет важную роль в транспортировке, хранении и биологической доступности азота в окружении водораздела. Обзор основных физических, химических и биологических процессов, связанных с N циклом болот представлен на схеме. Фигура 2

img320.jpg

• Диффузия: Растворенные формы N могут быть переданы с поверхности воды в почвенный раствор (поровая вода), и обратно, в процессе диффузии. Движущей силой диффузии является градиент концентрации: растворенные соединения в почву или воду будут диффундировать из области с высокой концентрацией в области с более низкой концентрацией. Поток можно определить по закону Фика, первому закону диффузии.

• Поглощение растениями: неорганические формы N (NH4 + и NO3 — ) усваиваются корнями из почвы или воды (в том числе водорослей).

• Осыпание: Мертвые растительные ткани (например, листья и стебли) падают с живых растений и собираются на поверхности почвы формируя слой гумуса, также называемого детритом.

• Седиментация: твердые частицы (неорганические и / или органические отложения), вовлеченные в поток толщей воды выпадают, в связи с уменьшением скорости потока, небольшой глубины воды и фильтрационных действий растительности (корни, заросли осоки ит.д.), и собирается на поверхности почвы.

• Разложение: органические вещества, в том числе растительные остатки, органические отложения и торф, расщепляются различными микроорганизмами, которые используют органический углерод в качестве источника энергии. Органические соединения азота, такие как белки и аминокислоты, расщепляются на меньшие органические молекулы, и в конечном итоге до аммония (NH4 + ), который либо может быть использован в качестве питания микроорганизмами или диффундирует обратно в почву или воду.

• Испарения аммиака: в условиях высокого рН паводковых вод болот, концентрация моно-ионизированных форм аммиака (NH3) становится большей по сравнению с NH4 + , и он может быть высвобожден в атмосферу в виде аммиака. Этот процесс обычно не главный фактор для цикла N большинства болот, но может привести к существенным потерям N плохо буферизированными водами с высокой фотосинтетической активностью (благодаря этому ежедневно увеличивается рН).

 • Нитрификация: Микроорганизмы (Nitrosomonas и Nitrobacter SPP.) восстанавливают неорганический азот (NH4 + ) в окисленную форму нитратов. Этот процесс происходит в аэробных условиях или в условиях насыщения кислородом, как правило, локализован у поверхности воды и нескольких верхних миллиметрах почвы.

• Денитрификация: Микроорганизмы преобразуют (например, Pseudomonas SPP) нитраты в газообразный азот (N2) и, в меньшей степени, закись азота (N2O), которые уходят в атмосферу. Высвобождение закиси азота вызывает особую озабоченность, поскольку она воздействует на озоновый слой. Денитрификация происходит только в анаэробных условиях. То есть в среде с пониженным содержанием кислорода, которая обычно образуется в глубинных слоях почвы.

• Адсорбция: удержание N в почве, в процессе обмена катионов, в котором ион аммония (NH4 + ) слабо связан с частицами почвы электростатическим притяжением. Большинство почв заряжены отрицательно, поэтому соответствующие удержания нитратов (NO3 — ) встречается редко.

• Захоронение и образование скопления торфа: частично разрушенный растительный детрит и другие органические вещества постепенно погружаются и смешиваются с нижними слоями почвы, представляющими собой часть органического вещества, которая более устойчива к разложению. Когда этот материал стареет, он становится предельно разложившимся и спрессованным, таким образом формируя торф (так называемая акреция торфа).

Некоторые базовые вопросы об азоте и растительном аквариуме:

1.Сколько теряется нитратов, при бактериальном преобразовании его в газообразный азот?

2.Сколько аммония, обычно, производит аквариум? Насколько важен для здоровья и роста растений нитрат, полученный в результате преобразования аммония в наших аквариумах?

3.Можем /должны ли мы добавлять неорганический аммоний?

4.Какое количество аммония может стать причиной водорослевой вспышки и каких видов водорослей?

Ответ НЕТ # 1, 2 и 3 относительно легко оценить, даже если вы не можете измерить прямо количество в объеме воды. По вопросу № 4 — что-то может быть сделано в лаборатории и, возможно, некоторыми любителями, но отнимает много времени и усилий для поддержания соответствующих параметров. Перечень процессов с участием азота, происходящий в почвах болот наглядно демонстрирует нам пример цикла с единым питательным компонентом. Каждый из этапов цикла азота тесно связан с жизнедеятельностью как водных растений, так и водорослей и сельскохозяйственных культур, проблемами молекулярной биологии и экологии, очистки вод, загрязнениями окружающей среды и борьбы с сорняками.

Как мы видим, это гораздо более динамично и намного сложнее, чем “растения нуждаются в азоте”. Недавно я добавил гораздо немного больше KNO3 в мои аквариумы, которые не имеют рыбы или других травоядных гидробионтов. Я был доволен результатами.

Азот вносился ежедневно в виде KNO3 в концентрации 11 ppm при еженедельной подмене 70% воды в аквариуме с сильным светом (1,5 Вт/л) с хорошей дозировкой макро-, микроэлементов и уровнем СО2. Были созданы условия намного превышающие потребности растений, но их здоровье улучшилась по сравнению с тем периодом, когда уровень NO3 — был низким. Таким образом, наблюдение за ростом и здоровьем растений является самым мощным нашим инструментом контроля, а хороший рост здорового растения является нашей целью, достигая которой мы создаем условия для плохого роста водорослей.

Предотвращает ли рост макрофитов от роста микрофитов, удалением NH4 + ?

Очень низкая концентрация NH4 + в экосистеме является хорошим индикатором конкуренции растений с другими автотрофами или стабильном бактериальном преобразовании NO2 — /NO3 — . Само собой разумеется, что в условиях отсутствия ограничений по другим питательным веществам, кроме NH4 + , вспышки роста водорослей не будет. Это очень хорошо соответствует наблюдениям аквариумистов, имеющих несколько хороших аквариумов, где всегда есть какие-то измеримые концентрации NH4 + . Кроме того, существует сильная корреляция между высокой концентрацией растворенного кислорода в этих аквариумах и низкой NH4 + , что позволяет бактериям окислять NH4 + и конкурировать с водорослями за эти питательные вещества. Перегрузка этих же аквариумов NH4 + порождает вспышку роста водорослей. Увеличение уровня растворенного кислорода в воде, путем добавления чистого кислорода, не смогло предотвратить водорослевую вспышку, при уровне NH4 + на 0.5ppm (Barr, 2003). Хотя это и не доказывает, что все водорослевые вспышки происходят благодаря присутствию NH4 + , однако сильная корреляция всё же существует, подкрепляя теорию о том, что растения лучше растут в условиях запредельных уровней питательных веществ,(исключаяNH4 + ) в отличие от водорослей.

Анализ азота.

Это оказалось трудным вопросом, и много ошибок и путаницы произошло из-за плохой точности наборов для определения азота. Лучшим решением для точных измерений является использование колориметр измерения тестовыми наборами, но дадут точность до 0.01 ppm в нижнем диапазоне концентраций NO3 — и NH4 + и до 0.1 ppm в верхнем охватывая диапазон 0.0-30.0ppm.

Захват NH4 + против захвата NO3 — .

Ozimek, Gulati and van Donk (1990) изучили предпочтения в захвате и росте NH4 + и NO3 — Elodea nuttalli(см. рис 3). Часто предполагалось и считалось, что растения предпочитают NH4 + а не NO3 — . Логично предположить, что NH4 + является наименее энергетически затратным (см. формулу 1) а ионы NO3 — должны еще быть преобразованы в NH4 + перед тем, как войти в состав глутамина. На клеточном уровне это может быть в некоторых случаях, однако в целом растение может испытывать недостаток как ионов NH4 + , так и азота в общем. NH4 + не может храниться внутри клетки не оказывая токсического влияния на неё в отличии от ионов NO3 — , которые могут храниться в большом количестве в центральной вакуоли. Также следует помнить о влиянии NH4 + в воде на фауну (рыба, креветка) и провоцирование водорослевой вспышки.

Захват ионов NO3 — и NH4 + у Elodea nuttalli

img371.jpg

На рисунке 3 можно увидеть, что у Элодеи захват аммония преобладает при его концентрации в среде от 2,0 до 0.5ppm, а нитраты предпочтительнее при уровнях концентрации NH4 + меньше, чем 0.5ppm. Является ли этот диапазон концентраций NH4 + применим к нашим системам? Вряд ли. В хорошо сбалансированном растительном аквариуме концентрация NH4 + часто не поддается определению. Уловить такую маленькую концентрацию NH4 + , созданную выделениями рыбы, бытовыми тестами трудно, тем более, что он сразу же удаляется из воды растениями. Даже увидев это на рисунке 3, мы понимаем, что при 0.1 ppm NH4 + , NH4 + не удаляется в присутствии NO3 — . Таким образом, захват аммония при его низких концентрациях равен нулю. Учитывая то, что в хорошо сбалансированных растительных аквариумах всегда устанавливается низкая концентрация NH4 + (не измеряемая большинством бытовых наборов для определения концентрации аммония),мы можем считать, что в аквариуме растения предпочитают NO3 — , что следует из данного исследования. На рисунке 3 продемонстрировано, как концентрация управляет захватом. Концентрация NO3 — , как правило, поддерживается на уровне 10-20ppm, что в десять раз больше, чем в этом исследовании, в то время как концентрация NH4 + обычно значительно ниже. Реально попытка поддерживать концентрацию NH4 + в этом диапазоне может привести к смерти рыбы, а также вспышке водорослей. Это легко проверить по поведению креветок, гуппи, а если нет гидробионтов, просто наблюдать бурный рост водорослей. Хотя изначально этот график вроде бы доказывает предпочтительный захват аммония в определенном диапазоне его концентраций, но он также показывает и изменение предпочтения в случае изменения концентраций этих питательных веществ.

Аквариумист должен задаться вопросом: “А относится ли это к моему растительному аквариуму?”. Опираясь на данные, которые представлены на рисунке 3, мы можем заключить, что на самом деле NO3 — является предпочтительным питательным продуктом в нашем случае, в растительных аквариумах.

Более простой подход, требует, чтобы мы просто попробовали добавить каждую форму азота и посмотрели, улучшит ли она на самом деле рост растений, замедлит ли она водорослевые обрастания или ответить на любой другой вопрос, который у вас возникнет. Ссылки на исследования дают возможность найти аргументы в поддержку теории, но следующим шагом будет эксперимент в растительном аквариуме, чтобы увидеть, верна ли теория. На протяжении многих лет это было сделано многими аквариумистами, но различий в росте растений не наблюдалось, а индуцированные вспышки водорослей наблюдались при значительно меньшей концентрации аммония, чем указано на этом графике как необходимая для его предпочтительного захвата. Многие состоявшиеся теории про выращивание аквариумных растений были подтверждены простыми тестами, а многие и не были подтверждены, поскольку они не прошли тестирование в аквариуме со следующими шагами: внесение РО4 3- -фосфат, более высокие уровни железа Fe2+ и т.д. Добавление аммония в воду аквариума вызывало ускоренный быстрый рост у некоторых плавающих растений (Nelson et al 1990). Я обнаружил, что это справедливо для Limnobium (сочетание внесения NH4 + и NO3 — против внесения одного NO3 — давало увеличение темпа роста более чем на 24%), но при этом наблюдалось постоянное цветение водорослей в воде, даже при 100% покрытии площади поверхности плавающими растениями (Barr, Leavitt and Kratfield, 2005). Даже при стерильных условиях внесение аммония непрактично для аквариумиста. Без сомнения, аквариумист который добавляет неорганический аммоний в свой растительный аквариум с подачей СО2, гораздо больше рискует получить бурный рост водорослей, чем в случае увеличения количества рыбы и креветок для снабжением азотом. В аквариуме без подачи СО2, рыба может поставлять достаточно азота без перегрузки системы. Поскольку темпы роста усиливаются, спрос на азот увеличивается. Ограничение роста путем ограничения СО2 или другого обогащения углеродом уменьшает потребность в азоте и обеспечивает этот баланс. Неорганической нитрат может добавляться, но часто этого не требуется. Когда рассматривается вопрос о применении азота для роста растений, добавление исключительно неорганического NO3 — , без участия рыбы или других представителей фауны, действительно приводит к очень хорошему росту растений и, практически, без каких либо водорослей.

» amania — все о том КАК сделать аквариум с растениями

внесение фосфора и азота

> фосфор и азот в природных водоемах
> правило контроля пропорции фосфат:нитрат
> рекомендуемая дозировка азота и фосфора
> фосфор
> азот
> стоит ли вносить аммоний
> амидная форма азота — Seachem Flourish Nitrogen™
> рецепты растворов фосфат:нитрат
> рецепты фосфат:нитрат на Мастерцвет с амидным азотом
> азот и фосфор от Seachem
> самодельный Tropica PLANT NUTRIRION+ liquid

Часто начинающие любители аквариума с растениями дав много света и CO2 сразу же получают бурный рост растений, но фосфор с азотом дополнительно не вносят. Через несколько недель это заканчивается тем что рост растений останавливается, появляются признаки недостатка отдельных элементов, и начинают появляться водоросли. При этом они обвиняют подачу CO2, мол при слабом освещении и без подачи CO2 водорослей значительно меньше, а их отсутствие намного стабильнее. Причина заключается в том что при достатке света+CO2 ¬ растения растут настолько быстро, что основных питательных веществ — азота N, фосфора P и калия K начинает хронически не хватать. Растения значительно замедляют рост, и в состоянии стресса прекращают употреблять аммоний NH4 и выделять азот/фосфор, которые при обилии света и CO2 сразу же используют водоросли.
Чтобы такого не произошло нужно всегда обеспечивать растения азотом N и фосфором P. Сделать это можно двумя способами — увеличить количество рыб в аквариуме, или вносить удобрения.
Увеличение количества рыб, и соответственно поступления азота и фосфора с кормом, рано или поздно приводит к росту водорослей. Во первых экскременты рыб являются основным источником аммония NH4 ¬ — главной причины роста водорослей (кроме колебаний CO2). Это легко проверить сравнив два аквариума с одинаковыми условиями с рыбами, и без. Во вторых, если полагаться только на корм для рыб, получается дисбаланс в сторону фосфора. Если посмотреть соотношение фосфор:азот в лучших кормах с минимальным содержанием фосфора ¬ (0,9%, протеинов 45% в которых 16% азота), то в 100гр корма фосфора 0.9 грамм, а азота 7.2 грамма. Отношение P:N по массе будет 1:8 (PO4:NO3=1:11.5), что примерно соответствует оптимальному атомарному Redfield ratio ¬ 1:15-30 -> PO4:NO3 по массе 1:10-20 при котором развитие растений оптимально (1:20-38), а водорослей — минимум. Если же используется некачественный корм с завышенным содержанием фосфора без регулярного внесения жидких удобрений очень быстро начнёт проявляться хронический недостаток азота (пожелтение старых листьев), потребление CO2 существенно сократится (по причине недостатка азота для Rubisco ¬ ), а с ними и потребление PO4 и пр. — рост растений приостановится, очень быстро накопится избыток NH4 из органики, и снова получим водоросли. Если рыб будет столько, что азота с кормом будет поступать достаточно, от экскрементов рыб очень быстро накопится избыток NH4 — главного стимулятора водорослей. Последнее является решающим фактором отказа от увеличения количества рыб и дополнения питания растений внесением жидких удобрений.

Что касается потребностей растений в K+ и множестве микроэлементов, то здесь корм для рыб практически ничего не дает, что при достаточно интенсивном росте растений (при подаче в аквариум CO2 и достаточном освещении) очень быстро приведет к дефициту одного или нескольких элементов, остановке роста растений и как следствие — вспышке водорослей.

• При достатке CO2, Света, азота и фосфора перенаселение рыбами, плохо работающий биофильтр и недостаточные подмены воды — главные причины избытка NH4, а значит роста водорослей.

По этой причине в аквариуме с растениями содержат очень небольшое количество рыб которых кормят очень и очень умеренно, а потребности растений обеспечиваются внесением раствора фосфор:азот в оптимальной пропорции. Еще один фактор: аквариум не природный водоём — в нем нет возможности ждать пока нитраты и фосфаты будут получены из органики после переработки бактериями, поэтому приходится полагаться на их внесение в воду в неорганическом виде.
Боязнь вносить фосфор и азот обычно связана с устаревшим и совершенно ошибочным мнением что концентрация PO4 в воде более 0.1мг/л являются причиной роста водорослей. То что это не соответствует действительности можно проверить на любом здоровом аквариуме с растениями — при достаточном освещении и подаче CO2 бóльшие дозы PO4:NO3 приведут только к более бурному росту растений, но никак не к росту водорослей! Все совершенно наоборот — недостаток одного или нескольких питательных веществ (N, P, K, CO2, Fe…) останавливает рост растений, что и вызывает очень большой избыток PO4, NO3, и главное NH4 — основного стимулятора роста водорослей.

Важность регулярного внесения дополнительных доз фосфора и азота в аквариум с растениями переоценить невозможно: вместе со светом, CO2 и микроэлементами это основное условие стабильного роста растений, и как прямое следствие — полного отсутствия водорослей. Удобрения вносятся в концентрации обеспечивающей рост растений или чуть больше. Регулярные еженедельные подмены воды ¬ предотвращают их бесконечное накопление в случае уменьшения потребления растениями, и позволяют легко поддерживать концентрацию питательных веществ в допустимом диапазоне не вызывающем роста водорослей. Так как этот диапазон очень широк, нам не нужно прецизионно точно подбирать дозировку удобрений — достаточно вносить в рекомендуемом диапазоне. Главное чтобы не меньше чем минимальные потребности растений при данном уровне освещенности и подачи CO2. В случае дисбаланса и вспышки водорослей подмены воды тоже помогают легко привести все в норму (см. перезагрузка ¬ ). Подробнее об основах методики содержания аквариума с растениями и основных причинах роста водорослей смотри в разделе Аквариум с растениями — как выращивать растения, а не водоросли ¬ .

Фосфор и Азот в природных водоемах.
Часто дозировку фосфора и азота сравнивают с той концентрацией, которая есть в природных водоемах. Обычно это крайне малые концентрации: PO4=0.05мг/л и менее, NO3 0.5мг/л и менее. Почему же в аквариум с растениями мы вносим значительно больше?
В природных водоемах соотношение биомассы растений к объему воды несоизмеримо больше чем в аквариуме, и даже если растения постоянно потребляют PO4, его запасы в воде вокруг растений сразу же восстанавливаются за счет выравнивания концентрации. Я уж не говорю о проточных водоемах – представьте, сколько PO4 проходит «мимо» растений за сутки даже если его в воде 0.001мг/л. Получается что в природе растения фактически имеют неиссякаемый ресурс по PO4, и в то же время их концентрация никогда не бывает большой = меньше водорослей при дисбалансе , ведь корней у них нет (но PO4<=4мг/л в воде само по себе не вызывает роста водорослей!). То же касается и CO2, NO3, и пр.
Следующий фактор который всегда упускают в книгах о водных растениях – то что в водах очень бедных питательными веществами растения имеют другой источник питания – субстрат! Ни в одной из книг данных о питательности субстрата не приводится, и предлагается переносить почти нулевые концентрации питательных веществ в воде на методику содержания аквариума с растениями БЕЗ предоставления питания через другой источник — субстрат… Полностью неверная теория. Методика ADA, копируя минимум питания в воде предоставляет иной неограниченный источник питания – субстрат, получает самое близкое подобие природного водоема, и является самой лучшей методикой из всех.
Более того, значительную часть фосфатов растения предпочитают потреблять из субстрата ¬ , а не из воды. Грибки ¬ поселяющиеся на корневой системе водных растений в сотни раз увеличивают площадь контакта корневых волосков с субстратом и эффективно передают фосфор растению.
Еще один фактор на который мало кто обращает внимание анализируя данные по NO3 и NH4+ из мест обитания наших водных растений – в литературе никогда (!) не приводятся данные о концентрации в воде и субстрате органических соединений ¬ (аминокислоты и пр. DOC) из которых растения напрямую потребляют азот. Между тем в природном водоеме их очень и очень много. Особенно велики запасы органического азота в донных отложениях.
В аквариуме соотношение биомассы растений к объему воды намного меньше, поэтому запас питания при быстром росте растений и отсутствии поступлений извне (с течением и/или из грунта) очень быстро истощается. Это и объясняет что в природных водоемах концентрация PO4 0.05мг/л и менее, она постоянно возобновляется, мы же имитируем это еженедельным внесением 0.5-4мг/л PO4 в неделю. То же касается и углекислого газа CO2, железа, и всех остальных питательных веществ. К счастью система содержания аквариума с растениями «с подменами воды и внесением жидких удобрений в воду» ¬ позволяет очень легко реализовать модель питания растений приближенную к природной. Ежедневное внесение жидких удобрений моделирует постоянное возобновление питания приносимого течением/оборотом воды и выделений из седиментов, а подмены воды моделируют удаление избытка питания предотвращая их бесконечное накопление и рост водорослей в случае если растения употребили не всё. Точно так же происходят водорослевые вспышки и в природе — в основном весной, когда паводковые воды приносят слишком много ПВ которые растения употребить все не в состоянии (соотношение биомассы растений к объему воды полной ПВ слишком велико). Если к системе с подменами воды добавить богатый субстрат (универсальный, с очень большим запасом, источник питания) сделав его основным источником питания для растений и Ступенчатый метод освещения — получим Cистему ADA которая наиболее близка к природной и очень Стабильна. Если к системе с подменами воды добавить богатый субстрат ¬ (универсальный, с очень большим запасом, источник питания) сделав его основным источником питания для растений и Ступенчатый метод освещения ¬ — получим Cистему ADA ¬ которая наиболее близка к природной и очень Стабильна ¬ .

Правило контроля пропорции нитрат<->фосфат.

Первое что нужно знать — закон N-P-K.
Из трех основных макроэлементов азота N, фосфора P и калия K рост растений должен ограничивать только Фосфор. Это закон N-P-K. На практике закон N-P-K приводит к Правилу контроля взаимной пропорции Нитрат:Фосфат в аквариуме. Если нитраты ~0, растения прекращают рост (потребление P и CO2 без N невозможно) и выбрасывают через листья не только питательные вещества, а главное — продукты незавершенного метаболизма в виде сахаров , которые и являются основным стимулятором роста водорослей и их спор. В это время водоросли процветают потребляя остаточные количества аммония/нитратов намного быстрее чем растения (водоросли делают это эффективнее растений — т.е. им нужны намного меньшие концентрации). Причем во время дисбаланса чем выше интенсивность освещения и больше остаточная концентрация питательных веществ в воде — тем быстрее прирост биомассы водорослей. Если пропорция PO4:NO3 смещается от оптимального Redfield ratio (атомарное 1:15-30) в сторону NO3 — появляются зеленые водоросли, если в сторону PO4 при почти нулевом NO3 — Cyanobacteria ¬ .

• Если уровень нитрата NO3=0, а фосфаты PO4 >=0,1мг/л, это верный признак недостатка Азота, и нужно увеличить его внесение в аквариум. В противном случае могут появиться сине-зеленые водоросли ¬ или цветение воды. При недостатке азота N восстановление подачи CO2 до оптимального улучшения роста не даст — Rubisco ¬ будет недостаточно для потребления CO2.

То же касается и случаев, когда у растений признаки нехватки того или иного питательного вещества (P, K, Fe, Ca, Mg), хотя вы точно знаете что его достаточно — опять же нужно проверить достаточно ли Азота . Если уровень PO4>0.1мг/л а NO3>5мг/л значит рост растений чем то лимитирован — прежде всего проверьте достаточно ли CO2 и интенсивность освещения, нет ли признаков недостатка микро- ¬ , особенно Fe.
При небольшом количестве рыб и хорошем росте растений вносить Азот отдельно нет никакой необходимости, достаточно пользоваться стандартным раствором PO4:NO3 ~1:15 (атомарный Redfield ratio 1:22.5) и все будет в порядке. Если по какой то причине пропорция в аквариуме была нарушена, положение исправляют увеличением подмен воды до двух-трех раз в неделю по 30-50% и переходят на внесение правильного раствора фосфор:азот (т.е. сделать перезагрузку ¬ ). Достаточно просто.

Второе — о Redfield ratio.
«Пропорция Редфилда (Redfield Ratio ¬ ) рассматривает оптимальное соотношение Углерода и Фосфора необходимого для Жизни. Так как потребности в энергии наземных и водных растений одинаковы , оптимальным соотношением C:P является 106C:1P для обоих. Таким образом, полная Пропорция Редфилда (оптимальное соотношение C к N к P) для наземной и водной жизни: на суше — 106C:16N:1P; в воде — 106C:13N:1P (атомарное). Мы уже знаем, что потребность в N на суше больше так как им нужно больше протеинов для создания жесткой конструкции своего организма. Обратной стороной этого является то, что так как потребность в N в водных системах меньше, относительная потребность в P выше потому что фосфор равномерно распределен между водной и наземной формой жизни. Таким образом, в водоемах обычно рост лимитирует именно фосфор P». ( Tне phosphorus cycle )
Пропорция Редфилда говорит нам оптимальную пропорцию в океанах, где действительно водоросли в определенный сезон могут быть лимитированы по фосфору (при P<0.02мг/л), но река или пруд, и тем более аквариум с растениями, совершенно иная экосистема нежели мировой Океан, и водоросли по фосфору практически никогда не лимитированы (поверхностные воды и богатые донные отложения дают более чем достаточно PO4 от разлагающихся остатков растений). Пропорция Редфилда является всего лишь отправной точкой в определении пропорции для нашей инженерной системы — аквариума с растениями, а основная наша задача — обеспечение растений доcтаточным питанием, а вовсе не ограничение постпуления фосфатов! В разумных пределах PO4~0.2-2.0мг/л в воде причиной появления водорослей не является. В то же время концентрация в воде может быть значительно ниже, но его дозировка в неделю должна обеспечивать потребности растений, и может быть даже 4мг/л в неделю. Водоросли стимулирует концентрация PO4>4мг/л (не доза, а именно сколько в воде в данный момент времени). Система ADA c большинством питания в субстрате и почти нулевым уровнем PO4 (<0.1мг/л) в воде очень хорошо это демонстрирует. Как понятно из информации о законе N-P-K и энзиме Rubisco, важнейшим является обеспечение таких параметров нашей инженерной системы чтобы растения никогда не были лимитированы по Азоту N. Только лишь пропорция не даст благополучного аквариума — нужна достаточная дозировка!

Перевод атомарного соотношения Redfield Ratio 106C:16N:1P в соотношение по массе даст 41C : 7.2N : 1P, а перерасчет в PO4:NO3 по массе даст 1:10.4… то самое «универсальное» соотношение используемое в PPS-pro, и близкое к Seachem и Tropica. Пропорция Редфилда является усредненной , и для разных живых организмов колеблется в больших пределах. Водные растения содержат атомарное P:N~1:8-10 (Garten 1976), а водоросли атомарное P:N~1:14 (Redfield 1958). Здесь видно что растениям относительно N нужно больше P чем водорослям, и прийти к ложному выводу что дозировка удобрений со смещением пропорции в сторону P будет улучшать стабильность… но это если не знать о Rubisco и способе потребления растениями P .
Естественная среда обитания водных растений — лимитированная по фосфору , то есть только он ограничивает их рост (всего остального обычно в достатке). Растения могут хранить большой запас P быстро потребляя его из воды, и легко переживают периодический недостаток PO4. Недостаток N много хуже чем временный недостаток P, и быстро приводит к радикальному падению темпов роста в несколько раз потому что N нужен для рубиско — энзима который помогает растениям потреблять CO2. При недостатке N запас P уже не поможет предотвратить резкое падение темпов роста растений и как следствие дисбаланс с появлением водорослей (см. тест Ole Pedersen ¬ ). Азот N никогда не должен лимитировать рост растений! Принимая для удобрений атомарное 1:16 по Redfield ratio мы уже даем N несколько больше чем нужно относительно P по Garten, что крайне важно для потребления растениями пониженных концентраций CO2 (Rubisco!) и значительному улучшению Cтабильности. Лучший атомарный Redfield ratio с максимальным ростом растений и минимальным водорослей, то есть оптимальная экологическая ниша для растений, судя по графику Adriaan Briene 1:24 , что соответствует массовому PO4:NO3=1:16, как у Seachem ¬ и общепринятому среди аквариумистов.

Что касается пропорции PO4:NO3 в наиболее распространенных удобрениях, то Seachem использует атомарное P:N=1:22.5 (массовое PO4:NO3=1:16.6), Tropica PLANT NUTRITION+ liquid атомарное P:N= 1:28.5 (массовое PO4:NO3=1:19.336, 1.34 N — 0.1 P — 1.03 K), PJAN для ступенчатого метода освещения по ADA рекомендует массовое PO4:NO3=1:15-25, Edvard Vic в PPS-pro ¬ атомарное P:N=1:7.5 (массовое PO4:NO3=1:10). То есть ВСЕ придерживаются нижнего или верхнего оптимума Redfiled ratio (атомарный 1:15-30 -> PO4:NO3 по массе 1:10-20). И только Estimative Index ¬ настаивает на атомарном P:N=1:7.5… что постоянно является причиной гораздо более быстрой и большей вспышки водорослей в случае дисбаланса — в воде остается слишком много PO4 (>4мг/л стимулирует водоросли!), при замедлении роста растений его концентрация резко увеличивается, и водоросли имеют слишком много питания, причем в это же время растения не могут улучшить рост по причине недостатка N (при усиленных подменах воды и прекращении дозировки удобрений). Подмены воды приходится делать намного больше, процесс растягивается, уход за аквариумом заметно осложняется. Так как Estimative Index — метод с внесением удобрений только в воду , не имея источника азота в грунте и постоянном большом избытке PO4 в воде он является самым нестабильным и неудобным. Это и есть причина перехода любителей с EI на PPS-pro. Особенно ярко выживание растений в среде лимитированной по P (но при достатке N!) иллюстрирует метод освещения Ступенчатым методом ¬ . Как видим — никакого вреда для растений, даже улучшение их здоровья, и полное отсутствие водорослей…
В методике ADA тоже используется подход когда азота всегда в достатке за счет неограниченного запаса N в грунте (т.е. фактически используется PO4:NO3=1:бесконечности), а в воде PO4 всегда около нуля — в воду вносится почти только PO4 (см. состав ¬ ), который сразу же потребляется растениями и поглощается субстратом, и концентрация в воде снова будет около нуля. Всем давно известно что метод ADA дает самое стабильное отсутствие водорослей и простоту ухода за аквариумом из четырех известных ¬ .

Третье что нужно знать — об энзиме ответственном за потребление растениями CO2 — Rubisco activase.
Недостаток азота N гораздо хуже чем фосфора P так как без азота энзим ответственный за потребление CO2 Rubisco ¬ не активируется и потребление CO2 снижается. Например, если начали появляться водоросли от недостаточной дозировки удобрений и/или падения концентрации CO2 мы всегда увеличиваем подмены воды без внесения удобрений что приводит к лимитированию питания растений, азот заканчивается раньше чем фосфор, и потребление CO2 резко снижается даже при его достаточной концентрации в воде. В результате от недостатка CO2 радикально снижается фотосинтез и замедляется рост растений, то есть по системе наносится двойной удар что усиливает вспышку водорослей. Именно в такие периоды PO4:NO3 1:15 лучше чем 1:5, а тем более — если субстрат богат органикой и имеет очень большие запасы N.
Науке точно известно что при достатке азота можно лимитировать рост растений ограничением доступности фосфора без радикального падения темпов роста CO2 (см. тест Ole Pedersen ¬ ), в то же время недостаток азота N фатален для темпов фотосинтеза, то есть воспышка водорослей будет раньше и сильнее. Нельзя рассматривать вопрос потребления CO2 без учета потребности растений в Азоте N. Важно отметить что ограничение роста растений ограничением PO4 никогда не делается — вместо этого используется меньшая интенсивность освещения, или же более короткий период интенсивного освещения («метод пика» ¬ ). Питательных веществ и CO2 должно быть в достатке ВСЕГДА, в воде и/или в субстрате. Просто, как понятно из сказанного выше, периодический временный недостаток P не дает вспышки водорослей, в то время как недостаток N практически гарантирует такой исход.
Пропорция PO4:NO3 вступает в действие только когда растения лимитированы по какому либо элементу, поэтому смещение в сторону азота дает указанные преимущества только когда имеет место недостаточная дозировка удобрений в воду (и/или при отсутствии питания в субстрате), или во время больших подмен воды когда мы избавляемся от водорослей и вынужденно лимитируем растения чтобы уменьшить прирост биомассы водорослей. Когда растения не лимитированы пропорция особой роли не играет — 1:15 можно использовать как страховку, а 1:5 вреда не принесет. (см. мнение Tom Barr ) Недостаток питания для растений от недостаточной/непостоянной дозировки гораздо более весомая причина роста водорослей чем сама пропорция, поэтому в первую очередь следует обеспечить достаточно PO4 и NO3, причем неважно в воде или в грунте, а потом уже думать о пропорции! Негативное влияние заниженной пропорции PO4:NO3 проявляется только когда имеется недостаток дозировки и нет питания в субстрате (грунт изначально без органики, еще не набрал запаса питания в молодом аквариуме, уже исчерпал свои запасы, или же отсутствуют нормальные условия для разложения органики в грунте и питания корней). С 1:15 когда от боязни получить водоросли/случайно/недостатка времени вносят слишком мало PO4:NO3, лимитирование растений по фосфору P имеет гораздо менее плачевные последствия чем недостаток азота N.
При внесении удобрений только в воду (бедный субстрат), если дозировка достаточна — пропорция особой роли не играет и не является прямой причиной появления водорослей, но все же 1:15-25 выгодна когда будет дисбаланс — это определенная страховка и «хорошая привычка» дающая немного больше стабильности без необходимости беспокоиться о том какой у вас субстрат и достаточно ли в нем еще питания, снизить воздействие временных падений концентрации CO2 на систему упростив контроль за его подачей. (подробнее смотри в разделе Ограничение роста растений ¬ ).
Если используется метод ADA с богатым орагникой субстратом, в воду вносят почти только PO4 (PO4:NO3~1:1.695 для Lights и 1:1.915 для Shade). Азота в субстрате всегда достаточно, т.е. используется пропорция 1:бесконечности.

Рекомендуемая дозировка азота и фосфора.

Дозировка зависит от темпов роста растений и запаса питания в субстрате, т.е. Системы¬ которая выбрана для создания аквариума с растениями: с большинством питания в субстрате, или внося их только в воду. Она также зависит от того ограничиваете ли вы рост растений¬ . Оптимальная доза PO4 зависит от интенсивности освещения, количества и темпов роста растений, и может быть от 0.2 до 5.0мг/л в неделю. Можно обойтись ¬ несколько месяцев удобрениями только в грунте. Высокие концентрации PO4 и NO3 в воде не приводят к росту водорослей¬ [см. CO2 ppms, is 30ppm good? Tom Barr, 2007], даже если субстрат очень богат органикой. Главное чтобы растениям было достаточно света и CO2, и не было избытка аммония. Многие акваскейперы пользуются методикой внесения удобрений Tom Barr ( Estimative index ¬) — доля фосфора у него заметно больше — PO4:NO3~1:5-10, а дозы от 2 до 5мг/л PO4 в неделю. Seachem начинающим рекомендует 0.125-0.25 PO4 в неделю, в соотношении PO4:NO3=1:16.6 или 1:8.32. Большинство аквариумистов вносит PO4:NO3 по традиционной пропорции ~1:15 независимо от субстрата и метода освещения, иногда по средней пропорции 1:10 как в PPS-pro. ADA рекомендует вносить макро- в воду «по потребностям» растений, указывая 1мл на 20л что дает 1.4мг/л PO4 в неделю.
С опытом вы поймете, что оптимальная доза PO4 в неделю для Nature Aquarium составляет ~0.5…1.5мг/л в неделю. Значения не выше 4мг/л не являются прямой причиной роста водорослей, но зачем иметь большой остаток для них при дисбалансе по другим причинам?

Важный вопрос — при какой концентрации PO4 в воде растения лимитированы по фосфатам. Tom Barr говорит: «PO4 очень лимитирует при 0.05мг/л (50ppb), умеренно лимитирует 0.2мг/л (200ppb), совершенно не лимитирует 2мг/л (2000ppb).» ( quote ) В то же время он приводит данные The South Florida Water Management District ( SFWMD ) которые обнаружили что водные растения эффективны для удаления PO4 при концентрациях не ниже чем 0.02-0.05мг/л (20-50ppb), водоросли же не прекращают потребление фосфатов при концентрации в воде менее 0.02мг/л (20ppb), и даже при 0.003-0.0.01мг/л (3-10ppb). ( quote ) Это говорит о том что прекратить рост водоросле й путем крайне низких концентраций PO4 в воде практически невозможно, и от недостатка питания растения вымрут гораздо раньше чем водоросли. То же касается минимального уровня освещенности (см. выживание водорослей в темноте ) и точки компенсации CO2 (Measurement of Carbon Dioxide Compensation Points of Freshwater Algae, PDF 826Kb ) — 0.01мг/л и менее! С другой стороны исследования морей показали что водоросли могут быть лимитированы по фосфатам при PO4<0.06мг/л. Таким образом ограничить рост водорослей в аквариуме до вымирания просто невозможно ¬ .
Другое дело — темпы роста водорослей при концентрациях выше чем граница выживания . Здесь применим тот же принцип что и для растений — существует концентрация при которой потребление элемента минимально, оптимально, и избыточно. Все мы хорошо знаем насколько более бурной будет вспышка водорослей если в этот момент в воде было много фосфатов и прочих ПВ, причем независимо от того что именно явилось причиной вспышки — аммоний, фосфор, дисбаланс P:N или микро-, недостаток CO2 или азота для растений и т.д.
В аквариумах Takashi Amano всегда поддерживается NO3=1-2мг/л, PO4=0.05-0.1мг/л, но это не дозировка, а концентрация которая будет после потребления их растениями и подмен воды ¬ 30-50% в неделю. Это часть Системы ADA ¬ когда б ó льшая часть питательных веществ поступает из субстрата, а освещение часто Ступенчатым методом ¬ . А низкие концентрации в воде значительно уменьшают скорость прироста биомассы водорослей во время дисбаланса .

Постоянное предотвращение обнуления азота, поддержание правильной пропорции P:N, и самое главное их достаточной концентрации для питания растений — основные правила ухода за аквариумом с растениями.

• При запуске аквариума раствор фосфат:нитрат можно начинать вносить ТОЛЬКО когда растения начали интенсивно расти или уже показывают признаки их недостатка — то есть сначала нужно обеспечить достаточно освещение и CO2, и подождать пока растения адаптируются к новым условиям и отрастят корни. Обычно это занимает 2-3 недели (см. Setup ¬ ). В дальнейшем подстраивайте дозу под потребности растений так чтобы азота и фосфора всегда было в достатке ¬ .

Прим.: При оценке достаточно ли фосфора и/или азота полностью полагаться на тесты не стоит. Cмотри сравнительное испытание тестов на Нитрат и Фосфат на сайте Adriaan Briene — (голл.).
Прим.: Здесь и далее не следует путать атомарное соотношение в воде фосфора к азоту P:N (т.е. Redfield ratio ¬ ), с соотношением фосфата к нитрату PO4:NO3. Последнее намного удобнее для расчета удобрений и контроля параметров воды в аквариуме.

Особенности внесения Калия в EI.
Заметьте что сульфат калия K2SO4 может не вноситься вообще. Многим это не совсем понятно, ведь калий — важнейший элемент без которого фотосинтез просто не происходит и он всегда должен вноситься в аквариум 10-20мг/л в неделю, но этому есть свое объяснение. Если длительное время как источник азота вносить нитрат калия KNO3 (K=38.7%) а фосфата KH2PO4, каля K будет более чем достаточно — около 20мг/л ( подробнее ). Настолько, что если не подменивать еженедельно 30-50% воды можно получить передозировку калия, что приведет к блокированию усвоения Азота. В этом случае используйте TMG в котором калия в четыре-пять раз меньше чем в PMDD потому что последний был рассчитан на внесение только его, без PO4+NO3. Если вносить TMG, а источник азота будет раствор нитрата аммония или на основе Мастерцвет, калия будет поступать меньше, и нужно при каждой подмене воды вносить сульфат калия K2SO4 из расчета чтобы сразу довести концентрацию калия до ~5-10мг/л (~¼-½ чайн. ложки K2SO4 на 100л живого объема аквариума). Если используется RO-вода ¬ вносят препараты повышающие жесткость воды, чаще всего Seachem Equilibrium™ в котором K2O=19.5%. Если вносить половину азота в амидной форме ¬ (Seachem Flourish Nitrogen™ или раствор фосфор:азот на основе Мастерцвет) вы ускорите рост растений и потребность в Калии. Сколько вносится калия легко проверить калькулятором TheAquaTools ¬ .
По рецепту PPS-pro ¬ калий входит в состав макро-, а микро- делаются без K и Mg. При подменах воды в PPS-pro калий дополнительно НЕ вносится!

Зависимость пропорции PO4:NO3 от метода освещения аквариума.
Пропорция PO4:NO3 в удобрениях и дозировка зависит не только от концентрации CO2, но и от метода освещения. При традиционном интенсивном освещении 10-12 часов и достатке CO2 чуть большее количество PO4 в пропорции к NO3 1:15 дают очень быстрый рост растений, но при этом требуются заметно бóльшие дозировки P и N (как по EI ¬ ) и соответственно поддерживаемые концентрации. Если дозировка будет недостаточной, их запас в растении исчерпается в течение 2-3 часов после включения света, и рост приостановится. Водоросли сразу же получают шанс на выживание.
В отличие от метода EI, в Системе ADA ¬ при освещении аквариума Ступенчатым методом ¬ или просто с коротким (6-8ч) периодом очень интенсивного освещения действительно можно поддерживать очень низкие концентрации NO3~2-3 и PO4~0.1мг/л как в аквариумах Т.Амано безо всякого ущерба для состояния даже самых требовательных видов. Так как при короткой фазе яркого освещения запас питательных веществ в растении не истощается так быстро, при NO3 и PO4 равных нулю растения не так быстро демонстрируют признаки недостатка питания. PO4~0.1мг/л вполне достаточно чтобы растения имели запас на короткий (3-5ч) период максимального фотосинтеза, причем PO4=0.1 или 0.5 мг/л не имеет значения, но при PO4=0.5 мг/л уже появляются зеленые точечные водоросли (GSA ¬ ) на стеклах.
В то же время при дисбалансе (особенно колебаний концентрации CO2 — основная проблема для системы EI ¬ ) с пропорцией PO4:NO3=1:15 водоросли будут иметь меньше питания и вспышка будет не такой бурной, что даст больше времени на исправление ситуации. Смещение пропорции в сторону азота дает и то что азота ВСЕГДА в достатке по отношению к фосфата что позволяет растениям не так резко сокращать темпы роста при снижении подачи CO2. При недостатке питания для растений от больших подмен воды во время избавления от водорослей это имеет большое значение для стабильности — для потребления низких концентраций CO2 растениям нужно больше азота для Rubisco ¬ , в то же время внутренние запасы фосфора значительно больше чем азота. В результате стабильнее отсутствие водорослей при временных снижениях подачи CO2 и более простой уход за аквариумом. Если субстрат богат органикой система становится Стабильнее ¬ еще на один порядок.

Фосфат PO4.
«Фосфат быстро высвобождается при разложении органики. Избыток фосфата дают корм для рыб, их выделения, и гниющие остатки растений. Фосфат чрезвычайно растворим. При отмирании листьев растений, фосфат очень быстро извлекается растениями или высвобождается в воду. Весь объем фосфата в водоеме может быть высвобожден и впитан в течение двух часов.» [TheKrib]
«Если молекулы фосфата не растворены в воде, он не может быть использован живыми организмами». ( Tне phosphorus cycle )

Как уже говорилось выше, рыб в Nature Aquarium заселяют ровно столько, чтобы минимизировать поступление в аквариум NH4+ ¬ а с ним и рост водорослей (см. tech ¬ ). Но то количество рыб которое гарантирует отсутствие водорослей в аквариуме с большим количеством растений редко дает достаточно фосфатов, и тем более азота. Чтобы дать растениям достаточно питания вносят раствор PO4:NO3.
Раствор фосфат:нитрат никогда не делается вместе с микроэлементами ¬ — PO4 вступает в реакцию с хелатом железа и оно выпадает в осадок становясь недоступным для потребления растениями, хотя фирма Tropica выпускает Plant Nutrition+ liquid ¬ в котором смешаны макро- с микроэлементами.
Разные источники рекомендуют вносить PO4 от 0.5 до 3 мг/л в неделю.
Seachem начинающим рекомендует вносить дозу фосфата PO4 повышающую его концентрацию в аквариуме на 0.2 мг/л в неделю. Дозировка по их мнению может варьироваться от 0.2 до 1.34 мг/л PO4.
В EI рекомендуется доза не выше 3мг/л PO4 в неделю. Оптимальная доза — 0.75-1.5мг/л PO4 в неделю.

Не путайте установившуюся концентрацию PO4 в аквариуме, т.е. то что останется ПОСЛЕ потребления его растениями, с Дозировкой в неделю. Вносить PO4 можно и 5мг/л в неделю, но каждый день после внесения растения очень быстро потребляют его из воды пополняя свои запасы и концентрация очень быстро падает почти до нуля (они буферизируют фосфат ОЧЕНЬ быстро!), и концентрация PO4 должна/будет 0.1мг/л и менее. Это не означает дефицита PO4, а наоборот указывает на здоровый рост растений и быстрое потребление ПВ. Дозировка NO3 значительно больше, он потребляется медленнее, и буферизируется растениями меньше, поэтому его установившаяся концентрация будет больше. В этом и состоит суть баланса питательных веществ и отсутствия водорослей: стабильный рост растений = отсутствие водорослей. Растения нужно обеспечить достаточным питанием ¬ — без этого баланса не видать.

В качестве источника фосфатов используют монофосфат калия KH2PO4 (monopotassium phosphate) или K2HPO4 (potassium phosphate dibasic anhydrous): «Растения не могут использовать органически связанный PO4 (экскременты рыб и пр.) пока они не будут минерализованы, т.е. разложены бактериями. KH2PO4 — неорганическое соединение, которое непосредственно потребляется растениями.» ( PPS Discussion Thread )
KH2PO4 содержит PO4=69.8%, P=22.8%, K=28.7%.
K2HPO4 содержит PO4=54,5%, P=17.7%, K=44.9%.

В магазинах для садоводов можно найти «Монофосфат калия» KH2PO4 в пакетиках по 25г, P2O5=52% K2O=34%, производства ОАО Буйский химический завод . Его представитель в Украине — ООО «Неофит» (Волинская обл. г.Луцк). Мешками по 35кг в Украине — ООО»АгриСол» (01014, м. Київ, вул. Бастіонна, 12, кв. 36, (44) 531-97-87), ARISTA .
Можно взять и Суперфосфат — [Ca(H2PO4)2], но он очень плохо растворяется в воде. Содержание PO4 в нем — около 15%. Можно использовать жидкость для клизьмы и др. манипуляций — Fleet enema. Это или NaH2PO4·H20 (Monobasic Sodium Phosphate, устаревшее название Sodium Biphosphate) — PO4=79%, или Na2HPO4·H20 (Sodium Phosphate) — PO4=67%.
Использовать P2O5 нельзя! При растворении он выделяет много тепла и очень токсичен!

• При медленном росте растений и появлении водорослей точным признаком недостатка Азота (при нормальном освещении и подаче CO2) является нулевой уровень NO3 и наличие фосфатов PO4.

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

Азот N.
Нет Азота — нет роста растений. Сколько бы вы ни подавали в аквариум CO2 ¬ , вносили железа, калия, магния, фосфора, сколько бы ни было света ¬ — если нет Азота [N] растения расти не будут. Просто вспомните Закон баланса Азот-Фосфор-Калий.

• Недостаток Азота намного хуже чем Фосфатов! Это приводит к неспособности Rubisco activase ¬ активизировать Rubisco для улучшения потребления CO2 при уменьшении его подачи в аквариум. По этой причине лучше делать смещение пропорции в сторону Азота, всегда гарантируя его присутствие.

• Признак недостатка Азота [N] — преждевременное отмирание старых листьев, пожелтение краев и кончиков листа, распространяющееся постепенно на всю листовую пластинку, замедление роста, почернение частей листа папоротников.

Обычно как источник азота вносят нитрат калия KNO3 или «калиева селитра» (N=14%, NO3 62%). Это самый дешевый, доступный и что самое главное не вызывающий роста водорослей источник азота для водных растений. За рубежом чистый KNO3 найти сложно. В США это «Greenlight stump remover». Если нет химикатов отдельно за основу макро можно брать Miracle-Grow (N=15%, P=16.9%, K=12.4%, Fe=0.15%).

Известно что при pH>6.5 растения значительно легче ¬ потребляют азот из аммония MH4+ нежели нитрата NO3, поэтому иногда используют нитрат аммония NH4NO3 или Аммиачную селитру. В нем содержится NO3 77,5%, NH4 22,5%, азота 33%. Это удобная пропорция, поскольку при дозировке по нитрату даже внеся сразу 20мг/л, разовая концентрация аммония NH4+ не превысит 4.5мг/л (токсичный порог — 5мг/л). Ввиду того что аммоний является основным стимулятором роста водорослей лучше его использовать только в аквариуме БЕЗ рыб. В какой форме будет находиться соединение — аммоний или аммиак, зависит от pH воды — чем он выше, тем больше доля аммиака который очень токсичен для рыб. По этой причине при воде с GH>12 вносить аммиачные удобрения нельзя, особенно мочевину [CO(NH2)2] (карбамид). Лучший вариант — сульфат аммония NH4SO4.
Подавляющее большинство акваскейперов опасаясь стимулирования водорослей используют только нитрат калия KNO3. Рост растений всегда отличный. Я считаю что внесение аммония является допустимым только при выращивания растений в аквариуме БЕЗ рыб ¬ , и только как небольшая (1/20) часть источника азота.

Последняя тенденция — амидный азот ¬ (NH2). Это легко усваиваемый источник азота для растений который в отличие от аммония вообще не способствует росту водорослей. Используется в удобрениях Seachem ¬ .
В этой статье я приведу рецепты ¬ удобрений со всеми тремя источниками азота.

Аммоний NH4+.
С внесением аммония NH4+ нужно быть очень осторожным! Вместе с колебаниями концентрации CO2 это основной стимулятор роста водорослей! Используется он только как малая часть источника азота! Водоросли не будут потреблять нитрат NO3 пока концентрация аммония NH4+ более 0.02мг/л (см. Diana Walstad, PLANTS and BIOLOGICAL FILTRATION , Diana Walstad). Малейшая передозировка аммония или замедление его потребления растениями приводит к вспышке водорослей, особенно в аквариумах с высокой интенсивностью освещения (2-4W на галлон). Аммоний действительно несколько ускоряет рост растений, поскольку растениям нужно больше энергии чтобы употребить азот из NO3, но риск появления водорослей возрастает и нужно более тщательно следить за стабильностью всей системы — концентрация CO2, свет, фильтр, дозировка, подмены воды, количество рыб и их кормление…
Никогда не вносите аммоний если у вас маломощный или с недостаточным оборотом воды ¬ канистровый фильтр. Фильтр не должен быть заилен — это снижает мощность биофильтрации ¬ и если растения быстро не смогут употребить внесенный аммоний, вы получите вспышку водорослей. Не зря при необъяснимом появлении водорослей когда все вроде бы нормально, Т.Амано первым делом советует проверить заиливание фильтра, и не запускать аквариум без зацикленного фильтра при использовании субстратов ADA (Aqua Soil ¬ и Power Sand ¬ выделяют большое количество NO3 и NH4+) !
Не употребить аммоний растения могут прежде сего от недостатка CO2 или света. Если и того и другого достаточно, причина может быть в заиленном фильтре или недостатке фосфора (см. выше).
Если с фильтром, CO2, светом и фосфором все в порядке, обратите внимание на правильность дозировки PO4 и NO3/NH4+. При превышении дозы даже при максимально возможных темпах роста растений они могут не успевать употребить весь азот/аммоний и фосфор.
Также следует проверить правильность процента подмен воды — он должен соответствовать дозировке и темпам роста растений. Часто, принимая подмены воды 30 или 50% аквариумист подменивает такое количество ориентируясь по высоте столба воды в аквариуме, хотя это будет заметно меньше необходимого. Нужно точно знать объем воды в аквариуме+фильтр и подменивать нужное количество в литрах , причем перед подменой воды нужно долить воду взамен испарившейся.
Если вы не уверены или не очень опытны — лучше сделать раствор с KNO3, который можно вносить из расчета 10-30мг/л в неделю без таких проблем. Большинство так и поступает. Того небольшого количества аммония что образуется в аквариуме от экскрементов рыб достаточно для удовлетворения «быстрых» потребностей растений.
Стимулирование аммонием роста водорослей будет уменьшено, если использовать верхние слои субстрата с высоким CEC ¬ вроде ADA Aqua Soil ¬ , Profile/Turface ¬ , или с добавлением цеолита ¬ — он будет постоянно буферизировать избыток NH4+ притягивая катион аммония к негативно заряженным участкам субстрата CEC ¬ , и передавать непосредственно корням растений. Если у вас обычный гравий — лучше вносить KNO3. Вы можете сделать раствор с азотом из аммиачной селитры но, хотя только половина азота будет в аммонийной форме, помните об указанных предосторожностях.
Пример азотных удобрений с аммонийным азотом — Eudrakon N немецкой фирмы Drak . В него входит 22.2г/л нитрата аммония NH4NO3, 16.6г/л карбамида (мочевины) CO(NH2)2, и 52.2г/л нитрата калия KNO3.

ВНИМАНИЕ! Аммиак NH3 или аммоний NH4+ могут содержаться в водопроводной воде хлорированной при помощи Chloramine ¬ и дехлорированной простым дехлоратором не разлагающим аммиак [NH3]. Нужно учитывать это при дозировке аммонийного азота.

Во избежание роста водорослей не перекармливайте рыб! Кормите очень умеренно не забывая что сухой корм это концентрат . Устраивайте один или два разгрузочных дня в неделю. В аквариуме в который раствор PO4:NO3 НЕ вносится, используйте только высококачественные корма с минимальным содержанием фосфора ¬ .

Амидный азот NH2.
Всех проблем связанных с внесением легко усваиваемой для растений, но стимулирующей рост водорослей аммонийной формы азота NH4+ можно легко избежать внося еще лучший источник азота для растений — амидный азот который составляет половину источника азота в Seachem Flourish Nitrogen™ . Амидный азот — это соединения в которых азот связан в виде NH2. Это даст водным растениям легко усваиваемый источник азота подобно NH4+, но НЕдоступный для питания водорослей:
» … Это означает, что аммонийный азот присутствует не в виде свободного аммиака или аммония, а как часть более сложной молекулы, которую растения могут разложить до аммония и употребить. В теории водоросли могли бы тоже его усваивать, однако наши исследования и бета тестирование показали что этого не происходит (т.е. очень мало и вообще нет водорослей, многие зафиксировали что водоросли идут на спад). » (Gregory Morin, Ph.D.  Seachem Laboratories, Inc., Research Director — fins.actwin.com )

Амидный азот есть во многих соединениях, в их число входят и аминокислоты . Их относят к т.н. растворенному органическому азоту (DON). Это аланин, аспарагин, гистидин, аргинин, глутамат и пр. Они охотно потребляются растениями так как содержат готовые «куски» сложных органических соединений с азотом подобные тем что образуются в клетках при его усвоении в любой форме — NO3, NH4, NH3, NH2. Это экономит энергозатраты растений и улучшает их питание. Известно что растения могут расти потребляя азот исключительно из смеси разных аминокислот. Потребление происходит как корнями, так и через листья.
Сейчас едва ли не в половина удобрений для гидропоники и множество сельскохозяйственных удобрений производится с азотом именно в амидной форме ( Valagro — АгриСол ). Аквариумные удобрения тоже бывают с амидной формой азота который выступает в роли как источник азота, так и комплексона микроэлементов. Например в ADA ECA (Efficient Complex Acid) аминокислоты используются как хелат (глюконат железа). В ADA Green Gain для аквариумов с большим количеством длинностебельных растений содержатся аминокислоты и гормон роста цитокинин уменьшающий стресс растений после стрижки и делающий их более устойчивыми к болезням.  В FloraSan содержатся гуминовые кислоты 785ppm, «органические соединения», «органические экстракты способствующие росту и энергии растений». В Seachem Flourish™ «аминокислотных хелатов» 6.0г/л (arginine, glutamate, lysine, tyrosine). ( Plant Fertilizer Comparisons by Ingredients, Compiled by Robert Paul H. ) При рекомендуемой Seachem дозировке Flourish™ 5…10мл на 250л воды это дает 1.2-2.4мг/л аминокислот в неделю. Одним из таких органических соединений является и мочевина (urea).

Некий Salt на форуме APC предположил что Seachem использует нитрат гуанидина ( guanidine nitrate [CH5N3•HNO3]+): «NH2 является частью амино группы которая используется при образовании растением протеинов, а нитрат нет. По этой причине растения очень легко потребляют NH2. NO3 они должны сначала конвертировать в употребимую форму**. Гуанидин нитрат отличный источник азота для растений. В нем три NH2 связаны атомом углерода, что делает его менее доступным для водорослей . Seachem использует его в своем Flourishe Nitrogen.» ( Salt на форуме APC ).
На самом деле по данным производителя Seachem Flourish Nitrogen™ содержит мочевину или карбамид (NH2)2CO ( urea ), но не чистый, а в связанном виде как iminium salt . Азот в нем связан в амидной форме NH2, то есть комплексонирован и не доступен для питания водорослей. Это вообще то органическое соединение которое можно синтезировать реакцией аммиака NH3- и углекислоты CO2. Карбамид потребляется и корнями, и что очень важно через листья (даже наземные растений) — это устраняет конкуренцию с бактериями. Часть карбамида в грунте минерализуется бактериями и преобразовывается в аммоний NH4. Карбамид всегда есть в любом магазине для садоводов. Мы можем элементарно сделать точно такое же самодельное удобрение на нитрате калия KNO3 + мочевина/карбамид (NH2)2CO как у Seachem. Нужно получить 7.5г/л азота в амидной форме, и 7.5г/л азота из KNO3. Мочевина/карбамид содержит азота 46.7%, значит его нужно: 7.5 / 0.467 = 16 грамм или ~1 ст. ложка. В KNO3 азота 14%, значит его нужно: 7.5 / 0.14 = 53.6 грамма или 3.2 ст. ложки. Воды 1000мл.

Возможно нитрат гуанидина тоже может использоваться. В нем азота: всего 45.9%, амидного (NH2) 34.4%, нитратного (NO3) 11.5%. Нитрата NO3 50.8%. Производитель указывает что половина азота содержащегося в Seachem Flourish Nitrogen™ находится в нитратной форме NO3, поэтому многие думают что используется нитрат аммония NH4NO3, но последний не содержит амидную форму азота NH2. Как можно видеть по формуле нитрата гуанидина имеет положительный заря д , и возможно эта форма азота как и NH4+ будет удерживаться негативно заряженными участками субстрата с высоким CEC ¬ . Нитрат гуанидина в очень больших количествах используется во многих отраслях промышленности.

Чтобы сделать удобрение фосфат:нитрат с половиной азота в амидной форме можно использовать жидкие удобрения серии Мастерцвет ¬ фирмы Гилея-Т. Вместе со стимуляторами, витаминами, и хорошо усваиваемым источником фосфата (KH2PO4?) это даст великолепное удобрение. Из 300мл бутылки Мастерцвет за $2 и нескольких ложек KNO3 получится 3-4 литра удобрения не хуже Seachem (а может и лучше).
Прим.: Масса нитрата калия в столовой ложке может варьироваться в зависимости от размера зерна и пр. факторов. По моим замерам, в пачке нитрата калия «Калиева селитра техническая» производства ЗАТ «Северодонецкое объединение АЗОТ» на 400 грамм содержится ровно 22 столовых ложки если без горки (снимать линейкой по верхней кромке ложки), а с горкой (набрать большую горку и стряхнуть ударив ложкой) 11 ложек. То есть, в мерной столовой ложке 400 / 22 ~ 18,2 грамм нитрата калия, или в ложке с горкой 400 / 11 = 36,36 грамм KNO3. 400 грамм KNO3 это около 350мл, значит в 1мл ~1,143гр, ст.л.~17г.
^

Мастерцвет от «Гилея-Т».
Значительно лучше чем просто растворы фосфора и азота – жидкие удобрения серии Мастерцвет фирмы Гилея-Т ( фото ). Кроме отличного источника хорошо усваиваемого фосфора (KH2PO4 ?) в нем большинство азота в амидной форме и несколько аминокислот, витамины, и немного микроэлементов.
Некоторые удобрения серии Мастерцвет содержат фитогормоны ¬ . Что касается их влияния на состояние растений в аквариуме, то здесь есть разные мнения, то известно только что Takashi Amano использует ADA Green Gain, который среди других фитогормонов содержит цитокинин (cytokinin) «уменьшающий стресс растений после стрижки и улучшающий устойчивость к болезням». В любом случае передозировка фитогормонов приводит к очень плохим последствиям, и я бы воздержался от их использования в аквариуме с растениями (кроме ADA Green Gain), поэтому сделаем макро- на базе «Мастерцвет Сенполия/Фиалка» и «Мастерцвет Цитрус» в которых амидный азот есть, а фитогормонов НЕТ.
При расчетах рецептур макро- удобен перерасчет по коэффициентам:
N = NO3 х 0,23; NO3 = N х 4,43; P = P2O5 х 0,44; P2O5 = P х 2,29; P = PO4 х 0,33; PO4 = P х 3,07; РО4 = Р2О5 х 1,37; K = K2O х 0,83; K2O = K х 1,21. Погрешности пренебрежительно малы.

«Мастерцвет Сенполия/Фиалка»:
азот общий (N) 3%, фосфат (P2O5) 8%, калий (K2O) 5%, MgO 0.1%, Fe-EDTA 0.08%, Mn 0.05%, B 0.02%, Cu 0.01%, Zn 0.01%, Mo 0.002%, Co 0.002%; аминокислоты глицин 100мг/л, аргинин 30мг/л, сапонин 30мг/л, триптофан 30мг/л; витамины B1 22мг/л, B2 27мг/л, B6 70мг/л, B12 2мг/л, PP 80мг/л.
P2O5=80г/л (PO4=109.6г/л), в 1мл PO4 109.6мг, значит для получения PO4~4.1г/л на 1000мл надо Мастерцвет Сенполия/Фиалка: 4100мг/109.6мг ~

37.5мл на 962.5мл воды. Азота в экв. NO3 это даст ((30г/лх4.43)х37.5мл)/1000=5г/л, для получения 66г/л надо добавить NO3 61г/л, или KNO3=61/0.613=99.5г, ~6 ст. ложек. K2O здесь будет 48.5г/л, или K=40.2г/л.

«Мастерцвет Цитрус»:
азот общий (N) 8% (в т.ч. амидный 7.5%, нитратный 0.5%), фосфат (P2O5) 4%, калий (K2O) 4%, MgO 0.2%, Fe-EDTA 0.08%, Mn 0.03%, B 0.02%, Cu 0.01%, Zn 0.01%, Mo 0.002%, Co 0.002%; аминокислоты — глицин 100мг/л, аргинин 30мг/л, сапонин 30, триптофан 30; витамины — В1 22мг/л, В2 20мг/л, В6 70мг/л, В12 5мг/л, РР 80мг/л.
P2O5=40г/л (PO4=54.8г/л), в 1мл PO4 54.8мг, значит для получения PO4~4.1г/л=4100мг/л на 1000мл надо Цитрус: 4100мг/54.8мг ~ 75мл и 925мл воды. Азота в экв. NO3 это даст ((80г/л х 4.43) х 75мл)/1000=26.6г/л. До 66г/л надо добавить 39.4г/л, или или KNO3=39.4/0.613=64.2г, ~3.8 ст. ложек. K2O здесь будет 33г/л, или K=27.4г/л.

Если хотите попробовать с фитогормонами , то в «Мастерцвет Универсал»:
азот общий (N) 7% (в т.ч. амидный 5.8%, нитратный 1.2%), фосфат (P2O5) 3%, калий (K2O) 6%, MgO 0.1%, Fe-EDTA 0.05%, Mn 0.03%, B 0.02%, Cu 0.01%, Zn 0.01%, Mo 0.002%, Co 0.002%; аминокислоты — глицин 100мг/л, аргинин 30мг/л, сапонин 30, триптофан 30; витамины — В1 22мг/л, В2 35мг/л, В6 70мг/л, В12 2мг/л, РР 80мг/л. Фитогормоны, мг/л — ауксины (индолил-3-масляная кислота 27, 1-нафтилуксусная кислота 100); гибереллины (гибереллин А3 — 17); цитокинины (6-бензиладенин 8, кинетин 2).
P2O5=30г/л (PO4=41г/л), в 1мл PO4 41мг, значит для получения PO4~4.1г/л на 1000мл надо Цитрус: 4100мг/41мг ~ 100мл и 900мл воды. Азота в эквиваленте NO3 это даст ((70х4.43) х 100мл)/1000=31г/л, для получения 66г/л надо добавить NO3 35г/л, или KNO3=35/0.613=57г, ~3.4 ст. ложек. K2O здесь 32.7г/л, или K=27.14г/л.

В полученных удобрениях на Сенполия/Фиалка амидного азота будет 7.6% (5г/л в экв. NO3), на Цитрус -38% (25г/л в экв. NO3), на Универсал — 39% (25.7г/л в экв. NO3). PO4:NO3~1:16.

• Калия K2O относительно нитрата NO3 здесь мало по сравнению с оптимальными 1:1.5 по EI и PPS-pro, так что его нужно вносить в подменную воду или использовать микро- с калием (PMDD, TMG).

А что с железом в Мастерцвет?
Если вносить раствор на базе Мастерцвет Сенполия/Фиалка (в котором железа (37.5мл х 0.8г/л) / 1000 ~= 0.03г/л) то для получения PO4=0.5-1.0мг/л в неделю по Seachem недельная доза для аквариума с живым объемом 150л будет 18.5-37мл, что даст (18.5…37мл х 0.03г/л) / 150л = 0.0037…0.0074мг/л железа.
На Мастерцвет Цитрус железа в растворе будет (75мл х 0.8г/л) / 1000 ~= 0.06г/л, что даст:
(18.5…37мл х 0.06г/л) / 150л = 0.0074…0.0148мг/л железа в неделю.
На Мастерцвет Универсал железа в растворе будет (100мл х 0.5г/л) / 1000 = 0.05г/л, что даст:
(18.5…37мл х 0.05г/л) / 150л = 0.006…0.012мг/л железа в неделю.
Во всех трех случаях железа вносится в десятки раз меньше нормы, к тому же хелат EDTA очень слабый, так что железом как и остальными микро- в растворе фосфат:нитрат на базе Мастерцвет можно полностью пренебречь. Та же ситуация и с калием.

О биостимуляторах роста растений — аминокислотах, витаминах и фитогормонах можно прочесть в разделе органическое питание растений , на страничке Мастерцвет Гилея-Т , и в описании препаратов МЕГАФОЛ® , RADIFARM , ВИВА® , KENDAL® производства Valagro SpA (Италия).
^

Азот и фосфор от Seachem.
С точки зрения пропорции PO4:NO3 и амидной формы азота описанных в этой статье интересен опыт тестирования Bailin Shaw (DFWAPC) продуктов Seachem — Flourish Nitrogen™ и Flourish Phosphorus™.
В Seachem Flourish эквивалент Р2O5=3гр/л или PO4=4.1 г/л. Эквивалент N=15 гр/л или по NO3=66.5 г/л . Раствора фосфора на 1л объема вносится либо вдвое, либо вчетверо меньше чем раствора с азотом, что дает 0.125-0.25 PO4 и 2.08 NO3 в неделю, в соотношении PO4:NO3=1:16.2 или 1:8.1.
Источник фосфата в Seachem — обычный монофосфат калия K2HPO4, а источник азота содержит половину азота в форме нитрата NO3, и половину в виде связанного амидного азота NH2 ¬ который не могут использовать водоросли.
Расчет дозы ведется по формулам Seachem.
Азот: 0.25 x V x N = доза в мл в неделю, где V-объем аквариума в галлонах (3,7854 л), а N — требуемое повышение концентрации вещества в аквариуме.
Обратный расчет: по NO3 это N = доза / (0.05 x V), а по чистому азоту N = доза / (0.25 x V).
Фосфат: 0.8 x V x N = доза в неделю. Обратный расчет: N = доза / (0.8 x V).
Тестовый аквариум был объемом 10 галлонов, с очень хорошим светом (3.6 Ватт на галлон) и подачей CO2 ¬ до 25мг/л. Перед тестированием аквариум месяц «голодал» по фосфору и азоту. Сначала вносилась доза по рекомендации Seachem для опытных — оба раствора по 5мл в неделю за два приема. Это повышало концентрацию фосфата по P2O5 на 0.396мг/л, в эквиваленте PO4 это 0.532мг/л. Рост растений значительно улучшился. Далее Bailin Shaw удвоил дозу до 10мл в неделю: теперь вносилось PO4 1.064мг/л и азота в эквиваленте NO3 17.52мг/л) . Рост растений стал просто великолепным — анубиасы давали 1-2 новых листа в неделю, длинностебельные стали пышнее и увеличили количество листьев.
А вот тройная доза 15мл в неделю стала катастрофической (PO4 1.596мг/л а NO3 26.28мг/л). За неделю появились нитчатка и красные водоросли. Позднее автор понял что передозировал, и вернул дозу к прежней, оставив дозу удвоенной. Водоросли полностью исчезли. То есть оптимальная доза в неделю была PO4 ~1мг/л и NO3 ~17мг/л. Получается что Seachem тоже рекомендует вносить азот и фосфор в точности по Buddy ratio ¬ = 1:15-1:20. Это для аквариума с интенсивным освещением в течение 10-12 часов. При использовании Ступенчатого метода освещения ¬ потребность в питательных веществах (и темпы роста) меньше, и при субстрате без запаса органики ¬ пропорция PO4:NO3 должна быть смещена в сторону азота — 1:25 (при очень интенсивном росте растений, особенно длинностебельных, требуется больше фосфора — 1:7-10). Для 1:25 рассчитывайте недельную дозу Seachem Phosphorus™ по требуемому уровню PO4, а Seachem Flourish Nitrogen™ вносите в 1.5 раза больше. Поддержание в аквариуме соотношения PO4:NO3 ~= 1:15 давно испытано на практике, и можно считать что все работает как в природном водоеме ¬ …

Tropica PLANT NUTRITION+ liquid.
Это удобрение содержит и микроэлементы (такие же как в старом Tropica Master Grow, TMG) и макроэлементы. Состав Tropica PLANT NUTRITION+ liquid (TPN+): хелаторы HEEDTA и DTPA, N 13.4г/л (NO3=60г/л), P 1г/л ( PO4=3.07г/л ), Fe 0.7г/л, K 10.3г/л (K2O=12.46г/л), Mg 3.9г/л, S 9.1г/л, B 0.04г/л, Cu 0.06г/л, Mn 0.4г/л, Mo 0.2г/л, Mo 0.2г/л, Zn 0.2г/л. PO4:NO3=1:19.5 (атомарный Redfield ratio 1:29). Рекомендуемая минимальная дозировка 5мл на 50л = 0.3мг/л PO4 в неделю.
James C. (UKAPS.org) в статье All In One Solution предлагает рецепт самодельного Tropica PLANT NUTRITION+ liquid . Чтобы хелаты микроэлементов не вступали в реакцию с макро элементами pH снижается добавлением аскорбиновой кислоты (E300 витамин С) которая одновременно является антиоксидантом, а чтобы не образовывалась плесень – сорбат калия (E202 Potassium sorbate, консервант использующийся в пищевой промышленности). Раствор получился зеленого цвета, и два месяца остается прозрачным, без осадка.

Рецепт от James C ( UKAPS.org ), последняя более точная версия самодельного TPN+:
96г нитрат калия KNO3
4.4г монофосфат калия KH2PO4
34г сульфат магния MgSO4
10г Aqua Essentials Trace Elements Mix (смесь микроэлементов)
1.0г E300 — аскорбиновая кислота — витамин С, Ascorbic acid C6H8O6 (антиоксидант, снижает pH раствора)
0.4г E202 — сорбат калия (калиевая соль сорбиновой кислоты), Potassium Sorbate C6H7KO2 (предотвращает рост грибка в емкости), очень распространенный и безопасный консервант для пищевой промышленности
1000 мл дистиллированная вода.

Мы можем сделать то же самое, только вместо Aqua Essentials Trace Elements Mix использовать «Миком-хелат железа». Возьмите рецептуру самодельного TMG ¬ , и добавьте туда KH2PO4, KNO3, K2SO4, и MgSO4 по рецепту James C. Минимальная рекомендуемая доза — 5мл на 50л (0.31мг/л PO4 в неделю), но в аквариуме с хорошим светом и подачей CO2 оптимально ¬ вносить в 3-4 раза больше.
Прим.: часто можно видеть предостережения от том что нельзя смешивать в одном растворе железо и фосфат PO4 так как они будут реагировать. Это верно только если железо не хелатировано!

Рецепты растворов фосфат : нитрат

Приведенные растворы соответствуют рецептуре Seachem Flourish Phosphorus™ и Flourish Nitrogen™с универсальным соотношением PO4:NO3 ~1:15 которое используют почти все.
Приводя P2O5=3мг/л к PO4 получим 4.03г/л, а N=15г/л к NO3=4.425×15=66.38~66г/л.
Дозу нужно будет рассчитывать по PO4 на ~0.5-1.5мг/л в неделю.

Нужно заметить что как только вы закладываете в аквариум субстрат подобный ADA ¬ с большим запасом питания и высоким CEC ¬ , вся Система ¬ содержания аквариума значительно меняется.
Дозировка PO4:NO3 становится несущественной поскольку большинство питания теперь находится в субстрате.

Раствор фосфат:нитрат 1:15
KH2PO4 нужно 4.03/0.698=5.77 грамм, 1.2 чайных ложки или 0.4 столовой ложки порошка.
KNO3 нужно 66/0.62=106.45 грамм, это 6.36 столовых ложек или 19 чайных.
Вода — 1000мл. Это даёт концентрацию в растворе PO4 = 4.03 грамм/л, или 4.03мг в 1мл.

НЕ рекомендуется вариант с нитратом аммония NH4NO3 (аммиачная селитра):
(106.45 грамм KNO3 x атомная масса NH4NO3 80.04) / (атомная масса KNO3 101.1 x 2) = 42.13гр NH4NO3 (~2.45 столовых ложки), где 2 это количество атомов N в NH4NO3.
Вода — 1000мл. Это даёт концентрацию NO3~66 грамм/л.

1мл этих растворов на 100л воды даст PO4=0.041мг/л, азота в эквиваленте по NO3 — 0.66мг/л.
Не делайте раздельно растворы азота и фосфора — так неудобно дозировать ¬ .

Раствор фосфат:нитрат 1:15 с амидным азотом
KH2PO4 1.2 чайных ложки или 0.4 столовой ложки порошка.
Мочевина/карбамид (NH2)2CO — 16г или ~1 столовая ложка.
Нитрат калия KNO3 — 53.6г или 3.2 столовых ложки.
Вода 1000мл.
ИЛИ
Мастерцвет Сенполия/Фиалка 37.5мл, KNO3 99.5г или 6 столовых ложек, 962.5мл воды.
Мастерцвет Цитрус 75мл, KNO3 64.2г или 3.8 столовых ложек, 925мл воды.
Мастерцвет Универсал 100мл, KNO3 57г или 3.4 столовых ложек, 900мл воды.

• Тестируя на нитрат NO3 не забывайте о том, что часть азота вносится в амидной форме и тестом не определяется. Увеличьте показания теста соответственно его проценту в удобрении.

1:25
Используйте раствор 1:25 ТОЛЬКО при Ступенчатом методе освещения ¬ И субстрате без органики. Сделайте отдельно растворы азота и фосфора, раcсчитайте дозу по PO4, а раствора с азотом вносите в 1.5 раза больше.
Если субстрат богат органикой ¬ и имеет высокий CEC, пропорция PO4:NO3 особой роли не играет поскольку в нем есть масса азота и фосфора. В этом случает подойдет 1:15-1:10.

Макроэлементы по PPS-pro 1:10

(см. PPS-pro ¬ )
На 1000мл воды: KH2PO4 6г — 1.25 чайной ложки, KNO3 65г — 3.87 ст.л, K2SO4 59г — 3.28 ст.л, MgSO4 41г — 2.44 ст.л. В этом растворе PO4=4.19г/л, NO3~40г/л, K~50г/л (K2O 60.5), Mg=4г/л.
Дозировка — ежедневно от 1мл на 10гал (37.85л) ~2.5мл на 100л — это ~0.77мг/л PO4 в неделю.
! Микроэлементы готовьте БЕЗ K и Mg. При подменах воды калий дополнительно НЕ вносить.

Вариант с амидным азотом: вода 962.5мл, Мастерцвет ¬ Сенполия/Фиалка — 37.5мл, KNO3 57г или 3.4 ст. ложки, K2SO4 60г или 3.3 ст. ложки, MgSO4 40г или 2.5 ст. ложки.
Для PO4:NO3=1:15 нитрата калия KNO3 надо 86г или 5.12 ст. ложек.

ВНИМАНИЕ! Для PPS-pro микроэлементы делаются те же PMDD или PMTMG, но БЕЗ K и Mg !!!
PPS-pro удобен если вы вносите микроэлементы JBL Ferropol 24 или Seachem Flourish Iron™.

Раствор EI фосфат:нитрат вместо порошков
На 1 литр воды KNO3 60г, KH2PO4 10г, GH-booster 25г (только если вода очень мягкая!).
Это даст раствор с PO4~7г/л и NO3~37.2г/л. Пропорция PO4:NO3~1:5.3. Я бы рекомендовал значения ближе к Seachem, дающие PO4=0.5-1.6мг/л в неделю, 0.75-2.5мл раствора в день на 75л аквариум. Дозировка по Tom Barr: микро TMG~3мл в день (на Fe~0.2) [ источник ], макро 4-8мл в день на аквариум 75л (20gal) в зависимости от интенсивности освещения (0.375-1.3W/l) и количества растений, что даст PO4=2.6-5.2мг/л в неделю. Это слишком много, я бы советовал дозировку раствора EI на PO4=0.75-1.5-3.0мг/л в неделю в зависимости от интенсивности освещения. Для аквариумов стандарта ADA это:

60x30x36H (~60L) 6-12-24 мл в неделю
90x45x45H (~160L) 18-36-72 мл в неделю
90x45x60H (~200L) 20-40-80 мл в неделю
120x45x45H (~200L) 20-40-80 мл в неделю
120x45x60H (~280L) 30-60-120 мл в неделю
180x60x60H (~560L) 60-120-240 мл в неделю.

Этот рецепт EI дает слишком много фосфора относительно азота, что приводит к значительно бóльшим проблемам при дисбалансе и более сложному уходу. Пропорция PO4:NO3 1:10-15 лучше.

Расчет дозы
(требуемая концентрация PO4 / конц. в растворе г/л) х живой объем аквариума, л = доза, мл.
Пример. Нужно внести 0.6мг/л PO4 в неделю по пропорции 1:15 в аквариум с живым объемом 150л. По фосфату доза будет: (0.6мг/л / 4.1гр/л) х 150л = 22мл. Это даст NO3 9.7мг/л в неделю.

Стандартная дозировка
PO4 (подробнее ¬ )
— высокая интенсивность освещения/быстрорастущие растения -› 3мг/л (Fe~0.5мг/л)
— средняя интенсивность/смешанная посадка -› 1.5-2.0мг/л (Fe~0.3мг/л)
— низкая интенсивность/медленнорастущие растения -› 0.75-1.0мг/л (Fe~0.1мг/л).

Стандартная дозировка ¬ раствора PO4:NO4=1:15 (PO4~4г/л)
для аквариумов ADA ¬ на PO4 0.75-1.5-3.0 мг/л в неделю:

60x30x36H (~60L) 12-24-48 мл в неделю
90x45x45H (~160L) 30-60-120 мл в неделю
90x45x60H (~200L) 38-75-150 мл в неделю
120x45x45H (~200L) 38-75-150 мл в неделю
120x45x60H (~280L) 52-105-210мл в неделю
180x60x60H (~560L) 105-210-420 мл в неделю

3мг/л PO4 это дозировка для запредельно высокой интенсивности освещения значительно ухудшающей стабильность ¬ и осложняющей уход за аквариумом. Для нормального освещения по стандартам ADA ¬ достаточно максимальной дозы в 1.5мг/л PO4 в неделю.
Помните что сами по себе удобрения причиной водорослей НЕ являются! Наоборот, недостаток питания приводит к плохому росту растений = вспышке водорослей (см. основы ). Соответственно всегда следует вносить удобрений чуть больше чем нужно растениям, избыток выводится с подменами воды ¬ . Используйте автодозатор из помпы ¬ , или вносите вручную по моему методу ¬ .

Я использовал раствор с PO4:NO3=1:15 на суперфосфате, на монофосфате калия KH2PO4, на «Мастерцвет-Цитрус» и «Мастерцвет-Универсал» с микро- PMDD и TMG на базе «Миком-хелат железа», а также по рецепту PPS-pro с микро- JBL Ferropol 24. Результаты были одинаковы, за исключением того что на мой взгляд с Мастерцвет (с амидным азотом) значительно улучшается рост анубиасов, папоротников и мхов даже без подачи CO2. Возможно такое же улучшение роста этих растений можно получить внося кроме NO3 еще и аммоний NH4 — он входит в состав удобрений от Tropica, ADA Green Brighty Special Lights/Shade и других. Суперфосфат неудобен потому что очень плохо растворяется в воде.

Для расчета растворов пользуйтесь Planted Aquarium Calcuator ( 700kB ) от Chuck Gudd ( он-лайн версия ), или он-лайн калькулятором Fertilator 3.0 от Edward (Flash). Для метода EI внося сухие порошки лучше использовать калькулятор Nutri-Calc Aquarium Nutrient Calculator by Quenton. ( 5.1Mb ).
Самый удобный калькулятор рецептов удобрений и дозировки — TheAquaTools Aquarium Fertilization Calculator от Ofri Dagan. Здесь можно отследить как влияет рецепт на дозировку, в частности пропорцию PO4:NO3, и сразу же подобрать дозировку для своего аквариума. Сохраните web-страницу в .html или .mht — он прекрасно работает и без подключения к Интернет.
^

* имеется в виду всегда обеспечивать достаточное количество азота, фосфора, калия и микроэлементов
** растения потребляя нитрат NO3 восстанавливают его до нитрита NO2, а потом до аммония NH4+

Quantifying and Understanding Plant Nitrogen Uptake for Systems Modeling By Liwang Ma, 112-115pp
» Practical PMDD Information (Sources and Doses) «, April 1997, с www.thekrib.com/plants.
«Аквариум и водные растения», М.Б. Цирлинг, СПб, Гидрометеоиздат, 1991, 256стр., ил. ISBN 5-286-00908-5.
все о PMDD и продажа готового удобрения: Greg Watson [https://www.gregwatson.com/PMDDStoreInfo.htm]
программа калькулятор от Chuk Gadd для расчетов внесения удобрений: Planted Aquarium Calculator (685Kb)
Химические Расчеты для Удобрений (на англ.) Chemical Computations for Nutrient Management
Product Review: Seachem’s Nitrogen & Phosphorus ™, by Bailin Shaw, DFWAPC Member
The Relative Nutrient Requirements of Plants (Optimizing Nutrient Ratios in Mixed Fertilizers) by Ernest M. Trionfo
Post on CO2 and why we can get algae at times even with EI , Tom Barr
Preparazione delle soluzioni NPK , Claudio Cappelletti, Aquagarden.it (итал.)
калькулятор для приготовления растворов NPK , Claudio Cappelletti (итал.), Aquagarden.it (итал.)
точные атомные массы веществ (итал.), Aquagarden.it (итал.)
WebElements Periodic Table
Кальуклятор удобрений/дозировки от TheAquaTools — самый удобный и наглядный калькулятор
Калькулятор удобрений на AquaticPlantsCentral — Fertilator 3.0
рассчеты удобрений — на сайте Chuck Gadd

El Abonado (Entender y calcular las rutinas) (исп.)
PLANTS and BIOLOGICAL FILTRATION by Diana Walstad (книга — PDF 12.6Mb )
Азотное питание растений. Использование азотсодержащих удобрений в аквариуме, jusupoff
Энергетическое обеспечение клетки. Фотосинтез
Essential Enhancers Explained , [https://www.bghydro.com/BGH/static/articles/0906_neg.asp]
Greg Watson’s Guide to Dosing Strategies , Aquatic Plant Newsletter, Aquaticplantnews.com
Nutrients and Fertilizers — Jake’s Planted Aquarium Pages
Macro Nutrient Aquarium Plant Fertilizer DIY Recipe — Aquaria.net, Richard Sexton
Product Review: Seachem’s Nitrogen & Phosphorus ™ by Bailin Shaw , DFWAPC Member
When and How to add nutrients/fertilizers to your tank , Steve Hampton
Tне phosphorus cycle
All In One Solution (копия состава удобрения микро+макро в одном флаконе Tropica Plant Nutrition+ liquid)

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти скин в майнкрафте по нику
  • Код 0x80240004 как исправить
  • Как найти леща зимой на течении
  • Как найти сумму делителей по формуле
  • Как составить фототаблицу к протоколу осмотра места происшествия