CO₂ w akwariach słodkowodnych
Karen Randall Tłumaczenie:Witold Sławiński


Jak wiadomo węgiel jest pierwiastkiem niezbędnym wszystkim formom życia na ziemi i to w znacznych ilościach. I tak zawartość węgla w suchej masie rośliny wynosi około 45%.
Rośliny wodne mają dwa sposoby na pozyskiwanie węgla potrzebnego do ich wzrostu. Pierwszym z nich jest wyłapywanie wolnego dwutlenku węgla (CO₂) rozpuszczonego w wodzie, podłożu lub bezpośrednio z powietrza. Przy braku wolnego CO₂ wiele roślin ma zdolność zaspokajania swojego zapotrzebowania na węgiel poprzez pobieranie go bezpośrednio z węglanów rozpuszczonych w wodzie - i jest to drugi sposób.
 
O ile ten drugi sposób jest użyteczną adaptacją roślin w warunkach naturalnych to w akwarium jest zjawiskiem niepożądanym. Gdy rośliny rozkładają węglan wapnia rozpuszczony w wodzie aby zaspokoić swoje potrzeby na węgiel (ten proces nazywany jest czasem biologicznym odwapnieniem wody) , woda ma coraz mniejsze i mniejsze zdolności buforujące, co prowadzi do poważnych zaburzeń odczynu wody pH. W skrajnym przypadku są w stanie całkowicie wyczerpać te zasoby węgla.
 
W akwarium występuje wiele możliwych źródeł CO₂. Jedna piąta CO₂ asymilowanego przez rośliny powraca z powrotem do wody. Ryby oddychając także wprowadzają CO₂ do wody. Bakteryjne utlenianie martwego materiału roślinnego i drewna z dekoracji także wprowadza CO₂ do wody. Jednakże największy wpływ na poziom CO₂ w akwarium ma filtr biologiczny. W pełni dojrzały filtr biologiczny wytwarza 1 gram CO₂ w ciągu 24 godzin z każdego grama suchego pokarmu dla ryb dodanego do akwarium.
 
W akwarium ustabilizowanym, umiarkowanie oświetlonym (nie więcej niż 0,5W/1 litr wody), z minimalnym napowietrzaniem podczas gdy światło jest włączone możliwe jest uzyskanie dobrego wzrostu roślin bez dozowania dodatkowego CO₂. Przy mocniejszym oświetleniu dozowanie CO₂ staje się niezbędne. Jeżeli pomiar pH rano przed włączeniem oświetlenia i pomiar późnym popołudniem wykażą drastyczne różnice to jest to sygnał że rośliny wykorzystują do cna cały dostępny CO₂ w zbiorniku. Jeżeli alkaliczność (lub twardość węglanowa) jednocześnie spada w tym czasie, niedostatek CO₂ staje się wtedy oczywisty.
 
Ilość CO₂ potrzebna w akwarium dla zapewnienia dobrego wzrostu jest określana na ok. 15 mg/l, chociaż bezpieczna i efektywna ilość CO₂ w wodzie może mieścić się w granicach 10 do 40 mg/l.

Akwarium zużywa przy dobrym oświetleniu, średniej obsadzie roślin 1 do 2 mg/l CO₂ podczas godziny fotosyntezy. Powietrze w pomieszczeniach zawiera 1 do 3 mg/l CO₂ , a napowietrzana woda jest w stanie rozpuścić tylko 0,7 CO₂ zawartego w powietrzu. Stąd wynika, że napowietrzanie w zbiorniku roślinnym powinno być utrzymywane na minimalnym poziomie oraz dlaczego nawożenie CO₂ jest często niezbędne.
 
Bez roślin, które pokrywają naszą Ziemię zarówno ziemnych jak i wodnych, atmosfera ziemska nie zawierała by dostatecznej ilości tlenu. Możemy użyć zdolność roślin do produkcji tlenu dla stworzenia zdrowszego środowiska dla naszych ryb.
 
Fotosynteza jest sercem łańcucha pokarmowego. Rośliny (oraz pewne bakterie) mają unikalną zdolność bezpośredniego wykorzystywania energii słonecznej. Ta energia jest spożytkowana do przemiany wody, CO₂ oraz minerałów występujących w środowisku do produkcji materii organicznej z której zbudowane są rośliny. Produktem ubocznym tego procesu jest gazowy tlen. Proces fotosyntezy jest bardzo złożony i jego opis leży poza zakresem tego artykułu. Dla tych, którzy są zainteresowani (a jest to bardzo interesujące) pozostaje sięgnąć do dobrej encyklopedii. Dla naszych celów wystarczy zrozumienie, że dla optymalnego wzrostu roślin (i optymalnej produkcji tlenu) rośliny muszą otrzymać światło o dostatecznej intensywności, odpowiednim widmie i przez odpowiednio długi czas. Muszą mieć ciągłą dostawę CO₂ podczas gdy zbiornik jest oświetlony oraz muszą mieć dostęp do innych składników pokarmowych potrzebnych im do wzrostu.
 
Świeżo upieczeni wodni ogrodnicy często myślą, że dodawanie CO₂ do wody ograniczy ilość tlenu dostępnego w wodzie dla ryb. Dla stężeń CO₂ i tlenu które nas interesują przy opiece nad akwarium oba te gazy występują w wodzie w stężeniach niezależnych od siebie wzajemnie. Dodawanie małych ilości CO₂ nie powoduje wypierania z wody tlenu. Wprost przeciwnie – właściwe dozowanie CO₂ w połączeniu z odpowiednim oświetleniem powinno podnieść stężenie tlenu w wodzie. Często w akwarium z rzeczywiście dobrym wzrostem roślin można zobaczyć bąbelki odrywające się od liści roślin. Jest to tlen którego produkcja odbywa się w takim tempie, że nie jest możliwe dalsze jego rozpuszczanie w wodzie – więc jest wydalany do atmosfery.
 
W temperaturze jaką zazwyczaj utrzymuję w moich zbiornikach roślinnych wynoszącej ok. +240C, poziom nasycenia tlenem przekracza 8 mg/l (8 ppm). Dla zdrowia ryb i roślin jest zalecane aby poziom nasycenia tlenem nie spadał poniżej 60%, co w moim przypadku oznacza 5 mg/l. Jeżeli ilość tlenu spadnie poniżej 2 mg/l lub 25% nasycenia tlenem, ryby mogą znaleźć się w zagrożeniu (Te cyfry odnoszą się tylko do akwarium słodkowodnego. Morskie mają niższy punkt nasycenia).
 
W moich zbiornikach, w których poziom CO₂ wynosi ok. 23 mg/l poziom O₂ oscyluje wokół wartości
11 mg/l podczas godzin fotosyntezy – 100% nasycenia. Ilość tlenu rozpuszczonego w wodzie jest taka, że nawet wczesnym rankiem zanim zapalone zostaną światła poziom tlenu w wodzie opada jedynie do ok. 8 mg/l. Bąbelki zaczynają ponownie odrywać się od roślin w godzinę do dwóch od zapalenia światła jak tylko zostanie osiągnięte 100% nasycenie wody tlenem.
 
Odpowiednio monitorowane dozowanie CO₂ nie ma złego wpływu na ryby. CO₂ jest gazem, który łatwo uwalnia się do atmosfery poprzez ruch na powierzchni wody. W zbiornikach z większą obsadą ryb, jeżeli ilość tlenu spada w nocy poniżej akceptowalnych wartości można zastosować napowietrznie (podłączone do timera uruchamiającego napowietrzanie po zgaszeniu światła). Napowietrzanie usunie nadmiar CO₂ i zasili zbiornik w tlen. W prawidłowo buforowanych zbiornikach, z umiarkowaną obsadą ryb wielu ludzi stwierdza, że poziom tlenu w zbiorniku pozostaje w nocy dostatecznie wysoki , wartości pH także są stabilne pomimo że CO₂ jest dozowane w dzień i w nocy i nie jest stosowane napowietrzanie w nocy.
 
Utrzymanie równowagi
 
Rośliny pochodzą z wielu różnych niszy ekologicznych. Niektóre z nich wymagają ekstremalnie wysokiego natężenia światła i odpowiednio dużych ilości CO₂ i minerałów. Wiele z naszych trudnych „roślin bukietowych” należy do tej właśnie kategorii. Z reguły te rośliny są znakomitymi producentami tlenu.
 
Inne rośliny zaadoptowały się do obszarów gdzie rośliny światłolubne nie mogą z nimi współzawodniczyć. Te gatunki są z reguły wolno rosnące i nie produkują dużych ilości tlenu. Przykładowymi gatunkami tych roślin będzie większość Cryptocoryne sp.i Anubias sp. Wiele z nich rośnie dobrze w względnie słabo oświetlonych zbiornikach i ich potrzeby na CO₂ są wystarczająco zaspokajane w akwarium przez CO₂ wytwarzane przez ryby i inną biologiczną aktywność w akwarium. Te rośliny wykazują słabą poprawę wzrostu (jeżeli w ogóle) jeśli zwiększymy oświetlenie i zastosujemy nawożenie CO₂.

Trzecią grupą roślin są rośliny będące w większości najbardziej popularnymi gatunkami w akwariach.
Rośliny te mają dużą zdolność adaptacji. Mogą one dobrze rosnąć bez nawożenia CO₂ ale ich wzrost jest znacząco lepszy w warunkach silnego oświetlenia i nawożenia CO₂. Do tych gatunków można zaliczyć Echinodorus i Hygrophila sp. oraz wiele innych.
 
Jest ważne aby pamiętać, że niezależnie od tego czy jest dozowane CO₂ czy też nie – ilość światła, CO₂ oraz ilość dostępnych składników pokarmowych muszą być w równowadze. Jeżeli zwiększymy ilość światła bez dopasowania pozostałych czynników istnieje możliwość wystąpienia biologicznego odwapnienia wody. Namiar CO₂ jest w najlepszym przypadku bezużyteczny dla roślin a także jak to jest wyjaśnione poniżej może być niebezpieczny dla ryb. Jeżeli dwa podstawowe makroelementy (azotany i fosforany) wystąpią w akwarium w ilości większej niż rośliny są w stanie zużyć to doświadczysz problemów z glonami. Wiele pierwiastków śladowych absolutnie niezbędnych dla wzrostu roślin jest w większych stężeniach toksyczna.
 
CO₂ a pH
 
Istnieje potencjalne zagrożenie jeżeli dozujemy CO₂ niewłaściwie monitorując jego ilości podawane do akwarium. Obecność CO₂ w wodzie powoduje obniżenie pH. Może to być spożytkowane dla obniżenia pH do zakresu preferowanego przez większość roślin. Jednakże jeżeli woda nie ma dostatecznych właściwości buforujących lub wprowadzi się zbyt wiele CO₂ do wody to odczyn wody pH może spaść do poziomu, który jest zabójczy dla ryb w akwarium. Dobrze jest traktować dozowanie CO₂ jako dodatek taki jak nawozy, regulatory odczynu, lekarstwa a nawet pokarm dla ryb – wszystko to może wywołać w akwarium zabójcze warunki w przypadku przedawkowania. CO₂ nie jest inne. Musi być stosowane właściwie aby zapewnić bezpieczeństwo mieszkańców akwarium.
 
CO₂ rozpuszczone w wodzie wytwarza słaby kwas i jak było stwierdzone powyżej obniża pH wody. Dla wody umiarkowanie twardej to działa świetnie. Akwaryści, którzy dysponują wodą o wysokiej alkaliczności mogą potrzebować obniżyć twardość węglanową (KH) przez zmieszanie surowej wody z wodą destylowaną lub wodą z filtra odwróconej osmozy (filtr RO).

Akwaryści mający z kolei bardzo miękką wodę muszą zwiększyć jej alkaliczność. Bez własności buforujących wody wywołanych przez twardość węglanową (KH) dodawanie CO₂ może powodować spadek pH do wartości szkodliwych dla roślin a zwłaszcza dla ryb.
KH może być podwyższone przez preparaty specjalnie przeznaczone do tego celu (...)
 
Jaka ilość CO₂ jest wystarczająca?
 
Jak zostało stwierdzone powyżej zalecany zakres dla CO₂ mieści się pomiędzy 10 i 40 mg/l.
Celem powinno być stosowanie dozowania tak aby się zmieścić w tym zakresie osiągając pH neutralne (pH7) lub nieco niższe. Należy unikać wartości granicznych tego zakresu. Jeżeli twój system dozowania nie jest absolutnie dokładny, to bardzo łatwo przekroczyć zalecane wartości stężenia CO₂.
Są w sprzedaży zestawy do mierzenia stężenia CO₂ . Jest także możliwe oszacowanie poziomu CO₂ na podstawie pomiaru pH i KH – wykres znajdziesz na stronie: http://www.thekrib.com/Plants/CO₂/kh-ph-CO₂-chart.html