Освещение аквариума

Свет необходим как рыбам, так и растениям. Различные виды рыб не одинаково относятся к свету. Рыбы мутных вод, водоемов девственных лесов и пещер предпочитают слабый свет, и им необходимы затененные участки в аквариуме. Рыбы из водоемов саван, верхних слоев воды озер и ручьев, наоборот, нуждаются в хорошем освещении. Многие рыбы нерестятся только при утреннем свете или в сумерки, другие в ночные часы.

Растения в процессе фотосинтеза потребляют углекислый газ и образуют из него питательные вещества, выделяя при этом кислород, которым дышат рыбы. Чтобы растения хорошо росли и размножались, аквариумист должен обеспечить им качество (спектральный состав), необходимое количество (освещенность) и время действия (часы) света.

Спектр поглощения хлорофилла листьев растений, с помощью которого в процессе фотосинтеза происходит образование питательных органических веществ, имеет два максимума: один в фиолетово-синей области (470 нм) и другой в оранжево-красной (660 нм), причем процесс поглощения в оранжево-красной области идет почти в 2 раза интенсивнее. Синий свет способствует размножению клеток растения, Слишком большая доля синего света приводит к недостаточному росту растения в длину и оно становится маленьким и приземистым. Kрасный свет определяет рост и размер клеток, а с ним рост растения в длину и его размер. Слишком большая доля красного света у растений с удлиненным стеблем делает его длинным и тонким и увеличивает междоузлия. Оба цвета должны находиться в соответствующих пропорциях.

Водные растения имеют способность приспосабливаться к качеству света. Эта способность, называемая цветовой адаптацией и определяемая различием их пигментных систем, позволяет растениям приспосабливаться к месту обитания. Этой способностью обладают и водоросли, где их отношение к той или иной части спектра выражено в названии: синие, зеленые и коричневые водоросли.

На основании исследований, проведенных с элодеей и ключевым мхом, было установлено, что условия предварительного культивирования оказывают решающее влияние на дальнейшую ассимиляцию. Растения, выращенные на красном свете, в дальнейшем показывают лучшие результаты при их культивировании на красном свете, чем на синем, и наоборот. При помощи способности к цветовой адаптации растения могут приспосабливаться к медленно меняющимся условиям освещения, например при смене люминесцентных ламп и дальнейшем использовании ламп других типов (нельзя менять сразу все лампы одного типа на другой).

Большинство аквариумных растений происходят из тропиков, где световой день длится 12 ч, причем для погруженных в воду растений он еще короче, потому что при восходе и заходе солнца его лучи задерживаются прибрежной растительностью, отражаются поверхностью воды и поглощаются в ней. Аквариум целесообразно освещать 12 ч, а вечером при необходимости включать лишь слабую лампу, установленную возможно ближе к передней стенке, что позволит наблюдать рыб в сумеречном свете. K тому же освещение длительностью более 12 ч способствует развитию водорослей. У тропических растений, привыкших к ритму освещения в 12 ч, после этого времени интенсивность фотосинтеза спадает, а у водорослей умеренного пояса она не изменяется, и они успешно развиваются, потому что высшие растения уже не являются для них соперниками в поглощении питательных веществ. Если используется несколько ламп, то их можно включать или отключать последовательно с определенным промежутком времени (10–30 мин.). Все эти операции можно проводить с помощью автоматики.

По поводу продолжительности освещения K. Хорст, Х. Kиппер указывают: «Kак и в тропиках, когда солнце всходит около 6 ч и в 18 ч скрывается за горизонтом, так и мы освещаем аквариум 10–12 часов. Опыт показывает, что более продолжительное освещение ничего не дает.

По типичным «спальным движениям» растений мы видим, что, как правило, им нужна 10–12-часовая темновая пауза, так, например, гигрофила в это время складывает свои листья, показывая, что не нуждается в свете, и процесс ассимиляции окончен. Также не имеет смысла, и это мы подчеркиваем, разделять 12-часовую фазу освещения в течение дня на 2–3 фазы, например 2 часа после пробуждения аквариумиста, затем с 12 до 18 ч и еще раз вечером с 20 до 24 ч. Биоритм аквариума заметно нарушается, и едва ли можно думать о хорошем росте растений.

Для того, чтобы избежать ошибок мы настоятельно рекомендуем для включения и выключения освещения применять автоматику. Из опыта мы знаем, что полезнее свет включать утром в 10–11 ч, чтобы иметь возможность дольше наблюдать аквариум в вечерне часы».

Интересна точка зрения на режим освещения Л. Деннерле и Х. Лильге. Они пишут: «С утра освещают в течение 4–5 часов, затем следует темная пауза 2–4 часа, после чего вновь освещают 4–7 часов. Во время темной паузы аквариум не должен быть полностью затемнен, а освещаться рассеянным светом из окна с расстояния 2–3 м или лампой накаливания. В противоположность общепринятому мнению мы установили, что темная дневная пауза никакого отрицательного воздействия на рыб и растения не оказывает. В тропиках ведь часто происходит сильное ослабление освещения, например при дневных грозах. Водорослям эта пауза определенно не нравится. То ли они менее приспособлены, чем аквариумные растения, то ли главную роль играет улучшение окислительно-восстановительного равновесия, еще не ясно. Во всяком случае против водорослей дневная пауза действует удивительно хорошо... На основании опыта установлено, что день должен длиться 10–12 часов, чтобы был обеспечен хороший рост растений».

В настоящее время наиболее употребительны люминесцентные лампы, которые отличаются высокой экономичностью по сравнению с другими типами. Так, например, для создания светового потока в 1300 лм необходима лампа накаливания в 100 Вт, то же самое под силу одной люминесцентной лампе в 18 Вт. Вытянутая в длину форма этих ламп особенно пригодна для освещения большой площади, а низкая теплоотдача делает их выгодными для аквариумов, закрытых сверху коробкой освещения или покровным стеклом. Недостатком является мгновенное включение, что отрицательно действует на пугливые виды рыб.

Для эксплуатации лампы нужен стартер и дроссель. Стартер создает пусковое напряжение, необходимое лампе при включении. Сразу после включения по лампе протекает разряд очень высокого напряжения, который мог бы разрушить ее в короткое время. Поэтому дроссель необходим для ограничения напряжения. Дросселю необходима собственная потребная мощность, которая в обычной конструкции достигает примерно 20% мощности лампы.

При установке люминесцентной лампы особенно важно оберегать ламповый патрон от влаги, поскольку иначе возникает короткое замыкание или в самом крайнем случае лампу разрушает коррозия.

Большинство авторов книг по аквариумистике рекомендует выбирать мощность люминесцентных ламп из расчета 0,5 Вт на 1 л воды аквариума.

Ряд авторов подразделяют растения по минимальным требованиям к освещенности: растения с невысокими требованиями – 0,3 Вт/л, от умеренных до средних – 0,4 Вт/л, от средних до высоких – 0,5 Вт/л и с высокими требованиями – 0,7 Вт/л, приводя в описании отдельных видов растений их требования к свету.

Следует отметить, что разные типы ламп одинаковой мощности дают различный световой поток и величину 0,5 Вт/л следует считать усредненной.

K. Хорст, Х. Kиппер так обосновывают свою точку зрения на выбор ламп: «Необходимо чтобы в течение дня достигалось оптимальное снабжение аквариума кислородом, т.е. происходило 100% насыщение воды. Это больше, чем нужно рыбам, но в аквариуме есть другие потребители кислорода. Он нужен бактериям для переработки и дальнейшей минерализации отбросов, а также растениям, прежде всего в ночные часы. Поэтому днем должно образовываться столько кислорода, чтобы ночью не наступило его острой нехватки. Это требование могут обеспечить люминесцентные лампы, выбранные из расчета 30–50 лм на 1 л воды. При этом уровень воды 50 см является максимальным, который позволяет использовать люминесцентную лампу из-за ее вытянутости в длину».

Люминесцентные лампы обычно крепят в коробке освещения (светильнике), которая устанавливается на аквариум, полностью закрывая его сверху. Для повышения отражающей способности ее внутреннюю поверхность покрывают белым лаком или алюминиевой фольгой. Если такой светильник сделан из нержавеющей стали, которая имеет также хорошую отражательную способность, и аквариум имеет покровное стекло, то его нельзя ставить непосредственно на стекло во избежания его поломки от нагрева. В этом случае светильник ставят на каркас аквариума или на деревянные прокладки.

При устройстве аквариума и эксплуатации ламп следует учитывать факторы, ослабляющие действие света.

1. Потери из-за поглощения света в светильнике

Для повышения отражательной способности поверхности идеальным решением было бы применение зеркал, однако этот вариант слишком дорог. Хорошей отражательной способностью обладают пищевая алюминиевая фольга и полированный алюминий, несколько худшей – нержавеющая сталь и белый лак.

2. Потери от нагревания воздуха в светильнике

Люминесцентные лампы хорошо работают при температуре окружающего воздух 25° С. При изменении этой температуры световой поток уменьшается. Здесь помогут вентиляционные отверстия, которые нужно делать такого размера, чтобы исключить возможность выпрыгивания рыб. Дроссели не должны находиться в рефлекторе, в процессе работы они нагреваются. Их можно установить под аквариумом, чтобы использовать выделяемое ими тепло для нагревания грунта и нижнего слоя воды.

3. Потери в покровном стекле

Покровное стекло постепенно загрязняется и его необходимо регулярно чистить (удобно тряпочкой, смоченной в столовом уксусе).

4. Потери, вызванные старением люминесцентных ламп

Световой поток люминесцентных ламп со временем уменьшается и через определенный срок, определяемый долговечностью лампы, указанной в технической характеристики, ее следует заменить новыми того же типа. При этом не следует в один день менять все лампы, потому что резкое изменение освещенности неблагоприятно сказывается на растениях, а также изменять спектр всех ламп, так как растения «привыкают» к спектру излучения и резкое его изменение неблагоприятно сказывается на их росте.

5. Потери в воде

Свет, проходя даже через дистиллированную воду, несет потери. Наша же аквариумная вода содержит отходы жизнедеятельности животного и растительного мира, и потери света на глубине 40 см доходят до 40–50%. Уменьшить их позволит регулярный уход за аквариумом, а при необходимости – фильтрация воды.

Значительно реже применяют газоразрядные лампы высокого давления. Они требуют открытого сверху аквариума и их из-за сравнительно небольших размеров для получения более или менее равномерного освещения аквариума устанавливают в рефлекторе, расположенным высоко над аквариумом, при этом корпус рефлектора должен защитить глаза наблюдателя от попадания прямого света.

Определить освещенность в аквариуме можно с помощью люксметра, герметически закрыв его датчик полиэтиленовой пленкой (перед этим определить коэффициент поглощения света пленкой, сравнив показания люксметра при открытом датчике и при покрытом пленкой при одних и тех же условиях освещения).

Аквариумист может сам изготовить люксметр конструкции В. Милославского. Прибор состоит из «солнечной батарейки» от калькулятора с выходным напряжением до 1,2 в, которую сверху накрывают тонкой стеклянной пластиной и затем обмазывают со всех сторон пластилином, оставив окно над светочувствительным элементом, предварительно припаяв провода, идущие от микроамперметра. Пластилин сверху покрывают слоем слегка загустевшего эпоксидного клея. Если хотят прибор стационарно установить на грунт аквариума, то его дополнительно до застывания клея обсыпают гравием. Параллельно микроамперметру подключают сопротивление, которое выбирают таким, чтобы максимальное отклонение стрелки прибора не превышало значения максимальной освещенности в аквариуме (обычно 2000–2500 лк). Градуировку шкалы микроамперметра проводят по данным люксметра промышленного изготовления, получаемые при измерении обеими приборами освещенной площадки.

Kто не имеет этой возможности, может измерить освещенность (правда, с меньшей точностью) фотоаппаратом, снабженным экспонометрическим устройством. При установке пленки 45 единиц и диафрагме 2,8 фотоаппарат наводят на зеркало, установленное в аквариуме под углом 45°, при этом выдержка ¹/₃₀ соответствует освещенности 250 лк, ¹/₆₀ – 500 лк, ¹/₁₂₅ – 1100 лк и ¹/₂₅₀ – 2300 лк.

Точных рекомендаций по выбору ламп не существует, ибо у двух одинаково устроенных и населенных аквариумов биологические, гидрохимические и другие процессы будут отличаться друг от друга. Любитель выбирает типы ламп и их мощность на основании приведенных выше рекомендаций и своего опыта, и затем, при необходимости, производит корректировку. В только что устроенном аквариуме через 1–2 месяца по состоянию растений с удлиненным стеблем можно сделать предварительное заключение о правильности выбора условий освещения:

– если длина междоузлиев 1 см и меньше, а листья нормального размера и окраски, то освещение хорошее;

– если участок стебля вблизи грунта безлистный, то он плохо освещен. В этом случае необходимо разрядить посадку растений или усилить освещение;

– если длина междоузлиев 3 см и более, то растение получает мало света, и его нужно усилить, или в спектре ламп слишком велика доля оранжево-красных лучей, и нужно сменить тип ламп;

– если листовые пластинки маленькие, то либо не хватает питания (что случается чаще), либо слишком сильное освещение. Сначала нужно испробовать более частую смену воды, внести удобрения, и если это не поможет, то ослабить освещение, пустив по поверхности воды над этим растением плавающие кружочки или надеть на люминесцентную лампу колечки из пищевой алюминиевой фольги. Возможно, придется уменьшить количество ламп;

– K. Хорст считает, что содержание кислорода в воде может являться показателем правильности освещения. Если в начале светового дня насыщение кислородом не менее 5 мг/л, а вечером при выключении света 8–10 мг/л, то освещение выбрано правильно.