Как водоросли фильтруют воду

Труженики аквариумной среды: лучшие чистильщики для домашнего содержания

Аквариум требует постоянного ухода. Здесь и поддержание нужных параметров водной среды, и регулярное кормление, и многое другое. Иногда хочется, чтоб хотя бы часть обязанностей могла совершаться автоматически, без участия хозяина. И это возможно.

Причём самым экологичным способом – путём поселения в аквариум организмов, которые осуществляют его чистку. Прежде всего – от водорослевых обрастаний, которые рано или поздно начинают заполнять ёмкость.

Для нас труд – для них образ жизни

Аквариумные чистильщики, конечно, делают уборку не по просьбе и не из чувства долга. Они просто воспроизводят тысячелетнее поведение, сформировавшееся в результате естественного отбора.

В поедании водорослей участвуют растительноядные организмы – в природе они также очищают водные пространства, просто объём природного пруда или реки столь велик, что это работа остаётся малозаметной.

Иногда аквариумисту могут понадобиться и хищники – чтобы избавиться от некоторых нежелательных обитателей, которых хлопотно и не до конца безопасно выводить химическими средствами или физическим удалением.

Всех животных помощников можно отнести к трём различным группам: моллюски, рыбы и членистоногие.

Моллюски

К этой группе относят различные виды улиток. Одни из них питаются водорослями, другие – мелкой живностью, в том числе своими собратьями, присутствие которых в аквариуме нежелательно.

Теодоксус

Небольшие улитки, раковина которых вырастает до 1 см в диаметре. Окраска панциря довольно интересная – это пятна, насечки, бороздки и другие точечные узоры, покрывающие общий серый или коричневый фон. Таким образом, в аквариуме эти мягкотелые выполняют отчасти и декоративную функцию.

Но главное их предназначение – борьба с водорослевым налётом. Улитка предпочитает передвигаться по твёрдым поверхностям – стеклу, термометру, камням, стенкам гротов.

Ведь именно эти объекты чаще всего покрываются зеленоватым налётом, который приходится при извлечении из аквариума чистить щёткой.

Существует мнение, что такая любовь теодоксусов к твёрдым основаниям происходит от их способа употребления диатомовых водорослей. Последние обладают довольно плотной оболочкой. Прижимаясь к твёрдым поверхностям, улитка словно раздавливает свою пищу собственным телом перед едой.

Неретина зебра

Эти особи покрупнее – дорастают до двух с половиной сантиметров при благоприятных условиях. Окраска породила название: чередование тёмных полос со светло-жёлтыми или охристыми делает своё дело. Эффективно справляются с водорослями, но стоят довольно дорого.

Дело в том, что в неволе эти моллюски размножаются крайне неохотно, а везут их из далёкой Африки. Довольно чувствительны к температурным показателям воды и её чистоте. При неподходящих параметрам выползают на воздух, так как некоторое время могут проводить вне водной среды.

Если вы часто видите неретину, выползающую выше кромки воды, это сигнал, что её некомфортно в аквариуме.

Рогатая неретина

Отличительно особенностью данного вида улиток – костяные отростки, которые появляются на панцире в произвольном порядке.

Размеры невелики – не более полутора сантиметров.

Особую любовь «рогачи» снискали за свою способность проникать в труднодоступные места аквариума – в щели между камнями, узкие гроты, заросли растений.

Помимо привычных мест объедания водорослей для прочих улиток – твёрдых поверхностей и предметов – могут также очищать аквариумные растения с жёсткими и широкими листьями, например, анубиасы.

К побегам улитки не склонны, поэтому можно не переживать за то, что между покровным стеклом и бортиком остаётся щель.

Септария

Видовое название этой улитки на русском языке – фарфоровая. Вероятно, оно обусловлено специфической окраской раковины – она имеет красивый пёстрый узор. Отличительной особенностью является форма «домика» — она плоская и напоминает панцирь черепахи.

Септария живёт в аквариуме около двух лет, однако требует довольно чистой воды, насыщенно кислородом и отфильтрованной. За это время она вырастает до 3-х см.

Очень плотно присасывается к стенкам аквариума, очищая их до полной прозрачности. Для культурных растений полностью безопасна.

Ампуллярия

Эта улитка хорошо известна аквариумистам с начала XX века. Она обладает довольно внушительными размерами – в аквариуме вырастает до 5 см. Роговые пластинки в районе рта – радула – способны перетереть растительные фрагменты практически любой жёсткости.

Небольшой аквариум очищают от обрастаний очень быстро. Однако есть ряд нюансов: улитки будут активно объедать водорослевый налёт только в том случае, если у них не будет иной пищи.

При поступлении кормов животного происхождения ампуллярии легко переключаются на мотыль и даже кусочки сырого мяса, опускающиеся на дно.

Если же корма для рыб до них не доходят, то они могут начать поедать аквариумные растения. Поэтому использование в качестве чистильщиков именно ампуллярий требует от аквариумиста определённых телодвижений.

Хелена

Ещё один вид улиток брюхоногих, которые имеют весьма узкую спецификацию – они хищники. Какой толк от них в аквариуме, где хозяин сам регулирует популяцию обитателей. А ведь есть организмы, рост и размножение которых ограничить довольно проблематично.

Например, всем известные катушки, которые размножаются при самых разных условиях, через пару месяцев могут заполонить аквариум.

Хелена, пущенная в количестве двух-трёх особей, уничтожит этих нежеланных жильцов, причём полностью биологическими методами.

Членистоногие

Ракообразные в аквариуме являются своеобразными санитарами: они уничтожают остатки корма, упавшего на дно, а также подбирают умерших рыб. При наличии раков или креветок в ёмкости можно не беспокоится о том, чтобы убирать погибшую рыбу, если только её размеры не слишком велики.

За чистоту от остатков животного происхождения ракообразные отвечают вполне, но некоторые виды креветок активно поедают и водоросли, причём те, которые так досаждают при культурном рыбоводстве и растениеводстве.

Амано

Имя в русскоязычной среде этому виду дал знаменитый японский аквариумист, интродуцировавший особи для жизни в домашнем аквариуме.

Настоящее название –Caridina multidentata.

Эти креветки вырастают до 6 см и любят нейтральную или слабокислую воду 23 – 26 градусов.

При достаточном количестве экземпляров в популяции (около 1 креветки на литр они способны полностью вывести налёт за непродолжительное время). Впрочем, для этого они должны получать минимум корма извне.

Поэтому в комбинированной ёмкости «рыбы+креветки» нужно принять меры, чтобы до вторых не доходило много пищи, иначе ракообразные предпочтут вкусный белковый корм жёстким водорослям.

Всеобщую любовь креветка Амано снискала у скейперов, ведь именно в растительных аквариумах водорослевая вспышка наиболее вероятна и одновременно нежелательна. Этот вид креветок эффективно борется с ненавистной нитчаткой.

К сожалению, размножаются Амано в домашних условиях неохотно: для развития личинок нужна солёная вода.

Неокаридины

Это карликовые креветки родом из Юго-Восточной Азии. Они достигают всего д см в длину во взрослом состоянии, что не мешает им успешно питаться низшими водорослями, не трогая высшие растения.

Неокаридины как нельзя лучше подходят для разведения в моно-аквариумах, то есть креветочниках для начинающих аквариумистов. Они неприхотливы, им довольно легко обеспечить нужные условия. Стоит лишь следить за тем, чтобы концентрации определённых веществ держались в рамках допустимого.

Одни из самых опасных для креветок соединений – это вещества с медью в составе. А вот плюсом может стать относительно лёгкое размножение при нужных условиях — популяция быстро вырастет даже без специальных мероприятий.

Именно от рыб ждут наибольшей эффективности в деле чистки аквариума. К тому же, рыбы – это всё же основные обитатели в большей части аквариумов.

Пецилиевые

Эти живородящие рыбы неплохо поедают водоросли, особенно более мягкие, вроде нитчатки. Те, кто наблюдал за гуппи, меченосцами и моллинезиями, замечал, что их нижняя челюсть работает подобно скребку. Однако стоит сказать честно: очистить аквариум от обрастаний живородки неспособны даже в больших количествах.

Не является целесообразным держать рыбок на голодном пайке для стимуляции поедания водорослей. Поэтому задача очистки пецилиевых – это помощь другим чистильщикам в комплексном биологическом уходе.

Парчовый Птеригоплихт

Открывает список позвоночных чистильщиков роскошный кольчужный сом. При больших размерах аквариума он способен вырастать до 30 – 40 см в длину. При таких размерах ему не страшны даже крупные хищные цихлиды. Но самое приятное – это то, что ротовое отверстие, снабжённое роговыми пластинками, образует плотную присоску.

Против такого инструмента не устоят никакие водорослевые обрастания. Всеядность птеригоплихта позволяет скармливать ему любые живые замороженные корма, опускающиеся на дно, а также ошпаренные листья салата, шпинат, кабачки.

Правда, в аквариум с ним вряд ли стоит поселять мелких и медлительных рыбок – они могут быть съедены ненароком, без злого умысла.

Анциструс

Ещё один представитель кольчужных сомов с присоской, только на этот раз гораздо меньшего размера. Его внешний вид весьма оригинален и служит отчасти защите, отчасти маскировке – в небольшом слое ила неподвижного сома заметить нелегко.

По части очистки аквариума от обрастаний они не на первом месте, но выигрывают за счёт других факторов: мирного характера и внешнего вида.

Сиамский водорослеед

Один из самых эффективных чистильщиков из семейства карповых. Парочка водорослеедов в столитровом аквариуме способны избавить его от всех нежелательных видов водорослей, в том числе от чёрной бороды.

В молодом возрасте водорослееды поедают нежелательную флору очень активно, однако с возрастом эта способность постепенно утрачивается: отчасти это связано с ленью взрослых рыб, отчасти с привыканием к более питательным и доступным аквариумным кормам.

Отоцинклюсы

Также представители кольчужных сомов. Имеют весьма миниатюрные размеры – многие виды не превышают 50 мм. Это делает их желанными обитателями аквариумов, где живут мелкие пецилиевые и харациновые.

Нрав у сомиков чрезвычайно мирный, уживаются со всеми, кто не будет проявлять к ним агрессии. В природе живут в водоёмах с различной скоростью течения (её можно имитировать), объедая водорослевый налёт со всех твёрдых поверхностей.

В отношении водорослей в аквариуме стоит помнить самое главное правило: лучше не допустить чрезмерного размножения, чем потом любыми способами бороться с ним.

Однако если вспышка уже дала себя знать, многие виды аквариумных животных с радостью придут на помощь аквариумисту, демонстрируя схемы питания, выработанные в ходе тысячелетий.

Источник

Как водоросли фильтруют воду

Автор: Брайан (Santa Monica Filtration)

В современной рифовой аквариумистике все больше и больше риферов стремятся использовать в своих системах такой же вид фильтрации, как и у всех естественных рифов (и в озерах, и в реках), где эту миссию выполняют водоросли.

Мы рассмотрим основные типы водорослевой фильтрации, которые вы можете использовать в своей системе:

• Скрабберы (Algae turf scrubbers, ATS)
• Хето-реакторы (водорослевые реакторы)
• Рефугиумы

Во всех вариантах фильтров выращиваются макроводоросли; такие фильтры можно сделать своими руками или купить.

Как работает водорослевая фильтрация
Главная идея естественной водорослевой фильтрации заключается в следующем: водоросли поглощают «плохие» вещества (аммиак, нитриты, нитраты, фосфаты, CO2, металлы) из воды и оставляют «хорошие» (частицы пищи) в воде. Очень важно понимать отличие и знать, что отходы рыб считаются частицами пищи для кораллов.

Представьте себе стейк на гриле: еда – это «хорошо», а вот дым, получаемый в процессе, — «плохо». Чем больше стейков вы приготовите и съедите, тем лучше, но вот дым, который вы получаете – это плохо. Конечно, можно убрать стейк с гриля, соответственно, дыма тоже не будет, но в этом случае вы останетесь без еды. Поэтому, решение – установить вентилятор, чтобы удалить только дым, но оставить при этом еду. По этому принципу работает водорослевая фильтрация: она удаляет дым, но оставляет еду.

Разница между скрабберами, реакторами и рефугиумами заключается в условиях, которые они предоставляют для роста водорослей.

Все океаны, рифы, озера и реки фильтруются естественным образом посредством фотосинтеза, протекающего в водорослях. Это означает, что водоросли обеспечивают всю фильтрацию воды. Поэтому водоросли – в самом начале целой водной пищевой цепи, и поэтому по сравнению с биомассой водорослей биомасса всех водных существ вместе кажется незначительной, в соотношении 10 к 1. Но чтобы водоросли потребляли питательные вещества из воды, сами водоросли должны расти. И чтобы питательные вещества потреблялись быстрее, водоросли должны расти быстрее. Для вас это означает более высокую скорость фильтрации.

Нас часто спрашивают, какой вид водорослевого фильтра «наиболее эффективен». Все макроводоросли «работают» примерно одинаково, с химической точки зрения. Все они используют свет для проведения фотосинтеза, для потребления питательных веществ (аммиака, нитритов, нитратов, фосфатов, CO2, металлов – «плохие вещества»!) и наращивания биомассы (это хорошо!). Точно также как деревья. Да, вы все правильно поняли: питательные вещества – это «плохо». Не путайте с «питанием», под которым подразумевается пища.

Питательные вещества – это плохо; пища – это хорошо. Не я придумал систему названий, поэтому не обвиняйте меня, если она кажется запутанной.

Какой водорослевый фильтр наиболее эффективен?
Способы (или устройства), при помощи которых мы культивируем и выращиваем водоросли, — это как раз то, о чем риферы хотели бы узнать больше и выбрать подходящий для своих систем вариант. Существует несколько биологических различий между способами или устройствами, но гораздо важнее размер, очистка, стоимость и безопасность систем; именно об этом мы и поговорим.

Основные категории:

• Рефугиумы (водорослевые фильтры): Традиционный метод культивирования/выращивания водорослей. В рефугиумах обычно медленно растут GHA, на большом пространстве и при слабом освещении. Здесь не используется турбулентное смешивание воздуха/воды.
• Водорослевые скрабберы: известны также как торфяные скрабберы (Turf Scrubber) или водорослевые торфяные скрабберы (Algal Turf Scrubber, ATS), или для некоторых изготавливаемых нами устройств – водорослевые скрабберы восходящего потока (Upflow Algae Scrubber, UAS). Это устройство, где благодаря взаимодействию воздуха и воды создается турбулентная воздушно-водная поверхность, как у волн на пляже; здесь растут зеленые нитяные водоросли или слизь, которые крепятся к жесткой поверхности, и имеется источник освещения, благодаря которому растут водоросли.
• Хето-реакторы: Устройство, через которое проходит вода, при этом внутри него растут водоросли chaeto. Такой фильтра еще называют «водорослевый реактор». Хето-реактор не позволяет воздуху проникать вовнутрь, внутри только вода; как правило, у таких реакторов крышка прикручивается винтами, чтобы удерживать внутри воду и блокировать поступление воздуха. Источник освещения располагается внутри или снаружи реактора. («Реактор» означает просто контейнер (или резервуар)).

Реакторы и скрабберы отличаются от рефугиумов; рефугиум – это пространство в сампе, и, скорее всего, вы уже используете самп. Скрабберы и реакторы – отдельные устройства. Рефугиум создается в сампе, когда вы помещаете туда макроводоросли и устанавливаете источник света. В рефугиумах очень слабое течение, для них характерно слабое проникновение света и отсутствует взаимодействие воздуха/воды; поэтому по сравнению с реакторами или скрабберами для такого же объема фильтрации размер рефугиума должен быть значительно большим.

Рефугиум можно трансформировать в реактор, при дальнейшей модификации его можно превратить в скраббер. Но в этом случае он перестает быть рефугиумом.

Во-первых, безопасность. Все рефугиумы создаются своими руками, так что, необходимо убедиться, что источник света не упадет в воду или на него не попадут брызги, — это две самые распространенные проблемы. Светильники для скрабберов и реакторов также должны быть сухими, или погружными. Наиболее распространенная проблема – использование китайских «водонепроницаемых» светильников. Такие устанавливаемые на болтах светильники были разработаны для садов и внутренних дворов, где иногда бывает дождь; их никак нельзя назвать водонепроницаемыми, даже водостойкими. Что хуже всего, из-за них провода с напряжением в 120 или 240 вольт оказываются непосредственно у воды. Если уронить такой светильник в воду, сразу же случится короткое замыкание, а солевой туман проникает вовнутрь таких светильников в течение нескольких месяцев. Так что, держите их очень сухими.

Различия между типами фильтров
С биологической точки зрения, чем быстрее растут водоросли, тем быстрее они поглощают питательные вещества (аммиак, нитриты, нитраты, фосфаты, CO2, металлы — плохие!) из воды. Если удалить водоросли из системы, питательные вещества также удаляются (хорошо!) до следующего кормления, когда животные выделят больше питательных веществ. Или, если рыбы питаются водорослями, питательные вещества остаются в вашей системе, но в этом случае вам не приходится добавлять больше питательных веществ с кормом.

Основные аспекты, которые вы способны контролировать и которые способствуют ускоренному росту водорослей: освещение, плотность роста, течение, турбулентность взаимодействия воды и воздуха.

• Освещение: Как правило, чем сильнее освещение, тем активнее протекает фотосинтез и фильтрация, но до определенного уровня. В случае чрезмерного освещения можно столкнуться с «фотоингибированием», которое останавливает рост. Но для большинства сделанных своими руками и купленных фильтров освещение может быть сильнее. Как правило, наиболее интенсивное освещение у скрабберов, за ними – реакторы, и, наконец – рефугиумы.
• Плотность роста: если водоросли растут слишком плотно, они блокируют свет и воду, которые не проникают вглубь, соответственно, внутренняя часть водорослей погибает и отправляет питательные вещества обратно в воду. Хорошие вещества обратно в воду не попадают; выделяются только плохие питательные вещества вследствие бактериального разрушения растений. Плотность роста – основная причина того, почему фильтры в виде рефугиумов работают так медленно и требуют наибольшего пространства. В любой момент времени большая часть «шара» из водорослей в рефугиуме может оказаться вне освещения, соответственно, не растет и не фильтрует воду. Или, что еще хуже, растущие внутри водоросли погибают в темноте. Компенсировать этот недостаток можно большим объемом, иногда рефугиум занимает половину всего сампа. Реакторы ограничивают плотность роста границами контейнера самого реактора, а скрабберы поддерживают слой водорослей очень тонким, ограничивая его поверхностью прикрепления.
• Течение: Собственно, не секрет для большинства аквариумистов, что хорошее течение необходимо, чтобы питательные вещества доставлялись к водорослям. В рефугиумах поток воды слабый, в реакторах – сильнее, в скрабберах – очень сильное течение.
• Турбулентное взаимодействие воды и воздуха: В качестве дополнительного аспекта, чтобы доставить водорослям больше питательных веществ, взаимодействие воды и воздуха удаляет “пограничный слой” с водорослей, благодаря чему большая часть питательных веществ достигает водорослей. Чем тоньше слой воды, тем лучше, вплоть до нулевой толщины — пузырьки воздуха будут в прямом смысле «протирать» водоросли. Взаимодействие воздуха/воды используется только в скрабберах: В скрабберах «водопад» или «горизонтально текущая река» используется поток воды, а в устройствах с восходящим потоком — пузырьки воздуха. Подробнее на эту тему можно почитать в книге Уолтера Эди (Walter Adey) “Dynamic Aquaria”.

Рефугиумы довольно простые и недорогие, если у вас уже имеется самп подходящего объема, поэтому мы расскажем о скрабберах и реакторах.

Щелочность в аквариумах связана с содержанием бикарбоната HCO3- и карбоната CO3-2 , содержащих углерод, хотя для водорослей такой углерод получать сложнее, чем просто из CO2. Поэтому если водоросли растут (фильтруют) быстро, они начинают потреблять щелочь с целью получить углерод. Океаны, рифы и озера характеризуются неизменной скоростью роста водорослей (она всегда довольно высокая) и большим запасом щелочности, поэтому щелочность доступна водорослям и ее уровень существенно не меняется.

Но в аквариумах бывает резкий скачок роста водорослей, если водорослям в реакторе или скраббере предоставлено большое количество питательных веществ; и конечно, количество щелочности ограничено. В системах с сильной водорослевой фильтрацией изменения показателей щелочи легко измерить, и именно здесь проявляется еще одна разница между водорослевыми фильтрами. Хето-реакторы разработаны таким образом, чтобы воздух в них не поступал, соответственно, растворенный CO2 доступен только тот, который уже растворен. Поэтому водоросли в быстро растущем хето-реакторе начнут поглощать щелочность, иногда со скоростью вплоть до 1.0 единицы в день, а значит, содержание щелочности падает, а вместе с ним замедляется рост водорослей и фильтрация, потому что углерод-содержащие молекулы недоступны клеткам водорослей.

В скрабберах используется взаимодействие воды и воздуха, и по мере того, как истощаются запасы растворенного в воде CO2, углекислый газ можно получить из воздуха, без использования щелочности из воды. В горизонтальном скраббере речного типа толщина слоя воды менее 2 см, поэтому довольно быстро водоросли для своего роста могут получить часть CO2 из комнатного воздуха. В случае скраббера «водопад» слой стекающей вниз воды еще тоньше, при этом скорость потока выше, следовательно, еще больше CO2 растворяется в воде с еще большей скоростью. Поэтому при использовании скраббера «водопад» крайне редко случается ежедневное снижение уровня щелочи, даже при быстром росте водорослей. Наконец, в случае пузырькового скраббера восходящего потока толщина слоя воды между пузырьками и водорослями близка к нулю, когда пузырьки поднимаются наверх и соприкасаются с водорослями, потому что внутри пузырьки сухие. Поэтому при использовании этого типа скраббера не было сведений о снижении уровня содержания щелочи, так что, этот дизайн скраббера может быть наиболее эффективным для фильтрации при определенном размере водорослевого фильтра. Для сравнения, в рефугиумах водоросли растут недостаточно быстро, чтобы влиять на содержание щелочности.

Сочетание фильтров: последнее замечание о сочетании типов фильтров: поскольку водоросли удаляют большое количество питательных веществ из воды, когда вы очищаете фильтр, водорослей становится меньше, соответственно, фильтрация снижается. Поэтому рекомендуется, если есть такая возможность, держать несколько фильтров; например, если стоит выбор между одним большим и двумя небольшими устройствами, выберите два небольших. В этом случае можно очищать один фильтр, тогда как водоросли в другом будут продолжать расти и фильтровать воду. Однако, не рекомендуется сочетать разные типы фильтров; не стоит сочетать реактор и скраббер, или скраббер и рефугиум и т.п., потому что более сильный фильтр вытеснит более слабый в борьбе за питательные вещества и в результате вы просто «скормите» слабый в угоду сильному. Как правило, скраббер сильнее реактора, а реактор сильнее рефугиума.

Заключение
Надеюсь, приведенная в статье основная информация поможет тем, кто хотел бы держать современный рифовый аквариум с естественной фильтрацией.

Источник