Текст книги "По аллеям гидросада"

Автор книги: Марк Махлин

Махлин Марк Давидович

По аллеям гидросада

28.082:28.59 M 36

Рецензент и научный редактор доктор биол. наук С. Г. Сааков

М 36 М. Д. Махлин. По аллеям гидросада. Л., Гидрометеоиздат, 1984, стр. 152 с илл.

В книге описываются растения пресных водоемов, их приспособления к жизни в водной среде, история их открытия и акклиматизации в ботанических садах, хозяйственное значение. Читатель познакомится с особенностями дыхания, фотосинтеза, размножения водных растений из разных регионов планеты. Даны рекомендации по культивированию этих растений в оранжереях ботанических садов и любительских аквариумах.

Рассчитана на широкий круг любителей природы.

28.082 : 28.59

Гидрометеоиздат, 1984 г.

К читателю

Читатель, вы взяли в руки эту книгу, прочли заглавие и задумались...

По аллеям – чего? Гидросада? А что это такое?

Что такое сад – понятно каждому. Что такое гидро – известно тоже: вода. Но вместе – гидросад?!

А что же здесь удивительного? Наша планета – это чудесный сад, где растут 500 000 видов растений. На суше они растут почти везде – во влажном тропическом лесу и в саваннах, в непроходимых топях болот и в не менее труднодоступных дебрях тайги, в безбрежных степях и в своеобразных горных лугах. Весной расцветают миллионы растений в холодной тундре и в пустынях, песок которых еще не успел раскалиться от лучей солнца. Но кроме суши есть еще и водная среда. Это соленые моря и океаны, в которых растения, требующие солнечного света, осваивают только поверхностные слои воды, прибрежные отмели и заливы. Это и пресные водоемы – реки, озера, пруды. Растения освоили влажные, временами затопляемые берега их, покрыли поверхность воды, поселились на дне неглубоких, хорошо освещаемых солнцем водоемов, даже повисли в толще воды в прудах или озерах. Целый сад разнообразных растений! Но и своеобразных – одни подводные, другие предпочитают жить на поверхности воды, третьи корнями укрепляются в илистом дне, а листья протягивают из воды к воздуху и солнцу. Объединяет эти растения только одно – все они не наземные. А какие же? Водные, подводные? Погруженные, полупогруженные? Влаголюбивые, живущие только в воде? Каждое из этих определений подходит лишь к какой-либо одной группе видов, а не ко всему саду. Для всей группы растений, живущих в воде и по берегам

водоемов, ботаники используют термин «гидро», что означает «нуждающиеся в водной среде». Правда, в многочисленной группе этих растений много и таких, которые живут возле воды, в низинах, а в воде развиваться не могут. Об этих наземных растениях уже немало рассказано в книгах. В этой же книге речь пойдет о тех растениях, которые развиваются только в водной среде – живут в ней либо постоянно, либо временно и при этом продолжают расти. Такие растения в ботанике называют гидрофитами. Вот почему речь в книге пойдет о подводном саде.

Чтобы рассказать о самых интересных водных растениях, надо собрать их воедино, как это сделали с растениями суши в ботанических садах. Гидроботанического сада пока в мире не существует, есть небольшие водоемы и аквариумы для немногих видов водных растений в оранжереях ботанических садов. Поэтому автору и пришлось создать воображаемый гидросад – написать эту книгу. А читателей автор приглашает совершить экскурсию по этому саду.

ЧАСТЬ I

Разговор на берегу Кто виноват?

Кто виноват, что автор написал именно такую книгу? В этой главе автор попытается доказать, что вину за появление данной книги несет он все-таки не один.

Первым человеком, виноватым в моем интересе к водным растениям, была учительница биологии Александра Леонтьевна. Она подарила мне маленький кустик валлиснерии. Я положил в литровую банку песок, посадил кустик и залил водой из пруда. В воде оказались рачки-циклопы, улитки и даже личинка поденки. Сначала я воспринимал этот маленький подводный мирок в целом, любовался жизнью в крохотном аквариуме. Но однажды, когда валлиснерия уже выпустила несколько зеленых лентовидных листьев, меня вдруг поразило это чудо. Откуда взялись листья? Их можно было пощупать – они были плотные, упругие. Их можно было бы и взвесить – немного, но что-то они ведь весили. Можно было высушить эти листья, удалив из них воду, они все равно реально существовали бы.

Вот из верхушки короткого стебля валлиснерии, в середине розетки из листьев, появляется зазубренный кончик нового. И начинает расти и расти, пока не вырастет длинная зеленая лента. А за этим листом идет следующий, потом еще один... Со временем около корневой шейки куста появилась почка, а потом пополз по песку побег – столон, почка на его конце увеличилась, выпустила пару крохотных листочков, закрепилась на песке корешками. Новый куст начал выбрасывать листья-ленты, а около корневой шейки у него тоже образовалась почка, потом столон, а от него – новый побег. К весне небольшая банка была забита кустами валлиснерии. Откуда взялась эта масса? Песок на месте, уровень воды, если банку держать закрытой, тоже только чуть-чуть понизился из-за испарения, а зеленая масса все нарастает и нарастает. Разве это не чудо – из ничего образовалась масса весомой зелени!

С детства, и на всю жизнь, я очутился в плену такого, казавшегося мне таинственным превращения зеленым растением лучей Солнца в живую материю.

Много лет спустя, когда я увлекся аквариумами, работы становилось почему-то все больше, а на аквариумы времени оставалось все меньше. «У меня тоже не хватает времени для ухода за рыбками, – сказал однажды мой друг А. В. Панков. – Но я не горюю, главными в моих аквариумах являются водные растения и они мне доставляют массу радости». Вскоре и в моих аквариумах растения стали преобладать. В то время рыбы считались основными обитателями комнатных водоемов, а растения воспринимались как фон для рыб, как элемент декоративного оформления аквариума. Вместе с А. В. Панковым в 1955 – 1956 гг. на двух ленинградских выставках аквариумов мы впервые показали экспозиции водных растений без рыб. К удивлению нашему, у этих стендов останавливалось не меньше посетителей, чем возле аквариумов с самыми диковинными рыбами.

В те же годы и в Москве появились любители водных растений – А. В. Короткевич, В. С. Комаров, Б. С. Носков. Самую красивую экспозицию разных видов криптокорин я видел у В. С. Жданова, автора книги «Аквариумные растения» (1981): в длинных невысоких аквариумах, расставленных перпендикулярно к окну вдоль стены комнаты, густые заросли самых разнообразных растений, листья которых сверкали всеми красками – от серебристо-розовой и светло-зеленой до винно-красной и коричнево-черной.

Интересы любителя развиваются в трех направлениях – он совершенствует свои знания, обогащает свою коллекцию и стремится быть полезным другим людям или учреждениям.

С глубокой благодарностью вспоминаю я своих учителей – заведующую семенной лабораторией Ленинградского ботанического сада АН СССР О. А. Пидотти, ботаника В. И. Вислоух и доктора биологических наук С. Г. Саакова, они ввели меня в мир ботанической научной литературы, научили относиться к растениям не как к элементам любительской коллекции, а как к объектам ботанического, научного изучения. Большую помощь в формировании фонда видов водных растений в СССР оказали и другие садоводы. Когда в Ботанический сад стали поступать зарубежные посылки с новыми видами растений, их бережно распаковывали и рассаживали в подходящих условиях садоводы В. И. Галахова и Н. Н. Арнаутов. Но прежде чем выписывать эти посылки, надо было учесть, что же есть в садах и аквариумах любителей.

К середине 50-х годов удалось собрать уже небольшую коллекцию тропических и субтропических видов водных растений. Собирали у любителей, в ботанических садах Москвы, Риги, Киева, Сухуми. Невелик был этот фонд – один вид сагиттарии, два вида – валлиснерии, три – элодеи... Из эвакуации привез А. В. Пайков единственный в СССР в то время вид апоногетона, блокаду перенесли и уцелели у ленинградских любителей аквариума два вида криптокорины, а в Ботаническом саду удалось сохранить знаменитую увирандру. Всего набралось (без нимфейных) 46 видов. Незначительны были и пополнения коллекции растениями из других стран – кто-то случайно привез из ЧССР гигрофилу, кто-то – из ГДР два вида эхинодоруса. Надо было браться за пополнение фондов водных растений. С помощью О. А. Пидотти и В. И. Вислоух было налажено поступление семян из зарубежных ботанических садов в Ботанический институт АН СССР. Однако семена водных растений в каталогах зарубежных садов упоминались не часто. Да и заказанных порой не присылали. А случались и анекдотические ситуации: семена заказанного вида апоногетона порой оказывались семенами эхинодоруса или алисмы. Обмен семенами тоже мало пополнял фонды водных растений. Надо было искать другие пути.

Ботанических садов в мире много. Тем не менее полных коллекций водных растений в них встречается мало.

Традиционным в ботанических садах является содержание водных растений в бассейнах, эта традиция сложилась еще в прошлые столетия. Ухаживать за аквариумами в оранжереях значительно сложнее, чем

за бассейнами. Великолепно и тщательно продуманной показалась мне экспозиция водных растений в ботаническом саду Галле (ГДР), созданная доктором Г. Мюльбергом. В оранжерее три ряда стеллажей. В первый ряд составлены аквариумы метровой высоты; прозрачна у них лишь смотровая стенка, свет падает сверху; водные растения расположены на глубине. Во втором ряду устроен небольшой ручеек с заводями и запрудами – здесь растут те же виды водных растений в полупогруженном положении. Третий ряд стеллажей занимают эти же виды растений в плошках без воды. Между рядами – два прохода. В любой точке прохода посетитель может видеть одно растение в трех разных экологических условиях – в водной среде, наполовину в воздушной среде и вообще без воды, – может видеть изменения формы и размера листьев, характера стебля и структуры всего растения в зависимости от условий. Иные растения меняются весьма причудливо, и порой с трудом веришь, что перед тобой один и тот же вид.

В ботанических садах нашей страны долгое время не было полной коллекции видов водных растений – у любителей же аквариума видовой фонд (за исключением видов и садовых разновидностей нимфейных) был значительно богаче. И на коллекционерах водных растений лежала огромная ответственность – сохранить этот фонд. Теперь с большим удовлетворением можно отметить, что в Ленинградском ботаническом саду ЛГУ имени А. А. Жданова и в Главном ботаническом саду АН СССР в Москве созданы две уникальные, наиболее полные коллекции оранжерейно-аквариумных водных растений из тропиков и субтропиков планеты. Эти коллекции – достояние всех любителей природы в нашей стране, и долг каждого коллекционера водных растений их пополнять.

Но что значит «наиболее полные»? «Все» собрать, конечно, очень трудно и вряд ли нужно это делать. Кроме того, часто невозможно даже предсказать, где и когда можно обнаружить давно описанное растение, перешедшее в водную среду. Сколько в мире разнообразных орхидей! Все они – обитатели воздушной среды; а вот один вид во Флориде и несколько в Африке приспособились жить в воде. Кринумы тоже не очень влаголюбивые растения, а все же в разных областях планеты несколько видов этого рода «нырнуло» на метровую глубину в водоемы.

Сегодня в ботанических садах и у коллекционеров водных растений СССР культивируется примерно 300 видов водных растений. Как же удалось собрать такое число видов? Большую помощь в сборе их оказало международное сотрудничество гидроботаников и фирм, занимающихся сбором и продажей водных растений. К этим фирмам и непосредственно к зарубежным ботаникам пришлось обратиться по рекомендации ученых Ботанического института АН СССР. В создании советского фонда видов водной растительности тропиков охотно приняли участие коллеги из ГДР – Г. Мюльберг и Г. Барт, из ЧССР – И. Стодола и К. Ратай, из ФРГ – Г. Шмидт, А. Бласс, Г. Брюннер, из Швеции – Г. Пинтер, из Голландии – X. В. Е. ван Бругген, из США – Г. Аксельрод и А. Гринберг, из Бразилии – А. Блеер. Наблюдения за присланными ими растениями, их письма, оттиски статей, их книги, встречи и беседы с ними помогли мне в создании книги, которую вы сейчас держите в руках.

О некоторых современных книгах, посвященных водным растениям, уже признанных классическими, я немного расскажу.

Фундаментальной работой является двухтомник Ф. Гесснера «Гидроботаника» (1955, 1959), изданный в ГДР Автор глубоко и основательно исследует анатомию, физиологию, экологию морских и пресноводных растений. Биологические зоны и характерные сообщества этих растений Ф. Гесснер собирался дать в третьем томе, но пока этот том не вышел из печати. Наиболее полно описаны виды всех растений в многотомном труде А. Энглера «Мир растений». (Это многотомное издание выходило с 1900 по 1920 г.) Фундаментальной сводкой видов водных растений является работа А. Вендта «Аквариумные растения в словах и изображениях», включающая 17 томов (1952 – 1958). К этой капитальной работе специалисту по водным растениям часто приходится прибегать. В Англии (1966), а затем в ФРГ (1967) вышло в свет «Руководство по аквариумным растениям» Колина Рое, специалиста Королевского ботанического сада в Кью. В Голландии была издана книга крупного ботаника профессора Х. Ц. Д. де Вита «Аквариумные растения» (1966). Для переиздания

своей книги в ФРГ (1971) X. Ц. Д. де Вит капитально переработал раздел о криптокоринах, и это теперь основной труд о видах данного рода. Голландский ботаник X. В. Е. ван Бругген выпустил (1968 – 1969) столь же капитальную работу о семействе апоногетоновых – она тоже состоит из нескольких томов. Такую же работу, посвященную эхинодорусам, опубликовал в ЧССР К. Ратай (1975). Книги гамбургского ботаника Г. Брюннера широко известны и гидроботаникам, и аквариумистам многих стран, они и изданы во многих странах. Шведское издание (1969) Г. Брюннера удостоено премии «Большой Оскар». Доктор Г. Мюльберг из Галле (ГДР) выпустил в свет большую монографию, которая так и называется «Большая книга водных растений» (1980), а кроме того, дал описание аквариумных растений во втором томе популярного труда Г. Штербы «Аквариумоводство» (1978). Чешский ученый И. Стодола издал в США «Энциклопедию водных растений» (1967).

Можно было бы продолжить список книг о водных растениях, но, думаю, читателю и так ясно: это направление ботаники быстро развивается в наше время. Более оперативные сведения содержатся либо в журналах, либо в специальных бюллетенях. Так, в ГДР оперативно выпускается «Информация о водных растениях» – небольшой красочно оформленный бюллетень, который уже не один год ведут ботаники Г. Шопфель и И. Хертель. Такие же издания есть и в ряде других стран, например «Планта» в ФРГ.

В золотой фонд работ об отечественной гидрофлоре вошли труды В. Л. Комарова, Б. А. Федченко, А. Ф. Флерова, С. П. Аржанова, Н. Ф. Золотницкого, Ю. В. Рычина и многих других. На этом фундаменте сформировались современные советские гидроботаники. В 1977 г. в Киеве успешно прошла представительная I Всесоюзная конференция по теме «Высшие водные и прибрежно-водные растения».

Растения, люди, книги. Русские, советские, зарубежные гидроботаники; международные контакты, сотрудничество специалистов; обмен книгами, информацией, гербарными и живыми растениями, семенами; встречи на симпозиумах, конференциях, беседы и споры далеко за полночь... Огромная армия специалистов изучает водные растения, пытается раскрыть их тайны.

Подводная химическая лаборатория

Растения – это удивительная химическая лаборатория, из неживой природы создающая живую природу, или, как говорят ученые, биомассу. Двигателем, запускающим в ход все процессы в этой лаборатории, является свет нашей звезды – Солнца. Лаборатория преобразования под влиянием света создает первичную живую материю, а все остальное живое на нашей планете существует за счет потребления этой материи. К. А. Тимирязев с полным основанием говорил о космической роли зеленых растений. Не являются исключением и растения пресных вод.

Падающая на поверхность воды лучистая энергия Солнца далеко не вся уходит в воду, часть ее отражается поверхностью воды. Солнечные лучи разной длины волн по-разному проникают в воду. Глубже проникают лучи зелено-голубой части спектра. Да и вода ведь разная – в одних водоемах мутноватая, в других прозрачная; в водоемах с прозрачной водой растения могут развиваться на большей глубине. Тем не менее все

 
«...подводные растенья
Распространяют бледные листы,
И тянутся, растут как привиденья,
В безмолвии угрюмой темноты...
Их тяготит покой уединенья,
Их манит мир безвестной высоты,
Им хочется любви, лучей, волненья,
Им снятся ароматные цветы.
Но нет пути в страну борьбы и света,
Молчит кругом холодная вода...»
 

К. Д. Бальмонт несколько преувеличивает непритязательность растений, говоря об «угрюмой темноте»; какой-то свет пробивается и до дна водоема; и вода кругом не столь уж холодна для растений. При 10 – 12° С водные растения в умеренных широтах начинают быстро расти, если освещенность хорошая, а в тропических водах температура не бывает ниже 15 – 18° С. Оптимальной для водных растений всех широт является температура воды 20 – 25° С. Лишь отдельные тропические виды (например, барклайя) мерзнут при охлаждении воды до 22° С, да несколько видов, живущих в водопадах и на горных стремнинах, не переносят «перегрева» выше 20° С. Некоторые эхинодорусы благополучно растут в воде, прогретой до 38° С. К свету же тянутся все. Но по-разному. У одних видов сначала тянутся к поверхности первичные листья, у других – все растение. Так, стрелолист, например, выбрасывает лентовидные первичные листья вверх, кончики их, достигнув границы водуха и воды, обсыхают, плавают на поверхности воды. Это сигнал для появления листьев второго поколения – плавающих: овальных, эллипсовидных. При этом укрепляются механические ткани черешков, становится плотной кожица листьев с устьицами. И вот уже образовались стоячие листики-ложки. Форма их постепенно меняется, пока не появятся обычные надводные листья-стрелы.

Впрочем, не у всех стрелолистов такая судьба. Так, если в реке сильное течение, растения иногда не могут нормально развиваться и кусты так и остаются с первичными листьями-лентами, стелющимися у поверхности, но не обсыхающими. Из проток дельты Невы можно извлечь подобные кусты длиной более 1 м.

Кувшинки дают несколько первичных подводных листьев – тонких, ярко-зеленых или красноватых, с волнистыми краями, – а потом высылают к поверхности на длинном черешке лист-разведчик. Если он благополучно достигает воздушной среды и яркого солнца, за ним следуют другие, уже только плавающие листья с кожистой поверхностью и устьицами на верхней стороне. Но бывает, что результаты разведки неблагоприятны: лист-разведчик угодил под корягу либо сильное течение не дает ему обсохнуть, тогда растение продолжает выпускать подводные листья и лишь спустя какое-то время вновь высылает «разведчика». По такой схеме развиваются виды, обитающие в стоячей или медленно текущей воде, например, тропические апоногетоны; растения в быстрых водах вообще не образуют обсыхающих плотных листьев. Неохотно появляются плавающие листья у тропической кувшинки, вид которой до сих пор не определен; Г. Мюльберг (1980) называет ее «нимфея лотус» (зеленые или красные листья ее усыпаны яркими вишневыми пятнами).

Есть много и других способов, с помощью которых водные растения «бегут» из глубины к свету. Хотя в большинстве своем все гидрофиты – теневые растения, для них всех характерно вытягивание всего растения к источнику света. Чем больше не хватает им света, тем больше вытягиваются они, теряя обычные пропорции и форму.

Изменение формы водных растений хорошо видно в аквариумах, освещаемых только искусственным источником света. При малой мощности лампы растения вытягиваются, при сильном освещении их как бы «прибивает», придавливает к грунту. Играет роль и спектр источников света: преобладание красно-желтых лучей и недостаток синих и фиолетовых лучей ведут к вытягиванию (особенно в сочетании с недостаточной освещенностью), сдвиг в сторону синей части спектра и недостаток красно-желтых лучей затормаживают рост растений. Это надо знать при выборе источника искусственного освещения. Обычно аквариумы освещают либо лампами накаливания (сдвиг в красно-желтую сторону), либо люминесцентными трубками. Последние имеют разную маркировку в зависимости от того, какое вещество является наполнителем в трубке лампы. Так, лампы ЛД и ЛДЦ не годятся (преобладают сине-фиолетовые лучи), лампы ЛБ, ЛТБ значительно лучше, но есть растения, которые и этими лампами остаются «недовольны». Наилучшим является сочетание лампы накаливания и люминесцентных ЛБ и ЛТБ – их одновременный свет ближе всего к солнечному свету.

Кстати, порой задают вопрос: «Где размещать светильники – над аквариумом или сбоку от него?» Конечно, вверху – это естественное положение. Отделять лампу от воды стеклом не следует, лучше сделать плафон для лампы, плотно закрывающий аквариум. Свет от такого плафона падает на растения, на стенки аквариума и отражается от стенок внутрь, как от зеркал, – растения как бы купаются в свете, хотя свет сверху явно преобладает.

Остается выяснить, какой должна быть интенсивность освещения. Нередко любители водных растений, пытаясь создать в своих аквариумах подводный сад, проявляют поразительную наивность. Читать вполне можно и при освещенности 25 – 30 лк. Известно, что на Суматре в нижнем ярусе тропических дождевых лесов освещенность составляет 1/200 и даже 1/500 долю прямой солнечной радиации. Но для нормального развития водных растений такого освещения совершенно недостаточно. Если освещенность открытого водоема летом в умеренных широтах (солнце в зените) составляет 100000 – 120000 лк, а в тропиках в зависимости от степени затененности 40 – 70000 лк, то тень, в которой растут самые теневые растения, составит 10 000 лк*. В аквариуме, освещенном только лампами, мы получим в лучшем случае от 600 до 2000 лк. Г. Фрей в книге «Большой лексикон аквариумиста» рекомендует соблюдать норму освещенности аквариума – 1 Вт мощности люминесцентных ламп на 1 см длины водоема, или 2 Вт лампы накаливания на 100 см3 воды; Г. Мюльберг (1980) дает еще один рецепт: мощность светильников в ваттах равна емкости аквариума в литрах, помноженной на 0,25.

* Frey H. Lexikon der Aquaristik. – Leipzig, 1976, s. 139.

Только при такой освещенности удается получить обильное и плотное разрастание различных водных растений. Необходимую и достаточную освещенность аквариума создают очень немногие любители. Ну а те, кто не сумел дать своим подводным питомцам необходимую освещенность, разглядывают картинки в зарубежных книгах и недоумевают: как же создают «голландский аквариум» (так называют аквариум, растения в котором высажены ярусами в зависимости от их размера и потребности в свете, причем грунта совсем не видно – он покрыт низкорослыми видами)? Следовательно, чтобы аквариум приобрел задуманный вид, кроме интенсивности освещенности для всего подводного сада нужно знать, какое количество света требуется и отдельным группам растений. Потребность эта не одинакова, при искусственном освещении она составляет 800 – 3000 лк (по Брюннеру).

Итак, большинству гидрофитов (см. таблицу) требуется средняя и умеренно высокая освещенность. Но отдельные виды могут и в этих пределах довольствоваться разной освещенностью, о колебаниях которой можно судить по черточкам у названий некоторых родов.

Тропический день, как известно, длится 12 ч. Когда аквариум освещается светильником меньшей мощности, чем требуется по норме, допустимо продлевать световой день до 16 ч.

Кажется, основные вопросы, связанные с освещенностью, мы выяснили. Но стоило ли уделять столь много внимания освещенности растений в воде? Стоило. Интенсивность фотосинтеза прямо зависит от освещенности. Освещенность, при которой количество выдыхаемого углекислого газа и потребляемого при фотосинтезе оказывается одинаковым, является оптимальной для растений в аквариуме. Естественно, что для более светолюбивых растений она выше, чем для теневыносливых.

Допустим, что освещенность выше. Тогда фотосинтетическая деятельность растений будет протекать активнее и количество выдыхаемого растениями и вообще находящегося в воде углекислого газа начнет катастрофически уменьшаться. В какой-то момент светового дня углекислого газа – «пищи» для фотосинтетической деятельности растений – совсем не окажется. Растения начнут либо голодать, либо добывать углекислый газ другим способом. Каким – несколько позже. Это специфическая особенность водных растений, о ней придется подробно поговорить несколько дальше. Пока же нам надо усвоить, что избыточное освещение – это не благо: не все водные растения могут добывать углекислый газ специфическим путем, и те, которые этого «не умеют», голодают и постепенно деградируют.

Допустим, что освещенность аквариума недостаточна, тогда фотосинтетический процесс протекает вяло, углекислого газа выделяется при дыхании больше, чем поглощается при фотосинтезе. Дыхание рыб и других животных, да в конечном счете и самих растений в аквариуме затрудняется: растения явно голодают, начинают деградировать и гибнут. Недостаточная освещенность – одна из причин гибели водных растений зимой. При подогреве воды количество растворенного в ней кислорода еще более уменьшается, а если к тому нее и освещенность недостаточная, гибель растений ускоряется. Погибают, естественно, не все растения, и не сразу: самые светолюбивые – раньше, что еще более запутывает подводного садовника.

До сих пор мы вели разговор как бы перед дверью необычной подводной лаборатории. Наверное, пора и войти? Но прежде необходимо сказать несколько слов о довольно сложных для неспециалиста процессах дыхания и фотосинтеза – ведь на двери нашей лаборатории написано: «Химическая». Заранее давайте договоримся: кому будет трудно, пропустите эту часть главы. А кто всерьез заинтересован подводным садом, тому без этих сложностей не обойтись.

* Вент Ф. В мире растений.– М.: Мир, 1972, с. 59, 62.

Как протекает дыхание? Поглощается кислород, окисляются углеводы, выделяется углекислый газ и образуется энергия, используемая растением на рост и развитие*. Это на словах. А теперь в химической формуле:

С6H12О6 + 6 О2 → 6 CО2 + 6 Н2O + химическая энергия.

А что такое фотосинтез? Это построение из воды и углекислого газа углеводов, аминокислот и других органических веществ. При этом не выделяется, а поглощается энергия, лучистая энергия Солнца. Представим и этот процесс в формуле

6 CО2 + 6 Н2O + солнечная энергия → С6H12О6 + 6 О2.

Но мы только приоткрыли дверь в химическую лабораторию. У водных растений все протекает значительно сложнее, чем у растений суши. Погруженные растения добывают углекислый газ, разумеется, из воды, там он присутствует растворенный. Много его в воде или мало? Кислорода в воде явно меньше, чем в атмосфере: 1 л воды содержит всего 7 см3, в то время как 1 л воздуха – 210 см3. А вот углекислого газа в воде в 50 – 75 раз больше, чем в воздухе.

Вода, не содержащая CО2, имеет нейтральную реакцию; растворяя углекислый газ, вода подкисляется. Практически в большинстве водоемов есть углекислый газ и свободный, и вступивший в соединение с водой; имеется и ряд других соединений, в которых углекислый газ более или менее прочно связан. Соответственно вода может быть кислой, щелочной или нейтральной. В пресной воде содержатся многие соли; например, в речной на хлориды приходится 5,2%; сульфаты 9,9%, карбонаты 60,1%; на соединения азота, фосфора, кремния и органические вещества 24,8%; в стоячей воде содержится 6,9% хлоридов, 13,2% сульфатов, 79,9% карбонатов. Только солей в пресной воде, конечно, значительно меньше, чем в морской.

Соленость выражается в особых единицах – промилле (‰); одной промилле отвечает содержание 1 г солей в 1 л воды. Так вот, соленость океанской воды примерно 35 ‰, а пресной речной от 0,5 до 2 – 3 ‰. Многие водные растения отрицательно реагируют даже на незначительное изменение солености воды (это важно знать тем любителям растений, которые держат в аквариумах и рыб, причем порой пытаются этих рыб лечить поваренной и другими солями). Необходимо познакомиться с двумя весьма важными показателями воды – активной реакцией воды (рН) и редокс-потенциалом rH.

Часть молекул воды Н2O постоянно диссоциирует на ионы H+ и OH–. В 1 л воды при 25° С содержится всего 10-14 ионов. Если ионов H+ и OH– содержится равное количество, по 10-7 в 1 л, то вода будет нейтральной:

10-7 H+ х 10-7 OH– = 10-14.

Обычно в качестве показателя активной реакции воды берется десятичный логарифм показателя концентрации ионов с обратным знаком. Следовательно, нейтральному водородному показателю соответствует цифра 7. Если рН меньше 7 – вода кислая, если больше 7 – щелочная. Показатель рН зависит от температуры воды: чем она ниже, тем содержание ионов водорода меньше.

В природных водах показатель рН довольно устойчив, поскольку растворенные в них карбонаты представляют собой своеобразный буфер, препятствующий резким изменениям этого показателя. В воде, называемой мягкой, содержащей мало карбонатов, по мере насыщения воды углекислым газом показатель рН уменьшается. Так, в мягких водах бассейна Амазонки рН обычно колеблется от 6,3 до 6,9. Но в особо мягких, называемых черными, водах – в них обитают некоторые виды эхинодорусов – рН в течение года может не превышать 4,8 – 5,6*. Мягкие воды реки Невы также не способствуют устойчивости показателя рН. В период, интенсивного фотосинтеза показатель рН увеличивается до 10 – 11, особенно у поверхности, в зарослях растений, вследствие почти полного потребления растениями из воды растворенного углекислого газа**. Богатые карбонатами воды Москвы-реки и Волги не знают таких резких колебаний активной реакции воды.

* Kosmos-Handbuch Aquarienkunde. – Stuttgart, 1978, s. 396 – 402.

** Вальтер Г. Растительность земного шара.—М.: 1975. Т. 3, с. 313 – 315.

В аквариумах, где отсутствует постоянный приток воздуха от приборов аэрации, а вода мягкая, ночью вследствие насыщения воды углекислым газом показатель рН понижается, днем повышается. Такие колебания реакции воды отрицательно воспринимаются стеноионными (stenos – узкий) растениями – криптокоринами, некоторыми апоногетонами, барклайей – и совершенно не действуют на более устойчивые эвриионные (ewrys – широкий) виды. В целом все виды растений сформировались при определенных показателях рН. Эвриионные виды пластично приспосабливаются к большим или меньшим отклонениям от этих природных показателей, стеноионные с трудом выдерживают резкие изменения природных констант. Поступление воздуха в воду через аэраторы уменьшает амплитуду колебаний показателя рН как за счет движения воды в вертикальной плоскости, так и за счет постоянного растворения в воде углекислого газа, поступающего через аэратор из жилых помещений.