ступенчатый метод освещения аквариума

> ADA и ступенчатый метод освещения
> разъяснения методики от PJ Magnin (PJAN)
> обобщение
> реализация метода

По сути дела Ступенчатый метод освещения и особая пропорция PO4:NO3 является методом ограничения роста растений и одним из главных компонентов Системы ADA. Ниже сказанное теснейшим образом переплетается с разъяснениями о том что за ними стоит и является взаимодополняющей информацией.

Ступенчатый метод освещения (или peack method, noon burst method) - довольно новый для нас прием освещения аквариума с растениями. Тем не менее, именно так освещает свои аквариумы Takashi Amano (ADA) с середины 80-х. Это очень эффективный метод всемерно воздействующий на биобаланс аквариума с растениями, дающий значительно бóльшую Стабильность. Очень хорошие отзывы о методе дают акваскейперы Roland Seah на greenchapter.com (Singapore) и Jeff Senske (USA). В аквариумах с таким режимом освещения практически никогда нет водорослей. Время освещения аквариума при этом традиционные 10ч непрерывно, но в начале и в конце светового дня интенсивность освещения аквариума уменьшается наполовину. Ступенчатый режим освещения даёт сильный свет растениям только тогда, когда они способны полностью использовать его для фотосинтеза имея малый буфер PO4 и NO3, предупреждая дефицит ПВ и подавляя водоросли.
В сущности, понимание влияния Cтупенчатого метода освещения на дозировку азота и фосфора объясняет расхождения в дозировке концентрации PO4:NO3 рекомендуемого Tom Barr (EI) и того, что практикует T.Amano. Становится понятно почему (кроме субстрата) T.Amano удается поддерживать в воде намного меньшие концентрации PO4 0.1ppm и NO3 5-10ppm (см. вода) безо всякого ущерба для состояния растений, опасности дефицита питания, и опасности появления водорослей.

Во время презентации в США в 2004г. Амано говорил: "...нужно давать очень сильный свет только на 3 часа (прим. naman: 3 часа MH-HQI в первый месяц, дальше 4-6 часов) чтобы дать растениям возможность интенсивно фотосинтезировать, а остальное время освещать флуоресцентными лампами с намного менее сильным светом только для наблюдения за аквариумом."
Gomer на APC сообщает что Т.Амано говорил следующее: "Это дает возможность выращивать светолюбивые растения здоровыми, поддерживая только минимально необходимый период высокой интенсивности освещения... который приводит к здоровому, хотя и более медленному росту длинностебельных... который опять таки дает меньшее количество водорослей."
В каталоге ADA говорится: "Проникновение света через толщу воды в естественных местах обитания водных растений. Утром или вечером лучи солнца отражаются от поверхности воды и в воду не проникают. В это время дня солнечный свет имеет красноватый спектр. Это означает что водные растения в местах своего естественного обитания вряд ли использую красную часть спектра. Фотосинтез обычно ограничен между 10 и 14 часами дня, когда солнце стоит под углом 45 градусов к поверхности воды, и его свет проникает в воду без отражения от поверхности. Свет в эти часы имеет более зелено-голубой спектр. Лампа ADA NA имеет подобный состав света для создания идеальных условий в аквариуме."
"Большинство водных растений растут в мелких водах под интенсивным освещением, которое достигает максимума в середине дня. Свет производимый металлгалидной (metal halide) лампой MH HQI намного более интенсивен, чем от флуоресцентной трубки. По этой причине мы рекомендуем ограничивать освещение аквариума 6-8 часами в день." (источник: ADA Solar 1)

Кроме того, как оказалось резкое включение света на полную мощность значительно влияет на метаболизм растений, а активация Rubisco (= потребление CO2) заметно выше при плавном увеличении интенсивности света (см. General Lighting Requirements for Photosynthesis, D.R.Geiger). При более коротком периоде фотосинтеза количество выделяемого CO2 в темновой фазе фотосинтеза значительно увеличивается, смягчая перепады концентрации CO2 в течение суток. (LIGHT PERIOD REGULATION OF CARBOHYDRATE PARTITIONING (Short Report) by Harry W. Janes).

Во многих аквариумах T.Amano использует подвесы ADA Grand Solar 1 с двумя компактными флуоресцентными лампами T5-HO 36W и одной металлгалидной MH-HQI лампой на 150W. В этом случае, как говорил Takashi Amano в беседе с аквариумистом Giancarlo на форуме APC: "я бы использовал MH HQI в течение 3-х часов, а компактные флуоресцентные на 6 часов до этого, и 3 часа после."

Как видим, Амано практикует не что иное как Ступенчатый метод освещения, который очень помогает избежать проблем с ростом водорослей. Почему?

Акваскейпер PJAN (PJ Magnin) (первое место на конкурсе AGA-2005) на форуме APC очень удачно объяснил почему Ступенчатый метод освещения помогает исключить водоросли и поддерживать такие низкие концентрации PO4:NO3 и микроэлементов в воде, как это делает Takashi Amano. Его статья сразу же нашла заинтересованных читателей - например, ее адаптация и разъяснения были опубликованы на aquagarden.it.
Сам PJ Magnin имеет специальность физиология растений (plant physiologist) и проживает в Голландии:
"Моя профессия - физиология растений. Обучался этому 6 лет... Потребление питательных веществ растениями намного сложнее чем все думали 10 лет назад. Это активный и избирательный процесс. И этот процесс колеблется в зависимости от разных обстоятельств (как высокая интенсивность освещения и/или высокая концентрация CO2). CO2 тоже имеет оптимум: около 30мг/л... Я провел собственные исследования водных растений. Они еще не опубликованы. Но получены определенные научные результаты. Gr. PJAN" (8/2005, APC Permalink) Приведу здесь компиляцию из ответов PJ Magnin на форуме APC в теме Making of the Old Chinese Garden by PJAN. Заранее прошу прощения за "неудобочитаемость", но для автора сообщений английский язык не родной, я же хотел передать именно так, как говорил сам автор. Этот аквариум занял 1 место на конкурсе AGA-2005, и это далеко не первый удачный аквариум PJAN (см. "tank pjan").

Аквариум PJAN: 120см ~350л; освещение подвесом 6 x T5-HO = 324W, ступенчатым методом - 2 часа четыре лампы, 5 часов шесть ламп, 3 часа четыре лампы; дозировка удобрений 2р/нед NO3 и PO4 (просто 1 и 1/8 ч.ложки), 2р/нед микро- (местный брэнд но очень хороший, называется "profito"), 1р/нед дополнительная доза железа. UF-стерилизатор включается на сутки после подмены воды 50% один раз в неделю. PO4:NO3 вносятся из расчета поддержания пропорции 1:25. Субстрат - нижний слой глина с торфом, сверху обычный гравий.
KH=4, GH=5, pH=6.6 (поддерживается pH-метром). Уровень PO4=0.1-0.5ppm, NO3=5-10ppm.

PJAN:
"Есть несколько ключевых моментов:
- 9 часов достаточно чтобы выращивать растения
- 12 часов ОК, но в этом нет необходимости.
- 6 часов нормально, но некоторые виды не будут процветать.
- растениям нужны питательные вещества в зависимости от количества света и концентрации CO2. Большее количество света означает большую потребность в удобрениях (и CO2). Больше CO2 означает большую потребность в удобрениях.
Слабый свет: медленный рост.
Сильный свет: быстрый рост.
(вы знали это, не так ли :-)
При сильном свете мы получим больше проблем: внутренний буфер растущего листа опустошится через несколько часов. Время транспортировки питательных веществ из корней, листьев и других частей растений недостаточно быстрое чтобы помочь листу. Так что единственный способ это получать питательные вещества прямо из воды. NO3, PO4, микро- и т.д.
Так что при достаточном количестве света мы начинаем переживать о правильном питании растений. В противном случае растения перестанут расти и появятся водоросли...
Мы вносим NO3, PO4, микро-, больше железа и так далее чтобы поддерживать атлетов в пиковой форме...
Да, хорошо сказано, PJAN, но мне нужен сильный свет чтобы содержать растения.
Вполне справедливо сказать что при сильном свете растения растут лучше. Некоторые виды действительно процветают под сильным светом становясь красными и пр.
Два лучших мира встретились вместе...
Мы хотели бы получить медленный рост и прекрасную окраску растений и здоровый рост.
Мы хотели бы избежать дефицита питательных веществ в любой момент дня...
Так что я объединил два метода (слабый свет - сильный свет).
Сильный свет: 260W на 90 галлонов (340л) = 2.9W/галлон (0.76W на литр).
Я использую очень эффективные параболические отражатели и системы охлаждения, так что мои лампы T5 дают больше света чем обычно. Если скорректировать эти цифры получим: слабый свет - 2W/галлон, сильный свет 4W/галлон (максимум 5W/галлон или 1.32W на литр).
Во время периода слабого освещения ничего особенного не происходит, растения растут медленно.
Во время периода сильного освещения - массовый перлинг (все растения в пузырьках кислорода - naman).
Трюк состоит в том чтобы регулировать количество часов интенсивного освещения. Например 3 и 5 часов.
Например, при интенсивном освещении 3 часа растения будут счастливы, но рост максимальным не будет. С пиком в 5 часов растения растут намного быстрее. Короче говоря, пик будет важен для:
1) регулируется скорость роста (= частота стрижки)
2) не допускаем чтобы растения быстро достигали поверхности воды
3) высокое потребление питательных веществ только в короткий промежуток времени.
Третий пункт объясняет почему я поддерживаю в воде такой низкий уровень питательных веществ. PO4 около 0.1мг/л. Так как буфер растений полон (благодаря короткому периоду сильного света) растения не истощаются. Мне также не нужно много беспокоиться о недостатке питательных веществ. Если уровень станет слишком низким (т.е. 0.0) растения будут реагировать намного медленнее и не показывают признаков дефицита.
Водорослям эта система не очень то нравится. Они вынуждены конкурировать с растениями. В моем случае я бы сказал что [P] является лимитирующим элементом для водорослей. Как мы знаем большинство водорослей не очень хорошо буферизируют макро (PO4 и NO3). Растения же буферизируют намного лучше и получают преимущество во время периода сильного света.
Также проблемы с недостатком не приводят к огромным проблемам с водорослями. Система работает очень легко, и нет периода 12ч сильного освещения. ОК, теперь вы знаете..." (Post #23)

Схема освещения будет 2-5-3 (см. рисунок):
- 2 часа 4 лампы T5
- 5 часов 6 ламп T5
- 3 часа 4 лампы T5
- 2.5 часа ночной свет (moon light) небольшим светодиодом
Светильник с 6x54W T5 HO на 324 Watt (4x6500 Kelvin + 2xAti sun pro)

Нужно заметить, что PJAN использует истинноплавное увеличение интенсивности освещения. Здесь указано количество включенных ламп T5 HO и какова их выходная мощность выставленная диммером. PJAN использует подвес со световым компьютером и балласты с диммером. Для этого балласт должен иметь опцию подключения диммера по кабелю 0-10V (0-0% света, 10V-100% света). Подвес он использует фирмы ATI Sunpower (есть и T5 Powermodul), лампы ATI sun pro 6500K 1A (днем) и ATI lemon (вечером). Отражатели параболические, довольно глубокие (фото).
Световой компьютер GHL контролирует мощность при помощи т.н. «кривых». Пример режима: 10.00-11.00 50% (плавно возрастает за 20мин. и остается таким остальной час), 11.00-15.00 повышается от 50 до 100%, 15.00-19.00 снижается от 100 до 40%, 19.00-23.00 снижается от 40 до 5%, 23.00-23.30 снижается от 5% до полного выключения. (high tech lights on a open tank : example) Это не столь принципиально, и можно просто включать 4/6 или 2/4 лампы без диммераи светового компьютера - метод работать будет.

Большое потребление PO4 будет только в короткий период интенсивного освещения 3-5 часов, поэтому можно поддерживать концентрацию PO4~0.1мг/л! В кратком периоде максимальной освещенности (и соотв. фотосинтеза) и состоит отличие от метода Tom Barr's "Estimative Index" когда в аквариум вносится PO4=0,5-2,0 мг/л, хотя PJAN говорит что метод Тома Барра (много PO4=2мг/л и NO3=10-20мг/л) отличный для требовательных растений при освещении 12 часов, и именно в этом случае он бы его использовал.
PO4=0.1мг/л достаточно чтобы растение имело запас на короткий (3-5ч) период максимального фотосинтеза, причем PO4=0.1 или 0.5 мг/л не имеет значения, но при 0.5 мг/л уже появляются водоросли на стеклах. Так что я (PJAN) придерживаюсь PO4<0.5 мг/л.
Так как при коротком ярком освещении запас питательных веществ в растении не истощается так быстро, при NO3 и PO4 равных нулю растения не так быстро демонстрируют признаки недостатка питания. Красота аквариума при этом намного более стабильна! При ярком освещении 12 часов в аквариуме нужно поддерживать намного более высокие концентрации микро- и макроэлементов. Растения быстро потребляют NO3 и PO4 в первой половине дня, рост приостанавливается, и водоросли сразу же получают свой шанс на выживание.
Нормальное соотношение фосфора к азоту 1:10 или 1:15 (подробнее). При сильном освещении соотношение смещается в сторону Азота [N], так что я (PJAN) дозирую по соотношению 1:25 - PO4:NO3 = 0,1 мг/л : 2,5 мг/л. Прим.: так как фосфаты постоянно поступают с кормом для рыб, реальная пропорция PO4:NO3 будет близка к оптимальному Buddy ratio 1:23.

КЛЮЧЬ КО ВСЕМУ: КОРОТКИЙ ПЕРИОД МАКСИМАЛЬНОГО ФОТОСИНТЕЗА!
Впрочем, именно так и происходит в природе... Солнце ярко освещает водную поверхность только на несколько часов, остальное время Солнце слишком высоко/низко, или закрыто деревьями по берегам водоема. Растения не растут по нажатию кнопки включения света. Эта система позволяет растениям расти медленно, потом быстро, потом опять медленно. Яркий свет должен быть не более 4-5 часов. При включении сильного света через 15 минут растения покрываются пузырьками кислорода (т.н. перлинг, pearling) - признак максимального фотосинтеза и 100% насыщения воды кислородом. После выключения яркого света пузырьки исчезают.

Дозировка удобрений:
ВС - подмена воды 20% и на сутки включает UV-лампу (не постоянно, это разрушит хелаты!);
СБ - доза NO3 и PO4 (10мг NO3 на литр объема и несколько зерен PO4);
ПН - 1/4 расчетной дозы микроэлементов;
СР - доза NO3 и PO4;
ПТ - 1/4 дозы микроэлементов.

pH 6,60; KH 4; NO3 10 mg/l; PO4 0,5мг/л.
(PJAN на APC)

Таким образом, очень малые дозы PO4 не ухудшают роста растений*. Метод даёт чуть более медленный рост растений, что вполне хорошо - не так часто придется стричь и композиция будет более стабильной. При этом красные растения проявляют себя во всей красе.
^

"Есть такое выражение "ленивые растения". Станут ли растения более эффективными под слабым светом - вряд ли. Под слабым светом они просто потребляют меньше ПВ и имеют более простой доступ к другим ресурсам. То есть, при смешивании периодов слабого и сильного света получим:
10.30-12.30 слабый свет > низкое потребление ПВ > медленный рост
12.30-18.30 сильный свет > быстрое потребление ПВ > быстрый рост
18.30-20.30 слабый свет > низкое потребление ПВ > медленный рост.
На этом примере я разгоняю растения до предела на протяжении 6 часов. Обычно я использую меньший пик, 4-5 часов сильного света. Растения не знают того что получают "только" 4-5 часов сильного света. Они реагируют примитивно и это как нажать на кнопку. Я могу варьировать интенсивность перлинга меняя количество света. Через 15 минут вы увидите реакцию растений. Меняя свет с 50% до 10%% получим массовый перлинг. Если переключить свет с 100% до 40% перлинг прекращается." (PJAN aka PJ Magnin)

И еще одно пояснение PJAN:
"Период слабого освещения – «медленный рост».
период интенсивного освещения – «турбо-рост».
Количество часов интенсивного освещения очень важно. Этот период заставляет расти растения быстро, придает интенсивную окраску и пр.
Начинать нужно с режима 3-3-3.
Средний период - всегда высоко интенсивное освещение.
Через 4 недели режим 3-4-3.
Такой режим в большинстве случаев вас целиком устроит. Но в начале не нужно заставлять расти растения на максимуме и нужно использовать пик длительностью 3 часа. Это требует небольшого опыта, а также зависит от видов растений.
Если у вас только папоротники… режим будет 4-2-4.
Если быстрорастущие или требовательные растения, режим будет 3-4-3.
Или если вам нужно огромное количество растений и нравится их стричь – режим 3-5-2.

Чем дольше период интенсивного света, тем больше должна быть дозировка NO3 и PO4.
Слишком длинный период пика освещения в несформированном аквариуме даст водоросли.
Так что в начале нужно использовать довольно короткий пик только чтобы поддерживать растения и себя самого довольным. Биомасса (растения и бактерии) должны сформировать баланс, а это требует определенного времени. Обычно 6 недель.
Чтобы еще лучше прояснить: период интенсивного освещения нужен для того чтобы поддерживать растения и они приобретали красную окраску (если могут). Период низкого освещения чтобы растения росли не слишком быстро.
Для чайников: период низкой интенсивности = чтобы аквариумист был доволен (меньше водорослей)
период высокой интенсивности = чтобы растения были довольны." (PJAN aka PJ Magnin – permalink)

и еще PJAN...
"1) Аквариумы с высоко интенсивным освещением реагируют по другому чем со слабым освещением. Вкратце об этом. Потребность в больших концентрациях NO3 и PO4 прямой результат яркого освещения+много CO2. Можно сказать что растениям нужно что то вроде передозировки этих макро- во время пика освещения. Темпы роста максимальны, и внутренних запасов растений хватит всего на час или около того. После макро- в воде будут их источником.
Это та причина, по которой высокие концентрации работаю лучше в аквариумах с интенсивным освещением. Немного странно, что аквариум с интенсивным светом не в лучшем состоянии скажем при NO3=3ppm, неправда ли? Ведь NO3 все же есть! Избыток упрощает для растения получение достаточного количества NO3 в период пика освещения.

2) Микроэлементы конечно же очень важны. Для оптимальной ассимиляции вся цепочка (макро и микро) должна быть полной. Но нет никакой необходимости передозировать микро. Они   потребляются растением не пассивно: у них есть рецепторы потребления.
Слишком много микро могут привести к росту водорослей. Особенно в молодом аквариуме. Бактериальная стабильность не оптимальна и растения только пускают новые корни и немного молодых листьев.
По моему мнению, лучше посчитать биомассу и дозировать в соответствии с ней. Если собрать все растения аквариума в одно место… сколько места они займут? Возможно около ¼ объема? Значит микро нужно вносить из расчета на такое количество растений и доза равная 1/3 от обычной для начала (скажем, 4-6 недель) должна подойти.

3) пик освещения имеет несколько преимуществ:
2 лампы (108W) = малая интенсивность. Это позволит растениям расти легко и стабильно. При таком освещении растения могут обойтись и низкими концентрациями NO3/PO4 потому что для них все просто.
4 лампы (208W) или более – очень интенсивный свет. Теперь растениям нужно больше NO3/PO4 и пр. и они быстрее исчерпают свой внутренний запас. Повышенная концентрация NO3/PO4 в этой ситуации им помогает.
Этот период очень интенсивного освещения в течение 3-4 часов достаточен чтобы поддержать растения и дать импульс хорошо расти и иметь красные листья.
Большое преимущество в том, что можно регулировать скорость роста растений подстраивая длительность пика освещения.
3 часа нормальный рост, а 6 часов означает "турбо-рост". Но и больше беспокойства о том чтобы макро было достаточно.
Если вы забыли внести дозу микро- или по какой-то причине вносите слишком мало меньший пик (скажем 3 часа) не накажет вас жестоко. Он прощает вас до определенной степени.
Разве это не хорошо?"  (PJAN – permalink)

"При проблемах с водорослями я поступаю так:
неделя 1: 6 часов света (2-2-2?)
неделя 2: 7 часов света
неделя 3: 8 часов света
неделя 4: 9 часов света и контролирую
неделя 5: 9 часов света и контролирую
неделя 6: ...возможно 9-10 часов света.
Хорошо контролируй СО2 и не вноси слишком много микро- (скажем 1/2 привычной дозы). Тестируй NO3 дважды в неделю (должен оставаться в пределах 5-10мг/л) и вноси очень мало PO4. Это как делать перерыв и восстановить баланс снова при помощи удобрений и света."

На форуме Aquatic Plants Central в интервью Roland Seah приводит такой опыт освещения аквариума подвесом с MH HQI и флуоресцентными лампами:
с 8 до 11-15 (3 часа) - флуоресцентные лампы (2 шт?)
с 11 до 15-45 (5 часов) - MH HQI
с 15-45 до 18 (2 часа) - флуоресцентные лампы (2 шт?)
ИТОГО: 3ч + 5ч + 2ч = 10 часов
Результат - Roland Seah никогда не имел проблем с водорослями! Даже на начальной стадии Setup.
Даже БЕЗ длинностебельных растений.

Все эти разъяснения физиолога растений из Голландии PJAN (PJ Magnin) о повышении стабильности аквариума с растениями дополняются данными об улучшении активации Rubisco при плавном включении света, и исследованиями Ole Pedresen относительно выгодностии смещения пропорции азот:фосфор в сторону азота. Становится более понятной разница между традиционной системой с подменами воды и системой ADA.
^

Обобщение и дозировка PO4:NO3.

Обобщая можно сказать что фокус в том, что от 10-12ч сильного освещения растения быстро исчерпают запасы азота и фосфора в воде и листьях и приостановят рост. Даже при больших запасах растения исчерпают их в течение ~5 часов интенсивного фотосинтеза. Чтобы такого не произошло, Tom Barr (EI) рекомендует вносить бóльшие количества фосфата и нитрата. Здесь его утверждение о том что низкие концентрации N и P могут привести к остановке роста и появлению водорослей вполне логичны. Но постоянные высокие концентрации этих веществ делают Стабильность системы очень зависимой от концентрации CO2 и правильности дозировки. При малейшем недостатке CO2 или макро- микроэлементов рост растений приостанавливается, и на фоне интенсивного освещения, избытка питательных веществ в воде и достатка CO2 водоросли растут очень интенсивно.
В отличие от метода EI система ADA и PJAN используют короткий период очень интенсивного освещения, как это происходит в природных водоемах, а остальное время аквариум освещается с малой интенсивностью. Если период очень интенсивного освещения всего 2-5 часов, то малого буфера PO4 в растениях вполне хватит на такой короткий промежуток времени, поэтому можно вносить PO4 из расчета чтобы поддерживалась концентрация PO4~0.1мг/л и NO3 1-5ppm, а не PO4=0.5-3.0ppm и NO3 до 30ppm.
И в том и в другом случае аквариум может быть без водорослей, но при короткой фазе яркого света вероятность полного исчерпания буфера питательных веществ, резкого падения концентрации CO2 и как следствие роста водорослей будет гораздо ниже. Более того, перекос пропорции в сторону фосфора даст то что растениям может не хватать Азота, без которого нет фиксации CO2 (см. Rubisco).

PJAN: "Метод Tom Barr (EI) отличный для аквариумов с интенсивным освещением (10-12ч) и требовательными растениями. Я бы использовал этот метод если бы имел 12 часов интенсивного света в своем аквариуме. Смысл в том что через 5 часов или около того внутренний буфер растения исчерпается и они будут потреблять ПВ из воды. В любом случае больше чем при слабом свете.
Мой метод включает еще один фактор: регулирование света.
Например: у меня есть маленький аквариум стоящий на окне с несколькими растениями и рыбками. Аквариум получает только солнечный свет (восточная сторона) с небольшим периодом освещения утром в течение 3 часов. Идеальные растения и никаких водорослей на переднем стекле.
Я переместил аквариум на южное окно с намного большим количеством часов освещения. Я получил водоросли по всему аквариуму. Те же рыбы, растения, вода...
Что-то пошло не так в балансе ПВ<->свет. Вероятно, недостаток NO3 или PO4 стали причиной дисбаланса.
Так что регулируя свет можно решать проблемы дисбаланса.
Также при освещении 12 часов сильным светом все может пойти намного быстрее. Неделя недостатка NO3 и появляются водоросли... При слабом освещении все происходит не так быстро.
Сочетание сильного и слабого света - это просто уловка чтобы сократить "период большой потребности в питательных веществах". Сильный свет поможет мне получить хороший рост и окраску растений, но он будет слишком коротким, чтобы быть причиной немедленных проблем. Как раз перед тем как все станет усложняться и недостаток у растений P и N и других элементов (исчерпался буфер, слишком слабое движение воды) я остановлю действие сильного света и перейду обратно на режим слабого освещения когда растения могут восстановиться и расти медленно...
PO4 0.1мг/л вполне достаточно чтобы питать растения во время нескольких часов сильного света зная что буфер растений имеет P. 0.5ppm или 0.1ppm PO4 не имеет значения. Но при уровнях PO4 выше 0.5ppm я получаю немного водорослей на стеклах в то время как при менее 0.5 нет.
Уровень NO3 высок. Я поддерживаю в диапазоне 50-10ppm. Это потому что я хочу чтобы было достаточно N во время периода сильного освещения. Для баланса обычно используется пропорция PO4:NO3 1:10 или 1:15. Но при сильном свете пропорция несколько смещается в сторону N так что соотношение должно быть 1:25... (или как делаю Я 0.1:5ppm)." 
"У меня появляется только spot algae если уровень нитратов слишком низок. PO4 всегда мало. Если у вас 10-12 часов интенсивного света чтобы не было spot algae лучше вносить побольше PO4."

При ступенчатом методе в период малой интенсивности освещения растения растут медленно и запасаются питательными веществами. Во время короткого пика очень интенсивного освещения они используют это преимущество и рост становится максимальным, что проявляется в массовом перлинге. Причем в период максимального фотосинтеза они более не испытывают недостатка P и N. Так как потребление CO2 напрямую зависит от темпов максимального фотосинтеза и его продолжительности ясно, что теперь не будет так быстро истощаться и концентрация CO2 в воде. В результате временный недостаток питательных веществ не обязательно приводит к росту водорослей. Это еще один фактор Стабильности.

Итак, рекомендации Т.Амано и метод ADA по поддержанию минимальной концентрации PO4 в воде как ограничителя интенсивности вспышек водорослей становятся логичными, подкрепленными четкой методикой с особым режимом освещения, и надежным запасом питания по N в грунте.
Система стабильна когда растения иногда могут быть лимитированы по P, и никогда по N!

СТАБИЛЬНОСТЬ. В этом главное преимущество системы ADA/PJAN в целом. Запас питания в грунте+мало макро- в воде + ограничение роста растений особым режимом освещения (не просто интенсивности!) дает такой результат. Jeff Senske приводит пример когда у заказчика часто не вносились микро-, макро-, не подменивалась вода, перебои с CO2 и пр., но аквариум всегда оставался в идеальной форме!
То же касается надежности запуска аквариума без нашествия водорослей. Питание в грунте дает взрывной рост растений на фоне почти полного отсутствия питания для водорослей в воде и ограничения освещения по времени. (подробнее см. раздел Tech-main)

Пик длительностью в 3 часа позволяет допускать довольно большие ошибки в дозировке азота и фосфора, но он может существенно сузиться при максимальном росте растений если пик будет продолжаться 6 часов. Это потребует предоставления макро- в нужной концентрации и большего внимания к правильности дозировки и особенно - концентрации CO2.

Доступность и стабильность CO2.
Относительно CO2 очень интересны данные работы GENERAL LIGHTING REQUIREMENTS FOR PHOTOSYNTHESIS, Donald R. Geiger (см. Metabolic Flexibility - Consequences of Rapidly Initiated or Gradually Changing Irradiance). Исследования показали что на эффективность потребления CO2 значительно влияет режим освещения: резкое включение света на 100%, или плавное повышение интенсивности как в природе. Хотя общий рост за световой день будет одинаковым, существует большая разница в уровне активации Rubisco. При освещении с пиком активация Rubisco к середине светового дня была ~100%, в то время как при резком включении света активация Rubisco была только 60%. То есть потребление CO2 меньше, растению нужно больше вырабатывать Rubisco, а дозировка Азота должна быть выше. В природе максимальный фотосинтез происходит утром, когда освещенность и уровень кислорода в воде минимальны. Бóльшая эффективность потребления CO2 утром после включения света на небольшую интенсивность со Ступенчатым методом освещения позволяет легче обеспечить потребности растений и отказаться от включения подачи CO2 за 1-2 часа ДО включения света как при освещении включаемом сразу на полную мощность. Смотри также на рис.7 сравнение потребления CO2 (точки) и общего квантового выхода (сплошная линия) при резком (А) и плавном (В) включении света.
Снижение активности Rubisco которое сопровождает дефицит Азота можно предотвратить уменьшением интенсивности освещения чтобы не было накопления карбогидратов. (Carbon/nitrogen balance regulates photosynthesis, Sink regulation of photosynthesis -- Paul and Foyer 52 (360): 1383 -- Journal of Experimental Botany 2001). Это и делается в начале периода освещения при Ступенчатом методе освещения.
Все это означает что при Ступенчатом методе освещения активация Rubisco почти вдвое больше и потребление CO2 эффективнее, концентрация CO2 утром может быть ниже без ущерба для роста, поддерживать оптимальную концентрацию будет значительно проще, а дневной PPF может быть ниже что не ухудшая роста растений уменьшает рост водорослей. Так как стабильность подачи и достаток CO2 являются ключевым фактором сдерживания роста водорослей, ступенчатый метод значительно увеличивает Стабильность системы.
Сказанное выше вовсе не означает что рост растений при обычном включении света сразу на 100% мощности будет заметно хуже. Растения могут адаптироваться к такому режиму но: более низкая активация Rubisco требует большей концентрации CO2 что обеспечить сложнее, требует бóльших доз азот:фосфор и большей интенсивности освещения. При малейшем дисбалансе все это вместе дает больше проблем с водорослями, Стабильность будет заметно ниже, и обеспечивать её будет сложнее (как в EI).

^

Пропорция PO4:NO3.

Обычно рекомендуется вносить макро- из расчета на PO4 в районе 0.2-0.8ppm, а NO3 5-10ppm. Это дает почти оптимальную пропорцию PO4:NO3 1:10 или 1:15.
При ступенчатом методе освещения рекомендуется поддерживать более низкие концентрации со смещением в сторону NO3, то есть PO4 0.1-0.2ppm, NO3 5ppm. Это дает соотношение от 1:50 до 1:25.
Что касается микроэлементов, то растения потребляют их более рационально относительно макроэлементов, поэтому их не следует вносить с запасом чтобы удовлетворить потребности в течение пика освещения. Высокая концентрация CO2 должна быть всегда (pH6.6, kH 4-5, CO2~30-38ppm) !
Если субстрат богат органикой, пропорция P:N 1:15-25 никогда не вызывает недостатка PO4 потому что большинство питания растения получают из субстрата.

Пропорция PO4:NO3 в жидких удобрениях ADA всего 1:1.6-1.9 (тест), но это не означает что приведенные выше выводы неверны: в методе ADA с очень богатым субстратом Aqua Soil последний работает настолько хорошо, что требуется вносить в воду почти только фосфат! То есть ADA использует пропорцию PO4:NO3=1:бесконечности. При этом концепция совершенно такая же как в природе - естественная среда для растений P-лимитированная, временный периодический недостаток P ничем не грозит (растения хранят большие запасы и усваивают его из воды очень быстро), а вот недостаток N приводит к катастрофическоум снижению темпов роста растений и дисбалансу=водорослям по причине остановки усвоения CO2. Это четко видно по данным опыта Ole Pedersen. Неограниченные запасы азота в субстрате - важнейшая причина стабильности методики ADA.

Итак, метод ступенчатого освещения дает следующие преимущества:
- вместе с богатым органикой субстратом с высоким CEC такая методика освещения - ключевой компонент системы ADA. Метод значительно упрощает поддержание равновесия в аквариуме и делает его намного более стабильным: не нужно тщательно следить за предоставлением большого количества питательных веществ в воду и CO2 на протяжении всего фотопериода (т.е. 10-12ч). Равновесие более стабильно и прощает больше ошибок в дозировке микро- и макроэлементов.
- длительностью пика, т.е. суммарным дневным PPF, можно легко и эффективно регулировать темпы роста растений без нанесения вреда требовательным к свету растениям: меняется только скорость их роста, а состояние при этом не ухудшается! В отличие от ограничения роста уменьшением интенсивности равномерного освещения вы получаете идеальное состояние светолюбивых растений при не самом интенсивном росте, что недостижимо при ровном освещении 10-12 часов пониженной интенсивности (растения или не будут иметь идеального вида, а при высокой интенсивности 10-12ч будут расти слишком быстро и композиция будет быстро разрушаться а баланс дестабилизироваться).
- получаем возможность регулировать потребление растениями питательных веществ - теперь растения интенсивно потребляют питательные вещества ограниченный промежуток времени, это позволяет...
- вносить PO4:NO3 в воду намного меньше, что при меньшей интенсивности света большую часть дня значительно уменьшает скорость роста водорослей (они любят длинный световой день) в случае дисбаланса (недостаток CO2, макро-, микро-, плохая работа фильтра и вспышка уровня аммония и пр.), который при традиционном методе освещения возникает значительно проще и чаще. Основной источник питания - богатый субстрат с высоким CEC, отлично компенсирует все колебания уровня ПВ в воде давая растениям то Что им нужно и, главное Когда им нужно.
- немного замедленный рост дает то, что растения не так быстро достигают водной поверхности и нарушать композицию стрижкой можно реже. В то же время в любой момент можно увеличить длительность пика и внесение ПВ в воду и сделать рост максимальным, - ничуть не меньшим чем при ровном освещении 10-12 часов интенсивным светом.
- из-за уменьшения конкуренции за питательные вещества в одном аквариуме состояние как медленно растущих так и требовательных быстрорастущих растений будет одинаково хорошим. Никакого стресса для папоротников как в аквариуме с ярким освещением 10-12ч не будет (почернение листьев и мха так как они не могут конкурировать с быстро растущими).
Прим.: метод ступенчатого освещения прекрасно работает и без богатого органикой субстрата.

Реализация.

Для реализации этого метода освещения по ADA нужно ориентироваться на освещенность под подвесом Grand Solar I (1x150W MH-HQI + 2x36W T5-HO NA Lamp), точные данные по которому приведены в разделе Какая освещенность используется фирмой ADA?
Прежде всего следует подчеркнуть, что во время пика интенсивного освещения используется значительно бóльшая мощность ламп на литр объема аквариума в сравнении с просто хорошим светом (4 лампы T5 HO + отражатель) при традиционных 10-12 часах ровного освещения.
В подвесе нужно устанавливать ШЕСТЬ флуоресцетных ламп T5 HO + отражатели, иначе "пик" не будет достаточно интенсивным. С подвесами с MH HQI проще - достаточно металлгалидной лампы MH HQI, дополненной двумя компактными или линейными T5.
Светильники устанавливаемые на аквариум с линейными T5 HO намного ближе к поверхности воды чем подвес, и здесь все зависит от качества отражателей и световой отдачи ламп. Если светильник SunSun - лучше брать на шесть ламп. Такого светильника как Hagen GLO® или Arcadia Overtank Luminaire с лампами T5 HO Hagen Life-GLo II достаточно двух двухламповых или одного четырехлампового соответственно (при Hакв.<=45cm это даст умеренную освещенность). Если отражатели в таком светильнике параболические - достаточно четырех ламп.
Световая отдача и PAR ламп T5 HO JBL Solar Ultra Natur заметно ниже, поэтому может понадобиться шесть ламп. Смотрите таблицу подбора интенсивности света по данным аквариумов Т.Амано.
Количество ламп также зависит от видового состава растений будущей композиции.

Ступенчатый метод освещения можно реализовать не только с подвесами ADA, но и любым покупным или самодельным подвесом на шесть линейных флуоресцентных ламп T5 HO - просто установить два отдельных таймера на 4 и 2 лампы. Во время пика будет гореть шесть ламп, остальное время - только две-четыре. Для больших аквариумов с требовательными растениями используйте подвесы с двумя MH HQI и двумя/четырьмя флуоресцентными T5 HO. Чтобы сориентироваться сколько нужно ламп в зависимости от размера аквариума воспользуйтесь таблицей в разделе Мощность ламп по T.Amano.

На начальной стадии создания аквариума вы можете сделать фазу интенсивного освещения более короткой, что существенно уменьшит рост водорослей. При запуске аквариума нужно начинать с режима 3-3-3, а через четыре недели перейти на 3-4-3 и поддерживать такой режим и далее.
Выставление в молодом аквариуме режима 2-5-3 неизбежно приведет к вспышке водорослей - обычно требуется минимум 6 недель чтобы образовалась достаточная биомасса растений и бактерий.
Режим освещения также зависит от того какие растения в аквариуме. Для медленнорастущих растений придерживаются режима 4-2-4, для более требовательных и/или быстрорастущих растений 3-4-3.
В то же время можно в любой момент максимально усилить рост растений немного увеличив фазу интенсивного освещения выставив режим 3-5-2 или 2-5-3, и соответственно увеличить дозу азота и фосфора. Как видим в сумме освещение никогда не дольше 10 часов.

Так как изменение режима освещения значительно влияет на весь метаболизм и ночную фазу фотосинтеза [см. Metabolic Flexibility - Consequences of Rapidly Initiated or Gradually Changing Irradiance] при переходе на Ступенчатый метод растениям нужно дать время на адаптацию понизив дневной PPF (путем уменьшения пика до 2ч) и уменьшив дозировку макро и микро.

Запуская аквариум по такому методу следует традиционно первые 1,5 месяца вносить микроэлементы в уменьшенной вдвое дозировке или вносить только Калий. Нужно позволить растениям полностью вырасти до поверхности воды, и только потом стричь.
Как сделать растворы PO4:NO3 в пропорции 1:25 смотри в разделе внесение фосфора и азота.

Цитаты PJAN публикуются с разрешения администрации форума AquaticPlantCentral.com / Plantedtank.net.
^

Руководство ADA 2002/2003 с сайта http://www.aqua-shopping.net/cnt/howto/index.htm (воспользуйтесь переводчиком с японского на английский в браузере Maxthon (MyIE) - Tools>Translation&Service>Babel Fish: Japanese to English)
Здесь ссылки на ответы PJAN: Scolley's 75g Big Clear Kahuna (56K warning)
Вопрос Scolley или - здесь
Ответ PJAN – Allwright… про 2-3-3 + http://www.plantedtank.net/forums/showthread.php?t=18721&pp=15
Ответ PJAN - Post 91 - I agree… permalink или он же: (Post 91): I agree…
аквариум Scolley со ступенчатым методом освещения, возраст – две недели и три недели
Andersen T, Pedersen O (2004) Higher CO2 concentrations alleviate co-limitation of light, N and P on growth in the aquatic liver wort Riccia fluitans L. XXIX SIL Congress. 8-14 August, Lahti, Finland, SIL_poster_2004.pdf.
"Il picco di illuminacione", Andrea Cinetto, aquagarden.it.
Roland on Low Maintenance Layouts (Live Chat, Sept 2005), то же интервью на его сайте greenchapter.com
General Lighting Requirements for Photosynthesis, D.R.Geiger - Consequences of Rapidly Initiated or Gradually Changing Irradiance - приспособляемость растений к резкому включению света, его влияние на фиксацию CO2 Rubisco и ночную фазу метаболизма.
CO2 ppms, is 30ppm good? April 2007, permalink - Tom Barr об ограничении роста растений, стабильности и ступенчатом методе освещения.
О роли достаточной темновой фазы - Sink regulation of photosynthesis -- Paul and Foyer 52 (360): 1383 -- Journal of Experimental Botany (http://jxb.oxfordjournals.org/cgi/content/full/52/360/1383)
подвес PJAN с диммерами и световым компьютером, режим освещения - "high tech lights on a open tank : example" [http://www.plantedtank.net/forums/lighting/16792-high-tech-lights-open-tank-example.html]
PJAN - аквариумы "tank pjan" [http://www.plantedtank.net/forums/photo-album/14711-tank-pjan.html]
реализация ступенчатого метода освещения при помощи прибора WOHA®-Dimmlux - DIMMLUX woha
WOHA®-Dimmlux

 

welcome

Главная - amania
что такое Nature Aquarium
галерея IAPLC
основы композиции
растения в NA
рыбы в NA
технологии NA
сделай сам (DIY)
вода
свет
co2
субстрат
фильтрация
азотный цикл
удобрения
борьба с водорослями
морской аквариум
что посмотреть
разное
карта сайта

свет

свет в Nature Aquarium
par
мощность ламп по Амано
ступенчатый метод
светильник
лампы t5
лампы MH HQI
tropica о свете
сравнение Ivo Busko

поиск на сайте


  на » amania