Конечно, размер пор зависит от размера фракций, составляющих грунт. Чем фракции крупнее, тем поры больше, и наоборот. Оптимальным считается размер фракций 1 – 5 мм.
В грунте, состоящем из слишком крупных фракций, растения плохо укореняются. Уменьшается способность растения поглощать из грунта питательные вещества и уменьшается площадь поверхности для поселения бактерий.
Если фракции слишком мелкие, то корням трудно развиваться. Образуются анаэробные зоны. Как правило, подобные проблемы появляются при использовании мелкозернистых и тяжелых (глинистых) почв. Такой субстрат надо смешивать с крупным песком.
Почвопокровку, с ее нежными корнями лучше высаживать в мелкий грунт. Травка, обнаружив мелкий песок, считает его хорошим местом для жизни, и старается расти вширь, занимая всю доступную площадь. На крупном гравии она неохотно распространяется в горизонтальном направлении.
Чистый песок, гравий, лавовая крошка – это инертные субстраты, не содержащие органики.
Органика содержится в почве. Богатая органикой почва кормит растения. Перегной обладает высокой емкостью катионного обмена и способностью удерживать питательные вещества. Почва – идеальная среда для развития полезных бактерий.
Своей активной работой по расщеплению отходов жизнедеятельности, бактерии способствуют установлению стабильного баланса. Таким образом, полезное действие почвы не ограничивается только лишь снабжением растений питательными веществами. В креветочные аквариумы часто засыпают дорогой субстрат, даже если не собираются выращивать в нем растения, ведь для содержания нежной живности необходимы стабильные параметры всей биологической среды.
Биологическая стабильность влияет не только на качество воды, но и на рост водорослей.
Чересчур богатая органикой почва может стать причиной загнивания корней. Жирный чернозем, прекрасно подходящий для садоводства, в аквариуме может стать причиной проблем. Активное разложение органики быстро потребляет кислород, и в глубоком субстрате образуются анаэробные зоны. Впрочем, небольшие анаэробные зоны не являются поводом для беспокойства.
Любители почв, однако, чаще ошибаются в сторону излишков органики, чем ее недостатка.
В компосте содержится очень много крупной органики, поэтому его следует избегать или закладывать очень экономно, слоем менее 2-х сантиметров. Признаками слишком большого количества органического вещества в субстрате являются фрагментация стебля на уровне грунта, несмотря на то, что новые побеги и листья растут хорошо. Также почернение корней, либо слабое их развитие. Самый легкий способ проверить грунт – это высадить часть растений в горшки с этим субстратом, и поместить их в тот же аквариум.
Компост слишком грубый, его лучше не использовать в аквариумных субстратах. Крепкие растения, на нем, может еще и хорошо растут, а нежные – плохо.
Мелкорастертый торфяной мох хорошо использовать в качестве органического добавления к инертным субстратам и для облегчения тяжелых глинистых грунтов.
Емкость катионного обмена – способность к обмену катионов почвы на катионы воды (например, удобрения), сохраняя их в доступной растениям форме. Несмотря на то, что водные растения могут получать питательные вещества через листья, наличие их в грунте тоже может быть очень полезно, потому что в зависимости от химического состава воды, некоторые полезные вещества могут выпасть в осадок. В этом случае резервный запас удобрений в грунте не помешает.
Некоторые растения способны получать питательные вещества преимущественно из грунта, особенно если они там находятся в удобной форме и/или если конкретное питательное вещество имеет в грунте более высокую концентрацию чем в воде.
Растения предпочитают нитратам (NO3) аммиак, потому что для его усвоения требуется меньше энергии. Также они лучше растут если им доступны комбинации источников азота: NO3 и NH3, чем просто NO3. Никто не добавляет аммиак непосредственно в аквариум, потому что это яд для всей фауны. Однако «законсервированный» в грунте и доступный только корням растений, он сильно способствует их росту.
Инертные субстраты – со временем не меняются, а почва, конечно же, постепенно истощается. Питательные вещества вымываются и расходуются растениями, и их надо восполнять удобрениями в таблетках для корневой подкормки. Почва может в воде превратиться в вязкую липкую грязь и в конце концов так спрессоваться, что в ней ничто не сможет расти. Использование крупнофракционного нижнего слоя (камушки, лавовая крошка, шарики обожженной глины) может если не исключить, то гораздо замедлить этот процесс.
Большинство почв либо нейтральные, либо слегка кислые, pH в районе 5,8 – 7,0. Есть растения, предпочитающие более кислый субстрат (танины и некоторые виды эриокаулонов). Чтобы подкислить почву, можно добавить в грунт немного торфа. Торф – легкое вещество и все время норовит всплыть, поэтому его лучше закапывать поглубже.
Одним из способов компенсировать чрезмерно кислую почву - добавить в базовый слой грунта небольшое количество известняковой муки или измельченного известняка.
Большинство бактерий, живущих в грунте потребляют кислород. Всем известный процесс окисления аммиака до нитритов / нитратов – требует наличие кислорода, т.е. аэробной среды. В верхних слоях грунта кислорода достаточно.
Там, в глубине грунта, куда не достает течение воды, бактерии потребляют весь присутствующий кислород и в таких местах возникают анаэробные зоны. Эта ситуация плавно изменяется с глубиной: чем глубже – тем меньше кислорода и более анаэробный грунт.
Бактерии, живущие в анаэробных зонах, не нуждаются в кислороде для дыхания. Они получают энергию за счет восстановления железа и других элементов. Да-да, не всякой жизни нужен кислород. Анаэробные бактерии восстанавливают 3-х валентное железо, непригодное для растений, до 2-х валентного, которое растения могут усваивать. Так что анаэробные бактерии тоже бывают полезны.
Чем больше органики – тем активнее разложение. Чем активнее разложение – тем больше потребление кислорода. Чем больше потребление кислорода – тем быстрее глубокие слои становятся анаэробными. В сильно-анаэробных зонах деятельность бактерий может стать вредной, проявляющейся в выделении сероводорода или метана.
Если глубокий субстрат состоит из крупнофракционного инертного материала, то это не создает благоприятных условий для развития микроорганизмов и, следовательно, анаэробных зон. На какой же глубине начинаются анаэробные зоны? Не так уж глубоко.
На картинке отчетливо виден слой оксида железа всего в пяти сантиметрах от поверхности грунта, куда просочилось Fe2+ из более глубоких слоев и где, повстречавшись с кислородом, окислилось (показано красной стрелкой).
Растения также переправляют кислород вниз, к корневой зоне. Поэтому и там можно обнаружить оксид железа (зеленая стрелка).
Сейчас модно устраивать дизайн с аквариума с высокими склонами. Для этого можно использовать крупный инертный материал (на рисунке обожженная глина), избежав таким образом проблем, связанных с глубоким грунтом.
Чтобы не допустить образования сильно-анаэробных зон в глубоком грунте, можно посадить растения с длинными корнями. В корневую зону кислород попадает по корням, как по шлангам. Можно сифонить грунт, чтобы от избытка органики не возникало такой активной деятельности бактерий, которая способна израсходовать весь кислород. Не стоит также глубоко закапывать плодородный слой. Он должен иметь приток кислорода из воды. Вопреки распространенному мнению, плодородный слой, засыпанный тонким защитным слоем песка, лучше функционирует. Если все же хотите засыпать его посильнее - используйте крупнозернистые материалы.
Во избежание спрессовывания глинистой почвы, чреватом прекращением любого тока воды в ней, размешивайте ее с высокопористыми материалами или с торфяным мхом.
Если для дизайна нужно положить грунт очень толстым слоем, например, сделать горку к задней стенке, используйте крупнофракционный инертный субстрат: шарики обожженной глины или лавовую крошку.
Источники:
https://www.advancedplantedtank.com/defining-good-substrate.html
