Для нормального содержания водных и прибрежно-водных растений в аквариумах, террариумах, полюдариумах или искусственных бассейнах в условиях оранжереи необходимо освещение. Его главными параметрами являются спектральный состав, интенсивность, яркость, длительность. Каждый из этих показателей существенно влияет на рост, развитие, цветение и плодоношение растений.
Прежде чем говорить об искусственном освещении, следует дать характеристику природного, так называемого фонового света, без которого невозможно существование не только водных, но и всех растений.
Солнечная лучистая энергия по спектральному составу делится на ультрафиолетовое излучение, видимый свет и инфракрасное излучение. Каждое из них занимает определенное положение в спектре солнечной радиации, которое зависит от длины волны этого излучения. Зона поглощения лучистой энергии зелеными листьями растения значительно шире зоны спектра и составляет 295 - 2500 mм (m - микрон-тысячная часть миллиметра, mм миллимикрон, тысячная часть микрона). Поэтому для характеристики этого излучения более правильно использовать термин "радиация", а единицей ее измерения будет не люкс, а ватт или эрг на 1 см2 за 1 с.
Кратчайшие волны имеет ультрафиолетовое излучение (от 10 до 380 mм), которое в свою очередь делится на коротковолновое и длинноволновое. Первое, которое еще называют витанцидной радиацией (от 10 до 280 mм), очень вредно для растений. Достаточно 10-15-минутной экспозиции (даже в небольших дозах) для повреждения или гибели растительного организма. Эта радиация поглощается озоном и не достигает поверхности земли, поэтому мы ее не чувствуем. Длинноволновое ультрафиолетовое излучение (280-380 mм) в умеренных дозах необходимо для нормального обмена веществ в растениях. Оно проникает и через стекло.
Видимый свет (длина волны 380-780 mм) состоит из отдельных составляющих и в зависимости от длины волны характеризуется соответствующим цветом. Так, при длине волны 380-430 mм оно имеет фиолетовый цвет 430 - 490 mм - синий, 490-570 mм - зеленый, 570-600 mм - желтый, 600-780 mм - красный.
Инфракрасное излучение имеет наибольшую длину волны (780-340000 mм), но человеческий глаз его не видит, человек ощущает его в виде тепла.
Важнейшую роль в жизни растений играет видимая солнечная радиация, которая воспринимается человеческим глазом как свет. Ее называют физической радиацией, так как все физиологические процессы в растениях происходят под действием видимого света. Только на свету растения нормально растут, только на свету в зеленых листьях происходит важный физиологический процесс - фотосинтез. Водным и прибрежно-водным растениям для фотосинтеза особенно необходимы красный и сине-фиолетовый свет, который полностью поглощается зелеными зернами хлорофилла в листьях.
При выращивании в комнате водорослей в аквариумах или террариумах важно знать, как изменяется интенсивность естественной радиации в зависимости от расстояния. Если ее интенсивность улице принять за 100%, то в комнате она составляет: на расстоянии 0,5 м от окна - 29,9%, 1 м - 18%, 1,5 м 11,6%, 2м - 7,6 %.
В условиях оранжереи течение 4-5 месяцев в году естественного освещения недостаточно, потому что, кроме окон и рам, оно рассеивается и толщей воды, где растут гидрофиты. Только прибрежно-водные растения получают более - менее достаточное количество солнечной и искусственной радиации. В зависимости от потребности в дополнительном освещении водные и прибрежно-водные растения делятся на три группы:
с высокой потребностью в свете: Azolla (Озола) Salvinia (сальвиния) Pistia (писция) Echhornia (ейхорния) Cabomba (кабомба), Nymphaea (кувшинка ) - дополнительное освещение им нужно с октября по февраль (2000-10000 лк);
со средней потребностью в свете: Microsorium (микрозориум) Bolbitis (болбитис) Aponogeton (апоногетон), Bacopa (бакопа) Limnophila (лимнофила) Ludwigia (людвигия), Myriohyllum (мириофилюм) Elodea (элодея), Vallisneria (валиснерия) Nomaphila (номафила ), Echinodorus (эхинодорус) и др.. - Дополнительное освещение им нужно с октября по январь (1000-2000 лк);
выносливые к недостатку света: Lagenandra (лагенандра) Acorus (Акорус) Anubias (анубиасы), Saururus (заурурус) Spathiphyllum (сатифилиум) Cryptocaryne (Криптокарина) Sagittaria (сагитария) Marsilea (марсилея) и др. - дополнительное освещение требуется только в достаточно облачные дни и вечерние часы (500-800 лк).
Большое значение в жизни растений имеет продолжительность освещения в течение суток. Установлено, что для накопления органических веществ в процессе фотосинтеза растениям необходимо некоторое количество дневной радиации. Для летнего времени необходимо более 14 часов, для зимней - не более 3 часов. В условиях теплицы или оранжереи, аквариума или террариума этот градиент еще меньше. Поэтому, используя источники искусственного освещения с большим количеством инфракрасных лучей, надо быть осторожным и следить за высотой их установки. Нарушение правил их размещения приводит к аномалиям физиологической функции листьев растений и перегрева. Свет на растение должен падать сверху, тогда поглощения будет на 10% больше. Сами лампы должны соответствовать техническим стандартам: не давать большого количества тепла, иметь необходимый спектральный состав излучения, быть экономически выгодным.
Интересно, что водные растения на свету самостоятельно себя обогревают и охлаждают. На теплоотдачу и транспирацию расходуется 90 - 96 % лучистой энергии, фотосинтез - 1-5% и только незначительное количество идет на процессы роста. Кроме того, следует помнить, что температурный градиент листьев у водных растений невелик. Листья всегда теплее воздуха.
На водные и прибрежно-водные растения наиболее активно влияют красные лучи, которые дают лампы накаливания, люминесцентные, ртутные, неоново-натриевые. Следует отметить, что для создания оптимальных условий освещения растений необходимо определить продолжительность искусственно создаваемого светового дня, освещенность помещения, количество дополнительного света, оптимальную высоту расположения источников искусственного освещения.
Все водные растения (в широком смысле этого слова ) - анаэробные организмы, которые для своей жизни и развития требуют большого количества молекулярного кислорода. В водной среде его в десятки раз меньше, чем в наземных условиях. Это связано с тем, что вода как жидкость вытесняет кислород, ухудшая тем самым кислородный обмен водных организмов. В теплых водоемах тропических зон состав газов становится еще хуже, дефицит кислорода составляет от 60 до 100%. Анаэробные условия способствуют переходу окислительных реакций в восстановительные, что в свою очередь сочетается с накоплением нитратов, сульфидов, токсичных газов (сероводород, метан), закиси азота, железа, марганца. Создаются условия для процессов, которые замедляют разложение органических веществ и их накопления. А это еще больше уменьшает накопление кислорода. Поэтому водные растения в процессе эволюции выработали ряд морфоанатомических и физиологических адаптаций, которые компенсируют недостаток кислорода. Важным приспособлением растений переувлажненных территорий для осуществления газообмена с внешней средой является наличие хорошо развитой воздухоносной ткани - аэренхимы, которая составляет почти половину структуры стеблей. Это - огромные полости в стеблях, в центральных частях корней. Скорость обмена кислорода в корнях в 2-3 раза больше, чем в листьях.
Дыхание водных и прибрежно-водных растений зависит как от света, так и от кислорода. Поэтому эту зависимость мы рассматриваем в комплексе. Свет обусловливает не только дыхание, но и образование молекулярного кислорода. Поэтому оно обеспечивает нормальный процесс дыхания, особенно у гидрофитов. Но эта группа растений настолько приспособилась к условиям водной среды, а ее адаптационные возможности настолько высоки, что в них четко выражена сезонная динамика дыхания. В течение зимних месяцев количество кислорода в корневищах, клубнях, столонах водорослей уменьшается, потому что в это время их рост замедляется и кислород используется рационально. Весной восстанавливаются биохимические процессы растительного организма, закодированные в генотипе растения. Поэтому увеличивается потребность в кислороде, необходимого для жизненно важного процесса дыхания. Еще большую потребность в этом растения чувствуют летом. Поэтому нужно обеспечить дополнительную поставку им кислорода. Это можно сделать как с помощью электрокомпрессоров различного типа, так и естественным путем, подсаживая растения родов Najas (наяда), Elodea (элодея), которые активно насыщают воду кислородом. Если эти растения чрезмерно разрастаются, часть их удаляют со временем.
Довольно часто в практике садоводов-любителей встречается такое явление, как известняковый налет на поверхности листьев гидрофитов. Появление его обусловлено недостаточным количеством угольной кислоты в воде и избытком бикарбонатов. Налет на листьях у водных растений может привести к их гибели. Этому можно помочь, положив в водоем кусочек сухого льда, который, растворившись, насыщает воду угольной кислотой.
