Jsme největší eshop s akvaristikou v ČR a SK!

Diana Walstad o substrátech

V kategorii: Vše o akvarijních substrátech

Diana L. Walstad se narodila v roce 1945 do rodiny akvaristů. Na vysoké škole vystudovala obor mikrobiologie a následně pracovala jako výzkumný pracovník v několika medicínských oblastech. Od roku 1988 se soustavně věnuje akvaristice. Jako inspirace pro použití výživného substrátu v akváriu jí byl článek od Dorothy Reimer, která jako první popisovala velkolepý úspěch s pěstováním rostlin při použití substrátu do květináčů (angl. potting soil). V roce 1991 se pokusila publikovat první článek o "své metodě" v akvaristickém časopise, což jí bylo vehementně zamítnuto. Díky této zkušenosti se od té doby zaměřila na publikování striktně vědeckých poznatků. Velkou inspirací jí byla také kniha "Limnology" od Roberta Wetzela. Po pečlivém studiu více než 800 publikací se rozhodla poskládat všechny své dosavadní znalosti do knihy s názvem Ecology of the Planted Aquarium*, která byla poprvé vydána v roce 1999.

* WALSTAD, Diana L. Ecology of the planted aquarium: a practical manual and scientific treatise for the home aquarist. 2nd ed. Chapel Hill, NC: Echinodorus Pub, 2003. ISBN 09-673-7731-5.

Abstrakt

Moje metoda přístupu k přírodním rostlinným akváriím imituje cyklus živin v přírodě. Díky recyklaci odpadních látek rostlinami jsou ryby v dobré kondici. Naoplátku ryby v kombinaci s obyčejnou zeminou (angl. soil) poskytují živiny, které rostliny potřebují. Vodní rostliny mohou hrát v akváriu důležitou roli. Rostliny například drží na uzdě řasy, odčerpávají toxický amoniak a prokysličují substrát. Rostliny omezují potřebu provádění častých výměn vody a čištění štěrkopískového substrátu (odkalování dna), a pomáhají udržet ryby v dobré kondici.

Nicméně řada obvyklých akvarijních praktik (velmi časté čištění, používání výhradně štěrkopískových substrátů, vehementní provzdušňování apod.) brání rostlinám v dobrém růstu. Proto má spousta akvaristů problémy s pěstováním rostlin. Neoceňují roli, jakou mají rozkladné procesy u rostlin při tvorbě živin a CO2, a často tak svá akvária udržují v přílišné čistotě. Nechápou důležitost zásobního substrátu (angl. soil) v nádrži, a proto se snaží pěstovat rostliny v čistém štěrku/písku. V podstatě nerozumí interakci mezi bakteriemi, zásobním substrátem, rybami a rostlinami.

Používání mé metody bez porozumění těmto interakcím může vést k problémům. Někteří akvaristé například používají ve svých nádržích zásobní substrát, čímž se snaží napodobit mojí metodu. Jelikož však nerozumí chemickým procesům, které v substrátu probíhají, mívají vrstvu zásobního substrátu příliš tlustou. Rostliny pak odumírají a nastupují řasy. Tito akvaristé nechápou, že zásobní substrát je pro dobrý růst rostlin velmi důležitý, ovšem vrstva, která je příliš tlustá, se může stát kriticky anaerobní a zadusit kořeny rostlin. Nechápou, že nově založené nádrže procházejí dočasným obdobím nestability substrátu, které si žádá časté výměny vody. Přestože jsem se tohle všechno snažila pečlivě vysvětlit ve své knize, někteří lidé se mojí metodu snaží slepě napodobit, aniž by si tuto knihu nejprve přečetli a dozvěděli se něco o akvarijní ekologii.

Skladba sedimentů

Pokud jako substrát v akváriu použijete výhradně jen propraný štěrkopísek, téměř jistě se při pěstování rostin setkáte sneúspěchem.

Půda (suchozemská) a sediment (vodní) se skládá z: (1) minerálních částic, (2) organických látek, (3)vysrážených anorganických látek, a (4) mikroorganismů.

(1) Minerální částice = čtyři nejběžnější prvky zemské kůry (kyslík, křemík, hliník a železo) tvoří minerální "páteř" (písek, bahno a jíl) všech půd. Písek, bahno a jíl se odlišují nejen co do velikosti, ale i složení. Písek je v podstatě rozdrcený křemen (oxid křemičitý, SiO2). Bahno může být buď kamenný prach nebo jílové agregáty. Jíl se na druhou stranu skládá z drobných vrstviček (AlO)2SiO3.

(2) Organické látky mají biologický původ (řasy, bakterie, rostliny, odumřelé listy a ryby). I když mohou organické látky tvořit přibližně asi jen 2% hmotnosti půdy, pokrývají 90% povrchu půdních částic. Organické látky se nakonec rozloží na "humus", který má řadu negativních nábojů, které přitahují a váží kationty živin jako Fe3+ a Cu2+. Negativní náboj humusu = schopnost vázat živiny. Humus tvoří až 60-80% organické hmoty suchozemských půd a asi 25% veškeré organické hmoty v jezerních sedimentech. Je ku prospěchu rostlinám, protože jsou díky němu živiny v půdním roztoku dostupnější a navíc chrání kořeny rostlin před toxickými účinky těžkých kovů.

(3) Vysrážené anorganické látky mají svůj původ v organismech, jako jsou schránky rozsivek z křemičitanu vápenatého. V akváriích se také mohou usazovat nerozpustné sloučeniny FePO4, Ca3(PO4)2 a CaCO3.

(4) Mikroorganismy se zabydlují na povrchu substrátu. Akvarijní substráty obsahují nejen bakterie, ale i prvoky, houby, řasy a kvasinky. Mikroorganismy žijí v hustě osídlených koloniích přichycených k částicím substrátu. Nicméně mikrobiální osídlení zrnek písku je v porovnání s porézními částicemi substrátu (jíl a humus) ve skutečnosti spíše řídké. Kromě toho dává většina bakterií přednost organickým částicím před pískem, přestože mohou tyto organické částice představovat jen zlomek dostupného povrchu k osídlení. Převážná většina bakterií se tedy nachází v jílu a organické hmotě (nikoli bahnu/kalu nebo písku).

Vlastnosti sedimentů

Půdní částice, obzvláště jíl, jsou neustále negativně nabity. A protože je vnitřek negativně nabitý, vnější "obal" půdních částic přitahuje a váže kationty, včetně důležitých rostlinných živin jako Ca2+, NH4+, Mg2+ a K+. [Kationty jsou atomy nebo molekuly s kladným nábojem.] Jíl má 10.000x větší povrch než písek, což dává jílu mnohem větší kapacitu vázat rostlinné živiny než u písku. Proto ke schopnosti vázat na sebe živiny významně přispívá pouze jíl a humus, nikoli písek nebo bahno/kal (angl. silt). Díky schopnosti půdy vázat kationty jsou živiny uchovávány v substrátu a neuvolňují se do vody. Půdní částice umí vázat také negativně nabité částice - "anionty", např. fosfáty. [To proto, že tyto anionty jsou přitahovány ke kationtům navázaným na půdní částice.] Fosfáty se tak snadno navazují na oxidy železa nebo mohou zreagovat i přímo se železem. Pokud vzorek půdy protřepete s koncentrovaným roztokem fosforečnanů, půda tyto fosforečnany z vody odstraní. Proto sedimenty obsahují obvykle mnohem větší koncentraci fosforečnanů než nadložní voda. V sedimentu tak může být i 25.000x více fosforu než v nadložní vodě. (Živiny, které jsou navázané na huminové látky a organické kyseliny jsou mnohem dostupnější pro rostliny, než kdyby byly uzamčeny ve sloučeninách oxidů kovů.) Živiny jako fosforečnany, měď, molybden a zinek jsou často zablokovány ve sloučeninách oxidů kovů. Rostliny mohou tyto sloučeniny odblokovat běžným kořenovým dýcháním. To znamená, že CO2uvolňované z konečků kořenů rostlin při dýchání okyseluje půdní roztok, který pak pomalu rozpouští tyto sloučeniny. Rostlinné kořeny také aktivně uvolňují organické kyseliny, které pomáhají rozpouštět živiny jako železo a fosforečnany.

Při diskuzích ohledně úrodnosti nebo toxicitě substrátů se často mluví o tom, jak "aerobní" nebo "anaerobní" tyto substráty jsou. Substrát se spoustou čerstvé organické hmoty a neutrálním pH podporuje bakteriální aktivitu a uvolňování elektronů. Takovýto substrát v sobě akumuluje elektrony a proto má sníženou kapacitu přijímat nové elektrony. Naproti tomu písečný substrát s menším množstvím organické hmoty bude v sobě akumulovat méně elektronů, a proto bude mít větší kapacitu přijímat nové elektrony. Přestože oba substráty mohou být chudé na kyslík, organický substrát bude mít pravděpodobně mnohem nižší "Redox" než písečný substrát.

Sedimenty s vysokým Redoxem nejsou ideální. Naproti tomu v substrátu s příliš nízkým Redoxem (pod -100mV) se rostlinám také nebude moc dařit. V takových podmínkách budou kořeny nuceny používat k získání energie velmi neúčinný proces fermentace, a kromě toho pak může do hry vstupovat i toxický syrovodík (H2S = sulfan) a těžké kovy. Optimální pro rostliny je tedy Redox v rozmezí +70 až +120mV.

Pokud jde o pH sedimentu, je pro rostliny ideální hodnotou pH 6.6, což představuje rovnováhu mezi dostupností živin a toxicitou kovů.

Sedimenty vhodné pro růst vodních rostlin

Četné výzkumy opakovaně potvrdily, že se vodním rostlinám daří mnohem lépe v sedimentu či půdním substrátu (angl. soil) než v písku. Akvarijní botanikové mohou používat jemnozrnné inorganické sedimenty obsahující převážně kal (angl. silt) nebo suchozemskou zeminu bohatou na organické látky. Při pokusu se 6 druhy vodních rostlin bylo zjištěno, že tyto rostliny rostou 2-7x rychleji ve směsi písku, zahradnické zeminy a humusu [angl. leaf mould] (smícháno ve stejném poměru) než v čistém písku. Obecně tedy platí, že se vodním rostlinám daří lépe v různých druzích jílovitých nebo hlinitopísčitých půd s určitým podílem organických látek. Mezi jednotlivými druhy těchto jílovitých/hlinitopísčitých půd už pak příliš velký rozdíl není (jinými slovy, na konkrétním typu jílovité/hnilitopísčité půdy už pak příliš nezáleží => rostliny rostou dobře ve všech typech). Ve většině případů se navíc ukázalo hnojení substrátů* jako spíše škodlivé nebo bez užitku. K nejlepšímu růstu u rostlin (v akvarijních podmínkách) často docházelo nikoli v nejúrodnějším půdním substrátu, ale v substrátu, který byl nejméně toxický.

* Poznámka: Při pokusech se používala hnojiva obsahující (NH4)2SO4, při jehož bakteriálním rozkladu vzniká toxický syrovodík (H2S). V případě použití "bezpečnějšího" zdroje dusíkatých látek (např. hnojiva Osmocote s postupným uvolňováním živin) se dají předpokládat spíše pozitivní účinky obohacování substrátu o živiny.

Účinek vodních rostlin na substráty

Kořeny mají obrovský vliv na ekologii sedimentu - díky uvolnování kyslíku z kořenů stimulují činnost užitečných bakterií (recyklaci živin a toxinů). Kolem kořenů rostlin se zdržuje mnohem více bakterií než v jiných částech substrátu. Bez normálního uvolňování kyslíku a organických sloučenin prostřednictvím kořenů vodních rostlin by se mohla stát ze substrátu velmi snadno "mrtvá zóna".

Substráty v akváriích

Nádrže výhradně jen se štěrkopískovými substráty jsou pro pěstování akvarijních rostlin naprosto nevhodné. Jelikož rostliny dobře nerostou, písek je třeba odkalovat a nastupují řasy.

Při rozkladu organické hmoty se navíc uvolňuje CO2, které rostliny obzvláště v nové nádrži naléhavě potřebují. Substrát do květináčů (angl. potting soil) s množstvím organické hmoty je obvykle zdrojem značného množství CO2. Vhodnou volbou pro podkladovou vrstvu je jak květináčový, tak i zahradní substrát, přičemž květináčové substráty jsou (zdá se) poněkud vhodnější. Je možné, že je to díky tomu, že zahradní substráty bývají díky obsahu jílu bohatší na železo, které se pak může v akváriu uvolňovat do vody a stimulovat tak řasy. Naproti tomu květináčové substráty nemusejí být ideální v kombinaci s měkkou vodou, protože budou chudší na některé živiny, které tam bude potřeba periodicky dodávat (především Ca, Mg a K). Pro nádrže s měkkou vodou tedy může být zahradní substrát vhodnější než květináčový substrát.

Postup při kladení substrátu

Dno nádrže překryjeme vrstvou suché zeminy (angl. soil) o tloušťce 2.5 až 4 cm. Tuto spodní vrstvu pak překryjeme 2.5cm vrstvou štěrkopísku (angl. gravel), tak aby celková výška substrátu byla přibližně 6 cm. Do nádrže nalijeme vodu, tak aby byl substrát kompletně poneřený (cca 7cm sloupec vody nad substrátem), a takto ho necháme přes noc. Následující den je možné nádrž osázet rostlinami, případně přisypat ještě trochu štěrkopísku.

Obohacení substrátu

Vhodným vylepšením substrátu může být dobře rozložená organická hmota (např. kuchyňský kompost), protože má narozdíl od rašeliníku relativně neutrální pH. Tento kompost můžeme při zakládání nádrže smíchat se zeminou (květináčovým/zahradním substrátem). Do zeminy není příliš vhodné přidávat čerstvý organický materiál (např. hnůj), rašeliník (kvůli příliš kyselému pH = nebezpečí uvolnění toxických těžkých kovů), ani anorganická hnojiva (ta se mohou stát ve vodním prostředí snadno toxickými => bakterie mohou přeměnit některé chymikálie na toxické látky [např. (NH4)2SO4 na syrovodík]). Použití lateritu je vhodné spíše pro "high-tech" nádrže s přidáváním CO2, cirkulací vody v substrátu a přihnojováním makro- a mikroprvky.

Postupná degradace substrátu

Substráty bez zakořeněných rostlin (případně bez půdního filtru) postupem času degradují. Jak se v nich bude postupem času hromadit organický materiál a budou se tak stávat stále více anaerobní, začnou uvolňovat nebezpečné toxiny. Naproti tomu akváriím se zásobními substráty a zakořeněnými rostlinami se může dařit neomezeně dlouho bez jakékoli údržby (např. hloubkového odkalování).

 

Autor článku: Marcel