ReefCentral.ru для iOS
Бесплатный Tapatalk для ReefCentral.ru
Использование микроэлементов в морских аквариумах
18.02.2017
Разделы: Химия
Майкл Палетта

Микроэлементы
Когда-то давно в рекламе одна песня заканчивалась словами: «потому что мелочи очень важны». Как все мы, аквариумисты, прекрасно знаем, подобное утверждение абсолютно справедливо. И неважно, занимаетесь ли вы какими-либо мелочами, чтобы ваш аквариум из хорошего стал просто отличным, или следите за малейшими изменениями в системе, сигнализирующими о возможных проблемах, - в рифовой аквариумистике «мелочи» играют важную роль.

Один из аспектов, о котором до сих пор ведутся дискуссии, - микроэлементы, точнее, вопрос о том, стоит ли добавлять их в аквариум (потому что можно решить проблему при помощи подмен воды), а также о том, какие микроэлементы необходимо добавлять и в каком количестве. Те из нас, кто использует добавки, верят, что стараются максимально приблизить химический состав воды в аквариуме к натуральной морской воде.

Кроме того, мы верим, что добавки способствуют быстрому росту и красивой окраске. К сожалению, из того, что мне удалось найти, проводилось совсем немного научных исследований, чтобы проверить, насколько верным является такой подход. Согласно определению, микроэлементы присутствуют в столь малом количестве, что в большинстве систем сложно даже измерить их содержание. Самое лучшее определение этим элементам было дано Споттом (1979), который описал микроэлементы как элементы, которые не оказывают влияния на соленость морской воды.

coral-growth-2.jpg
Использование микроэлементов может способствовать или не оказывать никакого воздействия
на рост здоровых и ярких кораллов, таких как представленные на снимке. 

Микроэлемены составляют .01% морской воды не рассматривая хлор, натрий, серу, магний, кальций, калий, бром, бор, фтор и стронций. Концентрация микроэлементов составляет менее 1.0 мг/л.

Любопытный момент: читая материалы на тему содержания элементов и микроэлементов в морской воде и их биологических функциях, я не нашел раздела, включающего элементы, которые большинство из нас считает наиболее распространенными в окружающей среде, в частности, кислород, азот, углерод и фосфаты. Они не были классифицированы ни как основные элементы, ни как микроэлементы, несмотря на их роль в биологических процессах. Поэтому дискуссию об этих элементах мы оставим на будущее.

Что такое микроэлементы
В морской воде присутствует, как минимум, 24 элемента, которые классифицированы как микроэлементы, в том числе, золото, серебро, уран, вольфрам, свинец и мышьяк. Но, согласно имеющимся данным, ни один из этих элементов, также как и большинство других, не оказывает значительного влияния на биологические процессы животных, которых мы держим в своих аквариумах.

Нас интересуют основные микроэлементы, которые, согласно имеющимся данным, играют ключевую роль в биологических процессах животных, обитающих в наших системах. Ключевыми микроэлементами для наших животных являются йод, молибден, ванадий, никель, медь, кобальт, марганец, железо, селен и цинк.

red-sea-elements-1.jpg
Одна из многих коммерческих добавок с микроэлементами.
На фото продемонстрировано, какие цвета в окраске поддерживают микроэлементы. 

Перед тем, как рассказать о влиянии каждого из перечисленных элементов, хотел бы отметить, что, несмотря на стабильность химического состава океана и продолжительность этой стабильности, концентрация микроэлементов, несмотря на относительно низкие показатели, существенно отличается, и эти отличия обусловлены несколькими факторами.

Концентрация может отличаться на различной глубине или на разных участках рифа, а также в разных океанах и даже у разных рифов в одном и том же океане (Spotte, 1979, Craggs pers comm). Различия в концентрации нельзя назвать небольшими, потому что в отношении некоторых элементов речь идет о разнице от 100 до 500% (Rejomon, 2007).

Концентрация микроэлементов
Подобное непостоянство, безусловно, стало причиной дебатов о том, какая концентрация является оптимальной и как она влияет на биологические процессы, но существует еще одна причина, объясняющая, почему так сложно определить правильную концентрацию микроэлементов. Как уже отмечалось выше, концентрация всех микроэлементов очень низкая, так, уровень содержания железа, селена и марганца – примерно 0.0000002 г/л (Spotte, 1979).

В связи со столь ультра-низкой концентрацией, проверка содержания этих элементов при помощи любительских тестов была не самым надежным способом оценки их концентрации на протяжении всего времени существования аквариумистики. Поэтому, до недавнего времени, в лучшем случае, были лишь догадки или предположения о высоком или низком содержании этих элементов в аквариуме. По-моему, оценка уровня содержания этих микроэлементов перешла на радикально новый уровень благодаря широкому распространению ICP (Triton) тестов.

triton-test-results.png
Пример использования Triton в тестировании параметров воды.
Это существенный шаг вперед в плане измерения концентрации большинства элементов, но, в особенности, микроэлементов. 

Данный тест дает возможность получить хотя бы относительное представление о концентрации микроэлементов в аквариуме в любой момент времени и заметить какие-либо изменения с течением времени. Это позволяет мне увидеть, происходят ли (и какие) изменения при изменении концентрации этих микроэлементов.

Я не считаю, что проводил тесты достаточно часто; кроме того, я не заметил каких-либо существенных изменений, чтобы утверждать, что при изменении концентрации элемента X до уровня Y происходит нечто, но, по крайней мере, в моем распоряжении – исходные данные, опираясь на которые можно что-то делать.

Баланс микроэлементов
Должен также отметить, что я не стремился и не пробовал манипулировать микроэлементами по отдельности, потому что, также как и большинство из нас, я использовал комплексные добавки из нескольких микроэлементов. И хотя, возможно, это не самый лучший способ поддержания оптимальной концентрации микроэлементов, до недавнего времени это был единственный простой способ добавления большинства микроэлементов в аквариум. Кроме того, по меньшей мере, по двум причинам это был не самый лучший способ добавлять микроэлементы в систему.

Во-первых, каждый микроэлемент потребляется с разной скоростью. Следовательно, когда вы добавляете все элементы в систему в соответствии с рекомендацией производителя, предполагается, скорость потребления всех элементов будет соответствовать режиму использования добавки. В большинстве случаев, скорее всего, вреда не будет; однако, следует отметить, что существует двойственность функций некоторых микроэлементов, когда в одной концентрации они оказывают положительное воздействие, а в другой – могут оказаться токсичными.

coral-growth-3.jpg
Использование микроэлементов может способствовать или не оказывать воздействия на выращивание таких красивых кораллов. 

Самый яркий пример – медь. В обычной морской воде концентрация меди в 0.0000005г/л (.5 мкг/л) является критическим показателем для некоторых ферментов (энзимов), необходимых для разрушения некоторых отходов, а также ключевым компонентом для растений для завершения процесса фотосинтеза, а также медь присутствует в крови и других пигментах. Но если концентрацию меди немного увеличить, в четыре раза, до 20 мкг/л, со временем она становится токсичной для большинства беспозвоночных, включая большинство кораллов, которые мы обычно держим в аквариумах.

В связи с этим большинство аквариумистов в курсе, что нежелательно бороться с заболеваниями в рифовой системе, где обитают беспозвоночные, при помощи меди. Если ближе к теме, то это лишнее подтверждение того, что нам необходимо внимательно относиться к тому, чтобы медь не попадала в аквариум другими способами, в частности, из труб или неправильно изолированных проводов. Поэтому, несмотря на тот факт, что медь является важным микроэлементом, она не входит в число тех элементов, которые я регулярно добавляю в систему.

Железо
Еще один элемент, который приходит в голову, когда мы задумываемся о металлах, но при этом он является важным микроэлементом, - это железо. Данный элемент является основополагающим для протекания важных биологических процессов, включая транспорт кислорода в крови наших рыб, световые реакции в водорослях (включая зооксантеллы), а также функции ферментов, участвующих в нитрификации. Однако, в отличие от меди, железо не накапливается, а, скорее, быстрее осаждается, если добавлять его в щелочную воду, или же оно быстро удаляется скиммером.

trace-elements-2.jpg
Железо может попадать в систему из-за ржавчины, как в случае с данным магнитом. 

Также как в случае с медью, негативное воздействие железа обычно не связано с передозировкой, скорее, его необходимо добавлять в случае, если установлено, уровень содержания нитратов и фосфатов очень низкий. В противном случае, высокое содержание железа в сочетании с высокой концентрацией нитратов и фосфатов способно привести к резкому росту водорослей, с которыми сложно бороться, даже если прекратить использование железосодержащих добавок. В связи с этим, железо или микроэлементы, содержащие железо, необходимо использовать часто и в небольшом количестве и только после определения и поддержания концентрации питательных веществ на низком уровне.

Йод
Также как и железо, йод – быстро осаждающийся (выпадающий в осадок) элемент, поэтому добавлять его следует регулярно, в небольшом количестве. В моем случае, это был первый микроэлемент, который я добавляю регулярно уже в течение 30 лет. Также как и с железом, основная биологическая функция йода – способствовать росту растений и, возможно, губок. Йод был также обнаружен в телах горгонарий и некоторых жестких кораллов, но до настоящего времени неизвестно, какую функцию выполняет йод для этих животных.

В течение многих лет, и, в особенности, на заре аквариумистики, йод также ассоциировался с уменьшением бактериальной нагрузки, которая является стрессовым фактором для кораллов; кроме того, йод выступает в роли антисептика для отдельных кораллов и способен защищать их от обесцвечивания (Fossa and Nilsen 2001). Два последних утверждения сложно проверить или подтвердить в связи с тем, что йод очень быстро «нейтрализуется» в морской воде, а некоторые заявления построены лишь на отдельных наблюдениях.

iodine-for-aquariums.jpg
Распространенная добавка раствора Люголя. 

Некоторые подобные утверждения связаны с известными антибактериальными свойствами раствора Люголя, который на протяжении многих лет использовался для «очищения» новых кораллов или в карантинных аквариумах для уменьшения бактериальной нагрузки. В середине 1990-х годов, когда во многих аквариумах были случаи быстрого некроза тканей (RTN, rapid tissue necrosis) из-за поставок кораллов в состоянии стресса с Фиджи, распространенной рекомендацией для лечения или замедления процесса было понижение температуры в аквариуме до 23.3 градусов Цельсия (74F) и регулярное применение раствора Люголя.

Должен признать, что в моем случае это сработало. Тем не менее, я не могу утверждать наверняка, что именно раствор Люголя или простое снижение температуры в аквариуме уменьшило стресс и позволило защитным механизмам кораллов бороться с бактериями, ставшими причиной возникновения проблемы. Как я уже говорил, я применяю разбавленный раствор Люголя с того времени, когда начал держать кораллы. Поскольку я использую его уже довольно долго, мне кажется, что польза от него действительно есть, если добавлять регулярно в небольшом количестве.

Однако, должен также отметить, что в случае передозировки йод способен обесцветить аквариум. Во время одной из давних встреч в Торонто, я рассказывал, что я дозирую и в каком количестве. Одному из слушателей понравилось, как выглядели мои аквариумы и то, что я дозирую, поэтому он решил, что если количество раствора Люголя Х оказывало положительное воздействие, то, если удвоить его, будет еще лучше. Он начал дозировать большее количество.

Нет необходимости говорить, что спустя несколько часов после добавления йода, он увидел, как его ранее здоровый аквариум полностью обесцветился. Так что, пожалуйста, всегда помните об этом, когда имеете дело с раствором Люголя или любым другим микроэлементом, начинайте с использования половины (или еще меньше) от рекомендуемой производителем дозы.

Молибден и цинк
Два последних микроэлемента, вместе со стронцием, - это микроэлементы, которые я добавляю в свои аквариумы с того момента, как завел кораллы. Были периоды, когда я не добавлял эти элементы. В результате наблюдения за аквариумом в обеих ситуациях я уверен, что мой аквариум чувствует себя лучше, если добавлять эти элементы.

С учетом всего сказанного, я не совсем уверен, что добавление остальных микроэлементов оказывало существенное воздействие. Остальные микроэлементы дозировались в виде различных коммерческих смешанных добавок, соответственно, было сложно определить, насколько они эффективны, потому что приходилось полагаться на слова производителей о содержимом бутылок.

Первый из используемых в подобных комплексных добавках микроэлемент - молибден. Данный элемент настойчиво рекламируется как участвующий в реакциях растений, а также в превращении нитратов в газообразный азот вследствие присутствия этого элемента в ферментах. Кроме того, имеются сведения, что молибден участвует в выработке сине-зеленых водорослей.

triton-elements-zinc.jpg
 Сейчас, благодаря Triton можно добавлять конкретный микроэлемент, если уровень его содержания в аквариуме слишком низкий. 

Следующий по важности из микроэлементов, по крайней мере, для меня - цинк. Цинк играет ключевую роль в передаче генетической информации и производстве белка. Имеются отдельные сведения, что добавление цинка существенно увеличивает темп роста некоторых жестких кораллов. Я пока что не проверял эти данные, но недавно купил цинк, чтобы посмотреть, действительно ли его применение ускорит рост.

Еще один металл, продемонстрировавший свое воздействие на рост водорослей – ванадий. Хотя еще любопытнее его предполагаемая роль в качестве необходимого элемента при выращивании асцидий. Когда у меня появились асцидии (довольно случайно), я старался использовать в аквариуме, где они обитали, добавки, содержащие приличное количество ванадия.

Благодаря использованию этого элемента некоторые экземпляры жили более 6 месяцев и даже размножались. Однако со временем, несмотря на приложенные усилия, эти животные исчезли буквально за одну ночь, несмотря на добавки; так что, сложно говорить о ключевой роли ванадия для асцидий.

coral-growth.jpg
До сих пор остается под вопросом, действительно ли окраска кораллов становится ярче при регулярной добавке микроэлементов. 

Еще один микроэлемент, играющий важную роль в фотосинтезе, - марганец. Также как и другие микроэлементы, участвующие в фотосинтезе, марганец необходим нам не столько для выращивания морских водорослей, сколько для поддержания здоровья зооксантелл.

Два последних микроэлемента, которые встречаются в большинстве добавок, но в отношении функций которых информации очень мало, - селен и кобальт. Судя по всему, селен способствует защите кораллов от негативного воздействия кислорода, а кобальт присутствует в некоторых важных витаминах и, возможно, является важным кофактором для стимуляции их выработки.

Насколько необходимы добавки микроэлементов
Несмотря на то, что в отношении своих систем я придерживаюсь позиции поддержания аквариумной воды, максимально приближенной по составу к натуральной морской воде, я не уверен, что использование микроэлементов в виде различных готовых смешанных добавок оказывает значительное воздействие на рост и окраску моих кораллов. В результате моего собственного, 9-месячного ненаучного исследования, регулярное использование или неиспользование микроэлементов не оказало никакого существенного влияния. Однако, должен признать, что, возможно, это больше связано с возрастом и схемой обслуживания моего аквариума, чем с использованием микроэлементов.

Поскольку еженедельно я провожу 8%-ые подмены воды, уже только этого вполне достаточно, чтобы обеспечить кораллы всеми необходимыми микроэлементами. Также как и тот факт, что аквариуму уже более 5 лет, поэтому достаточное количество этих элементов могло накопиться на камнях и в органическом осадке, поэтому, если вдруг в системе обнаружился недостаток микроэлементов, они могут постепенно вымываться из осадка.

И наоборот, мощный скиммер, установленный в аквариуме, способен удалять значительное количество микроэлементов, возможно, поэтому добавки не оказали существенного влияния. В результате, я больше не добавляю в свои системы микроэлементы на регулярной основе. Однако, если я замечу, что они необходимы и без использования добавок разница будет существенной, возможно, я изменю свой подход. Если бы я решил дозировать микроэлементы, я бы начал с минимальной дозы, рекомендуемой производителем, а затем корректировал.

iron-trace-element.jpg
Железосодержащая добавка, которую, как и все остальные железосодержащие добавки, следует использовать только при низком уровне содержания нитратов и фосфатов. 

Я продолжу дозировать железо и йод, если как и раньше, когда я использовал эти элементы, не будет никаких негативных последствий. Точно также я пересмотрю свою позицию, если мои тесты Triton со временем продемонстрируют снижение показателей. Но пока что никаких изменений.

Возможно, для кого-то добавление микроэлементов кажется решающим фактором для процветания кораллов, но лично я хотел бы узнать больше о функциях микроэлементов в наших аквариумах и их оптимальной концентрации, чтобы убедиться в их необходимости.


Первоисточник: reefbuilders.com          
Переведено специально для ReefCentral.ru          
Если вы увидели этот материал на другом сайте - значит, он был украден.          
Просим сообщать о замеченных фактах на info@reefcentral.ru     

Количество показов статьи: 6577