Освещение

Освещение имеет большое значение для жизни аквариума и его обитателей. Велико влияние света на жизнедеятельность микроорганизмов, населяющих толщу воды и обеспечивающих переработку органических и минеральных веществ. Свет позволяет рыбам ориентироваться в пространстве, находить корм, особей своего вида и противоположного пола; только при наличии света можно наблюдать рыб, да и сами рыбы принимают полную окраску только при достаточном освещении. Освещенный аквариум является декоративным элементом интерьера. Особенно велико влияние света на водную растительность.

Для аквариумиста важны три характеристики освещения:

во-первых - это яркость, вернее сила света;

во-вторых - длительность;

в-третьих - спектральный состав.

Освещенность — величина, характеризующая силу падающего света на единицу площади поверхности воды. Освещенность влияет на интенсивность роста аквариумных растений, измеряется в люксах. Один люкс (лк) соответствует освещенности, создаваемой световым потоком в 1 люмен на площади в 1 м ² В природе освещенность открытой водной поверхности в солнечный день достигает 100000 лк. Водоемы, из которых происходит большинство обитателей аквариума, часто прикрыты деревьями, крупными кустарниками; поверхность воды бывает, затянута плавающей и поднимающейся со дна растительностью; кроме того, сама поверхность воды отражает часть света. Количество отраженного света зависит от угла падения световых лучей. Так, при отвесном падении света отражается 2% света. Проходящий в воду свет поглощается и рассеивается следующим образом: на глубине 1 м в чистой воде поглощается 36% красного, 23% оранжевого, 7% желтого, 1,6% зеленого и 0,5% синего света. В воде постоянно присутствуют растворенные вещества и взвешенные частицы, которые также поглощают свет. Все эти факторы приводят к тому, что освещенность, при которой существует большинство водных организмов, составляет от 5 до 5000 лк. В аквариуме практически мы можем создать освещенность до 5000 лк (на поверхности), поэтому надо следить за тем, чтобы не было слишком мало света.

Потребности различных растений в освещенности сильно различаются: придонным растениям бывает достаточно 100 лк, тогда как некоторые плавающие на поверхности воды виды требуют не менее 2000 лк.

Измерение освещенности лучше всего проводить люксометром, но для приближенной оценки можно воспользоваться фотоэкспонометром. Для этого замеряют экспозицию на зеркале, установленном под углом 45є, как показано на (рис. 1). Затем, пользуясь (табл. 1), определяют освещенность. В качестве косвенной характеристики освещенности можно использовать отношение мощности осветительных ламп в ваттах (Вт) к объему аквариума в литрах.

Таблица 1

Определение освещенности при помощи фотоэкспонометра

Определение освещенности с помощью фотоэкспонометра:

1 — аквариум, 2 — осветители, 3 — грунт,

4 — зеркало, 5 — фотоэкспонометр

Длительность освещения в естественных природных условиях (длина светового дня) непостоянна, она зависит от времени года и от географической широты. Чем дальше от экватора, тем больше может быть разница между продолжительностью дня и ночи. Многие водные растения приспособили свой годовой цикл развития к сезонам: у них могут наступать периоды покоя, цветения, плодоношения, активного роста, а у некоторых видов — гибели или перехода в зимнюю спячку.

Растение определяет вид наступившего времени года по длине светового дня, точнее, как показали более поздние сведения, по длине темного периода. В аквариуме ситуация меняется: здесь длиной светового дня управляет человек и, если управлять этим процессом неправильно, можно получить неожиданные результаты.

Например, при увеличении продолжительности освещения у некоторых растений начнут образовываться плавающие или надводные листья, у других растений плавающие листья появятся при коротком световом дне. Для имитации длинного светового дня может быть достаточно кратковременного включения света в темное время или попадания в аквариум общего освещения в комнате или света, падающего из окна.

Для практического применения аквариумистам можно рекомендовать длину светового дня 10 — 12 часов. При такой длительности освещения большинство растений будет нормально развиваться, не давая плавающих и надводных листьев. В меньшей степени -длина светового дня воздействует на рыб, но следует помнить, что большинство аквариумных рыб происходит из тропической зоны и длина светового дня, т. е. Период активности дневных рыб, составляет примерно 12 часов (такова же и длительность тропической ночи). Таким образом, продолжительность освещения 12 часов в сутки соответствует естественным условиям жизни рыб и растений.

Многие водные растения на ночь сдвигают листья к центру розетки (криптокорины) или закрывают ими точку роста (гигрофилы, кабомбы). Вечером эти движения легко наблюдать около 21 ч в ярко освещенном аквариуме. Таким образом, растения показывают, что световой период фотосинтеза для них закончился, начался темновой. Суточная периодичность света и темноты, как мы помним, относится к первичным экологическим признакам, в темновой период в клетках растений происходит сложный процесс усвоения и переработки накопленного за световой период фотосинтеза углерода, поэтому чередование света и темноты для растений обязательно.

Обычно любители гидрофитов включают освещение, на 10 - 14 часов в сутки. Однако в каждом конкретном случае этот вопрос должен решаться индивидуально, так как искусственная подсветка зависит от многих показателей. Слишком короткий световой день приводит к дистрофии растений, из-за того, что они не успевают создать достаточного количества необходимых для своего роста веществ; у некоторых растений меняется характер роста.

Кроме того, накладывает свой отпечаток разная продолжительность светового дня в летнее и зимнее время. Отсюда, ясно, что рассчитывать только, на естественное освещение аквариумисту, не приходится.

Неправильно поступают те аквариумисты, которые включают освещение аквариума только в утренние и вечерние часы. Естественного освещения через окно для аквариума не хватает. По этой же причине не следует использовать фотореле для включения — выключения света в зависимости от освещенности на улице.

Искусственное освещение должно согласовываться с величиной естественного фонового освещения, которое зависит от размещения аквариума в комнате и ориентации окон. Лучше всего расположить аквариум у боковой стенки в непосредственной близости от окна. Южное, восточное и юго-восточное направление окон предпочтительно. Прямое солнечное освещение в течение 2 - 3 часов в день прекрасно влияет, на развитие растений и позволяет сократить время искусственного освещения до 6 - 8 часов в день.

Искусственное освещение, правильно подобранное, конечно, может заменить естественный свет. Тем не менее, при естественном освещении, даже слабом и кратковременном, растения окрашиваются ярче. Кроме того, естественное освещение позволяет сэкономить электроэнергию. Но следует иметь в виду, что дневного света, идущего от окна, для освещения аквариума, стоящего у боковой стенки, как правило, не хватает, если на аквариум, не попадает прямой солнечный свет. Дополнительная подсветка для такого аквариума необходима.

Есть еще одно важное обстоятельство, которое надо учитывать при создании искусственного освещения: свет обязательно должен падать сверху. Аквариум без верхней подсветки выглядит значительно менее эффективно.

Осветители должны быть изготовлены надежно, иметь хорошую электроизоляцию, их необходимо прочно укрепить, на аквариуме.

Особо надо остановиться, на осветителях для аквариумов, где содержатся крупные плавающие по поверхности воды растения или устроены террасы для болотных растений. Эти аквариумы должны иметь высокие колпаки, чтобы источники света были подняты над поверхностью воды, на 20 - 30 см. Такие колпаки целесообразно делать с прозрачной передней стенкой для удобства обзора поверхности воды. Источники света надо прикрывать отражателями, чтобы свет не попадал в глаза наблюдателю.

Как известно, свет обеспечивает фотосинтез зеленых растений. Поглотителем энергии света при этом служат разнообразные пигменты, среди которых фотосинтетически активен только хлорофилл. Остальные пигменты (например, хлорофилл б, бетта каротин) являются лишь переносчиками энергии света к хлорофиллу а. Спектры поглощения света у разных пигментов неодинаковы, что позволяет растениям наиболее полно использовать световую энергию. У низших растений (бурые, диатомовые, багрянковые и сине-зеленые водоросли) встречаются только им свойственные пигменты со своими спектрами поглощения. Например, фикоцианин и фикоэритрин сине-зеленых и красных водорослей поглощают световую энергию в зеленой и желтой областях спектра (рис. 4).

Таким образом, при подборе освещения надо, прежде всего, учесть спектральные характеристики источников света. Освещение лампами накаливания в большинстве случаев обеспечивает хороший рост растений. Конструкция светильников для ламп накаливания проста, однако значительная часть потребляемой этими лампами электроэнергии идет, на нагрев спирали и теряется в виде тепла. Более экономичны люминесцентные лампы, но и у них обедненный спектр излучения. Сравнивая спектр излучения люминесцентных ламп со спектром поглощения пигментов зеленых растений, нетрудно убедиться в их значительном несовпадении. В то же время пики поглощения пигментов сине-зеленых и красных водорослей совпадают с максимумом излучения люминесцентных ламп. Поэтому избыточное освещение аквариума люминесцентными лапами часто приводит к бурному развитию сине-зеленых водорослей, подавляющих рост других растений, а порой вызывающих даже отравление рыб.

Из используемых для общего освещения люминесцентных ламп по спектральному составу больше всего подходят лампы типа ЛБ (лампы белого цвета) и лампы типа ЛДЦ (лампы дневного света с улучшенной цветопередачей). Лампы ЛД несколько хуже, лампы же цветового свечения ЛК, ЛС, ЛР и другие следует использовать только для создания цветового эффекта.

Практика показывает, что оптимальным является смешанное освещение люминесцентными лампами и лампами накаливания

Каким же должен быть искусственный свет ?

Прежде всего, для каждого аквариума надо определить мощность осветителей.

В руководствах по акваристике существует много вариантов расчета мощности освещения. Исходя из практического опыта, рекомендую ориентироваться, на объем аквариума. Для определения мощности источников искусственного света надо рекомендуемую удельную мощность умножить, на объем аквариума, выраженный в литрах. Известно, что светоотдача люминесцентных ламп примерно в три раза больше, чем у ламп накаливания, при одинаковой мощности. Поэтому при использовании люминесцентных ламп на 1 л объема необходимо 0,4 - 0,5 Вт, а при освещении аквариума лампами накаливания требуется 1,2 - 1,5 Вт на 1 л объема.

На основании многолетнего опыта можно рекомендовать следующие мощности устанавливаемых осветительных приборов (для светильников люминесцентного освещения с отражателем):

• 0,1 - 0,3 Вт/л — для аквариума без растений;

• 0,2 - 0,4 Вт/л — для тенелюбивых рыб, в этом случае выбор растений ограничен (криптокорины аффинис, Бласса, кордата, Гриффита; папоротники болбитис и микрозориум, яванский мох; отдельные кусты эхинодорусов и сагиттарий);

• 0,3 - 6,5 Вт/л — для аквариума с небольшим количеством растений (аквариум тропического леса), при такой освещенности будет расти большинство аквариумных растений, но их рост замедлен, некоторые кусты вытягиваются к свету;

• 0,5 - 0,8 Вт/л — наиболее приемлемая освещенность для декоративного аквариума; в таких условиях прекрасно развиваются и принимают яркую окраску большинство растений; эта освещенность рекомендуется для создания декоративных интерьеров;

• свыше 0,8 Вт/л — освещенность для аквариума с высокой плотностью посадки растений (так называемый “голландский” аквариум).

Приведем пример. Если у вас имеется столитровый сосуд, то для создания декоративного аквариума общая мощность ламп должна составлять от 50 до 80 Вт.

Мощность освещения свыше 1,2 Вт/л приводит к значительному нагреву воды и применима лишь в специальных случаях. Приведенная в перечне мощность соответствует люминесцентным источникам освещения. Лампы накаливания той же мощности создают примерно втрое меньший световой поток.

Самый лучший вариант - это комбинированное освещение: сочетание ламп накаливания с люминесцентными лампами. На схеме показаны осветители для стандартных аквариумов объемом 100 и 200 л.

Мощность осветительных приборов

при смешанном освещении в зависимости от толщины слоя воды, Вт

Примечание: жирным шрифтом мощность ламп ЛБ; обычным шрифтом мощность ламп накаливания.

Мощность ламп накаливания в зависимости от толщины слоя воды, Вт

На схеме показаны осветители для стандартных аквариумов объемом 100 и 200 л. На схеме лампа ЛБУ-30 мощностью 30 Вт обеспечивая освещение 60 л, остальные 40 л освещают лампы накаливания 20 - 40 Вт. Освещение двухсотлитрового аквариума обеспечивают две лампы ЛБУ - 30 (примерно на 120 - 150 л) и две лампы накаливания по 40 - 60 Вт.

Предлагаемые схемы являются ориентировочными. Конструирование осветителей - дело творческое, конечно, если для освещения аквариума не используются готовые конструкции. Но в любом случае не следует забывать о том, что осветители должны иметь достаточную мощность и определенный спектральный состав света.

Соотношение ламп накаливания и люминесцентных ламп может быть различны, оно зависит от падающего, на аквариум естественного света. Предлагаемые схемы пригодны как для исключительно искусственного освещения, так и для досветки при естественном освещении. При солнечном достаточном освещении досвечивание вечером можно делать только экономичными люминесцентными лампами. Если аквариум размещается у окна в комнате, куда не проникает солнечным свет, лучше делать досветку лампами накаливания, с тем чтобы добавить к свету голубого неба необходимую долю желтых и красных лучей.

Из всех выпускаемых промышленностью ламп накаливания для освещения аквариумов больше всего подходят лампы мощностью 25, 40 и 60 Вт, так как они дают большое количество лучей красно-оранжевой части спектра, особенно необходимых для роста растений. Более мощные лампы в аквариумном хозяйстве используются редко из-за возможности местного перегрева растений, да и спектр их содержит меньше красно-оранжевых лучей.

Схемы расположения ламп в осветителе для аквариума емкостью:

а – 100 л; б – 200 л;

с – криптоновая лампа.

Необходимо остановиться, на криптоновых лампах. Это - лампы накаливания мощностью 40, 60, 100 Вт. Они отличаются от обычных ламп уменьшенной колбой грибовидной формы, которая заполнена инертным газом криптоном. Для любителей аквариумных растений важно то, что эти лампы дают больше оранжевых лучей, чем обычные лампы. Для человеческого глаза эта разница практически неощутима.

Люминесцентные лампы имеют много преимуществ по сравнению с лампами накаливания. У них значительно больше светоотдача, более ровный световой поток, сбалансированный спектральный состав света. Они выпускаются разной мощности и различного спектра.

Лампы с большим количеством голубых лучей, имеющие в маркировке букву Д (ЛД, ЛДЦ и т. д.), в акваристике используются сравнительно редко. Голубые лучи необходимы растениям в период цветения и плодоношения в отличие от красно-желтых, стимулирующих рост. Так как семенное размножение растений в аквариуме происходит редко, а хороший рост совершенно необходим, то предпочтение и отдается лампам, в спектре которых преобладают красно-желтые лучи.

Широко применяются для освещения аквариумов лампы теплого дневного света, в маркировке которых есть буква Б: ЛБ, ЛТБ и т. д. Свет, который дают эти лампы, по спектральному составу близок к солнечному, поэтому они больше всего подходят для освещения аквариумов с растениями.

Люминесцентные лампы подключаются к электрической сети через специальный пусковой агрегат (дроссель) и включаются с помощью особого устройства - стартера. При таком способе подключения лампы загораются не мгновенно, пусковые агрегаты нередко создают шум при работе и довольно громоздки.

В последнее время разработаны системы, позволяющие включать люминесцентные лампы мгновенно, исключающий шум при их работе и регулирующие их световой поток.

Особое внимание следует обратить, на применение осветителей, в которых используется люминесцентная лампа с пусковым агрегатом, собранным на полупроводниках, и гасящим сопротивлением в виде лампы накаливания. Кроме упомянутых выше преимуществ у них есть и другие: лампа накаливания, работающая в полмощности, дает дополнительное красно-оранжевое освещение, а коэффициент полезного действия такой системы значительно больше.

Стандартная схема включения люминесцентной лампы:

L1 – дроссель 40/220; EL1 – ЛБ 40; R1 – 1M; С1 – 3,8 мк х 400В;

SF1 – стартер 80С – 220 – 1.

Электронная пусковая схема для люминесцентных ламп:

С1, С2 – 0,5 мф; 300В; VD1 – Д226Б.

Следует учитывать, что если лампы накаливания весь срок своей работы имеют одинаковую светоотдачу, то люминесцентные трубки со временем уменьшают ее; по этой причине аквариумная среда, в первую очередь растения, получают все меньшую освещенность, что ускоряет процесс старения среды. Люминесцентные лампы следует обновлять своевременно. Для определения светоотдачи можно пользоваться специальными фотоэкспонометрами, которые продаются теперь для садоводов.

Кроме описанных ламп для освещения аквариумов можно использовать фотолампы. Это специальные лампы для теплиц и оранжерей. Иногда они бывают в розничной продаже. Однако из-за большой мощности эти лампы редко применяются для освещения аквариумов.

Точных рекомендаций по выбору ламп не существует, ибо у двух одинаково устроенных и населенных аквариумов биологические, гидрохимические и другие процессы будут отличаться друг от друга. Любитель выбирает типы ламп и их мощность на основании приведенных выше рекомендаций и своего опыта, и затем, при необходимости, производит корректировку. В только что устроенном аквариуме через 1 - 2 месяца по состоянию растений с удлиненным стеблем можно сделать предварительное заключение о правильности выбора условий освещения:

если длина междоузлиев 1 см и меньше, а листья нормального размера и окраски, то освещение хорошее;

если участок стебля вблизи грунта безлистный, то он плохо освещен. В этом случае необходимо разрядить посадку растений или усилить освещение;

если длина междоузлиев 3 см и более, то растение получает мало света и его нужно усилить или в спектре ламп слишком велика доля оранжево-красных лучей, и нужно сменить тип ламп;

если листовые пластинки маленькие, то либо не хватает питания (что случается чаще), либо слишком сильное освещение. Сначала нужно испробовать более частую смену воды, внести удобрения и если это не поможет, то ослабить освещение, пустив по поверхности воды над этим растением плавающие или надеть на люминесцентную колечки из пищевой алюминиевой фольги. Возможно, придется уменьшить количество ламп;

К. Хорст считает, что содержание кислорода в воде может являться показателем правильности освещения. Если в начала светового дня насыщение кислородом не менее 5 мг/л, а вечером при выключении света 8 - 10 мг/л, то освещение выбрано правильно. Быстро определить содержание кислорода в воде можно с помощью набора реактивов Tetra Test О₂.