В то время, как окисление азотосодержащих соединений рассматривается как благоприятный процесс, некоторые анаэробные бактерии образуют другие вещества, например, метан и сероводород, соответственно, используя в качестве источника кислорода сульфат либо углекислый газ. Даже незначительная концентрация этих газов в грунте аквариума ставит под вопрос благополучное существование всего аквариумного сообщества.

В природе, в естественных водоемах с высокой биологической продуктивностью (биомасса, производимая популяциями или сообществом на единицу площади за единицу времени, также включает выработанную энергию, абиогенные и летучие вещества) процессы круговорота биогенных элементов и других веществ управляемы и сбалансированы. В аквариуме многие окислительно-восстановительные процессы, в которых принимают участие бактерии, сложно поддаются контролю. Подробно расписывать процессы бактериального окисления, происходящие в грунте аквариума, на мой взгляд излишне. Достаточно понимать роль микроорганизмов в жизни сообщества аквариума.

Большинство рассмотренных циклов и реакций, а также обеспечивающие их проведение бактерии находятся в аквариумном грунте (и частично в биофильтре). Здесь мы хотим лишь показать ключевую важность грунта и его обитателей для декоративного аквариума.
Подробно о круговороте биогенных элементов в искусственном акваценозе, о влиянии различных факторов на поведение бактерий, их активность и продуктивность будет рассказано в большом материале по организации декоративного аквариума в соответствии с законами инженерной экологии. Сейчас этот материал в стадии подготовки.

Какой должен быть грунт?
Перед тем, как я расскажу о главных требованиях, предъявляемых к грунту аквариума, как источнику минерального питания растений, я бы хотел обратить ваше внимание на несколько работ других авторов, которые подробно занимались этой темой. Первая — знаменитая книга Каспара Хорста «Растения в аквариуме». Для многих эта книга до сих пор является руководством к действию номер один. Заслуга аквариумиста-новатора не в том, что он ясно сформулировал общие принципы существования ценозов и вывел на основании мониторинга тропических биотопов закономерности и понятия,определяющие условия существования отдельно взятых экосистем. Все это было сделано лет на сто раньше. При этом, полевые опыты ученых-биологов и экологов проходили «не отходя от кассы». Путешествовать на другой конец земли интересно, но не обязательно. Нашел ближайшее болото и изучай его всю жизнь.

Заслуга Хорста в том, что он будучи человеком пытливым, не поленился и провел несколько экспедиций в Юго-Восточную Азию для подробного анализа факторов окружающей среды, влияющих на жизнь растительного сообщества местных водоемов. Надо отдать ему должное, будучи истинным арийцем, Хорст проводил свои исследования с высочайшей степенью точности. Настоятельно рекомендую прочитать эту работу, как своеобразный отчет об этих экспедициях, особенно первую часть книги, в которой описаны условия произрастания растений в естественной среде, приведены данные гидрохимического мониторинга многих биотопов Цейлона, Таиланда, Борнео. Естественно, много интересного написано об особенностях грунта и его химическом составе, неоднородности содержания железа и т.д.

Перед тем, как начать работать над этим материалом я узнал, что Слава Юдаков в свое время достаточно подробно поработал над темой «грунт в аквариуме». Часть этого материала, который был частично опубликован в журнале «Миллион друзей», и полностью — на сайте www.aquaria.ru, Вы можете прочесть в этом номере «Аквариумного журнала». Те, кто не читал этот материал, обязательно прочтите, а те, кто читал — перечитайте. Славе, на мой взгляд, удается не уйдя в сторону от сути поднятого вопроса писать доступно и понятно для всех. Опираясь на собственный опыт, Слава отдает предпочтение нежирным субстратам, грунту, заиленному естественным образом, критикуя использование органических смесей и добавок. Я же в своих аквариумах почти всегда применяю обогащенный органическими веществами грунт. При этом я целиком поддерживаю позицию Славы. Противоречия в этом нет. К тому же, я знаю, что Слава сам в некоторых случаях использует специально приготовленные субстраты на земляной основе. И делает это с предельной осторожностью и регулярным контролем за состоянием как самого растения, так и средой всего аквариума, включая грунт. Я полностью поддерживаю мнение Славы, что сначала любителю стоит научиться выращивать растения естественным путем, а уж потом начинать экспериментировать с питательными субстратами. В любом случае, аквариумист должен понимать, какие сложности он может испытать при использовании различных питательных грунтов.

В своем материале я не хочу давать подробных рекомендаций по выбору и использованию грунта. Свою задачу я вижу в том, чтобы рассказать об особенностях грунта, как субстрата, питающего растения, так как считаю, что эта тема недостаточно полно освещена в отечественной аквариумной литературе.

Особенности грунта, как субстрата, питающего растения
В естественных условиях минеральное питание осуществляется значительно многообразнее, чем в искусственных. В почве встречается большое разнообразие соединений биогенных элементов, вступающих во взаимодействие друг с другом. В почвенном растворе содержится мизерная часть элементов, питающих растения. Большая их часть адсорбирована коллоидами — составными частями почвы. Многие питательные вещества содержатся в почве в виде минералов или в органических формах, растворенных в воде. Почва состоит из твердой фазы (неорганические и органические вещества), почвенного раствора и газовой фазы — кислород, углекислый газ, азот и др. Питательные вещества содержатся в почве в четырех формах: растворенные в воде и доступные растениям, адсорбированные на поверхности коллоидов, доступные при ионном обмене, выделяемые растениями ионы (например, водорода) и труднодоступные для растений неорганические соли — фосфаты и гидрокарбонаты. Адсорбция и прочное удержание растворимых веществ почвой называется ее поглощающей способностью, а коллоидная часть почвы, которая обуславливает эту способность — почвенным поглотительным комплексом. В условиях аквариума грунт (почва) имеет низкую поглотительную способность, за счет постоянного газо- и водообмена многие соединения переходят в воду. При использовании различных смесей для удобрения растений это обстоятельство нужно учитывать. С одной стороны, рыхлый грунт, обеспечивающий хорошую проницаемость, имеет низкую поглощающую способность, но закрепление минеральных смесей в таком грунте происходит слабо. Многие соединения в результате водо- и газообмена оказываются в воде аквариума. При этом, как правило, повышается минерализация воды и изменяется значение рН. Уже одно это обстоятельство говорит о сложностях при использовании питательных смесей. С одной стороны, вентиляция грунта предотвращает закисание донного материала, а переход растворенных в грунте минеральных веществ во внешнюю среду обеспечивает растения, способные поглощать элементы питания листьями и другими надгрунтовыми органами. С другой стороны, всегда существует опасность изменения гидрохимических параметров воды, со всеми вытекающими последствиями. Если вы решили использовать удобрения, вносимые в грунт, вы должны знать следующее:

• Во-первых, хотя бы приблизительно состав этих добавок. К сожалению, большинство зарубежных производителей не указывают ни состав, ни соотношение, ни концентрацию, ни форму, в которой представлены различные компоненты готовых удобрений, ограничиваясь лишь теми сведениями, что элементы в нем доступны и сбалансированы. Из импортных препаратов я использую только латерит и железосодержащие таблетки. На практике обычно это тетровские добавки «Initial Sticks» (латерито-перегнойные палочки) и "Cryptodunger", "Laterit" и "Vulcanit" фирмы НOBBY.
• Второе. Как и в случае с любым другим веществом, вносимым в аквариум для какой-либо цели, состав и количество удобрения должно быть точно просчитано.
• Третье. Тестирование. Большинство аквариумистов лишены возможности использовать инструментальные методы исследования. А вот колориметрические тесты продаются сейчас в любом зоомагазине. Под рукой у аквариумиста всегда должны быть тесты для определения рН, kH, Fe, NO2, NO3, NH3/NH4, PO3, CO2, SO4, O2 как воды, так и почвенного раствора. К сожалению, капельные тесты не дают возможности определить степень растворимости отдельных элементов. Далеко не все молекулы, вещества и соединения, особенно органического происхождения, можно определить простыми методами анализа почвенных растворов. Поэтому не будет большой ошибкой, если вы ограничитесь тестированием воды аквариума, и на основании результатов анализа составите представление о процессах, происходящих в грунте.
• Четвертое. Какие добавки использовать? Тут я не даю никаких точных рекомендаций. Исходя из того, что каждый аквариум индивидуален, выбор удобрений определяется на основе множества факторов, определяющих условия в аквариуме. Нельзя однозначно отвергать применение азотсодержащих удобрений, например, сульфата аммония или нитрата калия. Кислая соль сульфата аммония способствует растворению труднорастворимых веществ из грунта. Захват калия клеткой активизирует в том числе и нитрат-ионы. А вот многие сторонники внесения только железосодержащих удобрений, да еще согласно предписанию производителя, в скором времени сталкиваются с появлением водорослей и неважным ростом растений. Конечно, если в вашем аквариуме живут две людвигии и чахлый анубиас, тогда недостатка азота у вас никогда не будет (да еще большинство любителей перекармливают рыбу). Но в аквариумах, о которых пойдет речь в нашей «Школе», с большим количеством активно вегетирующих растений, дефицит калия и азота — дело неизбежное и легко прогнозируемое. Из этого следует, что компоненты смеси подбираются индивидуально для каждого аквариума в оптимальной форме, концентрации и количестве.
• Пятое. При использовании питательных смесей грунт аквариума не должен быть слишком мелким, во избежание его слеживания и возникновения анаэробных участков. Обратите внимание, что речь идет не об анаэробной зоне грунта, предусмотренной в некоторых случаях в специальных аквариумах для выращивания растений, а именно о участках и зонах грунта, в которых начинаются процессы гниения, быстро распространяющиеся по всей площади и во все слои грунта. Я использую в качестве грунта мелкую однородную гальку. Одну треть перемешиваю с удобрениями, две трети засыпаю сверху.
• Шестое. Независимо от того, какой грунт вы используете, обогащенный или естественно заиленный, для обеспечения нормального газообмена, вертикального перемешивания, температурного режима, нужно использовать донный обогреватель.
• Седьмое. Чистка грунта. Чистить грунт нужно начинать с того момента, когда редокс-потенциал начинает понижаться. При этом растения должны иметь здоровый вид и показывать удовлетворительный рост. Если нет возможности померять редокс, можно определить этот момент по расходу и насыщению воды кислородом в утренние и вечерние часы. Насыщение кислородом воды к концу светового дня должно достигать 8-10мг/л при температуре 24-25°С. Ни в коем случае нельзя чистить грунт методично по графику, допустим, один раз в неделю. Грунт нужно чистить столько раз, сколько нужно. Это может быть и один раз в неделю или в десять дней, а может быть и каждый день. И речь идет не об исправлении ошибок, а о нормальном обслуживании своего аквариума. У меня бывали случаи, когда я не чистил грунт месяцами. Но, как правило, эту процедуру приходится проводить чаще. Естественно, необходимость чистки грунта определяется не на глаз. Важно еще знать, что внесение удобрений в грунт после чистки не дает ощутимых результатов.