Diana L. Walstad sa narodila v roku 1945 do rodiny akvaristov. Na vysokej škole vyštudovala odbor mikrobiológie a následne pracovala ako výskumný pracovník v niekoľkých medicínskych oblastiach. Od roku 1988 sa sústavne venuje akvaristike. Ako inšpirácia pre použitie výživného substrátu v akváriu jej bol článok od Dorothy Reimer, ktorá ako prvá popisovala veľkolepý úspech s pestovaním rastlín pri použití substrátu do kvetináčov (angl. Potting soil). V roku 1991 sa pokúsila publikovať prvý článok o "svojej metóde" v Akvaristické časopise, čo jej bolo vehementne zamietnuté. Vďaka tejto skúsenosti sa odvtedy zamerala na publikovanie striktne vedeckých poznatkov. Veľkou inšpiráciou jej bola tiež kniha " Limnology "Od Roberta Wetzel. Po dôkladnom štúdiu viac ako 800 publikácií sa rozhodla poskladať všetky svoje doterajšie znalosti do knihy s názvom Ecology of the Planted Aquarium *, ktorá bola prvýkrát vydaná v roku 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

skladba sedimentov

Pôda (suchozemská) a sediment (vodné) sa skladá z: (1)minerálnych častíc, (2)organických látok, (3)vyzrážaných anorganických látok, A (4)mikroorganizmov.

(1) Minerálne častice = Štyri najbežnejšie prvky zemskej kôry (kyslík, kremík, hliník a železo) tvorí minerálna "chrbticu" (piesok, bahno a íl) všetkých pôd. Piesok, bahno a íl sa odlišujú nielen čo do veľkosti, ale aj zloženie. Piesok je v podstate rozdrvený kremeň (oxid kremičitý, SiO2). Bahno môže byť buď kamenný prach alebo ílové agregáty. Íl sa na druhú stranu skladá z drobných vrstvičiek (AlO) 2SiO3.

(2) Organické látky majú biologický pôvod (riasy, baktérie, rastliny, odumreté listy a ryby). Aj keď môžu organické látky tvoriť približne asi len 2% hmotnosti pôdy, pokrývajú 90% povrchu pôdnych častíc. Organické látky sa nakoniec rozloží na "humus", ktorý má rad negatívnych nábojov, ktoré priťahujú a váži katióny živín ako Fe3 + a Cu2 +. Negatívny náboj humusu = schopnosť viazať živiny. Humus tvorí až 60-80% organickej hmoty suchozemských pôd a asi 25% všetkej organickej hmoty v jazerných sedimentoch. Je na prospech rastlinám, pretože sú vďaka nemu živiny v pôdnom roztoku dostupnejšie a navyše chráni korene rastlín pred toxickými účinkami ťažkých kovov.

(3) Vyzrážané anorganické látky majú svoj pôvod v organizmoch, ako sú schránky rozsievok z kremičitanu vápenatého. V akváriách sa tiež môžu usadzovať nerozpustné zlúčeniny FEPO₄, Ca₃(PO₄)₂a CaCO₃.

(4) Mikroorganizmy sa udomácňujú na povrchu substrátu. Akvarijné substráty obsahujú nielen baktérie, ale aj prvoky, huby, riasy a kvasinky. Mikroorganizmy žijú v husto osídlených kolóniách prichytených k časticiam substrátu. Avšak mikrobiálne osídlenie zrniek piesku je v porovnaní s poréznymi časticami substrátu (íl a humus) v skutočnosti skôr riedke. Okrem toho dáva väčšina baktérií prednosť organickým časticiam pred pieskom, hoci môžu tieto organické častice predstavovať len zlomok dostupného povrchu k osídlenia. Prevažná väčšina baktérií sa teda nachádza v ílu a organickej hmote (nie bahnu / kalu alebo piesku).

vlastnosti sedimentov

Pôdne častice, obzvlášť íl, sú neustále negatívne nabité. A pretože je vnútro negatívne nabitý, vonkajšie "obal" pôdnych častíc priťahuje a viaže katióny, vrátane dôležitých rastlinných živín ako Ca2 +, NH4 +, Mg2 + a K +. [Katióny sú atómy alebo molekuly s kladným nábojom.] Íl má 10.000x väčší povrch ako piesok, čo dáva ílu oveľa väčšiu kapacitu viazať rastlinné živiny než u piesku. Preto ku schopnosti viazať na seba živiny významne prispieva iba íl a humus, nie piesok alebo bahno / kal (angl. Silt). Vďaka schopnosti pôdy viazať katióny sú živiny uchovávané v substráte a neuvoľňujú sa do vody. Pôdne častice vie viazať tiež negatívne nabité častice - "anióny", napr. Fosfáty. [To preto, že tieto anióny sú priťahované ku kationtov naviazaným na pôdne častice.] Fosfáty sa tak ľahko nadväzujú na oxidy železa alebo môžu zreagovať aj priamo so železom. Ak vzorka pôdy pretrepeme s koncentrovaným roztokom fosfátov, pôda tieto fosfáty z vody odstráni. Preto sedimenty obsahujú zvyčajne oveľa väčšej koncentrácii fosfátov než nadložnom voda. V sedimentu tak môže byť aj 25.000x viac fosforu než v nadložnom vode. (Živiny, ktoré sú naviazané na humínové látky a organické kyseliny sú oveľa dostupnejšie pre rastliny, než keby boli uzamknuté v zlúčeninách oxidov kovov.) Živiny ako fosfáty, meď, molybdén a zinok sú často zablokované v zlúčeninách oxidov kovov. Rastliny môžu tieto zlúčeniny odblokovať bežným koreňovým dýchaním. To znamená, že CO2uvolňované z končekov koreňov rastlín pri dýchaní okysľuje pôdny roztok, ktorý potom pomaly rozpúšťa tieto zlúčeniny. Rastlinné korene tiež aktívne uvoľňujú organické kyseliny, ktoré pomáhajú rozpúšťať živiny ako železo a fosforečnany.

Pri diskusiách ohľadom úrodnosti alebo toxicite substrátov sa často hovorí o tom, ako "aeróbne" alebo "anaeróbne" tieto substráty sú. Substrát s množstvom čerstvej organickej hmoty a neutrálnym pH podporuje bakteriálne aktivitu a uvoľňovanie elektrónov. Takýto substrát v sebe akumuluje elektróny a preto má zníženú kapacitu prijímať nové elektróny. Naproti tomu piesočný substrát s menším množstvom organickej hmoty bude v sebe akumulovať menej elektrónov, a preto bude mať väčšiu kapacitu prijímať nové elektróny. Hoci oba substráty môžu byť chudobné na kyslík, organický substrát bude mať pravdepodobne oveľa nižšia "Redox" ako piesočný substrát.

Sedimenty s vysokým Redox nie sú ideálne. Naproti tomu v substráte s príliš nízkym Redox (pod -100mV) sa rastlinám tiež nebude moc dariť. V takýchto podmienkach budú korene nútené používať na získanie energie veľmi neúčinný proces fermentácie, a okrem toho potom môže do hry vstupovať aj toxický syrovodík (H2S = sulfán) a ťažké kovy. Optimálne pre rastliny je teda Redox v rozmedzí +70 až + 120mV.

Pokiaľ ide o pH sedimentu, je pre rastliny ideálne hodnotou pH 6.6, čo predstavuje rovnováhu medzi dostupnosťou živín a toxicitou kovov.

Sedimenty vhodné pre rast vodných rastlín

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 =>rastliny rastú dobre vo všetkých typoch). Vo väčšine prípadov sa navyše ukázalohnojenie substrátov *ako skôr škodlivé alebo bez úžitku. K najlepšiemu rastu u rastlín (v akváriových podmienkach) často dochádzalo nie v najúrodnejším pôdnom substráte, ale v substráte, ktorý bol najmenej toxický.

* Poznámka: Pri pokusoch sa používala hnojivá obsahujúce (NH4) 2SO4, pri ktorého bakteriálnym rozklade vzniká toxický syrovodík (H2S). V prípade použitia "bezpečnejšieho" zdroje dusíkatých látok (napr. Hnojivá Osmocote s postupným uvoľňovaním živín) sa dajú predpokladať skôr pozitívne účinky obohacovanie substrátu o živiny.

Účinok vodných rastlín na substráty

Korene majú obrovský vplyv na ekológiu sedimentu - vďaka uvoľňovaniu kyslíka z koreňov stimulujú činnosť užitočných baktérií (recykláciu živín a toxínov). Okolo koreňov rastlín sa zdržiava oveľa viac baktérií než v iných častiach substrátu. Bez normálneho uvoľňovanie kyslíka a organických zlúčenín prostredníctvom koreňov vodných rastlín by sa mohla stať zo substrátu veľmi ľahko"Mŕtva zóna".

Substráty v akváriách

Nádrže výhradne len sa štrkopieskovým substráty sú pre pestovanie akváriových rastlínúplne nevhodné. Keďže rastliny dobre nerastú, piesok treba odkalovat a nastupujú riasy.

Pri rozklade organickej hmoty sa navyše uvoľňuje CO2, ktoré rastliny obzvlášť v novej nádrži naliehavo potrebujú. Substrát do kvetináčov (angl. Potting soil) s množstvom organickej hmoty je zvyčajne zdrojom značného množstva CO2. Vhodnou voľbou pre podkladovú vrstvu je ako kvetináčové, tak i záhradný substrát, pričom kvetináčové substráty sú (zdá sa) trochu vhodnejšie. Je možné, že je to vďaka tomu, že záhradné substráty bývajú vďaka obsahu ílu bohatšie na železo, ktoré sa potom môže v akváriu uvoľňovať do vody a stimulovať tak riasy. Naproti tomu črepníkové substráty nemusia byť ideálne v kombinácii s mäkkou vodou, pretože budú chudobnejší na niektoré živiny, ktoré tam bude potreba periodicky dodávať (predovšetkým Ca, Mg a K). Pre nádrže s mäkkou vodou teda môže byť záhradný substrát vhodnejšie než kvetináčové substrát.

Postup pri kladení substrátu

obohatenie substrátu

Postupná degradácia substrátu

Autor článku: Marcel