Technika CO2

Dwutlenek węgla spełnia bardzo ważną rolę – mianowicie dostarcza węgiel do budowy związków organicznych. Pobieranie go przez rośliny wodne związane jest z dużą różnorodnością form, w jakie przechodzi w środowisku wodnym.

Rośliny lądowe pod tym względem mają ułatwione zadanie – środowisko zaopatrywane jest stale w jedną postać węgla tj,CO2.

Gazowy CO2 jest łatwo rozpuszczalny, w wodzie przechodzi następujące przemiany (za Kajakiem 2001):

CO₂ + H₂0 ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^- ↔ 2H + CO3^2-

Słaby kwas, jakim jest HCO₃^- dysocjuje w wodzie z wydzieleniem OH^- regulując w ten sposób odczyn środowiska, co ilustrują poniższe reakcje:

HCO₃^- + H₂0 ↔ H₂CO₃ + OH^-

CO₃^2- + H₂0 ↔ HCO₃^- + OH^-

H₂CO₃ ↔ H₂0 + CO₂

HCO₃^-↔ H⁺ + CO₃^2-

Formy występowania zależą od pH wody – może on przyjąć jedną z czterech form (wykres2, tabela 3).

Poniżej pH4 występuje wyłącznie CO2 (100%)
przy ph7 przeważa forma HCO₃^- (80%), następnie CO2↔H₂CO₃ (20%), brak natomiast CO₃^2- (0%)

Przy pH10 również dominuje forma HCO₃^- (70%), pojawia się CO₃^2- (30%) a zanikają formy CO₂↔H₂CO₃ (0%)


Rośliny wodne wykazują zróżnicowaną preferencję w stosunku do formy asymilowanego przez siebie dwutlenku węgla.

Pod tym względem możemy podzielić je na dwie grupy (za Bernatowiczem i Wolnym, 1974).

Do pierwszej z nich można zaliczyć rośliny kwiatowe asymilujące różnorodne formy CO2 np. związanego w dwuwęglanach (jako przykład mogą posłużyć gatunki Myriophyllum).

Druga grupa roślin obejmuje mchy, glony nitkowate i plankton, wszystkie je charakteryzuje przyswajalność jedynie wolnego dwutlenku węgla (CO2, np. Fontinalis antipyretica i inne gatunki mchów wodnych nie potrafią korzystać ze związanego dwutlenku węgla).

Z pierwszej grupy, czyli roślin kwiatowych wyłamują się Lobelia i Isoëtes, które zachowują się analogicznie do mchów.

Rośliny potrafiące wykorzystywać CO2 związany w jonach wodorowęglanowych posiadają specyficzny enzym – anhydrazę węglanową umożliwiający przekształcanie jonów węglanowych w dwutlenek węgla (taki sam enzym zawierają w karboksysomach organizmy prokariotyczne – sposób ten wykorzystują do zwiększenia lokalnego stężenia CO2 w pobliżu miejsc karboksylacji rubisco)

Sztuczne wzbogacanie w CO2 stosowane przez akwarystów ma zatem na celu zwiększenie puli niezwiązanego dwutlenku węgla, który mógłby zostać wykorzystany przez wszystkie rośliny.

Dostępność CO2 dla roślin zanurzonych jest dość niska, swój udział w tym ma tutaj tempo dyfuzji gazów, prawie 10 tysięcy razy wolniejsze niż w powietrzu, przez co ogranicza tempo wzrostu roślin wodnych.

Niewielka grubość liści typowa dla roślin zanurzonych znacznie zmniejsza znaczenie tego zjawiska. Również warstwa graniczna jest znacznie mniejsza – stanowi ją ok. 0,5 mm warstwa wody związana z powierzchnią liści stanowiącą barierę dyfuzyjną dla gazów.

Dzięki niewielkiej grubości liścia, CO2 ma do pokonania krótszą drogę w roślinie zanim ulegnie asymilacji.

Największe znaczenie ma jednak możliwość regulacji ilości różnorodnych enzymów (np. rubisco, pepkarboksylazy) biorących udział w asymilacji CO2 (Ole Pedersen, 1999). Przy niewielkiej dostępności CO2 roślina może przeznaczyć więcej energii na syntezę enzymów zaangażowanych w transport i asymilację CO2, co w efekcie doprowadzi do częściowego zniesienia ograniczenia wzrostu.

Niektóre rośliny są również w stanie wytwarzać izoenzymy (Ole Pedersen, 1999), które są enzymami katalizującymi te same reakcje, ale różniącymi się od siebie warunkami, w których ich działanie jest optymalne. Na przykład mogą zostać wytworzone enzymy, które będą łatwiej wiązać CO2 przy jego niskim stężeniu co usprawni proces asymilacji.

W literaturze naukowej izoenzymy najczęściej wiązane są z procesem aklimatyzacji roślin do różnych warunków termicznych i do końca nie wiadomo jak duże znaczenie mają one w przypadku procesu asymilacji dwutlenku węgla.

Adaptacja do środowiska wodnego ponosi za sobą niezbędne koszty energetyczne (związane z produkcją większej ilości chlorofilu czy enzymów). Wzrost zużycia energii wiąże się też z faktem, że dla podtrzymania prawidłowego funkcjonowania białek komórkowych potrzebna jest ciągła wymiana zużytych cząsteczek na nowe. Tym samym nie cały CO2, który został wbudowany do węglowodanów w procesie fotosyntezy może zostać wykorzystany na potrzeby wzrostu roślin.

Eksperymenty prowadzone przez Ole Pedersena na wątrobowcu Riccia fluitans miały na celu wykazanie, że wzrost roślin wodnych może być limitowany przez więcej niż jeden czynnik (w odniesieniu do prawa Liebiega) (Andersen, Sand Jensen). Brano tu pod uwagę dwa podstawowe czynniki wpływające na ograniczenie wzrostu roślin wodnych w naturalnym środowisku – natężenie światła i ilość dostępnego dwutlenku węgla (poza tym roślina miała zapewnione pozostałe czynniki regulujące wzrost takie jak m.in. dostęp substancji odżywczych). Doświadczenie potwierdziło, że światło i dwutlenek węgla mogą jednocześnie wpływać ograniczająco na wzrost roślin, przy czym zauważono, że wyższe wartości w odniesieniu do jednego z czynników działają kompensacyjnie na niedobór drugiego.

Na przykład w warunkach słabego oświetlenia samo tylko dodanie CO2 przyspiesza wzrost prawie czterokrotnie. W ten sposób skutki niskiego natężenia światła mogą być kompensowane odpowiednią ilością dostępnego CO2, i odwrotnie - wyższe natężenie światła neutralizuje skutki niedoboru dwutlenku węgla. Wyniki doświadczenia ilustruje poniższa tabela (tabela 4):

Kalkulator Toma Barra na podstawie którego możemy wylliczyć stężenie dwutlenku węgla w wodzie akwariowej...

Technika CO2 - dwutlenek węgla

• Wzór na obliczenie poziomu CO2 w akwarium
• Miejsca w których można nabić butle CO2 (całą Polska)
• Technika CO2 - sposoby dostarczania CO2 w akwarium
• Na ile wystarcza butla CO2
• Butle z migomatu lub paintballa
• Jak stosować indykator CO2?
• Czy przedawkowanie CO2 ma wpływ na rośliny?
• Jak dozować CO2 - 12h czy 24h/dobę?
  
  

Bimbrownia CO2 opiera swoje działanie na produkcji dwutlenku węgla przez drożdże, które wytwarzają go w procesie fermentacji cukru.
Powstaje tzw. zacier fermentacyjny zawierający alkohol - produkt uboczny procesu fermentacji.

Do przygotowania reaktora bimbrowni potrzebujemy:
1. Plastikową butelkę po napoju: 2.5 litra lub 5l
2. Wężyk do napowietrzania (ok 2m)
3. Zaworek przeciwzwrotny
4. silikon akwarystyczny (dostępny w każdym sklepie zoologicznym)
5. igłę o średnicy 1.8/2.0mm (do dostania w aptece)

Do przygotowania zacieru bimbrowni potrzebujemy:
1. 1kg cukru
2.  ok 2 litrów wody na 2.5l pojemności butelki
3.  paczkę drożdży do pieczenia (będziemy potrzebowali jedynie 2 łyżeczek)
opcjonalnie: łyżkę sody oczyszczonej jako stabilizatora procesu fermentacji (nie jest to niezbędne)

Przygotowanie roztworu reakcyjnego (zacieru):
1. Do 2l wody (najlepiej przegotowanej i ostudzonej) dodajemy 2 łyżeczki drożdży
Opcjonalnie: dosypujemy również łyżkę sody oczyszczonej (nie jest to niezbędne)
2. Następnie dosypujemy kilogram cukru dokładnie mieszając aż do rozpuszczenia całości.
Cukier można też dosypać bezpośrednio do butelki po uprzednim nalaniu do niej zacieru (patrz niżej)


Przygotowanie reaktora i oczyszczalni:
1. Ostrym narzędziem np. szpikulcem do lody wykonujemy otwór w nakrętce butelki.
Powinien on być na tyle mały by plastikowa nasada igły wchodziła do niego z trudem (na wcisk).

2. Następnie przycinamy koniec igły zakończony plastikiem o 3-4mm na wysokości karbowania. Możemy to zrobić ostrym nożem.

3. Na przycięta plastikową końcówkę igły nakładamy wężyk akwarystyczny i wciskamy ją w otwór w nakrętce.

4. Następnie zalewamy miejsce połączenia silikonem akwarystycznym.
Należy do zrobić z obu stron nakrętki (wewnątrz i na jej wierzchu), nie żałując silikonu.

5. Nalewamy przygotowany wcześniej zacier do butelki za pomocą lejka.
Uwaga: ze względu na wygodę cukier możemy dosypać na końcu a następnie intensywnie wytrząsać butelkę aż go jego całkowitego rozpuszczenia.

6. Po nalaniu zacieru zakręcamy nakrętkę butelki jak najmocniej potrafimy.
W celu poprawienia szczelności możemy użyć folii spożywcze lub teflonu i okręcić nimi dwukrotnie gwint butelki przed jej zakręceniem.

7. Wężyk przecinamiy na długości ok 30cm za butelką i montujemy na nim zaworek przeciwzwrotny zgodnie ze strzałką przepływu gazu, narysowaną na korpusie zaworka.

8. Następnie z drugiej strony zaworka montujemy pozostałą część wężyka i doprowadzamy go do tzw. oczyszczalni.

Oczyszczalnia - jest do dodatkowa butelka z czystą wodą (3/5 objętości butelki), przez którą przepuszczamy gaz z reaktora. Ma to na celu zapobiegniecie ew. przedostaniu się do akwarium zacieru, ponieważ przedostanie się drożdży do akwarium skutkuje zmętnieniem wody.

Oczyszczalnie wykonujemy dokładnie tak samo jak reaktor, z tym, że w nakrętce wykonujemy 2 otwory.
a) do jednego doprowadzamy wężyk z reaktora.
Jego koniec powinien znajdować się przy dnie butelki tak aby gaz wydostający się z wężyka przepływał przez cały słup wody w oczyszczalni.
b) do drugiego otworu doprowadzamy wężyk, które drugi koniec będzie znajdował się w akwarium.
Koniec wężyka wewnątrz oczyszczalni nie może być zanurzony w wodzie - najlepiej aby znajdował się jak najbliżej nakrętki (wystawał max 0.5cm od jej wewnętrznej strony)

Uwaga: całość uszczelniamy silikonem i folia identycznie jak w przypadku reaktora

W ten sposób mamy już przygotowany reaktor z zacierem i oczyszczalnią widoczny na obrazku poniżej:

Butla 1.5kg wystarcza:

akwarium 100l - ok 6 miesięcy
akwarium 300l - ok 4 miesiące

Jeśli posiadasz elektrozawór i dozujesz CO2 jedynie przez 2 godzin na dobę - ten czas jest 2x dłuższy.

Musisz nabijać butlę częściej? Podejrzewasz nieszczelność swojej instalacji CO2? 
Przeczytaj na ten temat tutaj:
http://www.roslinyakwariowe.pl/forum/viewtopic.php?t=29659 

Uwaga: są to autentyczne informacje potwierdzone od 2001r przez użytkowników naszego forum. Nie daj się nabrać sprzedawcom, którzy będą podawali Ci zawyżone dane!

Weź udział w dyskusjach na forum:

Na jak długo wystarcza butla 1.5kg

Porady dotyczące nawożenia CO2

Właściwy poziom nawożenia CO2 zależy od warunków wzrostu roślin wodnych, liczby roślin oraz zapotrzebowania na CO2 poszczególnych roślin.

Ogólnie, na akwarium długości 60 cm z 4 świetlówkami zalecamy rozpoczęcie nawożenia od jednego bąbelka na sekundę po zasadzeniu roślin, i stopniowe zwiększanie tej liczby w miarę wzrostu roślin.

Jeżeli na liściach roślin pojawiają się pęcherzyki tlenu - oznacza to, że poziom nawożenia jest odpowiedni.
Jeśli zauważymy iż ryby są osowiałe i podpływają do powierzchni wody probując wentylować skrzela powietrzem (łykają powietrze) - należy mniejszyć poziom CO2.

Zawartość CO2 w wodzie można bardzo łatwo zbadać za pomocą szklanego wskaźnika CO2 - czytaj więcej

Na rynku pojawiła się ciekawa alternatywa dla drogich zestawów CO2 - nawozy zawierające "węgiel w płynie".
Pełną ofertę znajdziesz tutaj.