Osvětlení osázeného akvária

Ohledně nároků osázeného akvária na osvětlení panuje mnoho mylných představ. Ty působí chovatelům nekonečné trápení, když se řídí takzvanými pravidly, aniž by rozuměli základním principům fyziologie rostlin a fotosyntézy. Chovatelům se běžně radí používat „co nejvíce světla“ nebo „vyměnit stávající slabá světla, která přišla s akváriem, za jasnější a atraktivnější svítidla“. Výsledkem je bohužel většinou akvárium zarostlé řasami a/nebo úplná zkáza drahých rostlin.

Chovatelé se také učili svévolná pravidla, jako je počet wattů na galon (WPG), a že některé rostliny potřebují k bujnému růstu vyšší WPG. Weby prodávající rostliny často u daného druhu uvádějí „nároky na osvětlení“. Další oblíbené svévolné „pravidlo“ tvrdí, že optimální je teplota 6500K.

Žádný z těchto „požadavků“ ani svévolných „pravidel“ nemá žádnou platnost, zvlášť pokud se dodržují bez souvislosti s nároky rostlin na CO2. Chovatelé se tak léta motali v kruhu ve snaze zajistit svým rostlinám „optimální“ osvětlení, přitom celou dobu přehlíželi nejdůležitější aspekt péče o rostliny. Cílem tohoto článku je vyvrátit rozšířené mýty o osvětlení ve vztahu ke zdraví rostlin.

Co je světlo a jak ho rostliny využívají?

Chovatelé automaticky předpokládají, že světlo na rostlinu svítí a že rostlina roste prostě jako důsledek tohoto osvitu. Venku například pozorujeme, že rostliny ve stínu nepůsobí tak zdravě jako ty na plném slunci. Z toho plyne závěr, že více světla je vždy lepší a že pokud rostlina vypadá nezdravě, musí to být kvůli nedostatku světla.

Skutečnost je mnohem složitější. Listy rostlin fungují velmi podobně jako fotoelektrická dioda, kdy světlo dopadající na destičku způsobí excitaci materiálu a následné uvolnění elektronů. Objektem uvnitř listu, který elektrony obsahuje, je molekula chlorofylu.

Světlo samo o sobě je záhadná forma energie, která se chová jednou jako vlna (podobně jako mořská vlna) a zároveň jako částice, tedy jako projektil. Pro zjednodušení si lze pomoci představou vibrující ladičky vystřelené z děla. Když ladička narazí do jiného objektu, předá energii nejen díky svému pohybu jakožto projektil, ale předá i energii své vibrace.

Prostorem se pohybují miliardy miliard těchto projektilů, známých jako „fotony“. Při nárazu do jiných objektů zanikají, ale energie, kterou nesly ve své vibraci, se přenese na objekt, do kterého narazily. Pokud dopadnou na chlorofyl přesně pod správným úhlem a na správném místě, energie fotonu se přenese na elektrony zadržované chlorofylem. Elektrony pak mohou uniknout a jsou zachyceny jinými proteiny, které je mohou využít k výrobě dalších sloučenin. Těchto elektronů se může zachytávat a předávat dál i tisíce jednotlivých proteinů, podobně jako řada dobrovolníků předává pytle s pískem podél linie, aby na jejím konci postavili provizorní hráz.

Na konci linie v listu se ale místo hráze staví něco jiného – elektrony se využijí k odstranění uhlíku z oxidu uhličitého, k jeho zavodnění vodou, a výsledným produktem je druh cukru, který lze snadno přeměnit na glukózu. Glukóza pak slouží k výživě každé buňky v celé rostlině.

Rostliny tedy rostou díky dostupnosti potravy, kterou jsou schopny si vytvořit. Světlo je jen jednou složkou tohoto procesu tvorby potravy. K dokončení výroby cukru jsou zapotřebí voda, CO2 a živiny, jako je fosfát a dusičnan.

Pokud se tedy zaměříme jen na světlo a přehlédneme důležitost všech ostatních klíčových složek, cukr se nemůže správně vytvořit a rostlina vyhladoví. Představte si stavitele hráze, jak si předávají pytle s pískem z ruky do ruky. Představte si, že pytlů je víc, než kolik jich každý zvládne. Výsledkem bude, že pytle budou padat, třeba na nohy dalšímu člověku, což sníží efektivitu jeho i toho dalšího v řadě. Pokud počet pytlů v krátké době převýší schopnost každého v řadě je zvládnout a předávat dál, výsledkem bude chaos. Přesně to se děje v akváriích s příliš silným osvětlením. Elektrony (pytle s pískem) se rozptýlí a naruší celý řetězec dějů.

Jaká je alternativa k WPG a jak osvětlení regulovat?

Nejzákladnějším měřítkem světelné energie je, pokud zůstaneme u přirovnání k projektilům, prostě spočítat počet projektilů procházejících danou plochou za daný čas. Kolik dělových koulí za hodinu narazí do hradby obleženého hradu? V našem případě se toto měřítko nazývá fotosynteticky aktivní záření, běžně známé pod zkratkou PAR.

PAR nám přesně říká, kolik fotonových projektilů projde čtverečním centimetrem každou sekundu. Protože fotonové částice jsou tak malé a pohybují se tak rychle, jde obvykle o velmi vysoké číslo, řádově kolem 1 miliardy miliard dělových koulí procházejících plochou 1x1 centimetr každou sekundu. Toto číslo, miliarda miliard, je nepředstavitelné, a proto pro něj máme jednodušší název – „mikromol“. Nyní je tedy snazší mluvit o 10 mikromolech nebo 20 mikromolech místo něčeho tak neohrabaného, jako je „dva celá nula krát deset na osmnáctou na centimetr čtvereční za sekundu“.

V tmavé místnosti po rozsvícení baterky zjistíme, že ruka držená v paprsku, jen palec od čočky, je jasně osvětlená, ale o několik stop dál intenzita rychle klesá, jak se fotony rozptylují na větší plochu. Pokud PAR přesně změříme, zjistíme, že pokaždé, když zdvojnásobíme vzdálenost od žárovky, bude PAR ve dvojnásobné vzdálenosti jen čtvrtinový oproti té první vzdálenosti. Při trojnásobné vzdálenosti klesne PAR na jednu devítinu (1/9^th). Tento pokles se nazývá „vztah nepřímé úměrnosti čtverci vzdálenosti“ a jde o velmi užitečné a konzistentní pravidlo.

Existují důvody, proč může pravidlo WPG způsobit tolik zmatku. Zaprvé, ne všechny typy žárovek mají stejnou intenzitu. Žárovka T5 svítí jasněji než žárovka T8. LED mají různé výkony a jsou uspořádány do různých skupin, takže je téměř nemožné z tohoto pravidla vyvodit smysluplný závěr. Zadruhé má WPG kvůli pravidlu nepřímé úměrnosti čtverci vzdálenosti velmi omezenou platnost. U některých akvárií, například u středně velkého akvária o objemu zhruba 30 galonů, může dané číslo WPG být užitečné, ale s měnící se velikostí akvária se vzdálenost k žárovce u větších či menších objemů nemění úměrně – co se stane, když se velikost akvária zdvojnásobí? Svislá vzdálenost k žárovce se nezdvojnásobí, takže pokles světla není úměrný, přestože pravidlo WPG vyžaduje zdvojnásobení výkonu. U velkých až velmi velkých akvárií proto může dodržování pravidla WPG vést ke katastrofě.

Mnohem rozumnější praktické pravidlo bylo vytvořeno na základě konzistentnějšího měření PAR. Bohužel to není jednoduché pravidlo. Hodnoty PAR byly naměřeny u typických druhů žárovek a vyneseny do grafu v závislosti na vzdálenosti od žárovky. Obecně platí:

Zóna slabého osvětlení je definována jako osvětlení, při kterém se na úrovni substrátu naměří méně než 50 mikromolů.

Zóna středního osvětlení je definována jako osvětlení, při kterém se na úrovni substrátu naměří mezi 50 a 75 mikromoly.

Zóna silného osvětlení je vše nad 75 mikromolů naměřených na úrovni substrátu.

Akvária bez jakéhokoli obohacování CO2, tedy bez vhánění plynu i bez dávkování tekutého uhlíku, by se měla držet v zóně slabého osvětlení. Akvária s vháněním CO2 by měla začínat v zóně slabého osvětlení a teprve po několika týdnech, kdy se prokáže, že CO2, proudění/distribuce i výživa jsou dostatečné, lze osvětlení zvýšit.

Chovatelé musí mít stále na paměti, že mezi množstvím světla a zdravím rostliny neexistuje žádná souvislost. Existuje mnoho zdravých akvárií s vháněním CO2 nebo tekutým uhlíkem, která používají slabé osvětlení. Takové akvárium se MNOHEM snáze udržuje a přemnožení řas je mnohem méně časté. Důsledkem silného osvětlení je, že se zvyšuje rychlost růstu rostlin, ale stejně tak i rychlost růstu řas. Rychlost růstu není totéž co zdraví. Akvária se silným osvětlením a nedostatečným CO2 nebo špatnou výživou mohou mít rostliny, které rostou rychle, ale mají řasy nebo jiné zdravotní problémy.

Pro nováčka, začátečníka i pro zkušenějšího chovatele platí, že pokud si pořídí akvárium jako balíček se sériovým osvětlením, tou nejhorší možnou volbou je začít uvažovat o „vylepšení“ světel. To vždy znamená začátek problémů. Chovatelům se doporučuje naučit se nejprve pěstovat rostliny se sériovým nebo slabým osvětlením, bez ohledu na to, zda vhánějí CO2 nebo dávkují tekutý uhlík. Pokud si po nabytí zkušeností přejí rychlejší růst, lze intenzitu zvýšit, ale to vždy nese riziko zhoršení zdraví rostlin, pokud se NEJPRVE nevěnuje pozornost ostatním složkám.

Co Kelviny a spektrum?

Druhá nejhorší rada týkající se osvětlení je asi ta, že rostliny ke svému optimálnímu zdraví potřebují teplotu 6500K. Tento mýtus tu zřejmě je odjakživa, protože barevná teplota Slunce se pohybuje kolem 6000K-6500K, a tak si každý přirozeně myslí, že to musí být ideální „kvalita“ světla. Prodejci proto vnucují nic netušícím chovatelům „speciální žárovky pro rostliny“ za přemrštěné ceny. Ve skutečnosti jen málokterá vodní rostlina, pokud vůbec nějaká, kdy vidí plné spektrum poledního slunce, protože rostou ve stínu koruny stromů a v kalných vodách deštných pralesů světa – hodnota Kelvinovy teploty nebo plného spektra je tedy zcela irelevantní. Navíc se žádná žárovka ani nepřibližuje spektrálnímu rozložení slunečního záření. Několik vrcholů v několika úzkých pásmech se slunci nepodobá vůbec žádným způsobem. Pojem „plné spektrum“ je jen další marketingový termín sloužící k nalákání zákazníků. Kdybyste vedle sebe položili tucet různých značek žárovek, všechny s uvedenou teplotou 6500K, každá by vypadala jinou barvou – takže žádná žárovka ve skutečnosti 6500K vlastně ani nemá. Když si na žárovce přečtete uvedenou teplotu v Kelvinech, mělo by se toto číslo brát spíše jako označení modelu než jako údaj s jakoukoli vědeckou hodnotou.

Zářivka z místního železářství pěstuje rostliny naprosto stejně dobře jako speciální žárovka pro rostliny. Pokud jsou typy žárovek stejné a výkon stejný, ve výkonnosti opravdu není žádný rozdíl. Rostliny se svému prostředí automaticky přizpůsobují tím, že produkují pigmenty reagující na dostupné spektrum. Žárovka koupená v B&Q, v Home Depotu nebo v jakémkoli jiném hobbymarketu v okolí proto odvede přesně stejnou práci bez ohledu na to, jaké má spektrum. Rozdíl je jen v tom, že se chovateli nemusí líbit barevný nádech žárovky z B&Q. Kelvinovu teplotu a další barevné parametry by proto bylo vhodné posuzovat výhradně v souvislosti s emočním dojmem, který mají na pozorovatele. Stejně tak například v řeznictví mají žárovky používané k osvětlení masa obvykle červenou složku. Díky tomu maso vypadá chutněji. Je to iluze, ale řezníci to velmi dobře vědí a jen zřídka by zvolili žárovku s výrazným modrým nebo zeleným nádechem, protože by to mase dodalo nevzhledný vzhled.

S barvami bychom měli pracovat jako se štětcem – malovat jimi na akváriu nálady. Pokud se používá více žárovek, lze pomocí červené a oranžové barvy simulovat ranní světlo a později během dne přepnout na modřejší tóny. Nikdy není nutné omezovat barvy použité nad akváriem kvůli mylné představě, že se rostlinám nebude dařit při jiné hodnotě Kelvinů než 6500K. To patří výhradně do říše fantazie.

Co LED diody?

S tím, jak se ceny LED jednotek stávají rozumnějšími, bude i lepší dostupnost a více funkcí. Kutilové si mohou opatřit základní materiál a zapojit si vlastní svítidla. Nejdůležitější vlastností ve světě LED je schopnost stmívat modul od 0 % do 100 % intenzity. To je ve skutečnosti mnohem cennější vlastnost než to, kolik PAR jednotka poskytuje, což je stejně obvykle až příliš mnoho. Stmívání umožňuje maximální kontrolu, což se rovná kontrole růstu řas. Další skvělou vlastností jednotek vyšší třídy, která se může postupně dostat i do levnějších modelů, je dostupnost více barevných diod v kombinaci s programovatelností. Jak již bylo zmíněno, jde o umělecký prvek, a jakmile se lidé probudí ze své hypnózy 6500K, uvědomí si skutečnou hodnotu barvy. Ryby a další faunu lze díky tomu zobrazit barevněji. Oblíbené zářivky lze simulovat správnou kombinací RGB a CYMK.

Otázka, zda lze rostliny pěstovat pod LED, by už teď měla být jasná. I zde jsou důležitějšími faktory u návrhu LED ovladatelnost, estetika, spolehlivost a podobně.

Délka osvětlení (fotoperioda)

Rostliny zřídkakdy potřebují více než přibližně 8 až 9 hodin světla. Delší fotoperioda jen podporuje růst řas. Vždy je nejlepší mít na světla časovač, a pokud je akvárium napojené na CO2, měl by mít samostatný časovač i plynový solenoid. Zapomenutí vypnout světlo může mít pro rostliny fatální následky.

Délka fotoperiody by měla být vždy posuzována v souvislosti s intenzitou. Jak již bylo v článku zmíněno, škodu způsobuje intenzita, a proto pokud je intenzita příliš vysoká, musí být fotoperioda přísně omezena, aby se škoda minimalizovala. Pokud je osvětlení příliš slabé (což se prakticky NIKDY nestává), žádná délka fotoperiody to nedokáže vykompenzovat.

Pokud chovatel pracuje na pozdní směnu, lze fotoperiodu posunout tímto směrem, aby si mohl akvárium prohlížet, když je doma. Rostlinám je jedno, jaká je skutečná denní doba, důležité je jen to, aby byla fotoperioda pravidelná a konzistentní.

Vliv nepřímého nebo přímého slunečního světla z okna

Toto je další oblast, kde si chovatelé dělají zbytečné starosti a špatně si vykládají pozorování. V akváriu s vháněním CO2, kde jsou CO2, proudění, distribuce, výživa i údržba dostatečné, nemá dopadající sluneční světlo žádný škodlivý účinek. Chovatel nemusí kvůli pronikajícímu slunečnímu světlu podnikat žádná zvláštní opatření. Pokud však sluneční světlo dopadá na akvárium a zdánlivě to vede k výskytu nějakého druhu řas, je to silný signál, že v akváriu existuje závažnější problém a že se chovatel musí podívat na výše zmíněné faktory. Nejčastějším problémem bývají sinice (BGA) na spodní straně předního skla, případně těsně pod substrátem. Ke zablokování světla lze použít černou pásku, ale to není příliš elegantní řešení. K nápravě lze zvýšit hladinu dusičnanů.

Pomáhají reflektory?

Reflektory na válcových trubicích, kompaktních zářivkách a podobně mohou zvýšit výstup PAR svítidla. Hodnoty se pohybují od 10 % do 20 % v závislosti na konfiguraci, čistotě a materiálech. Jak již bylo zmíněno, pokud akvárium trpí příliš vysokým PAR, jsou reflektory na škodu a měly by se odstranit, aby se akvárium mohlo zotavit. Pokud se akváriu daří dobře, lze reflektory považovat za přínos.

Jaké jsou příznaky příliš vysokého PAR?

Protože intenzita světla určuje potřebu všeho ostatního, příznaky příliš silného osvětlení jsou velmi rozmanité. Příliš mnoho světla vyvolává poptávku po vyšším množství živin, než je někdy dodáváno. Seznam nedostatků živin je dlouhý a je popsán v samostatném článku. Příliš mnoho světla také vyvolává poptávku po vyšším množství CO2, než je dodáváno. To pak vede k nedostatku CO2, který se projevuje rozpadem a opadáváním listů, chátráním a hnitím, černými skvrnami, hnědými skvrnami, kroucením nebo jinou deformací listů i dírami v listech. K řasám souvisejícím s CO2 patří vláskovité nebo jiné vláknité řasy, BBA nebo jiné červené řasy. Rozsivky se mohou objevit po „vylepšení“ osvětlení. Je zcela možné, že osvětlení je tak silné, že vyžaduje tak vysoké hladiny CO2, že jsou pro faunu toxické.

Je siesta dobrý nápad?

Siestu propagovala společnost, jejíž výzkumný tým se domníval, že jelikož v tropech často prší a slunce je na značnou část dne zakryté, vyplývá z toho, že vypnutí světla uprostřed dne je pro vodní rostliny prospěšné. Jak se ukázalo, mezi zdravím rostlin a siestou nebyla prokázána žádná souvislost. V mnoha případech, v závislosti na dalších podmínkách v akváriu, se zdraví rostlin zhoršilo, v jiných případech se zlepšilo a ve většině případů nebyl žádný rozdíl. Rozložení výsledků v podstatě znamená, že se v akváriu dělo něco jiného, co se siestou nemělo nic společného.

Existuje nejlepší žárovka nebo nejlepší typ žárovky?

Ano, nejlepší žárovka je ta, díky které vám akvárium připadá nejhezčí a která vám život neznepříjemňuje přemírou PAR. Všechno ostatní lze klidně pustit z hlavy. Ať už jde o T5, T6, T8, T12, halogenidové výbojky nebo LED. Ať už jde o svítidlo, závěsnou lampu nebo typ Clip on Arc Pod. Rostliny lze pěstovat i pod wolframovým osvětlením. Rostlinám to opravdu nevadí. Při výběru osvětlení se chovatelům doporučuje zaměřit se nejprve na důležitější věci, které pomohou zaručit úspěch, jako je správná úroveň proudění/filtrace, dobrý plán rozpouštění a distribuce CO2, solidní výživový program a časté výměny vody a údržba. Jakmile jsou všechny tyto důležitější prvky zajištěny, lze si vychutnat jakýkoli typ osvětlení jakékoli barvy a při troše péče i jakékoli intenzity.