CO₂ główny składnik odżywczy

Wspomniany wielokrotnie wcześniej węgiel (C) jest niezbędnym składnikiem wszelkich form życia. Głównym źródłem węgla dla roślin akwariowych jest dwutlenek węgla czyli popularne CO₂.

Rośliny lądowe i wodne w hodowli emersyjnej pobierają zazwyczaj wystarczające ilości CO₂ z powietrza poprzez liście. Średnie stężenie CO₂ w powietrzu to aktualnie 0,039%.

W środowisku wodnym sytuacja ulega jednak zmianie. W naturalnych zbiornikach wodnych oraz w akwariach niska zawartość dwutlenku węgla jest jednym z głównych czynników ograniczających wzrost roślin. Stężenie CO₂ w wodzie i w powietrzu jest podobne. Problem polega jednak na tym że gaz ten (tak samo jak tlen) jest rozpuszczalny w wodzie blisko 10 000 razy wolniej niż ma to miejsce w powietrzu. To właśnie dlatego rośliny lądowe, które przenieślibyśmy do wody zgniłyby w niej, w niedługim czasie. Rośliny wodne dość dobrze zaadoptowały się do przyswajania dwutlenku węgla w warunkach całkowitego zanurzenia. Wiele gatunków potrafi przyswajać węgiel z węglanu wodoru jako alternatywę dla dwutlenku węgla. W naturze ilość roślin wodnych jest szczególnie duża na obszarach charakteryzujących się wysokim stężeniem CO₂ czyli np. takich, gdzie woda gruntowa jest odprowadzana do jezior lub na obszarach zasilanych lokalnymi wiosennymi podtopieniami.

W akwariach roślinnych nawożenie roślin dwutlenkiem węgla zostało spopularyzowane stosunkowo niedawno. Pewne ilości dwutlenku węgla są obecne w akwarium za sprawą procesów przemiany materii ryb i procesów rozkładu materii organicznej. Wielu akwarystów celowo napowietrza wodę aby zwiększyć ilość tlenu w wodzie. W oświetlonych zbiornikach akwariowych rośliny zużywają cały dwutlenek węgla wytworzony w powyższych procesach, tak długo jak mają dostęp do światła. Brak dwutlenku węgla jst jedną z głównych przyczyn słabego wzrostu roślin. Stężenie CO₂ na poziomie 20-30mg/l jest nieszkodliwe dla ryb i bezkręgowców, a wyraźnie sprzyja rozwojowi roślin.

Możliwe jest utrzymanie zbiornika roślinnego bez dozowania CO₂. Muszą być jednak spełnione podstawowe warunki. Akwarium musi być słabo oświetlone a rośliny z gatunku mało wymagających np. z rodzaju Cryptocoryne, Anubias, Vallisneria, Sagittaria, Hygrophila, Microsorium, Bolbitis oraz mchy. W tego typu zbiornikach także kontrowersyjna kilkugodzinna przerwa w oświetleniu podczas dnia ma sens. W ciągu tego czasu dwutlenek węgla pobrany przez rośliny podczas pierwszej części świecenia może się niejako zregenerować i być ponownie dostępny dla roślin podczas drugiej części doby świetlnej.

Nawożenie CO₂ zawsze musi iść w parze z innymi kluczowymi czynnikami mogącymi limitować wzrost roślin. Intensywne oświetlenie oraz nawożenie wpłyną na zawiększenie ilości dwutlenku węgla potrzebnego roślinom.

Dozowanie dwutlenku węgla do akwarium otworzyło szereg możliwości przed hodowcami roślin wodnych. Dla niektórych gatunków dozowanie tego gazu jest niezbędne, dla innych nawet łatwych w hodowli odmian roślin też stworzy okazję do szybszego i bujniejszego rozwoju. Jeżeli akwarium jest silne oświetlone, CO₂ będzie niezbędnym elementem wyposażenie takiego zbiornika.

Dwutlenek węgla można dozować do akwarium wytwarzając go domowymi sposobami czyli tzw. Bimbrownią (roztwór cukru i drożdży w procesie fermentacji wytwarza CO₂). Jest to ekonomiczny sposób na dozowanie tego gazu do małych zbiorników. Profesjonalny system nawożenia dwutlenkiem węgla jest droższy, ale niesie ze sobą wiele zalet: nieprzerwalne dostarczanie gazu na równym poziomie, wygoda w eksploatacji, możliwość regulacji wydajności i wyłączenia na noc. Nabicie butli CO₂ jest bardzo tanie i biorąc pod uwagę długą eksploatację jest równie opłacalne co bimbrownia przy czym o wiele wygodniejsze.

Dobra cyrkulacja wody pomaga roślinom przyswajać CO₂ i inne składniki pokarmowe. Prawidłowy obieg wody można osiągnąć przy zastosowaniu pomp lub cyrkulatorów. Zaleca się wyłączać dozowanie dwutlenku węgla na noc. Rośliny nie pobierają tego gazu do fotosyntezy podczas ciemności. Wręcz przeciwnie, podobnie jak zwierzęta, stają się jego producentami.

Istnieją różne sposoby dozowania CO₂ do akwarium. Do zaopatrzenia niewielkich zbiorników w małe ilości tego gazu możemy użyć tzw. Dzwonów dyfuzyjnych do stosowania z butlami niskociśnieniowymi w sprayu. Dużo bardziej skuteczne są wszelkiego rodzaju dyfuzory wewnętrzne i zewnętrzne oraz reaktory, które są szczególnie efektywne w większych zbiornikach.

Dwutlenek węgla jest jedną z kilku form nieorganicznych związków węgla rozpuszczonych w wodzie (TIC/DIC – węgiel ogólny nieorganiczny). Tworzy zbalansowane chemicznie system z wodą, jonami H⁺ i OH^-, kwasem węglowym (H₂CO₃), wodorowęglanem (HCO₃^-) i jonami węglanowymi (CO₃^2-). Stężenie CO₂ w wodzie jest zależne od odczynu wody i twardości węglanowej (kH, TwW). Im wyższa twardość węglanowa wody, tym mniejsze będą wahania pH oraz CO₂. Obniżenie stężenia CO₂ w wodzie jest zależne od wzrostu odczynu wody (pH).

Jak wspomnieliśmy cześniej, niektóre gatunki roślin wodnych mogą absorbować węgiel z węglanu wodoru w sytuacji niedostępności CO₂. Oznakiem takiej sytuacji w akwarium jest biało-szary osad wapienny (CaCO₃) wytrącający się na wierzchniej stronie liścia. Tego typu zjawisko występuje w naturze oraz w warunkach hodowlanych. Często osad wapienny można zaobserwować na roślinach takich jak Vallisneria, Egeria czy Echinodorus. Nalot wygląda szczególnie nieestetycznie i może być łatwo usunięty poprzez dozowanie CO₂.