Растения — индикаторы - Владимир Николаевич Меженский

Если же нужна очень мягкая вода, то используют дистиллированную воду. Смягчают воду с исходно высокой жёсткостью кипячением. После кипячения её отстаивают и осторожно сливают с осадка. Сделать воду мягкой можно добавлением к жёсткой воде и воде средней жёсткости 1-2 г этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) или её натриевой соли (трилон-Б).

Ещё одним важнейшим показателем аквариумной воды является окислительно­восстановительный потенциал, или редокс-потенциал — rH. Он измеряется при помощи специального прибора — рН-метра и имеет следующие значения:

0-5 — полностью восстановленная среда;

6-11 — сильно восстановленная;

12-17 — умеренно восстановленная;

18-23 — слабо восстановленная;

24-29 — слабо окисленная;

30-34 — умеренно окисленная;

35-39 — сильно окисленная;

40-42 — полностью окисленная.

В новом аквариуме редокс-потенциал близок к 32. В это время бурно растут сине-зелёные водоросли. Затем, по мере накопления органических веществ, редокс-потенциал начинает снижаться. При rH 30-29 прекрасно развиваются апонегетоны и эхинодорусы, при rH 28 — криптокорины. При достижении rH 27 рост практически всех растений прекращается, однако не следует доводить до этого.

Скорее всего, большинству аквариумистов рН-метр недоступен. Тогда для слежения за редокс-потенциалом применяют сами аквариумные растения. В качестве индикатора органического загрязнения аквариумной воды можно использовать эхинодорусы (кроме наиболее устойчивого эхинодоруса мелкоцветкового). Если начинается их деградация — значит, пора начинать чистить аквариум. Помочь в оценке редокс-потенциала могут данные таблицы 7.

Низкий редокс-потенциал губителен для растений, однако и резкий перенос их в свежую воду также может оказаться катастрофой. Чтобы подводный сад после периода расцвета не погиб, воду в аквариуме следует постепенно обновлять. В природной обстановке в водоёмах проходят процессы обновления, которые невозможны в такой маленькой замкнутой системе, как домашний аквариум. Даже применение различных фильтров не спасает положения: ведь очищенная вода с тем же самым редокс-потенциалом возвращается обратно.

Таблица 7. Отношение аквариумных растений к редокс-потенциалу

Поэтому с момента пышного развития основных растений в аквариуме начинают регулярно, раз в две недели, обновлять воду, заменяя примерно пятую часть старой воды отстоявшейся свежей. При полной чистке аквариума в него возвращают третью часть старой воды, а новую доливают постепенно в течение недели, добавляя ежедневно не более одной части от полного объёма. Чем меньше объём аквариума, тем осторожнее следует проводить смену воды.

Окраска растений зависит от наличия в их тканях определённых пигментов — хлорофиллов, каротиноидов, антоцианов. Хлорофилл определяет зелёную окраску листьев. Без этого изумрудного пигмента невозможна жизнь на планете, так как он осуществляет фотосинтез. Спутниками хлорофилла являются каротиноиды, которые определяют жёлтое, оранжевое и красное окрашивание. Так, жёлтые зёрна кукурузы, оранжевая кожура мандарина, красные плоды шиповника своей окраской обязаны каротиноидам. Третья группа пигментов — антоцианы, которые определяют практически все краски растений — от оранжевой и красной до синей. Для нас антоцианы интересны тем, что они являются индикаторами на изменение кислотности среды. Кроме того, антоцианы обладают лечебными свойствами и представляют ценность в качестве пищевых красителей.

Основными и самыми распространёнными антоцианами являются пеларгонидин, цианидин и дельфинидин. В растениях они находятся в виде гликозидов, т. е. соединены с различными сахарами. Красный пеларгонидин содержится в цветках герани (Geranium roseum), георгин (Dahlia pinnata), плодах земляники (Fragaria ananassa), корнеплодах редиса (Raphanus sativus). Малиновый цианидин находится в листьях бука (Fagus silvatica «Purpurea»), цветках тюльпанов (Tulipa x hybrida), васильков (Centaurea cyanus), плодах чёрной смородины (Ribes nigra), ежевики (Rubus caesius). Розово-лиловый дельфинидин определяет окраску цветков живокости (Consolida regalis), гиацинта (Hyacinthus orientalis), плодов баклажана (Solarium melongena), граната (Punica granatum).

Антоцианы содержатся почти во всех растительных тканях в самых разных частях растений: в лепестках, плодах, листьях. Они обычно окрашивают цветки и плоды в фиолетовый цвет, в листьях их присутствие маскируется хлорофиллом. Образуя комплексные соединения с ионами металлов, они обеспечивают проявление синего цвета (голубого пигмента как такового у растений нет). Один и тот же пигмент — цианидин, вследствие нахождения его в различных условиях, обеспечивает окраску и красной розы, и синего василька. Разнообразие антоциановых окрасок растений определяется внутренними биохимическими процессами и сочетанием различных антоцианов и их производных.

Изменение окраски самих антоцианов связано с показателем рН среды. При рН < 6 окраска карминово-красная, 6 — фиолетовая, 8 — синяя, 10 — зелёная. Наиболее устойчивая окраска наблюдается при рН 2, при рН 8-10 она сохраняется в течение всего нескольких минут.

Эти изменения дают садоводу немало удовольствия, особенно если он осознанно использует свои знания. Известно, что кислая почвенная среда вызывает изменение окраски цветков. Так, у герани (Geranium alpestre) лилово-синие цветки могут превратиться в розовые. Розовые цветки гортензии (Hydrangea macrophylla), растущей на щелочных почвах, при подкислении грунта квасцами приобретают голубую окраску. У дельфиниумов (Delphinium sp.) голубая и синяя окраска лепестков к концу цветения в результате изменения реакции клеточного сока переходит в фиолетовую и лиловую. Синие гиацинты (Hyacinthus orientalis), растущие вблизи муравейника, под влиянием паров муравьиной кислоты превращаются в красные. Опрыснув цветущее растение из пульверизатора раствором нужной кислотности, можно удивить гостей возможностью управления окраской.

Если у вас не пропала склонность к химии, то следует поэкспериментировать дальше. На обычной кухне вполне можно поставить интересный опыте растительными индикаторами даже без специального химического оборудования и дорогостоящих реактивов. Для этого возьмём красно-кочанную капусту (Brassica oleracea), окраска которой обусловлена антоцианами. Измельчим капусту и зальём на 10-20 минут кипятком. После настаивания профильтруем раствор, который будет иметь красновато-синеватый цвет и рН около 7. Его можно разлить по нескольким стаканам, а затем добавить в них имеющиеся в хозяйстве вещества: аммиак, известь, лимонную кислоту, пищевую или кальцинированную соду, сельтерскую воду, уксус, серную или соляную кислоту (при пользовании последними не забудьте об осторожности). При этом будет наблюдаться изменение окраски (таблица 8). Пурпурно-фиолетовая окраска красно-кочанной капусты в кислом растворе станет красной, а в щелочном растворе — синей, зелёной или жёлтой.

Таблица 8. Приблизительная окраска красного раствора капустного индикатора при различных значениях рН

Для опытов можно взять любые растения, содержащие антоцианы. Интенсивную окраску дают плоды аронии (Aronia melanocarpa), бузины (Sambucusnigra), вишни (Cerasusvulgaris), граната (Punica pranatum), ежевики (Rubus loganobaccus), малины (Rubusidaeus), слив (Prunus domestica), тёрна (Prunus spinosa), черёмухи (Padusavium), чёрной смородины (Ribes nigrum); лепестки астр (Aster sp.), роз