Водоросли.

Низшие водоросли в аквариуме - мало заметные жители в наших аквариумах, не имеющие корней и соцветий, не умеющие накапливать питательные вещества. 

Небольшое колличество водорослей всегда есть в любом аквариуме. 
Высшие растения в аквариуме поглощают питательные вещества из воды или корневой системой из грунта. Таким образом низшим водорослям не остается питания, сами они не заметны, а их развитие замирает.

При изменении в водной среде химических параметров воды водоросли могут начать активно развиваться. 

Мерами борьбы с водорослевой вспышкой следует в первую очередь отнести меры по восстановлению баланса между всеми в нашем подводном мире жителями и системой жизнеобеспечения для них.

К нарушениям баланса могут привести:

увеличение количества рыбок и их выделений, избыток корма для рыбок, 
не достаточное количество высших растений или 
не правильное использование освещения - продолжительность светового дня или спектр ламп освещения, 
не достаточное питание для высших растений,  
не достаточно эффективная работа фильтрации, 
наличие рыбок перекапывающих грунт, поднимающих муть,
очень быстрое или очень медленное течение. 

Островок водорослей на задней стенке аквариума, принесет пользу, поглощающая лишнее количество нитратов, будут для вас индикатором состояния всей системы. Как только водоросли начнут рост - это сигнал что в балансе что то начинает выходить из строя.

Баланс аквариума связан с азотным циклом.

Первое что нужно знать - закон N-P-K. 

Из трех основных макроэлементов азота N, фосфора P и калия K рост растений должен ограничивать только Фосфор. Это закон N-P-K.

На практике закон N-P-K приводит к Правилу контроля взаимной пропорции Нитрат:Фосфат в аквариуме. Если нитраты ~0, растения прекращают рост (потребление P и CO2 без N невозможно) и выбрасывают через листья не только питательные вещества, а главное - продукты незавершенного метаболизма в виде сахаров , которые и являются основным стимулятором роста водорослей и их спор. В это время водоросли процветают потребляя остаточные количества аммония/нитратов намного быстрее чем растения (водоросли делают это эффективнее растений - т.е. им нужны намного меньшие концентрации). Причем во время дисбаланса чем выше интенсивность освещения и больше остаточная концентрация питательных веществ в воде - тем быстрее прирост биомассы водорослей. Если пропорция PO4:NO3 смещается от оптимального Redfield ratio (атомарное 1:15-30) в сторону NO3 - появляются зеленые водоросли, если в сторону PO4 при почти нулевом NO3 - Cyanobacteria ¬ . 

• Если уровень нитрата NO3=0, а фосфаты PO4 >=0,1мг/л, это верный признак недостатка Азота, и нужно увеличить его внесение в аквариум. В противном случае могут появиться сине-зеленые водоросли ¬ или цветение воды. При недостатке азота N восстановление подачи CO2 до оптимального улучшения роста не даст - Rubisco ¬ будет недостаточно для потребления CO2. 

То же касается и случаев, когда у растений признаки нехватки того или иного питательного вещества (P, K, Fe, Ca, Mg), хотя вы точно знаете что его достаточно - опять же нужно проверить достаточно ли Азота . Если уровень PO4>0.1мг/л а NO3>5мг/л значит рост растений чем то лимитирован - прежде всего проверьте достаточно ли CO2и интенсивность освещения, нет ли признаков недостатка микро- ¬ , особенно Fe. 
При небольшом количестве рыб и хорошем росте растений вносить Азот отдельно нет никакой необходимости, достаточно пользоваться стандартным раствором PO4:NO3 ~1:15 (атомарный Redfield ratio 1:22.5) и все будет в порядке. Если по какой то причине пропорция в аквариуме была нарушена, положение исправляют увеличением подмен воды до двух-трех раз в неделю по 30-50% и переходят на внесение правильного раствора фосфор:азот (т.е. сделать перезагрузку ¬ ). Достаточно просто. 

Второе - о Redfield ratio. 
"Пропорция Редфилда (Redfield Ratio ¬ ) рассматривает оптимальное соотношение Углерода и Фосфора необходимого для Жизни. Так как потребности в энергии наземных и водных растений одинаковы , оптимальным соотношением C:P является 106C:1P для обоих. Таким образом, полная Пропорция Редфилда (оптимальное соотношение C к N к P) для наземной и водной жизни: на суше - 106C:16N:1P; в воде - 106C:13N:1P (атомарное). Мы уже знаем, что потребность в N на суше больше так как им нужно больше протеинов для создания жесткой конструкции своего организма. Обратной стороной этого является то, что так как потребность в N в водных системах меньше, относительная потребность в P выше потому что фосфор равномерно распределен между водной и наземной формой жизни. Таким образом, в водоемах обычно рост лимитирует именно фосфор P". ( Tне phosphorus cycle ) 
Пропорция Редфилда говорит нам оптимальную пропорцию в океанах, где действительно водоросли в определенный сезон могут быть лимитированы по фосфору (при P<0.02мг/л), но река или пруд, и тем более аквариум с растениями, совершенно иная экосистема нежели мировой Океан, и водоросли по фосфору практически никогда не лимитированы (поверхностные воды и богатые донные отложения дают более чем достаточно PO4 от разлагающихся остатков растений). Пропорция Редфилда является всего лишь отправной точкой в определении пропорции для нашей инженерной системы - аквариума с растениями, а основная наша задача - обеспечение растений доcтаточным питанием, а вовсе не ограничение постпуления фосфатов! В разумных пределах PO4~0.2-2.0мг/л в воде причиной появления водорослей не является. В то же время концентрация в воде может быть значительно ниже, но его дозировка в неделю должна обеспечивать потребности растений, и может быть даже 4мг/л в неделю. Водоросли стимулирует концентрация PO4>4мг/л (не доза, а именно сколько в воде в данный момент времени). Система ADA c большинством питания в субстрате и почти нулевым уровнем PO4 (<0.1мг/л) в воде очень хорошо это демонстрирует. Как понятно из информации о законе N-P-K и энзиме Rubisco, важнейшим является обеспечение таких параметров нашей инженерной системы чтобы растения никогда не были лимитированы по Азоту N. Только лишь пропорция не даст благополучного аквариума - нужна достаточная дозировка! 

Перевод атомарного соотношения Redfield Ratio 106C:16N:1P в соотношение по массе даст 41C : 7.2N : 1P, а перерасчет в PO4:NO3 по массе даст 1:10.4... то самое "универсальное" соотношение используемое в PPS-pro, и близкое к Seachem и Tropica. Пропорция Редфилда является усредненной , и для разных живых организмов колеблется в больших пределах. Водные растения содержат атомарное P:N~1:8-10 (Garten 1976), а водоросли атомарное P:N~1:14 (Redfield 1958). Здесь видно что растениям относительно N нужно больше P чем водорослям, и прийти к ложному выводу что дозировка удобрений со смещением пропорции в сторону P будет улучшать стабильность... но это если не знать о Rubisco и способе потребления растениями P . 
Естественная среда обитания водных растений - лимитированная по фосфору , то есть только он ограничивает их рост (всего остального обычно в достатке). Растения могут хранить большой запас P быстро потребляя его из воды, и легко переживают периодический недостаток PO4. Недостаток N много хуже чем временный недостаток P, и быстро приводит к радикальному падению темпов роста в несколько раз потому что N нужен для рубиско - энзима который помогает растениям потреблять CO2. При недостатке N запас P уже не поможет предотвратить резкое падение темпов роста растений и как следствие дисбаланс с появлением водорослей (см. тест Ole Pedersen ¬ ). Азот N никогда не должен лимитировать рост растений! Принимая для удобрений атомарное 1:16 по Redfield ratio мы уже даем N несколько больше чем нужно относительно P по Garten, что крайне важно для потребления растениями пониженных концентраций CO2 (Rubisco!) и значительному улучшению Cтабильности. Лучший атомарный Redfield ratio с максимальным ростом растений и минимальным водорослей, то есть оптимальная экологическая ниша для растений, судя по графику Adriaan Briene 1:24 , что соответствует массовому PO4:NO3=1:16, как у Seachem ¬ и общепринятому среди аквариумистов. 

Что касается пропорции PO4:NO3 в наиболее распространенных удобрениях, то Seachem использует атомарное P:N=1:22.5 (массовое PO4:NO3=1:16.6), Tropica PLANT NUTRITION+ liquid атомарное P:N= 1:28.5 (массовое PO4:NO3=1:19.336, 1.34 N - 0.1 P - 1.03 K), PJAN для ступенчатого метода освещения по ADA рекомендует массовое PO4:NO3=1:15-25, Edvard Vic в PPS-pro ¬ атомарное P:N=1:7.5 (массовое PO4:NO3=1:10). То есть ВСЕ придерживаются нижнего или верхнего оптимума Redfiled ratio (атомарный 1:15-30 -> PO4:NO3 по массе 1:10-20). И только Estimative Index ¬ настаивает на атомарном P:N=1:7.5... что постоянно является причиной гораздо более быстрой и большей вспышки водорослей в случае дисбаланса - в воде остается слишком много PO4 (>4мг/л стимулирует водоросли!), при замедлении роста растений его концентрация резко увеличивается, и водоросли имеют слишком много питания, причем в это же время растения не могут улучшить рост по причине недостатка N (при усиленных подменах воды и прекращении дозировки удобрений). Подмены воды приходится делать намного больше, процесс растягивается, уход за аквариумом заметно осложняется. Так как Estimative Index - метод с внесением удобрений только в воду , не имея источника азота в грунте и постоянном большом избытке PO4 в воде он является самым нестабильным и неудобным. Это и есть причина перехода любителей с EI на PPS-pro. Особенно ярко выживание растений в среде лимитированной по P (но при достатке N!) иллюстрирует метод освещения Ступенчатым методом ¬ . Как видим - никакого вреда для растений, даже улучшение их здоровья, и полное отсутствие водорослей... 
В методике ADA тоже используется подход когда азота всегда в достатке за счет неограниченного запаса N в грунте (т.е. фактически используется PO4:NO3=1:бесконечности), а в воде PO4 всегда около нуля - в воду вносится почти только PO4 (см. состав ¬ ), который сразу же потребляется растениями и поглощается субстратом, и концентрация в воде снова будет около нуля. Всем давно известно что метод ADA дает самое стабильное отсутствие водорослей и простоту ухода за аквариумом из четырех известных ¬ . 

Третье что нужно знать - об энзиме ответственном за потребление растениями CO2 - Rubisco activase. 
Недостаток азота N гораздо хуже чем фосфора P так как без азота энзим ответственный за потребление CO2 Rubisco ¬ не активируется и потребление CO2 снижается. Например, если начали появляться водоросли от недостаточной дозировки удобрений и/или падения концентрации CO2 мы всегда увеличиваем подмены воды без внесения удобрений что приводит к лимитированию питания растений, азот заканчивается раньше чем фосфор, и потребление CO2 резко снижается даже при его достаточной концентрации в воде. В результате от недостатка CO2 радикально снижается фотосинтез и замедляется рост растений, то есть по системе наносится двойной удар что усиливает вспышку водорослей. Именно в такие периоды PO4:NO3 1:15 лучше чем 1:5, а тем более - если субстрат богат органикой и имеет очень большие запасы N. 
Науке точно известно что при достатке азота можно лимитировать рост растений ограничением доступности фосфора без радикального падения темпов роста CO2 (см. тест Ole Pedersen ¬ ), в то же время недостаток азота N фатален для темпов фотосинтеза, то есть воспышка водорослей будет раньше и сильнее. Нельзя рассматривать вопрос потребления CO2 без учета потребности растений в Азоте N. Важно отметить что ограничение роста растений ограничением PO4 никогда не делается - вместо этого используется меньшая интенсивность освещения, или же более короткий период интенсивного освещения ("метод пика" ¬ ). Питательных веществ и CO2 должно быть в достатке ВСЕГДА, в воде и/или в субстрате. Просто, как понятно из сказанного выше, периодический временный недостаток P не дает вспышки водорослей, в то время как недостаток N практически гарантирует такой исход. 
Пропорция PO4:NO3 вступает в действие только когда растения лимитированы по какому либо элементу, поэтому смещение в сторону азота дает указанные преимущества только когда имеет место недостаточная дозировка удобрений в воду (и/или при отсутствии питания в субстрате), или во время больших подмен воды когда мы избавляемся от водорослей и вынужденно лимитируем растения чтобы уменьшить прирост биомассы водорослей. Когда растения не лимитированы пропорция особой роли не играет - 1:15 можно использовать как страховку, а 1:5 вреда не принесет. (см. мнение Tom Barr ) Недостаток питания для растений от недостаточной/непостоянной дозировки гораздо более весомая причина роста водорослей чем сама пропорция, поэтому в первую очередь следует обеспечить достаточно PO4 и NO3, причем неважно в воде или в грунте, а потом уже думать о пропорции! Негативное влияние заниженной пропорции PO4:NO3 проявляется только когда имеется недостаток дозировки и нет питания в субстрате (грунт изначально без органики, еще не набрал запаса питания в молодом аквариуме, уже исчерпал свои запасы, или же отсутствуют нормальные условия для разложения органики в грунте и питания корней). С 1:15 когда от боязни получить водоросли/случайно/недостатка времени вносят слишком мало PO4:NO3, лимитирование растений по фосфору P имеет гораздо менее плачевные последствия чем недостаток азота N. 
При внесении удобрений только в воду (бедный субстрат), если дозировка достаточна - пропорция особой роли не играет и не является прямой причиной появления водорослей, но все же 1:15-25 выгодна когда будет дисбаланс - это определенная страховка и "хорошая привычка" дающая немного больше стабильности без необходимости беспокоиться о том какой у вас субстрат и достаточно ли в нем еще питания, снизить воздействие временных падений концентрации CO2 на систему упростив контроль за его подачей. (подробнее смотри в разделе Ограничение роста растений ¬ ). 
Если используется метод ADA с богатым орагникой субстратом, в воду вносят почти только PO4 (PO4:NO3~1:1.695 для Lights и 1:1.915 для Shade). Азота в субстрате всегда достаточно, т.е. используется пропорция 1:бесконечности.