Рифовый аквариум: устройство и содержание.

Введение

Морской аквариум, в котором содержатся живые кораллы и другие морские беспозвоночные, а также рыбы.

Рифовый аквариум – это морской аквариум, в котором акцент делается на демонстрации живых кораллов и других морских беспозвоночных, а также рыб, играющих роль в поддержании экосистемы тропического кораллового рифа. Рифовому аквариуму требуется более интенсивное освещение, сильное течение воды и стабильные параметры воды, чем аквариуму только с рыбами, а также тщательный подбор совместимых рифовых обитателей.

Экранный резервуар

Часто используется аквариум "под риф" или просто "сверленный". В аквариумах такого типа в задней стенке просверлены отверстия для слива воды в самп или рефугиум. Эти сливы обычно размещены во внутреннем устройстве перелива, изготовленном из пластика или стекла, которое включает в себя сточную трубу и линию возврата воды. Поверхностная вода переливается через переливное устройство, стекает по сточной трубе, через трубы из ПВХ и попадает в самп. После прохождения через самп, вода с помощью возвратного насоса подается через второе отверстие обратно в аквариум. В качестве альтернативы, в стандартных несверленных аквариумах используется внешний перелив "навесного типа", который подает воду в самп посредством непрерывного сифона. Аквариумы обычно изготавливаются из стекла или акрила. Акрил обладает преимуществами в виде оптической прозрачности, легкости и простоты сверления. К недостаткам относятся склонность к царапинам, деформация стенок и часто ограниченный доступ сверху из-за верхней рамы жесткости. Стеклянные аквариумы тяжелее, но более устойчивы к царапинам. Другие материалы, такие как фанера, покрытая эпоксидной смолой, используются опытными аквариумистами-самодельщиками, но обычно применяются для изготовления больших аквариумов.

Фильтрация

Основная биологическая фильтрация в рифовых аквариумах обычно обеспечивается использованием живых камней, которые добываются из различных тропических зон вокруг существующих рифов или, в последнее время, культивируются во Флориде. Некоторые рифоводы также используют так называемые глубокие песчаные ложа (DSB). Они часто применяются для усиления биологической фильтрации, способствуя снижению уровня нитратов – отходов, образующихся в неполном азотном цикле. Противники глубоких песчаных лож могут предпочесть "голое дно" или "подвешенный риф", что облегчает удаление накопившегося детрита, являющегося источником нитратов. Эта биологическая фильтрация обычно дополняется пенными фрационерами (протеиновыми скиммерами). Пенные фрационеры используют процесс фракционирования пены, при котором воздух подается в поток воды, образуя микропузырьки. Органические отходы прилипают к поверхности этих микропузырьков и удаляются вместе с переливом пены на поверхность реактора в съемную емкость. Совокупность этих элементов, используемых вместе, характерна для Берлинского метода, названного в честь города, где он был впервые разработан. В последние годы Берлинский метод часто дополняется рефугиумом. Рефугиум предоставляет множество преимуществ, включая снижение уровня нитратов, а также служит естественным источником корма. Обычно в нем содержатся два основных вида макроводорослей, таких как Caulerpa prolifera или Chaetomorpha или оба (поскольку эти два штамма не образуют спор, а размножаются укоренением). Макроводоросли используются по двум причинам: для удаления избыточных питательных веществ из воды, таких как нитраты, фосфаты и железо, и для поддержания полезной микрофлоры и фауны (зоопланктона). Мелким беспозвоночным (копеподам и амфиподам) предоставляется пространство, свободное от хищников, для роста, и, возвращаясь в основной аквариум, они служат пищей для кораллов и рыб. Традиционная комбинированная механическая/биологическая фильтрация, используемая в аквариумах только с рыбами, не применяется, поскольку такие фильтры задерживают детрит и производят нитраты, которые могут замедлить рост или даже убить многие деликатные кораллы. Химическая фильтрация в виде активированного угля используется при необходимости для удаления помутнения воды или для удаления растворенных веществ (органических или иных) с целью очистки воды в рифовой системе.

The primary biological filtration for reef aquariums usually comes from the use of live rock which come from various tropical zones around existing reefs, or more recently aquacultured rock from Florida. Some reefkeepers also use what is called deep sand beds (DSB). These are often employed to augment the biological filtration by aiding in the reduction of nitrate, a waste product in an incomplete nitrogen cycle. Deep sand bed opponents may prefer a "bare bottom" or "suspended reef" which allows for easier removal of nitrate generating accumulated detritus. This biological filtration is usually supplemented by protein skimmers. Protein skimmers use the foam fractionation process wherein air is introduced into a water stream creating microbubbles. Organic waste adheres to the surface of these microbubbles and is removed as it overflows at the reactor surface into a removable cup. This group of elements used in conjunction is characteristic of the Berlin Method, named for the city in which it was first devised. In recent years, the Berlin Method is often supplemented with a refugium. A refugium provides many benefits, which include nitrate reduction, as well as providing a natural food source. It typically houses two main species of macroalgae, including Caulerpa prolifera or chaetomorphae or both (because these two strains are known not to spore but grow by rooting to propagate). Macroalgae is used for two reasons: to remove excess nutrients from the water such as nitrate, phosphate, and iron, and to support beneficial microflora and fauna (zooplankton). Small invertebrates (copepods and amphipods) are provided a space free of predation to grow and, when returned to the display tank, serve as food for corals and fish. Conventional combined mechanical/biological filtration used in fish only systems is avoided because those filters trap detritus and produce nitrates which may stunt or even kill many delicate corals. Chemical filtration in the form of activated carbon is used when needed to remove discoloration of the water, or to remove dissolved matter (organic or otherwise) to help purify the water in the reef system.

Движение воды

Движение воды важно в рифовом аквариуме, поскольку различные типы кораллов требуют разной скорости течения. В настоящее время многие аквариумисты рекомендуют коэффициент водообмена 10x: 10 x объем аквариума в галлонах = требуемый поток в галлонах в час – математически это эквивалентно полному обновлению воды в аквариуме каждые 6 минут. Это общее правило, имеющее множество исключений. Некоторые кораллы, такие как грибовидные и полиповые, нуждаются в очень слабом течении для нормального роста. И наоборот, крупные полипные каменные кораллы, такие как мозговик, пузырчатый коралл, элегантный коралл, чашечный коралл, огненный коралл и трубчатый коралл, требуют умеренного течения, а мелкополипные каменные кораллы, такие как Acropora, Montipora, Porites и Pocillopora, нуждаются в сильном, турбулентном течении, имитирующем разбивающиеся волны на мелководье у края рифа. Направление, в котором установлены помпы в аквариуме, оказывает значительное влияние на скорость течения. Многие кораллы постепенно перемещаются в другую часть аквариума, если течение в их текущем местоположении недостаточно. "Поскольку скорость течения является критическим показателем для определения скорости газообмена, коэффициент водообмена мало что говорит о том, насколько быстро коралл дышит и осуществляет фотосинтез". Аквариумы, подготовленные к рифовому содержанию, получают хотя бы часть необходимого движения воды от помпы, возвращающей воду из сампа. Это течение обычно усиливается другими способами. Популярным способом является размещение в аквариуме нескольких проточных помп. Проточные помпы – это небольшие подводные насосы, создающие ламинарное или узкое, однонаправленное течение воды. Если наличие проточной помпы не соответствует эстетике аквариума, в переливной коробке можно просверлить небольшие отверстия, спрятав большую часть помпы и оставив видимым только небольшой выпускной патрубок. Помпы можно включать и выключать поочередно с помощью таймера волн и направлять друг на друга или на стекло аквариума, чтобы создать турбулентное течение. Недостатки использования этих помп включают их способность загромождать аквариум, склонность к избыточному тепловыделению и часто производимое ламинарное течение. Другой метод – это замкнутый контур, в котором вода из основного аквариума забирается насосом и возвращается обратно в аквариум через один или несколько возвратных отверстий, создавая турбулентность. Новые подводные пропеллерные помпы набирают популярность и способны создавать большие объемы турбулентного течения без сильного направленного ламинарного потока проточной помпы. Пропеллерные помпы более энергоэффективны, чем проточные помпы, но требуют больших первоначальных вложений. Еще один современный метод – это аквариум с гиропотоком. Аквариум с гиропотоком создает максимальный импульс воды за счет разделителя в центре аквариума. Разделитель оставляет открытое пространство без препятствий, обеспечивая область с минимальным сопротивлением движению воды. Создание импульса воды с помощью гиропотока – эффективный способ увеличить течение, тем самым способствуя дыханию и фотосинтезу кораллов.

Water movement is important in the reef aquarium with different types of coral requiring different flow rates. At present, many hobbyists advocate a water turnover rate of 10x: 10 x aquarium capacity in gallons = required flow in gallons per hour⁠—⁠this is mathematically equivalent to a complete aquarium water turnover every 6 minutes. This is a general rule with many exceptions. Some corals, such as mushroom corals and polyp corals, require very little flow to thrive. Conversely, large polyp stony corals such as brain coral, bubble coral, elegance coral, cup coral, torch coral, and trumpet coral require moderate amounts of flow, and small polyp stony corals such as Acropora, Montipora, Porites, and Pocillopora require high, turbulent, conditions, which imitates breaking waves in shallow water near the tip of the reef. The directions which water pumps are pointed within an aquarium will have a large effect on flow speeds. Many corals will gradually move themselves to a different area of the tank if the water movement in its current area is not satisfactory. "Since flow speed is the critical measure for determining the rate of gas exchange, turnover does little to convey how fast a coral will respire and photosynthesize." Reef ready tanks obtain at least a portion of the required water motion from the pump that returns water from the sump. This flow usually is augmented by other strategies. A popular strategy is placement within the display tank of multiple powerheads. Powerheads are simply small submersible water pumps that produce a laminar or narrow, unidirectional water stream. If the presence of the powerhead in the tank does not fit with the aesthetics of the display, small holes may be drilled in an overflow of a tank and the bulk of the powerhead can be hidden, leaving only the small funnel spout visible in the tank. The pumps may be alternately switched on and off using a wave timer and aimed at one another or at the aquarium glass to create turbulent flow in the tank. Drawbacks to the use of these powerheads include their capacity to clutter the display tank, propensity for excess heat production, and the laminar quality of water flow often produced. Another method is the closed loop in which water is pulled from the main tank into a pump which returns the water back into the aquarium via one or more returns to create water turbulence. Newer submersible propeller pumps are gaining popularity and are able to generate large volumes of turbulent water flow without the intensely directed laminar force of a power head. Propeller pumps are more energy efficient than powerheads, but require a higher initial investment. Another recent method is the gyre tank. A gyre tank encourages a maximum amount of water momentum through a divider in the center of the aquarium. The divider leaves an open, unobstructed space which provides a region with little friction against water movement. Building water momentum using a gyre is an efficient method to increase flow, thus benefiting coral respiration and photosynthesis.

Освещение

С появлением новых и более совершенных технологий, увеличением интенсивности и расширением спектра, существует множество вариантов для рассмотрения. Многие, если не большинство аквариумных кораллов содержат в своих тканях симбиотические водоросли, называемые зооксантеллами. Именно эти зооксантеллы нуждаются в свете для осуществления фотосинтеза, в результате которого производятся простые сахара, используемые кораллами в качестве пищи. Задача аквариумиста – обеспечить достаточное количество света для поддержания процветающей популяции зооксантелл в тканях коралла. Хотя это может показаться несложным, на практике это может оказаться весьма сложной задачей. Некоторые кораллы, такие как грибовидные и полиповые, требуют очень небольшого количества света для нормального роста. И наоборот, крупные полипные каменные кораллы, такие как мозговик, пузырчатый коралл, элегантный коралл, чашечный коралл, огненный коралл и трубчатый коралл, нуждаются в умеренном количестве света, а кораллы с мелкими полипами, такие как Акропоры, Монтипоры, Пориты и Поциллопоры, требуют освещения высокой интенсивности. Среди различных типов наиболее популярными источниками света для аквариумов являются металлогалогенные лампы, лампы VHO (очень высокой мощности), компактные люминесцентные лампы и системы освещения T5 с высокой производительностью. Хотя ранее они широко использовались, многие аквариумисты, занимающиеся рифовыми аквариумами, отказались от люминесцентных ламп T12 и T8 из-за их низкой интенсивности, а также от ртутных ламп из-за ограниченного спектра излучения. Недавние достижения в области световых технологий также сделали доступной совершенно новую технологию для освещения аквариумов: светодиоды (LED). Хотя сами светодиоды не являются новинкой, технология была адаптирована для создания систем, обладающих качествами, позволяющими рассматривать их как жизнеспособную альтернативу газоразрядным и лампам накаливания. Новизна технологии делает их относительно дорогими, но эти системы обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционным освещением. Несмотря на более высокую первоначальную стоимость, они, как правило, экономичны в долгосрочной перспективе, поскольку потребляют меньше энергии и имеют значительно больший срок службы, чем другие системы. Кроме того, поскольку светодиодные системы состоят из сотен крошечных светодиодов, микрокомпьютер может управлять их выходной мощностью для имитации рассвета и заката. Некоторые системы также способны имитировать лунный свет и фазы луны, а также изменять цветовую температуру излучаемого света. Более того, некоторые производители выпускают светодиодные системы освещения с одинарной и двойной яркостью для поддержания жизни кораллов в морских аквариумах. Выбор освещения для аквариума усложняется такими переменными, как цветовая температура (измеряемая в кельвинах), индекс цветопередачи (CRI), фотосинтетически активное излучение (PAR) и световой поток (в люменах). Доступная мощность может варьироваться от скромной 9-ваттной люминесцентной лампы до ослепительной 1000-ваттной металлогалогенной лампы. Системы освещения также различаются по светоотдаче каждого типа ламп – в порядке возрастания мощности они следующие: лампы T8/12 или лампы нормальной мощности, компактные люминесцентные лампы и T5 с высокой производительностью, VHO и металлогалогенные лампы. Чтобы еще больше усложнить ситуацию, существует несколько типов балластов: электронные, магнитные и балласты с импульсным пуском.

With the advent of newer and better technologies, increasing intensities and a growing spectrum, there are many options to consider. Many, if not most aquarium corals contain within their tissue the symbiotic algae called zooxanthellae. It is these zooxanthellae that require light to perform photosynthesis and in turn produce simple sugars that the corals utilize for food. The challenge for the hobbyist is to provide enough light to allow photosynthesis to maintain a thriving population of zooxanthellae in a coral tissue. Though this may seem simple enough but in reality can prove to be a very complex task. Some corals, such as mushroom corals and polyp corals, require very little light to thrive. Conversely, large polyp stony corals such as brain coral, bubble coral, elegance coral, cup coral, torch coral, and trumpet coral require moderate amounts of light, and small polyp stony corals such as Acropora, Montipora, Porites, and Pocillopora require high intensity lighting. Of the various types, most popular aquarium lighting comes from metal halide lamps, very high output or VHO, compact fluorescent and T5 high output lighting systems. Although they were once widely used, many reef tank aquarists have abandoned T12 and T8 fluorescent lamps due to their poor intensity, and mercury vapor due to its production of a limited light spectrum. Recent advances in lighting technology have also made available a completely new technology for aquarium lighting: light emitting diodes (LEDs). Although LEDs themselves are not new, the technology has only recently been adapted to produce systems with qualities that allow them to be considered viable alternatives to gas and filament based aquarium lighting systems. The newness of the technology does cause them to be relatively expensive, but these systems bring several advantages over traditional lighting. Although their initial cost is much higher, they tend to be economical in the long run because they consume less power and have far longer lifespans than other systems. Also, because LED systems are made of hundreds of very small bulbs, a microcomputer can control their output to simulate daybreak and sunset. Some systems also have the ability to simulate moonlight and the phases of the moon, as well as vary the color temperature of the light produced. Moreover, some manufacturers produce LED lighting systems in single bright and double bright intensities for sustaining coral life in marine aquariums. The choices for aquarium lighting are made complicated by variables such as color temperature, (measured in kelvins), color rendering index (CRI), photosynthetically active radiation (PAR) and lumens. Power output available to the hobbyist can range from a meager 9 W fluorescent lamp to a blinding 1000 W metal halide lamp. Lighting systems also vary in the light output produced by each bulb type—listed in order of weakest to strongest they would be: T8/12 or normal output lamps, compact fluorescent and T5 high output, VHO, and metal halide lamps. To further complicate matters, there are several types of ballasts available: electric ballast, magnetic ballast, and pulse start ballast.

Отопление и охлаждение

Обычно рифовые аквариумы поддерживают при температуре от 25 до 28 °C (75–82 °F). Следует избегать резких перепадов температуры, так как они могут быть особенно опасны для беспозвоночных и рыб, обитающих в рифовых аквариумах. В зависимости от местоположения аквариума и условий в нем (например, наличие отопления или кондиционирования), можно установить нагреватель и/или чиллер. Нагреватели относительно недороги и легко доступны в любом зоомагазине, специализирующемся на аквариумистике. Аквариумисты часто используют самп для скрытия неэстетичного оборудования, такого как нагреватели. Чиллеры, напротив, стоят дорого и их сложнее приобрести. Для многих аквариумистов достаточно установить поверхностные вентиляторы и использовать домашний кондиционер вместо чиллера. Вентиляторы охлаждают воду в аквариуме за счет испарения, что требует более частой доливки воды.

Безопасность

Большие объемы электропроводной соленой воды, сложная сантехника и многочисленные электроприборы, расположенные в непосредственной близости друг от друга, безусловно, представляют значительный риск повреждения как для людей, так и для имущества и требуют серьезного внимания к вопросам безопасности. Все оборудование следует использовать в соответствии с инструкциями производителя. Электрооборудование следует размещать выше уровня воды, когда это возможно, и всегда использовать капельные петли. Не следует превышать допустимую нагрузку на цепь, и все приборы должны быть подключены к розеткам с устройством защитного отключения (УЗО/GFCI). Их можно приобрести в любом хозяйственном магазине и установить относительно легко. Также широко доступны удлинители с УЗО/GFCI. Оборудование для домашнего мониторинга с датчиками воды также можно адаптировать для использования в аквариуме и настроить для оповещения владельца об отключении электроэнергии или переполнении водой. Это оборудование позволяет своевременно вмешаться в потенциально опасную ситуацию и обеспечивает дополнительную уверенность для тех, кто часто путешествует.

Нано рифы

Нанориф – это тип морского аквариума, обычно объемом менее 140 литров (30 имперских галлонов / 37 американских галлонов). Точная граница, отличающая нанориф от обычного рифового аквариума, нечетко определена. Некоторые считают, что к нанорифам можно отнести аквариумы объемом менее 180 литров (40 имперских галлонов / 48 американских галлонов). Однако 140 литров (30 имперских галлонов / 37 американских галлонов) представляется наиболее общепринятым пределом. В последние годы нанорифы приобрели значительную популярность среди аквариумистов-любителей, главным образом благодаря своим компактным размерам, простоте обслуживания и потенциально более низким затратам. Возрастающий интерес к этой нише морской аквариумистики стимулировал ряд важных разработок, включая специализированные потребительские продукты, такие как специализированные аквариумные фильтры, компактные системы освещения высокой интенсивности и небольшие циркуляционные насосы. Такое оборудование позволяет аквариумисту создавать среду, в которой многие морские организмы могут успешно развиваться. Одним из первых упоминаний об этих небольших рифовых аквариумах было сделано в 1989 году Альбертом Тхилем в его книге «Основы содержания малых рифовых аквариумов». Нанорифы часто продаются в виде готовых комплектов, включающих аквариум, подставку, компактные лампы T5, T8, PL или металлогалогенное освещение, пеноотделитель, УФ-стерилизатор, систему фильтрации из трех и более ступеней, нагреватель и водяной насос или проточную помпу. Однако многие владельцы нанорифов предпочитают модернизировать свои аквариумы, устанавливая более качественное оборудование, например, более производительный пеноотделитель или систему освещения.

Рифы Пико

Другой набирающий популярность термин – пико-риф, используемый для обозначения самых маленьких нано-рифовых аквариумов. Большинство опросов на онлайн-форумах определяют пико-рифами аквариумы объемом примерно 10 литров (2,5 галлона) и меньше. Эти крошечные аквариумы требуют еще большей тщательности в отношении подмен воды и контроля за химией воды, поскольку небольшой объем воды практически не допускает ошибок. При заселении этих миниатюрных аквариумов необходимо соблюдать осторожность, так как слишком большое количество обитателей может легко превысить способность аквариума эффективно перерабатывать отходы. Для самых маленьких пико-рифов даже содержание одной рыбы не рекомендуется. Пико-рифы часто состоят из живых камней, неприхотливых кораллов и мелких беспозвоночных, таких как крабы-отшельники и морские улитки. Содержание пико-рифовых аквариумов позволило изучить пределы аллелопатии – химических и физических механизмов, посредством которых кораллы конкурируют за пространство. До появления этих концентрированных экосистем считалось невозможным сосуществование даже нескольких видов кораллов в таком небольшом общем объеме воды.

Проблемы, связанные с малыми рифовыми аквариумами

Из-за небольшого объема воды колебания качества воды происходят легче, поэтому нано-рифовые аквариумы требуют более пристального внимания к качеству воды, чем аквариумы большего объема. Многие опытные аквариумисты рекомендуют проверять воду дважды в неделю и проводить подмены воды не реже одного раза в неделю. Особенно важно тщательно контролировать уровни аммиака, нитритов, нитратов, pH, солености, щелочности, кальция и фосфатов. В случае нано-рифов даже незначительные изменения в условиях воды, такие как небольшие колебания температуры, могут быть проблематичными, в то время как больший объем воды в больших аквариумах обеспечивает более стабильную и устойчивую среду. Нано-рифы также требуют особого внимания при выборе их обитателей. Необходимо учитывать два основных фактора: биологическую нагрузку, то есть способность аквариума перерабатывать отходы жизнедеятельности его обитателей, и совместимость видов. Эти проблемы, хотя и присутствуют в больших аквариумах, проявляются в нано-аквариумах в большей степени. Виды, считающиеся безопасными для рифов и способные мирно сосуществовать в больших аквариумах, могут испытывать трудности в нано-аквариуме из-за тесного физического контакта. Поэтому популярным выбором являются небольшие виды рыб, такие как гоби и рыбы-клоуны, благодаря их относительно небольшому размеру и способности мирно уживаться с другими обитателями аквариума.

Фильтрация в нано рифах

Многие аквариумисты нано-рифов предпочитают, чтобы их аквариумы выглядели максимально естественно, и поэтому стремятся использовать как можно меньше механических методов фильтрации. Основным методом фильтрации в нано-рифах являются живые камни и живой песок – фрагменты рифовых пород и песка, заселенные полезными бактериями и другими организмами, которые помогают разлагать органические отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности обитателей нано-рифа. Другие аквариумисты нано-рифов используют устройства, такие как пенные фрационеры (белковые скиммеры), для удаления избыточных отходов из аквариума до того, как они превратятся в нитраты. Механическое удаление избыточных отходов может снизить частоту подмен воды, необходимых для поддержания низкого уровня нитратов. Задержка работы механических фильтров, например, с помощью таймера, имитирующего день и ночь, может позволить беспозвоночным животным питаться, фильтруя воду естественным образом. Рефугиум также может использоваться для экспорта питательных веществ, особенно при заполнении макроводорослями, такими как Chaetomorpha, и живыми камнями. Глубокий песчаный слой – еще один метод фильтрации. В последнее время появилось несколько "естественных" методов переработки отходов в аквариуме, особенно в небольших системах, таких как нано-рифы. Ведутся исследования по стимулированию развития различных видов губок и микроорганизмов для переработки загрязняющих веществ в аквариуме – тема, набирающая популярность в аквариумном сообществе.