Kable grzejne w akwarium roślinnym

Działanie

Kable grzejne definiuje się jako urządzenie, które tworzy obszary stosunkowo skoncentrowanego ciepła w podłożu. Możliwość skoncentrowania ciepła jest kluczem  pozwalającym na osiągnięcie założonego efektu - generowanie prądów konwekcyjnych w podłożu (wymuszanie ruchu wody w podłożu). Urządzenie, które równo podgrzewa całe podłoże nie spełnia tej roli.

Kable grzejne są urządzeniem elektrycznym, które układa się na dnie akwarium w formie zygzaka lub w kształcie spirali, mocuje przyssawkami i przykrywa podłożem. Wytwarzają one powolny obieg wody przez podłoże na dnie zbiornika, powodując efekt występujący w naturalnym środowisku. Pracujący kabel wytwarza wzdłuż siebie ciepło. Podgrzana woda wokół kabla unosi się do góry poprzez chłodniejsze podłoże aż zmiesza się z kolumną wody w akwarium. W tym samym czasie chłodniejsza woda z akwarium wnika w podłoże, pomiędzy kablami, aby zastąpić podgrzaną wodę.

Można domniemywać, że każda różnica temperatur powoduje prądy konwekcyjne. Zasada ta sprawdza się prawie zawsze w powietrzu jednakże podłoże jest bardziej złożonym medium, bardziej zbliżonym do ciała stałego niż do cieczy. Są dwie zasadnicze  metody przenoszenia ciepła - kondukcja, konwekcja oraz na drugim końcu - gwałtowny przepływ ciepła. Z kondukcją mamy doczynienia np, gdy zimą dotkniemy okna. Poczujemy zimno ponieważ ciepło przepływa z naszej ręki na zewnątrz poprzez szybę - oczywiście w szybie nie ma żadnego ruchu w makro skali. Gotująca się woda stanowi doskonały przykład gwałtownego przepływu ciepła.

Zasady termodynamiki wskazują, że przewodzenie ciepła zależy od gęstości strumienia ciepła. Przy niskiej gęstości ciepła jest ono przewodzone drogą kondukcji. Gęstszy strumień ciepła w odniesieniu do konkretnego medium, powoduje powstanie prądów konwekcyjnych. Gotująca się woda jest przykładem bardzo gęstego strumienia ciepła.

Powstaje pytanie jaka jest właściwa gęstość strumienia cieplnego dla potrzeb akwarium roślinnego. Dokładna odpowiedź na to pytanie nie jest możliwa ponieważ podłoże może mieć bardzo złożoną budowę - mieszanina wody, drobnego żwirku, piasku, ziemi, laterytu, dodatków do dna, kulek gliny, torfu i innych dodatków. Dlatego też jest bardzo trudno samemu dobrać właściwe kable grzejne. Musimy zdać się na producentów i dokładnie czytać instrukcje dołączone do urządzenia. Na szczęcie dostępne w sprzedaży kable grzejne zdają egzamin w praktyce.

Jakie są zalety stosowania kabli grzejnych.

Dupla w swoich 10 złotych wymaganiach dla optymalnego akwarium twierdzi, że  kable grzejne umieszczone na dnie integrują podłoże w zakresie chemicznych i fizycznych cyklicznych przemian zachodzących w akwarium poprzez wymuszenie ruchu wody w podłożu. Działanie kabli porównują ze zjawiskiem przenikania przez dno wód gruntowych zasilających strumienie. Wody gruntowe dostarczają korzeniom roślin substancje odżywcze i jednocześnie zabierają odpady produkowane przez korzenie. Warto jednak podkreślić, że używanie kabli grzejnych nie ma na celu kopiowanie natury. Są one tylko środkiem aby uzyskać podobny efekt w akwarium.

Najważniejszą korzyścią używania kabli grzejnych w akwarium roślinnym  jest utrzymanie stabilności w długoterminowym okresie. Jeśli zamierzamy co roku gruntownie zmieniać wystrój akwarium nie ma sensu ich stosowanie. Natomiast jeśli zamierzamy utrzymywać akwarium co najmniej rok kable grzejne są doskonałym narzędziem aby zwiększyć swoje szanse na sukces. Należy również pamiętać, że kable grzejne nie zwiększają tempa wzrostu roślin w akwarium. Nie są one również złotym środkiem na akwarium roślinne. Należy pamiętać zawsze o prawidłowym oświetleniu, nawożeniu CO₂ i mineralnym odżywianiu roślin.

Jest wiele dostępnych podłoży do akwarium jak również wiele do nich dodatków. Dobrze przygotowane podłoże powinno mieć następujące cechy:

1. Dostarczać ciepło do podłoża co jest szczególnie pożądane przy uprawie takich roślin jak np. Barclaya longifolia. W tym przypadku podłoże może być nawet trochę cieplejsze niż kolumna wody.

2. Dostarczać ciepło do podłoża w celu przyspieszenia procesów biochemicznych. Reakcje redukcji, w wyniku których składniki mineralne stają się bardziej rozpuszczalne a tym samym bardziej dostępne dla roślin ulegają przyspieszeniu 2-3 krotnie o każde 10 ⁰C.

3. Zapewnić transport składników pokarmowych z wody do podłoża a w szczególności: azotu, żelaza, wapnia, potasu i mikroelementów. W tym cyklu następuje stałe uzupełnianie składników pokarmowych w podłożu co umożliwia dobry wzrost roślin.

4. Umożliwić transport szkodliwych substancji z podłoża do kolumny wody. Produkty uboczne procesów rozkładu mogą być szkodliwe dla roślin. Niektóre rośliny wydzielają małe ilości toksyn aby zwalczać konkurencję (wojna chemiczna) np. zwartki.

5. Stwarzać medium, w którym substancje organiczne mogą łączyć się z formami zredukowanymi mikroelementów. W ten sposób powstają chelaty mineralnych składników odżywczych, tworząc formy łatwo dostępne dla roślin.

6. Stwarzać środowisko bardziej sprzyjające procesom redukcji niż utleniania. W ten sposób mikroelementy utrzymują się w stanie zredukowanym lub są redukowane z form utlenionych. Szczególnie łatwo ulega utlenieniu w wodzie żelazo przy normalnej zawartości tlenu.

Zgodnie z wcześniej przytoczonymi zasadami Dupli podłoże złożone w 1/3 części żwirku zmieszanego z laterytem w dolnej części, przysypane w 2/3 czystym żwirkiem z ułożonymi na dnie kablami grzejnymi spełnia wszystkie 6 powyższych wymagań.  Kable grzejne spełniają wymogi punktu 1 i 2. Prądy konwekcyjne produkowane przez kable grzejne tworzą łagodny ruch wody w podłożu spełniając wymogi punktu 3 i 4. Dodatek laterytu w podłożu zapewnia spełnienie punktu 5. Bakterie nitryfikacyjne w połączeniu z prądami konwekcyjnymi w dnie wypełniają wymagania punktu 6.

Rozwiązanie alternatywne dla kabli grzejnych mogą spełniać niektóre, ale nie wszystkie wymagania. Maty grzejne umieszczone pod akwarium równomiernie podgrzewają całe dno. Zapewnia to spełnienie wymagań dla punktu 1 i 2. Gęstość strumienia ciepła jaką wytwarzają maty grzejne powoduje, że ciepło przechodzi do kolumny wody kondukcyjnie. Dzięki temu nie powstają prądy konwekcyjne w dnie akwarium i nie spełnione są wymagania punktów 3,4,5,6.  

Kolejną alternatywą dla kabli grzejnych jest filtr denny. Jego praca gwarantuje spełnienie wymagań punktów 2 i 4. Możliwe jest też spełnienie punktu 6 a gdy będziemy ogrzewać wodę na wlocie do filtra spełniony zostanie również punkt 1. Jeżeli umieścimy filtr mechaniczny przed wlotem do filtra dennego nie spełnimy wymagań punktu 3 ponieważ mikroelementy zostaną utlenione. Punkt 5 również może być nie spełniony ponieważ pracujący filtr denny może wymywać z podłoża substancje chelatujące. Największa jednak wada filtra dennego polega na tym , że trudno jest ustawić wolny i równomierny przepływ wody. Otwory w płytkach filtra mają tendencję do zapychania się co powoduje nierównomierny przepływ wody poprzez dno a w długoterminowym okresie całkowite zapchanie się filtra. Nie oznacza to jednak, że używając filtra dennego nie można osiągnąć sukcesu. Kluczem do niego jest wytworzenie małego przepływu wody poprzez dno (np, zamiast głowicy można umieścić grzałki we wlotach filtra). Nie można jednak zapominać, że filtr denny przede wszystkim ma zapewnić środowisko bogate w tlen w podłożu co jest sprzeczne z założeniami punktu 6.

Instalowanie kabli grzejnych

Długość kabli należy dobrać w ten sposób aby ogrzewały one całe dno. Przeważnie odległość pomiędzy poszczególnymi pomiędzy kablami ułożonymi na dnie w formie zygzaka wynosi 6cm. Kabel przymocowujemy przyssawkami do podłoża. Tą czynność należy wykonać bardzo precyzyjnie mając na uwadze fakt, że w przyszłości będziemy wyciągać rośliny z podłoża, których korzenie będą splątane z kablami.

Od autora

Należy podkreślić jeszcze raz , że kable grzejne nie są same w sobie złotym środkiem na bujny wzrost roślin. Jak wspomniano wcześniej nie przyspieszają one wzrostu roślin. Natomiast ich główną zaletą jest fakt znacznego spowolnienia procesu starzenia się dna. Efektem końcowym procesu starzenia się dna jest konieczność założenia zbiornika od nowa (wypłukania lub wymiany dna albo uzupełnienia dodatków odżywczych w podłożu). Zakładając duży zbiornik roślinny czynnik ten warto wziąć pod uwagę.

Na podstawie publikacji  George i Karla Booth by Fisherfisher