Belysning för ett planterat akvarium

Det finns många missuppfattningar om ljusbehovet i ett planterat akvarium. Detta orsakar ständigt bekymmer för hobbyodlare som följer de så kallade reglerna utan att förstå några av de grundläggande principerna för växtfysiologi och fotosyntes. Hobbyodlare får ofta rådet att använda ”så mycket ljus som möjligt” eller att ”uppgradera sin nuvarande belysning av dålig kvalitet som följde med akvariet till starkare, snyggare lampor”. Tyvärr blir slutresultatet oftast ett akvarium fullt av alger och/eller total utplåning av dyra växter.

Hobbyodlare har också lärt sig godtyckliga regler som Watt per Gallon (WPG), och att vissa växter kräver högre WPG för att frodas. Webbplatser som säljer växter listar ofta ”ljuskrav” för arten. En annan populär godtycklig ”regel” säger att det optimala Kelvinvärdet är 6500K.

Inget av dessa ”krav” eller godtyckliga ”regler” har någon giltighet, särskilt inte när de följs utan hänsyn till växternas CO2-behov. Under många år har hobbyodlare därför letts runt i cirklar i fåfänga försök att ge sina växter ”optimal” belysning, samtidigt som de hela tiden har ignorerat den viktigaste aspekten av växtskötsel. Denna artikel syftar till att avliva de populära myterna om belysning i relation till växternas hälsa.

Vad är ljus och hur använder växter det?

Hobbyodlare antar automatiskt att ljuset lyser på växten och att växten helt enkelt växer som en följd av den exponeringen. Vi observerar till exempel utomhus att växter i skugga inte verkar lika kraftiga som de i fullt solsken. Slutsatsen blir att mer ljus alltid är bättre, och att om en växt ser ohälsosam ut måste det bero på otillräckligt ljus.

Sanningen är en mycket mer komplicerad historia. Växtblad fungerar egentligen på ett sätt som liknar en fotoelektrisk diod, där ljus som träffar plattan gör att materialet exciteras och sedan frigör elektroner. Det som i bladet innehåller elektronerna är klorofyllmolekylen.

Ljus i sig är en gåtfull form av energi som beter sig som om det vore en våg (som en havsvåg) och samtidigt som om det vore en partikel, exempelvis en projektil. För enkelhetens skull kan det därför hjälpa att tänka sig en vibrerande stämgaffel som har skjutits ut ur en kanon. När stämgaffeln kolliderar med ett annat föremål överför den energi inte bara på grund av sin rörelse som projektil, utan den överför också energin från sin vibration.

Miljarder på miljarder av dessa projektiler, kända som ”fotoner”, rör sig genom rymden. Vid kollisionen med andra föremål förintas de, men energin de bar i sin vibration överförs till föremålet de träffade. Om de träffar klorofyllet i exakt rätt vinkel och på exakt rätt plats, överförs fotonens energi till elektroner som hålls fångna av klorofyllet. Elektronerna kan då fly och fångas upp av andra proteiner som kan använda elektronerna för att bygga upp andra föreningar. Det kan finnas tusentals enskilda proteiner som fångar och sedan släpper dessa elektroner vidare, på samma sätt som en rad frivilliga flyttar sandsäckar längs raden för att bygga en provisorisk fördämning i slutet av raden.

I slutet av raden i ett blad byggs det dock ingen fördämning, utan elektronerna används istället för att avlägsna kolet från koldioxiden, hydrera det med vatten, och slutprodukten är en typ av socker som lätt kan omvandlas till glukos. Glukosen används för att föda varje cell i hela växten.

Växter växer alltså tack vare tillgången på den näring de själva kan tillverka. Ljuset är bara en av beståndsdelarna i denna näringsframställningsprocess. Vatten, CO2 och näringsämnen som fosfat och nitrat behövs för att fullborda tillverkningen av socker.

Om vi därför bara fokuserar på ljuset och ignorerar betydelsen av alla de andra nyckelingredienserna, kan sockret inte tillverkas ordentligt och växten kommer att svälta ihjäl. Föreställ dig fördämningsbyggarna som flyttar sandsäckarna från en person till nästa. Föreställ dig att det finns fler sandsäckar än vad varje person klarar av. Resultatet blir att sandsäckar tappas, kanske på nästa persons fötter, vilket minskar effektiviteten hos den personen och även nästa. Om antalet sandsäckar på mycket kort tid ökar utöver vad varje person i raden klarar av att hantera och flytta blir resultatet kaos. Det är precis vad som händer i akvarier med för mycket ljus. Elektronerna (sandsäckarna) sprids och skadar hela händelsekedjan.

Vad är alternativet till WPG och hur styr man ljuset?

Det mest grundläggande sättet att mäta ljusenergi, om vi håller oss till projektilanalogin, är helt enkelt att räkna antalet projektiler som rör sig över en angiven yta under en angiven tid. Hur många kanonkulor träffar muren till en belägrad borg per timme? I vårt fall kallas detta mått för fotosyntetiskt aktiv strålning, allmänt känt under förkortningen PAR.

PAR talar om för oss exakt hur många fotonprojektiler som korsar en kvadratcentimeter varje sekund. Eftersom fotonpartiklarna är så små och rör sig så snabbt är måttet vanligtvis ett mycket stort tal, i storleksordningen 1 miljard miljarder kanonkulor som korsar en 1x1 centimeters ruta varje sekund. Detta tal, en miljard miljarder, är ofattbart, så det har fått ett enklare namn för oss att hantera; det kallas en ”mikromol”. Nu är det alltså lättare att tala om 10 mikromol eller 20 mikromol istället för något så otympligt som ”två komma noll gånger tio upphöjt till arton per kvadratcentimeter och sekund”.

I ett mörkt rum visar det sig, om man tänder en ficklampa, att en hand som hålls i ljusstrålen bara en tum från linsen är starkt upplyst, men på flera fots avstånd avtar intensiteten snabbt eftersom fotonerna sprids ut över en större yta. Om vi mäter PAR noggrant ser vi att varje gång vi fördubblar avståndet från lampan blir PAR-värdet på det dubbla avståndet bara en fjärdedel av vad det var vid det första avståndet. Vid tre gånger avståndet har PAR sjunkit till en niondel (1/9). Detta avtagande kallas ett ”omvänt kvadratförhållande”, och det är en mycket användbar och konsekvent regel.

Det finns anledningar till att tumregeln WPG kan orsaka så mycket oreda. För det första har inte alla typer av lampor samma intensitet. Ett T5-rör är starkare än ett T8-rör. LED har olika wattal och är uppbyggda i olika klustergrupper, vilket gör det nästan omöjligt att få någon mening ur regeln. För det andra har WPG ett mycket begränsat användningsområde på grund av kvadratlagen. I vissa akvarier, till exempel ett medelstort akvarium på säg 30 gallon eller så, kan ett givet WPG-tal vara användbart, men när akvariets storlek ändras förändras inte avståndet till lampan proportionellt för större eller mindre volymer – så vad händer om akvariets storlek fördubblas? Det vertikala avståndet till lampan fördubblas inte, så ljusets avtagande är inte proportionellt, ändå kräver WPG-regeln en fördubbling av wattalet. I stora till mycket stora akvarier kan det därför vara katastrofalt att följa WPG-regeln.

En betydligt mer förnuftig tumregel har tagits fram med hjälp av det mer konsekventa PAR-måttet. Tyvärr är det ingen enkel regel. PAR-mätningar har gjorts med typiska lamptyper och PAR-värdet har plottats i ett diagram baserat på avståndet från lampan. I generella termer;

Zonen för svagt ljus har definierats som tillräckligt ljus för att mäta mindre än 50 mikromol vid bottensubstratets nivå.

Zonen för medelstarkt ljus har definierats som tillräckligt ljus för att mäta mellan 50 och 75 mikromol vid bottensubstratets nivå.

Zonen för starkt ljus är allt över 75 mikromol uppmätt vid bottensubstratets nivå.

Akvarier utan någon CO2-berikning alls, det vill säga varken gasinjektion eller dosering av flytande kol, gör klokt i att hålla sig till zonen för svagt ljus. Akvarier med CO2-injektion bör startas i zonen för svagt ljus, och efter några veckor, om CO2, flöde/distribution och näring visar sig vara tillräckliga, kan ljuset ökas.

Det hobbyodlare hela tiden behöver ha i åtanke är att det inte finns något samband mellan mängden ljus och växtens hälsa. Det finns många friska akvarier med CO2-injektion eller flytande kol som använder svagt ljus. Ett sådant akvarium är MYCKET lättare att sköta, och algblomningar förekommer betydligt mer sällan. Konsekvensen av att använda starkt ljus är att växternas tillväxthastighet ökar, och det gör algernas också. Tillväxthastighet är inte detsamma som hälsa. Akvarier med starkt ljus och bristfällig CO2 eller bristfällig näring kan ha växter som växer snabbt men som har alger eller andra hälsoproblem.

För nybörjaren, den oerfarne, och även för den mer erfarne, gäller att om ett akvarium köps som ett paketerbjudande med standardbelysning, är det absolut sämsta beslutet man kan fatta att fundera på att ”uppgradera” belysningen. Det blir alltid början på problem. Hobbyodlare uppmuntras att först lära sig att odla växter med standardbelysning eller svagt ljus, oavsett om det gäller CO2-injektion eller flytande tillskott. Om man efter att ha samlat på sig lite erfarenhet vill ha snabbare tillväxt kan intensiteten ökas, men detta medför alltid risken att växternas hälsa försämras om inte de andra komponenterna har åtgärdats FÖRST.

Hur är det med Kelvin och spektrum?

Förmodligen det näst sämsta rådet som ges om belysning är att växter kräver 6500K för att må optimalt. Denna myt verkar ha funnits i evigheter, eftersom solens färgtemperatur förstås ligger på ungefär 6000K-6500K, så naturligtvis antar alla att detta måste vara den perfekta ljus”kvaliteten”. Leverantörer pressar på med ”speciella växtlampor” till orimliga priser till omedvetna hobbyodlare. Om sanningen ska fram ser få om ens några vattenväxter någonsin fullspektrumsolljus mitt på dagen, eftersom de växer under lövverkets skugga och under grumligt vatten i världens regnskogar, vilket gör värdet av Kelvin-temperatur eller fullspektrum irrelevant. Dessutom kommer ingen lampa ens i närheten av solens spektralfördelning. Att ha några toppar i några smala band liknar inte solen på något sätt. Termen ”fullspektrum” är bara ännu en marknadsföringsterm som används för att locka folk. Om man skulle lägga upp ett dussin olika lampmärken, som alla påstår sig vara 6500K, skulle de alla se olikfärgade ut, så ingen lampa är egentligen 6500K ändå. När man läser Kelvin-värdet på lampor bör talet snarare användas som ett modellnummer än att tillskrivas något vetenskapligt värde.

Ett lysrör från den lokala järnaffären får växter att växa exakt likadant som en speciell växtlampa. Det finns egentligen ingen skillnad i prestanda, förutsatt att lamptyperna är desamma och att wattalen är desamma. Växter anpassar sig automatiskt till sin miljö genom att producera pigment som reagerar på det spektrum som finns tillgängligt. En lampa som köps hos B&Q, hos Home Depot, eller i vilken byggvaruhandel som helst i grannskapet kommer därför att göra exakt samma jobb, oavsett vilket spektrum det handlar om. Skillnaden är att hobbyodlaren kanske inte gillar färgtonen hos B&Q-lampan. Kelvin-värden och andra färgparametrar bör därför enbart bedömas utifrån den känslomässiga inverkan de har på betraktaren. På samma sätt har till exempel lamporna som används för att belysa köttet i en slaktarbutik oftast en röd komponent. Det gör att köttet ser godare ut. Det är en illusion, men slaktare känner till detta mycket väl, och de skulle sällan välja att använda en lampa med mycket blått eller grönt, eftersom det till exempel skulle ge köttet ett negativt estetiskt intryck.

Färger bör användas som en målarpensel, för att måla stämningar på akvariet. Om flera lampor används kan man simulera morgonljus med röda och orangea toner och senare på dagen växla till blåare nyanser. Det är aldrig nödvändigt att begränsa de färger som används ovanför akvariet, utifrån den missriktade uppfattningen att växter inte trivs vid något annat Kelvin-värde än 6500K. Det hör strikt hemma i fantasins värld.

Hur är det med LED?

I takt med att LED-enheter blir mer förnuftigt prissatta kommer tillgängligheten att bli bättre och funktionerna fler. Gör-det-själv-entusiaster kan skaffa råmaterial och koppla ihop sina egna armaturer. Den viktigaste funktionen i LED-världen är förmågan att dimra modulen från 0 % till 100 % intensitet. Det är faktiskt en mycket värdefullare funktion än hur mycket PAR enheten avger, vilket i vilket fall som helst oftast är för mycket. Dimring ger maximal kontroll, vilket motsvarar algkontroll. En annan utmärkt funktion hos enheter i det högre prissegmentet, som kan komma att sippra ner till de billigare enheterna, är tillgången till flera färgdioder kombinerat med programmerbarhet. Som nämnts är detta en konstnärlig funktion, och så snart folk vaknar upp ur sin 6500K-hypnos kommer de att inse färgens verkliga värde. Fisk och annan fauna kan få se mer färgstark ut. Favoritlysrör kan simuleras med rätt blandning av RGB och CYMK.

Frågan om huruvida växter kan odlas med LED bör vid det här laget vara uppenbar. Återigen är viktigare faktorer i en LED-design styrbarhet, estetik, tillförlitlighet och så vidare.

Belysningens varaktighet (fotoperiod)

Växter kräver sällan mer än ungefär 8 till 9 timmars ljus. Att ha en längre fotoperiod än så gynnar bara alger. Det är alltid bäst att ha en timer för belysningen, och om akvariet har CO2-injektion bör det även finnas en separat timer för gasens magnetventil. Att glömma att stänga av ljuset kan få allvarliga konsekvenser för växterna.

Fotoperiodens längd bör alltid bedömas i förhållande till intensiteten. Som nämnts tidigare i artikeln är det intensiteten som orsakar skadan, så om intensiteten är för hög måste fotoperioden begränsas kraftigt för att minimera skadan. Om belysningen är för svag (vilket nästan aldrig NÅGONSIN händer) kan ingen fotoperiodslängd kompensera för det.

Om hobbyodlaren arbetar sena skift kan fotoperioden förskjutas i den riktningen så att akvariet går att titta på när han eller hon är hemma. Växterna bryr sig inte om vad klockan faktiskt är, bara om att fotoperioden är regelbunden och konsekvent.

Effekterna av indirekt eller direkt solljus från fönster

Det här är ett annat område där hobbyodlare oroar sig mer än nödvändigt och feltolkar sina observationer. I ett akvarium med CO2-injektion, där CO2, flöde, distribution, näring och skötsel är tillräckliga, har solljus som faller på akvariet ingen skadlig effekt. Hobbyodlaren behöver inte vidta några särskilda försiktighetsåtgärder på grund av inträngande solljus. Om solljuset träffar akvariet och detta till synes resulterar i någon typ av alger, är det däremot en stark indikation på att det finns ett mer grundläggande problem i akvariet och att hobbyodlaren behöver se över de tidigare nämnda faktorerna. Det vanligaste problemet blir BGA längst ner på frontglaset, kanske precis under gruset. Svart tejp kan användas för att blockera ljuset, men det är inte särskilt snyggt. Nitratnivåerna kan höjas för att åtgärda detta.

Hjälper reflektorer?

Reflektorer på cylindriska rör, kompaktlysrör och liknande kan öka armaturens PAR-utstrålning. Värdena varierar från 10 % till 20 % beroende på konfiguration, renlighet och material. Som nämnts, om akvariet lider av för mycket PAR, är reflektorerna något negativt och bör tas bort för att hjälpa akvariet att återhämta sig. Om akvariet mår bra kan reflektorerna betraktas som något positivt.

Vilka är tecknen på för mycket PAR?

Eftersom ljusintensiteten styr behovet av allt annat är tecknen på för mycket ljus mångskiftande. För mycket ljus skapar en efterfrågan på mer näring än vad som ibland tillförs. Listan över näringsbrister är lång och behandlas i en separat artikel. För mycket ljus skapar en efterfrågan på mer CO2 än vad som tillförs. Detta orsakar i sin tur CO2-brist, som kännetecknas av att bladen smälter ner och faller av, försämras och ruttnar, får svarta fläckar, bruna fläckar, krullar sig eller deformeras på andra sätt, samt får hål. CO2-relaterade alger som hår- eller andra trådalger, BBA eller andra rödalger. Kiselalger kan dyka upp efter en belysnings”uppgradering”. Det är fullt möjligt att belysningen är så stark att den kräver så höga CO2-nivåer att de blir giftiga för faunan.

Är en siesta en bra idé?

Siestan förespråkades av ett företag vars forskningspersonal ansåg att eftersom det ofta regnade skurar i tropikerna, vilket blockerade solen under en betydande del av dagen, följde det att det var bra för vattenväxter att stänga av ljuset mitt på dagen. Det visar sig dock att det inte finns något påvisat samband mellan växthälsa och siestan. I många fall, beroende på de andra förhållandena i akvariet, försämrades växthälsan, i andra fall förbättrades den, och i de flesta fall var det ingen skillnad alls. Fördelningen av effekten innebär i praktiken att det var andra saker som skedde i akvariet som inte hade något med siestan att göra.

Finns det en bästa lampa eller bästa lamptyp?

Ja, den bästa lampan är den som får akvariet att se bäst ut för just dig, och som inte förvandlar livet till ett elände genom att vara överdrivet stark med alltför hög PAR. Allt annat kan man strunta i. Oavsett om det är T5, T6, T8, T12, halogen eller LED. Oavsett om det är en armatur, hänglampa eller en Clip on Arc Pod-typ. Växter kan odlas även med volframbelysning. De bryr sig egentligen inte. När man handlar belysning uppmuntras hobbyodlare att först prioritera de viktigare saker som hjälper till att garantera framgång, till exempel korrekta nivåer på flöde/filtrering, en bra plan för CO2-upplösning och distribution, ett gediget näringsprogram samt regelbundna vattenbyten och underhållsplan. När alla dessa viktigare delar är på plats kan man njuta av vilken typ av belysning som helst, i vilken färg som helst, och, om man är försiktig, i vilken intensitet som helst.