Belysning av et plantet akvarium

Det finnes mange misforståelser om lysbehovet til et plantet akvarium. Dette gir stadig hodebry for hobbyfolk som følger de såkalte reglene uten å forstå noen av de grunnleggende prinsippene for planters fysiologi og fotosyntese. Hobbyfolk blir vanligvis rådet til å bruke «så mye lys som mulig» eller til å «oppgradere de dårlige armaturene som fulgte med akvariet til lysere, mer sexy lamper». Uheldigvis ender dette som regel med et akvarium fullt av alger og/eller total ødeleggelse av dyre planter.

Hobbyfolk har også lært seg vilkårlige regler som watt per gallon (WPG), og at noen planter krever høyere WPG for å trives. Nettsider som selger planter, lister ofte opp «lysbehov» for artene. En annen populær, vilkårlig «regel» hevder at den optimale Kelvin-verdien er 6500K.

Ingen av disse «kravene» eller vilkårlige «reglene» har noen gyldighet, særlig når de følges uten sammenheng med planters CO2-behov. I årevis har hobbyfolk derfor blitt ledet i ring i forgjeves forsøk på å gi plantene «optimal» belysning, mens de hele tiden har oversett den viktigste siden av plantehold. Denne artikkelen har som mål å avlive de populære mytene om belysning og hvordan den påvirker plantenes helse.

Hva er lys, og hvordan bruker planter det?

Hobbyfolk tar det automatisk for gitt at lys skinner på planten, og at planten vokser rett og slett som følge av denne eksponeringen. Utendørs kan vi for eksempel observere at planter i skygge ikke virker like robuste som de som står i fullt solskinn. Konklusjonen blir da at mer lys alltid er bedre, og at hvis en plante ser sykelig ut, må det skyldes for lite lys.

Sannheten er en langt mer komplisert historie. Plantens blader fungerer faktisk på en måte som er svært lik en fotoelektrisk diode, der lys som treffer platen får materialet til å eksiteres og deretter avgi elektroner. Objektet i bladet som inneholder elektronene, er klorofyllmolekylet.

Lys i seg selv er en gåtefull energiform som opptrer som en bølge (som en havbølge), og samtidig opptrer som en partikkel, altså som et prosjektil. For enkelhets skyld kan det hjelpe å tenke seg en vibrerende stemmegaffel som er skutt ut av en kanon. Når stemmegaffelen kolliderer med et annet objekt, overfører den energi ikke bare på grunn av bevegelsen som prosjektil, men den overfører også energien fra sin egen vibrasjon.

Milliarder på milliarder av disse prosjektilene, kjent som «fotoner», beveger seg gjennom rommet. Ved sammenstøt med andre objekter blir de tilintetgjort, men energien de bar i sin vibrasjon, overføres til objektet de kolliderte med. Hvis de treffer klorofyllet i akkurat riktig vinkel og på akkurat riktig sted, overføres fotonets energi til elektronene som holdes fanget av klorofyllet. Elektronene kan da unnslippe og bli fanget opp av andre proteiner, som kan bruke elektronene til å framstille andre forbindelser. Det kan være tusenvis av individuelle proteiner som fanger opp og deretter slipper disse elektronene videre, på samme måte som en rekke frivillige flytter sandsekker langs en kjede for å bygge en improvisert dam i den andre enden.

I den andre enden av kjeden i et blad blir det ikke bygget noen dam - i stedet brukes elektronene til å fjerne karbonet fra karbondioksid, hydrere det med vann, og sluttproduktet er en type sukker som lett kan omdannes til glukose. Glukosen brukes til å nære hver enkelt celle i hele planten.

Planter vokser derfor på grunn av tilgangen på næring de selv er i stand til å produsere. Lys er bare én av komponentene i denne produksjonsprosessen. Vann, CO2 og næringsstoffer som fosfat og nitrat er nødvendige for å fullføre framstillingen av sukker.

Hvis vi derfor bare fokuserer på lyset og overser betydningen av alle de andre nøkkelingrediensene, kan ikke sukkeret produseres riktig, og planten vil sulte til den dør. Se det for deg som dambyggerne som flytter sandsekker fra en person til den neste. Tenk deg at det kommer flere sandsekker enn hver enkelt person kan håndtere. Resultatet blir at sandsekker slippes, muligens ned på foten til neste person, noe som reduserer effektiviteten til både denne og den neste personen. På svært kort tid vil resultatet bli kaos hvis antallet sandsekker overstiger det hver person i rekken er i stand til å håndtere og flytte videre. Dette er nøyaktig det som skjer i akvarier med for mye lys. Elektronene (sandsekkene) spres og skader hele kjeden av hendelser.

Hva er alternativet til WPG, og hvordan kan man styre lyset?

Den mest grunnleggende målingen av lysenergi, om vi holder oss til prosjektil-analogien, er ganske enkelt å telle hvor mange prosjektiler som beveger seg over et bestemt areal innenfor en bestemt tidsperiode. Hvor mange kanonkuler treffer muren til en beleiret borg per time? I vårt tilfelle kalles denne målingen Photosynthetically Active Radiation, vanligvis kjent under akronymet PAR.

PAR forteller oss nøyaktig hvor mange fotonprosjektiler som passerer en kvadratcentimeter hvert sekund. Siden fotonpartiklene er så små og beveger seg så raskt, er målingen vanligvis et svært stort tall, i størrelsesorden 1 milliard milliarder kanonkuler som passerer et 1x1 centimeter kvadrat hvert sekund. Dette tallet, en milliard milliarder, er ufattelig stort, så det har fått et enklere navn å forholde seg til; det kalles et «mikromol». Nå er det derfor lettere å snakke om 10 mikromol eller 20 mikromol i stedet for noe klønete, som «to komma null ganger ti opphøyd i attende per kvadratcentimeter, per sekund».

I et mørkt rom vil man, ved å tenne en lommelykt, se at en hånd holdt i lysstrålen, bare noen centimeter fra linsen, er sterkt opplyst, men flere meter unna avtar intensiteten raskt fordi fotonene spres over et større område. Måler vi PAR nøyaktig, ser vi at hver gang vi dobler avstanden fra lyskilden, blir PAR på den doblede avstanden bare en firedel av det den var ved den første avstanden. Ved tre ganger avstanden vil PAR ha sunket til en niendedel (1/9^del). Dette fallet kalles et «omvendt kvadratisk forhold», og det er en svært nyttig og konsistent regel.

Det finnes gode grunner til at tommelfingerregelen WPG kan skape så mye trøbbel. For det første har ikke alle typer lyspærer samme intensitet. En T5-pære er kraftigere enn en T8-pære. LED har forskjellig watt-tall og er ordnet i ulike klyngegrupper, noe som gjør det nesten umulig å få noe mening ut av regelen. For det andre har WPG et svært begrenset bruksområde på grunn av det omvendte kvadratiske forholdet. I visse akvarier, som et middels stort akvarium på for eksempel 30 gallons, kan et gitt WPG-tall være nyttig, men når akvariestørrelsen endrer seg, endrer ikke avstanden til lyskilden seg proporsjonalt med større eller mindre volum - så hva skjer om akvariestørrelsen dobles? Den vertikale avstanden til lyskilden dobles ikke, så lysfallet blir ikke proporsjonalt, mens WPG-regelen likevel krever en dobling av watt-tallet. I store til svært store akvarier kan det derfor være ødeleggende å følge WPG-regelen.

En langt mer fornuftig tommelfingerregel er utviklet ved å bruke den mer konsistente PAR-målingen. Uheldigvis er det ikke en enkel regel. PAR-målinger er tatt med typiske pæretyper, og PAR-verdiene er plottet i en graf basert på avstanden fra lyskilden. Generelt sett gjelder følgende;

Lavlyssonen er definert som tilstrekkelig lys til å måle mindre enn 50 mikromol ved bunnlaget.

Middels lyssone er definert som tilstrekkelig lys til å måle mellom 50 og 75 mikromol ved bunnlaget.

Høylyssonen er alt over 75 mikromol målt ved bunnlaget.

Akvarier uten noen form for CO2-tilskudd, altså uten gassinjeksjon og uten dosering av flytende karbon, gjør seg best i lavlyssonen. Akvarier med CO2-injeksjon bør starte i lavlyssonen, og etter noen ukers tid, dersom CO2, strøm/fordeling og næring har vist seg å være tilstrekkelig, kan lysstyrken økes.

Det hobbyfolk alltid må ha i bakhodet, er at det ikke finnes noen sammenheng mellom mengden lys og plantenes helse. Det finnes mange sunne akvarier med CO2-injeksjon eller flytende karbon som bruker lite lys. Akvariet blir MYE lettere å holde i stand, og algeoppblomstring forekommer mye sjeldnere. Konsekvensen av å bruke mye lys er at plantenes vekstrate øker, og det samme gjør algenes vekstrate. Vekstrate er ikke det samme som helse. Akvarier med mye lys og dårlig CO2 eller dårlig næring kan ha planter som vokser raskt, men som har alger eller andre helseproblemer.

For nybegynneren og selv for den mer erfarne hobbyisten er den aller verste avgjørelsen man kan ta, hvis akvariet er kjøpt som en pakkeløsning med standardbelysning, å begynne å tenke på å «oppgradere» lyset. Det vil alltid være starten på problemer. Hobbyfolk oppfordres til først å lære seg å dyrke planter med standardbelysning eller lite lys, uavhengig av om det brukes CO2-injeksjon eller flytende tilskudd. Ønsker man raskere vekst etter å ha fått litt erfaring, kan lysstyrken økes, men dette innebærer alltid en risiko for forringet plantehelse hvis ikke de andre komponentene tas hånd om FØRST.

Hva med Kelvin og spekter?

Sannsynligvis det andre verste rådet som gis om belysning, er at planter krever 6500K for å ha optimal helse. Denne myten har eksistert i det som virker som en evighet, fordi solens fargetemperatur naturligvis ligger på rundt 6000K-6500K, så alle tar det for gitt at dette må være den perfekte lyskvaliteten. Forhandlere pusher «spesielle plantelamper» til overprisede beløp til uvitende hobbyfolk. Sant å si er det få, om noen, akvatiske planter som noensinne ser fullspektret middagssol, siden de vokser under baldakinskygge og i grumset vann i verdens regnskoger, noe som gjør verdien av Kelvin-temperatur eller fullspekter irrelevant. Dessuten kommer ingen lyspære i nærheten av solens spektrale fordeling. Å ha noen få topper i noen få smale bånd tilsvarer ikke solen på noen som helst måte. Uttrykket «fullspekter» er bare enda et markedsføringsuttrykk brukt for å lokke folk. Legger man ut et dusin forskjellige lyspæremerker som alle hevder å være 6500K, ville de alle se ut til å ha forskjellige farger, så ingen pære er egentlig 6500K uansett. Når man leser Kelvin-verdien på lyspærer, bør tallet brukes mer som et modellnummer enn som noe med vitenskapelig verdi.

En fluorescerende pære fra den lokale jernvarehandelen får plantene til å vokse akkurat like bra som en spesiell plantelampe. Det er egentlig ingen ytelsesforskjell, forutsatt at pæretypene er like og watt-tallene er like. Planter tilpasser seg automatisk sitt miljø ved å produsere pigmenter som reagerer på det tilgjengelige spekteret. En pære kjøpt hos B&Q, hos Home Depot, eller hos hvilken som helst gjør-det-selv-butikk i nabolaget, vil derfor gjøre akkurat samme jobb, uansett hva spekteret er. Forskjellen er at hobbyisten kanskje ikke liker fargetonen på B&Q-pæren. Kelvin-verdier og andre fargeparametere bør derfor bare vurderes i sammenheng med den emosjonelle virkningen de har på betrakteren. På samme måte har for eksempel lyspærene som brukes til å belyse kjøtt i en slakterbutikk, typisk et rødt element. Dette gjør at kjøttet ser mer fristende ut. Det er en illusjon, men slaktere kjenner dette svært godt, og de ville sjelden velge en pære med mye blått eller grønt, fordi dette for eksempel ville gi kjøttet et negativt estetisk uttrykk.

Farger bør brukes som en malerpensel, for å male stemninger over akvariet. Brukes flere pærer, kan man simulere morgenlys med røde og oransje toner, og senere på dagen bytte til blåere nyanser. Det er aldri nødvendig å begrense fargene over akvariet på grunn av en misforstått forestilling om at plantene ikke vil trives med noen annen Kelvin-verdi enn 6500K. Det hører rett og slett til i fantasiens verden.

Hva med LED?

Ettersom LED-enheter blir mer fornuftig priset, vil tilgjengeligheten bli bedre og funksjonene flere. Gjør-det-selv-entusiaster kan skaffe råmaterialer og koble sammen sine egne armaturer. Den viktigste funksjonen i LED-verdenen er muligheten til å dimme modulen fra 0 % til 100 % intensitet. Dette er faktisk en langt mer verdifull funksjon enn hvor mye PAR enheten har, som uansett vanligvis er for høy. Dimming gir maksimal kontroll, noe som er ensbetydende med algekontroll. En annen fantastisk egenskap ved de dyrere enhetene, og som kan sive ned til de billigere modellene, er tilgangen på flere fargedioder kombinert med programmerbarhet. Som nevnt er dette en kunstnerisk funksjon, og så snart folk vekker seg fra sin 6500K-hypnose, vil de innse fargens sanne verdi. Fisk og annen fauna kan gjøres til å se mer fargerike ut. Favorittfluorescerende pærer kan simuleres med den rette blandingen av RGB og CYMK.

Spørsmålet om planter kan vokse med LED, bør være opplagt for lengst. Igjen er de viktigere faktorene ved et LED-design kontrollerbarhet, estetikk, driftssikkerhet og lignende.

Lysvarighet (fotoperiode)

Planter har sjelden behov for mer enn omtrent 8 til 9 timer med lys. En lengre fotoperiode enn dette fremmer bare alger. Det er alltid best å ha en tidsstyring for lyset, og hvis akvariet har CO2-injeksjon, bør det også være en separat tidsstyring for gassolenoiden. Å glemme å slå av lyset kan ha alvorlige konsekvenser for plantene.

Fotoperiodens lengde bør alltid vurderes i sammenheng med intensiteten. Som nevnt tidligere i artikkelen er det intensiteten som gjør skaden, så hvis intensiteten er for høy, må fotoperioden begrenses strengt for å minimere skaden. Er belysningen for lav (noe som nesten helt sikkert ALDRI skjer), kan ingen fotoperiode-lengde kompensere for det.

Hvis hobbyisten jobber sen skift, kan fotoperioden forskyves i den retningen slik at det er lys å se på når han eller hun er hjemme. Planter bryr seg ikke om hvilket klokkeslett det faktisk er, bare at fotoperioden er regelmessig og konsistent.

Effekter av indirekte eller direkte sollys fra vindu

Dette er et annet område hvor hobbyfolk bekymrer seg mer enn nødvendig og mistolker det de observerer. I et akvarium med CO2-injeksjon, hvor CO2, strøm, fordeling, næring og vedlikehold er tilfredsstillende, har sollys som faller på akvariet ingen skadelig effekt. Hobbyisten behøver ikke ta noen spesielle forholdsregler på grunn av inntrengende sollys. Hvis derimot sollys treffer akvariet og dette ser ut til å resultere i en form for alger, er dette en sterk indikasjon på at det finnes et mer grunnleggende problem i akvariet, og at hobbyisten må se på de nevnte faktorene. Det vanligste problemet vil være BGA i nederste del av frontglasset, muligens rett under bunndekket. Svart tape kan brukes for å blokkere lyset, men dette er ikke særlig estetisk. Nitratnivåene kan økes for å håndtere dette.

Hjelper reflektorer?

Reflektorer på sylindriske rør, kompaktfluorescerende lysrør og lignende kan øke PAR-ytelsen til armaturet. Verdiene varierer fra 10 % til 20 %, avhengig av konfigurasjon, renhet og materialer. Som nevnt: hvis akvariet lider av for mye PAR, er reflektorer noe negativt og bør fjernes for å hjelpe akvariet med å komme seg. Går det bra med akvariet, kan reflektorer betraktes som noe positivt.

Hva er tegnene på for mye PAR?

Siden lysintensiteten driver behovet for alt annet, er tegnene på for mye lys svært mangfoldige. For mye lys skaper et behov for mer næring enn det som noen ganger blir tilført. Listen over næringsmangler er lang og dekkes i en egen artikkel. For mye lys skaper også et behov for mer CO2 enn det som blir tilført. Dette forårsaker igjen CO2-mangel, som kjennetegnes av oppløsning, fallende blader, forringelse og forråtnelse, svarte flekker, brune flekker, krymping eller annen bladdeformasjon, samt hull i bladene. CO2-relaterte alger som hår- eller andre trådformede alger, BBA eller andre rødalger. Kiselalger kan dukke opp etter en «oppgradering» av lyset. Det er fullt mulig at belysningen er så høy at den krever så høye CO2-nivåer at det blir giftig for faunaen.

Er en siesta en god idé?

Siesta-metoden ble promotert av et selskap hvis forskningsstab mente at siden det ofte er regnskurer i tropene, som blokkerer solen i en betydelig periode av dagen, følger det at det er bra for akvatiske planter å slå av lyset midt på dagen. Det viser seg imidlertid at det ikke finnes noen påvist sammenheng mellom plantehelse og siesta. I mange tilfeller, avhengig av de andre forholdene i akvariet, ble plantehelsen dårligere, i andre tilfeller ble helsen bedre, og i de fleste tilfeller er det ingen forskjell. Denne spredningen i utfall betyr i praksis at det var andre ting som skjedde i akvariet som ikke hadde noe å gjøre med siestaen.

Finnes det en beste pære eller beste pæretype?

Ja, den beste pæren er den som får akvariet til å se best ut for deg, og som ikke gjør livet til en pine ved å gå over bord med for høy PAR. Alt annet kan man kaste ut av vinduet. Om det er T5, T6, T8, T12, halogenmetall, LED. Om det er et armatur, hengelampe eller type klips-på-bue-lampe. Planter kan vokse selv med wolframbelysning. De bryr seg egentlig ikke. Når man skal handle belysning, oppfordres hobbyfolk til først å prioritere de viktigere tingene som bidrar til å garantere suksess, som riktig nivå på strøm/filtrering, en god plan for CO2-oppløsning og -fordeling, et solid næringsprogram og en plan for hyppige vannskift og vedlikehold. Når alle disse viktigere elementene er på plass, kan man nyte hvilken som helst type belysning av hvilken som helst farge, og, hvis man er forsiktig, av hvilken som helst intensitet.