水草水槽にCO2添加が必要な理由

水草水槽でCO2を添加する理由について解説します。初めて聞くと、なぜCO2を加える必要があるのか疑問に思うかもしれません。これには自然界と水草水槽の違いが関係しています。

今回の情報は、THE 2HR AQUARISTのデニスの研究結果に基づいています。

• なぜ水草水槽ではCO2を添加するのか？自然の湖や川との違いは？

初心者のアクアリストの多くがする質問は、「自然の川や湖には水草が成長するためにCO2を添加する装置はないのに、なぜ水草水槽ではCO2を添加する必要があるのですか？」です。

水草水槽では、CO2濃度が自然環境と比べて非常に低い（2〜3ppm）ことが特徴です。自然環境では、有機物の分解や湧水によってCO2濃度が上昇し（10〜40ppm）、特に地下水ではCO2が高濃度まで蓄積されることがあります。そのため、自生する水草の生息地では湧水が豊富なCO2を含んでいます。例えば、川の上流ではCO2濃度が約40〜50ppmに達することがあり、下流に向かうにつれてCO2濃度が減少します。その結果、下流域では水草があまり成長しないことがあります。多くの販売されている水草は、こうした自然な環境から採取されています。

水槽内でCO2を添加していない場合、自然環境と比べてCO2濃度が低くなります（水槽内では大気平衡によりCO2濃度は2〜3ppmになります）。自然界では通常、夜間にCO2が蓄積し、昼間になると水草によって消費されます。小さな池などでは、光合成が始まるとCO2濃度とpHが大きく変動します。

• 水草が自生している環境

多くの水草は、水深や水量に対して表面積が広く、流れの速い小川や浅瀬などで育ちます。これらの水草は、常に流れている水からCO2を取り込むことができます。一方で、水中に溶け込んでいるCO2が少ない地域でも育つ水草も存在します。このような種は、CO2を添加しなくても十分に成長します。

一部の水草（例: バリスネリアやマツモ）は、KH（炭酸塩と重炭酸塩）から炭素を分割して吸収することができます。これらの水草は、主にアルカリ性の水域で自生しています。ただし、この方法はCO2を添加する場合と比較して、水草がエネルギーをより多く消費する特性があります。

• 水草水槽にCO2を添加すると、どのような影響がある？

CO2を添加すると、しない場合と比較して水草の成長が5〜7倍早まります。特に水草の絨毯や赤い色の水草の成長には非常に役立ちます。水草はCO2濃度が最適な状態であると、より良い形状、鮮やかな色、そして健康的に成長します。逆に、茎が細くなったり、葉が正常に成長しなかったり、色が悪かったり、コケが付着したりする場合、これらはCO2濃度が不足している典型的な兆候です。CO2の添加がもたらす利点は成長速度だけでなく、水草の形状や健康にも影響を与えます。

炭素は植物組織の主成分であり、成長に最も大きな影響を与えます。一方で、水草の質量のごく一部を構成する窒素、リン、カリウムの三大栄養素は、炭素と比較すると水草の成長においては重要度が低いです。水草は、これらの三大栄養素と比較して、なんと10倍の炭素を使用します。多くのアクアリストが水草が十分に育たない場合、栄養素に焦点を当てがちですが、実際にはCO2濃度に問題がある場合が多いです。

水草水槽では、CO2の添加が成長速度と健康に良い影響を与え、低光量と高光量のライトのどちらを使用しても大きな違いがあります。一般的な認識とは対照的に、CO2を添加して水草の成長を促進するためには、必ずしも高光量のライトを使用する必要はありません。

育成が難しい水草、例えば赤いホシクサ・キングクリムゾンなどは、CO2を添加しない水槽では生き残ることが難しいです。こうした水草を成功させるには、CO2の添加が必要です。

• 自然界での水草の環境への適応

ほとんどの自然界の水草は水中または水上の環境で生存できます。水草は通常、選択肢がある場合は水上で育つことを好みます。これは、水草が空気中から容易にCO2と酸素にアクセスできるからです。水中でのCO2や酸素の拡散は、空気中と比較して10000倍遅いため、水草は空気中で呼吸することの方がはるかに簡単です。アヌビアスが岩に自生している場合、上に向けて成長することでこの原則が実証されています。

• 水草の水中と水上での成長形態の違い

水中でのCO2や酸素の拡散は、空気中に比べて遅いため、水中は水草にとって困難な環境です。そのため、多くの水草は成長形態を変えたり、他の適応策を取ったりして、水中環境に適応する能力を持っています。

水中葉は通常、葉の数を増やすことで表面積を拡大し、CO2の吸収と光合成に役立てます。水中葉は水の中に常にあるため、陸上で必要な外部保護組織がありません。これにより、葉の表面の細胞から直接水、栄養素、CO2、酸素を吸収することができます。陸上の植物では根から水や栄養素を吸収する必要があるため、木部の内部システムが発達していますが、水中葉では大幅に減少しています。そのため、水中葉の水草を水上に移すと、しばしば非常に速くしおれることがあります。

これは、3つの異なる環境で成長させたルドウィジア・インクリナータ・キューバの写真です。左は水上葉、真ん中は湿った環境、右は水中葉です。

• まとめ

この記事を通じて、水草水槽でのCO2添加の重要性が明らかになります。また、水上葉から水中葉に移行させるよりも、水中葉から水上葉に移行させる方が難しいことが示されています。

CO2の添加に関するよくある質問については、以下の記事を参照してください。