水草水槽の趣味では、炭酸ガス（CO2）ガスを注入するハイテク水槽と注入しないローテク水槽の2種類を聞いたことがあるかもしれません。CO2ガスは、水草の生長を早め、藻類を消滅させる魔法のガスと言われています。ここでは、CO2が水草に与える影響と、CO2を使用するメリットとデメリットについて説明します。
CO2は光合成に利用される
炭素は生命の源である」という言葉を聞いたことがありますか？この言葉は、私たち動物だけでなく、植物にも言えることです。植物は光合成を行い、自分の食べ物を作るために炭素を必要とします。これはCO2ガスを注入するしないにかかわらず、基本的な条件です。ローテク水槽では、水面のガス交換や動物の呼吸から自然に発生する2〜3ppm（parts per million）のCO2を植物が利用します。一部の植物は、水中の炭酸塩や重炭酸塩化合物（KH）を光合成のための炭素源として利用することもできますが、これはCO2ガスを利用する場合と比較して、植物がより多くのエネルギーを必要とします。ハイテクアクアリウムでは、CO2を水槽内に拡散させ、植物に豊富な炭素の "エサ "を与え、より早い成長を促します。適切な照明や施肥と組み合わせることで、CO2注入は水槽内で植物が成長し、早く成長するための絶対的なチャンスを与えることができるのです。
水草は光合成に必要なCO2が豊富にあると、水中に酸素を大量に発生させ、葉に酸素の泡が「パール」状に見えるようになります。
CO2がpHを低下させる
CO2を水（H2O）に溶かすと、少量の炭酸（H2CO3）が生成されます。この穏やかな酸は、水槽の水のpHを下げる効果があります。加圧したCO2を長時間止めておくと、余分なCO2が水から押し出され、pHは再び上昇し始めます。この現象は、水槽が暗いときではなく、照明がついているときにCO2注入を行うために、タイマーを使用することが重要である理由の1つである。水草は光を受けると、CO2を消費して光合成を行い、酸素を作り出します。夜間、光が届かず光合成ができないときは、酸素を消費し、呼吸の過程でCO2を放出する。また、魚や無脊椎動物を飼育している水槽では、動物が呼吸をする際にCO2を排出します。そのため、夜間にCO2を注入することは効率が悪く、CO2が過剰になりpHが急激に低下する可能性があります。
CO2は魚の健康に影響を与える
魚の種類によっては（アマゾン川流域の魚など）酸性度の高い水を好むものもありますので、必要に応じてCO2を添加し、pHを少し下げることも一つの方法です。しかし、魚の飼育においてCO2が多すぎることは有害です。水槽の水に過剰なCO2が含まれていると、魚が水面で息切れしたり、最終的には窒息してしまうことがあります。水槽に過剰なCO2があると思われる場合は、エアストーンを使用してエアレーションを強化することで、この問題を緩和することができます。CO2インジケーターやCO2テストキットは、水中のCO2濃度を測定し、魚が危険にさらされているかどうかを判断するのに役立ちます。どちらの検査も液体の試薬を使用してCO2濃度を測定します。
このCO2ドロップチェッカーは、水槽の水のpHに反応する色で、CO2の量を把握することができます。
CO2が藻類の過剰繁殖を抑制する
水槽に光を当てれば当てるほど、水草は成長しやすくなりますが、光の強さに見合った栄養分も必要になります。水槽内の照明、栄養素、CO2濃度が一定でない場合、水槽は「バランス」が悪くなり、水草の健康に悪影響を及ぼす可能性があります。水草が生存するのに苦労している場合、藻類はその状況を利用し、制御不能になる可能性があります。もしあなたの水槽がCO2によって制限されているのであれば、CO2を注入することによって、適切な照明と良い肥料と一緒に、植物の健康と成長を著しく改善することができます。水草が必要な要素をすべて満たして成長すれば、藻類が栄養や光をめぐって水草と競合する可能性はほとんどありません。
自然界におけるCO2の水への入り方
水槽の水に炭酸ガスを注入するのは不自然に思えるかもしれないが、水草の多くはもともと炭酸ガスを豊富に含んだ水を原産地としている。湧き水は、地表から湧き出る源泉でCO2が飽和状態になることがあります。地下水の種類は、有機化合物の連続的な放出にさらされ、表面の攪拌がないため、CO2で非常に飽和している。
pHやKHが自然に低くなっている水域では、CO2が高い割合で自由に水中に入り込むことができる。例えば、地下にケイ酸塩でできた砂岩がある水域では、CO2による炭酸を中和する炭酸塩が存在しないため、このようなことが起こり得るのである。pHが低いままCO2が濃縮され、植物が豊かに育つことができるのです。一方、石灰岩はほとんどが方解石とアラゴナイトでできており、炭酸塩（KH）が多く含まれている。石灰岩は、炭酸を中和してpHを上げるなど、水の緩衝作用が大きい。このような水域ではCO2が高濃度にならないため、さまざまな種類の植物がこのような環境で生育するために発達してきたのです。
また、自然環境の一部が陸地であるため、空気中の二酸化炭素を無制限に取り込むことができる植物も取引されている。これらは水上で育つため、本当の水生植物とは言えないかもしれないが、多くは水中に沈んでCO2の豊富な環境で育つため、私たちのハイテク水槽で楽しむことができるのである。
多くの赤い植物やカーペット植物など、特定の植物は、強い照明、高肥料の投与、CO2注入などのハイテク水槽で最もよく成長します。
CO2注入は、植物の成長をスピードアップし、高い照明を必要とする植物を維持し、水中生育から水中生育に変換するために便利です。また、密植された水槽に添加することは、それほど炭素を使用しない疎植の水槽よりも理にかなっています。ただ、ハイテクな水槽を維持するためには、余分なコストと労力を投資する覚悟が必要です。
初心者の方には、CO2インジェクションを使わないローテクの水槽から始めることを強くお勧めします。一般的に、ローテク水槽は安価で維持しやすいので、水中での植物の生育を学ぶには重要なことです。アクアリウム・コープで販売している水草のほとんどは、CO2を注入していないものです。初心者にも優しい丈夫な水草で、水草水槽を始めてみませんか？
