Таким образом, до тех пор, пока в системе присутствует бикарбонат, рН не будет изменяться или изменения будут незначительными. Как было показано выше, дополнительное количество бикарбоната образуется в результате растворения карбоната кальция, когда в систему добавляются свободные ионы водорода. Но в процессе фотосинтеза этого не происходит, поэтому запас бикарбонатов может оказаться исчерпанным. После истощения запаса бикарбонатов дальнейшее извлечение диоксида углерода в процессе фотосинтеза приводит к быстрому увеличению рН. В ночное время в результате дыхания содержание диоксида углерода увеличивается и запас бикарбонатов восстанавливается. На рис. 3.3 показаны суточные изменения рН в зависимости от интенсивности фотосинтеза и дыхания.
Бикарбонатному иону принадлежит важная роль в выделении кислорода в процессе фотосинтеза (Stemler and Govindjee, 1973), иногда он может заменять диоксид углерода в этом процессе. Бикарбонат служит источником углерода в процессе фотосинтеза только в том случае, если его концентрация, по крайней мере, в 10 раз превышает концентрацию свободного диоксида углерода (Wetzel, 1975). Такая ситуация встречается часто, поскольку концентрация диоксида углерода в большинстве природных вод составляет всего примерно 10 мкмоль (Wetzel, 1975). Стиман Нильсон (Steemann Nielsen, 1975) установил, что примерно 1 % общего неорганического углерода в морской воде содержится в форме диоксида углерода, 90% — в форме бикарбонатов и остальное — в форме карбонатов. Когда бикарбонат утилизируется в процессе фотосинтеза, он замещается ионами гидроксила:

При достаточно высоком рН на листьях высших растений образуется осадок карбоната кальция:


Если в щелочных пресных водах разворошить микрофиты, которые участвовали в процессе фотосинтеза, образуется белое облако карбоната кальция. Утилизация бикарбонатных ионов в процессе фотосинтеза макрофитами, по-видимому, эффективнее, чем водорослями (Wetzel, 1975), поэтому в аквакультуре с макрофитами обычно ведут борьбу.
Буферная способность любой водной системы связана с такими консервативными свойствами воды, как щелочность и жесткость, и, разумеется, с фотосинтезом, который неконсервативен. рН в системах культивирования можно поддерживать путем регулирования скорости выделения и поглощения диоксида углерода и контроля фотосинтеза и биомассы животных.
Щелочность и жесткость также можно поддерживать в определенных пределах, но для этого в системе культивирования водных животных необходимо иметь достаточный запас карбонатных и бикарбонатных ионов, способных предотвращать изменения рН.

---