Для питания высших растений углерод является жизненно важным элементом. В отличие от наземных растений, которые удовлетворяют свою потребность в углероде исключительно поглощением углекислого газа из воздуха, водные растения снабжаются этим питательным элементом преимущественно из различных неорганических соединений углерода в воде (СО₂ — углекислый газ, Н₂СО₃ — углекислота, НСО₃ — гидрокарбонат, СО₃^2- — карбонаты, Са(НСО₃)₂ — гидрокарбонат кальция).

Для фотосинтеза растений в аквариуме двуокись углерода является важнейшим питательным веществом. При низком уровне рН встречаются свободная двуокись углерода и углекислота. Когда в результате ассимиляции растений двуокись углерода поглощается из аквариумной воды, то это — если не принимать во внимание другие факторы, например дыхание рыб, — приводит к повышению уровня рН. Как только свободная двуокись углерода в воде поглощена, растения начинают вести себя по-разному. Если у одних растений рост приостанавливается (например, у всех изученных до настоящего момента водных мхов, в том числе и Fontinalis antipyretica), то другие аквариумные растения, в отличие от них, способны ассимилировать и использовать (биогенное обезыствление) гидрокарбонаты, в результате чего уровень рН снова возрастает. Вследствие этого происходит выпадение нерастворимого карбоната кальция (Са-СО₃), что видно по известковым отложениям на листве растений. Научными экспериментами доказано, что в результате поглощения водными растениями гидрокарбонатов уровень рН может возрасти до 11. Многие виды, которые вынуждены обходиться наличием свободной двуокиси углерода, намного раньше прекращают свой рост. Возможно, причины прежних неудач с выращиванием редких, требующих особых условий видов, связаны именно с этим.

Многочисленные исследования природных биотопов показывают, что большинство аквариумных растений живут в слегка кислой, бедной кальцием и солями воде, содержащей достаточное количество свободной двуокиси углерода и углекислоты. Хотя многие из этих растений в известных пределах способны к адаптации и обладают довольно широким диапазоном допустимости, все же и они предпочитают описанную выше среду. Однако другие растения вследствие их зависимости от свободного углекислого газа не могут или способны в малой степени поглощать из воды гидрокарбонат. Поэтому для их фотосинтеза в аквариуме прежде всего необходимо наличие двуокиси углерода. Только относительно малое число тропических водных растений населяет природные биотопы с богатой известью водой и щелочным рН. Растения в такой воде в целом отличаются тем, что при интенсивном фотосинтезе они могут дополнительно извлекать двуокись углерода из имеющегося гидрокарбоната кальция. Выводом из этих химико-биологических взаимосвязей является необходимость устанавливать в аквариуме такой рН, который удовлетворил бы как можно большее число растений с различными требованиями к среде обитания. Подобный уровень может лежать примерно в диапазоне рН 6,2—7,2.

Сильно ассимилирующие аквариумные растения поглощают большое количество СО₂, отчего необходимо дополнять это питательное вещество и одновременно удерживать показатель рН в нужных пределах. Для насыщения СО₂ в зоомагазинах имеются разнообразные приборы. Но следует подчеркнуть, что необходимость в дополнительном СО₂ возникает когда аквариум, с одной стороны, густо засажен, а также имеет хорошее освещение, а с другой, — не достаточно естественное воспроизводство углекислого газа, в том числе в результате дыхания рыб и окислительных процессов, о чем свидетельствует выпадение в осадок извести. Сделать вывод о целесообразности дополнительного насыщения СО₂ позволяют замеры рН и его регулярный контроль. В этой связи важно знать, что двуокись углерода в очень высокой концентрации становится ядовитой для рыб, и что существуют виды рыб, которые не переносят низкий рН. Поэтому вплоть до установления нормальной концентрации СО₂ необходимы регулярные замеры с помощью тестов СО₂ (соблюдать характеристики производителя).

Но для аквариумных растений важны не только знания о тесной взаимозависимости между рН и содержанием двуокиси углерода в воде, но и о пропорции карбонатной жесткости (называемой щелочностью) по отношению к двуокиси углерода. Чем выше карбонатная жесткость, тем больше необходимо двуокиси углерода, чтобы поддерживать гидрокарбонат кальция в растворенном состоянии, то есть препятствовать выпадению извести в осадок. По этой причине имеет смысл умягчить в большинстве своем жесткую водопроводную воду. Например, рекомендуется опреснение с помощью слабокислого катионита (скажем, фирмы Dennerle). Подготовленную воду затем, смешивая с водопроводной, можно довести до необходимого параметра от 2 до 8 °dGH. Аквариумная вода с еще более низкой карбонатной жесткостью обладает очень малой стабильностью рН и пригодна для разведения некоторых рыб, обитающих в мягких водах, а не для выращивания большинства аквариумных растений. Вода с карбонатной жесткостью свыше 15° dGH представляет собой неблагоприятную среду для оптимального роста растений, поскольку рН вследствие своей высокой стабильности регулируется слабо.