Składniki pokarmowe w akwarium

Aleksandra Kwaśniak-Płacheta

W okresie użytkowania akwarium zachodzi w nim kumulacja materii organicznej. Dostarczamy ją codziennie w postaci pokarmu dla naszych podopiecznych, a także wpływamy na jej produkcję przez rośliny, którym dostarczamy związków mineralnych w nawozach oraz częściowo w podmienianej wodzie.

Gdy przestrzegamy zasad prawidłowego karmienia ryb i stosujemy pokarmy w ilościach odpowiednich do obsady, większość pokarmu zostanie zjedzona a zawarte w nim substancje posłużą do budowy nowych komórek i produkcji energii. To czego ryby i inne zwierzęta nie strawią zostanie wydalone w postaci odchodów. Odchody, nie zjedzony pokarm i fragmenty roślin wodnych stanowią pożywkę dla bakterii. To głównie bakterie są odpowiedzialne za uwalnianie z resztek organicznych takich składników jak: fosforany (PO43-), jony amonowe (NH4+), potas (K), sód (Na), siarczany (SO42-), chlorki (Cl), dwutlenek węgla (CO2) itp. Proces rozkładu materii organicznej pod wpływem bakterii nazywamy mineralizacją. Niezbędnym elementem tego procesu jest tlen.

Ilość zużywanego w procesie mineralizacji tlenu może być znaczna, co szczególnie dotkliwie mogą odczuć właściciele zaniedbanych lub przerybionych zbiorników w trakcie awarii filtra lub przerwy w dostawie prądu. Wówczas w krótkim czasie stężenie tlenu rozpuszczonego w wodzie spada do poziomu niewystarczającego do życia ryb. Jest to wynikiem pobierania dużej jego części przez bakterie do rozkładu (mineralizacji) substancji organicznej, której w takich akwariach jest dużo. Procesom mineralizacji towarzyszy również obniżenie odczynu wody.

 

 

W podłożu zwłaszcza o małej granulacji mogą wykształcić się strefy rozkładu beztlenowego gdzie z braku tlenu nie będzie zachodziła pełna mineralizacja materii organicznej, co może spowodować powstawanie miedzy innymi siarkowodoru. Na piasku widoczne są ciemne plamy świadczące o zachodzących procesach gnilnych. Takiej sytuacji przeciwdziałają np. świderki (ślimaki z rodzaju Melanoides) a także ryby grzebiące w podłożu, które skutecznie przewietrzają dno akwarium. Możemy również sami od czasu do czasu przegrzebywać podłoże ręką.

W akwariach gdzie stosuje się grubszą warstwę podłoża ze względu na uprawę roślin, powstawanie stref beztlenowych nie musi być zjawiskiem niekorzystnym. W głębszej beztlenowej strefie podłoża wiele substancji ulega redukcji. Niektóre z nich są rozpuszczalne w wodzie, a tym samym dostępne dla roślin, tylko w tej postaci np. żelazo (Fe2+). W warunkach tlenowych żelazo trójwartościowe (Fe3+) jest nierozpuszczalne w wodzie, wytrąca się w postaci rudego osadu, który można czasem zaobserwować w potokach lub gdy zostawimy wodę wodociągową, bogatą w żelazo, do odstania. W takim podłożu zachodzi również proces denitryfikacji.

Nie wszystkie rośliny lubią podłoże (potocznie określane jako stare) gdzie występują substancje o niskim stopniu utlenienia. Do roślin, które dobrze czują się w takich warunkach można zaliczyć zwartki, krynie, żabienice, limnofile itd. (zwróćcie uwagę, że wiele gatunków spośród wymiennych rodzajów to rośliny bagienne, nie należy się więc dziwić ich upodobaniom). Oczywiście nie możemy dopuścić do sytuacji gdy całe podłoże zaczyna zagniwać.

Jeżeli w akwarium znajdują się rośliny wodne to jony powstałe w procesie mineralizacji są przez nie pobierane i wykorzystywane do budowy nowych komórek i realizacji funkcji życiowych. Z punktu widzenia akwarysty jedną z najważniejszych funkcji roślin jest pobieranie z wody fosforanów i związków azotowych (azotanów i jonów amonowych). Im więcej roślin umieścimy w akwarium i zapewnimy im odpowiednie warunki świetlne i pokarmowe (często problemy ze wzrostem roślin wynikają z niedoborów mikroelementów, warto więc stosować odpowiednie nawożenie) tym mniej problemów będziemy mieli z jakością wody w akwarium.

Posiadanie w zbiorniku roślin nie zwalnia jednak z obowiązku usuwania martwych części roślin, odmulania i okresowych, częściowych podmian wody. Nasze akwaria musimy traktować jak zbiorniki do których stale dopływają składniki pokarmowe, a ich odpływ może odbywać się również tylko za naszym pośrednictwem.

Jedną z dróg usuwania materii organicznej jest system filtracyjny. W stosowanych w akwarystyce filtrach ma miejsce zatrzymywanie materii organicznej w postaci stałej (która następnie może być częściowo rozkładana) oraz wiązanie różnych jonów przez florę bakteryjną. Przede wszystkim jednak zachodzą tu procesy nitryfikacji (przekształcanie jonów amonowych poprzez azotyny do azotanów). Ma to ogromne znaczenie dla funkcjonowania zbiornika, gdyż jony amonowe (a właściwie amoniak, w który jony amonowe przekształcają się gdy odczyn wody wzrasta powyżej 7 pH) oraz azotyny są dla ryb toksyczne już przy niewielkich stężeniach.  Oczyszczając filtry z zatrzymanych części stałych i z nadmiaru bakterii usuwamy z akwarium materię organiczną.

Jeżeli mamy w akwarium rośliny możemy je również traktować jak rodzaj filtra biologicznego. Jak wyżej już wspominałam rośliny pobierają z wody lub podłoża składniki pokarmowe, najbardziej zależy nam na usuwaniem przez nie związków azotowych (jonów amonowych i azotanowych). Wiele badań wskazuje, że rośliny wodne preferują pobieranie jonów amonowych (NH4+) jako proces „tańszy energetycznie” od pobierania jonów azotanowych, które i tak muszą w swoich komórkach przekształcić do formy zredukowanej (NH3).

Wykonując cięcia pielęgnacyjne roślin usuwamy część doprowadzonej do akwarium, w postaci pokarmu, materii organicznej, która rozłożona w trakcie mineralizacji do soli pokarmowych posłużyła roślinom do budowy własnych komórek. Doskonałą rośliną służącą jako filtr biologiczny może być rzęsa wodna (Lemna minor), może o tym świadczyć jej wykorzystanie w oczyszczalniach ścieków typu Lemna, czy inne szybko rosnące gatunki roślin wodnych np. różdżyca, które w miarę wzrostu zużywają dostępne w wodzie sole pokarmowe. Warunkiem dobrego funkcjonowania takiego filtra jest systematyczne usuwanie nadmiaru roślin.

Jeszcze jednym istotnym czynnikiem stymulującym produkcję materii organicznej w akwarium jest woda, którą do niego wlewamy. Może być ona źródłem wielu składników mineralnych jak Ca, Mg, Na, K, Fe, Mn, PO43- i związków azotowych. Zawartość tych substancji jest uzależniona od źródła wody. Zwykle wody głębinowe są bogate w żelazo i mangan. Wody z płytkich studni często mogą być zanieczyszczone nadmiernymi ilościami związków azotowych.

Słów kilka na temat dwóch najważniejszych pierwiastków pokarmowych

Azot jest podstawowym składnikiem białka, występuje więc w znacznych ilościach we wszystkich organizmach żywych. Źródłem azotu w wodzie akwariowej są odchody ryb, ślimaków, żab i wszelkich innych organizmów jakie w nim występują. Do tego dochodzą nie zjedzone resztki pokarmu, fragmenty rozkładających się roślin i organizmów żywych, głównie tych mikroskopijnych, ponieważ większe usuwamy sami. W wyniku działalności bakterii, białka a także mocznik (wydalany przez ryby) jest rozkładany z wydzieleniem amoniaku, który w zależności od odczynu wody występuje jako jon amonowy (NH4+) lub amoniak (NH3) (w zakresie odczynu 7,0 – 8,3 pH forma niezdysocjowana (NH3) stanowi mniej niż 10% ogólnej zawartości azotu amonowego, przy pH 9,25 jest to już ok. 50%).

Część uwolnionych przez bakterie jonów amonowych jest pobierana przez rośliny, a część podlega procesowi nitryfikacji, któremu sprzyja wysoka temperatura i dobre natlenienie wody. Bakterie nitryfikacyjne, występują zarówno w toni wodnej jak i na przedmiotach zanurzonych w wodzie, na roślinności wodnej i w powierzchniowej warstwie podłoża (tam gdzie dociera tlen). W wielu badaniach ekosystemów wodnych największe skupiska bakterii nitryfikacyjnych stwierdzano na podłożu.

Utlenianie jonów amonowych (nitryfikacja) jest procesem dwustopniowym, w pierwszym etapie biorą udział bakterie z grupy Nitrosomonas, w wyniku ich działania powstają azotyny (NO2), które są następnie utleniane przez drugą grupę bakterii Nitrobacter, a produktem końcowym są azotany (NO3). Stąd w nowym akwarium najpierw pojawiają się bakterie z grupy Nitrobacter – objawia się to wzrostem stężenia azotynów i powolnym spadkiem stężenia jonów amonowych, dopiero gdy jest dostatecznie dużo azotynów pojawiają się bakterie z grupy Nitrosomonas – rejestrujemy spadek stężenia azotynów a wzrost azotanów.

Cały proces rozwoju bakterii nitryfikacyjnych jest określany jako tzw. dojrzewanie akwarium, który trwa ok. 3-4 tygodni od momentu jego napełnienia. W dojrzałym akwarium powinniśmy wykrywać tylko azotany jako końcowy produkt nitryfikacji, a stężenia azotynów i jonów amonowych powinny być bliskie zeru.

Obie grupy bakterii przeprowadzają nitryfikację, aby uzyskać energię potrzebną im do redukcji CO2 (który jest dla nich źródłem węgla). W procesie nitryfikacji powstają jony wodorowe, co pociąga za sobą obniżenie odczynu wody o małej pojemności układu buforowego (niskiej zasadowości – w praktyce akwarystycznej oznaczanej testami do twardości węglanowej).

Nagłe pojawienie się jonów amonowych w ustabilizowanym akwarium może być wynikiem zatrucia bakterii nitryfikacyjnych np. lekami lub zachwianiem równowagi biologicznej przez dużą podmianę wody (zwłaszcza na wodę nie odstałą dezynfekowaną związkami chloru). Takiej sytuacji możemy również spodziewać się podczas okresowego czyszczenia filtra biologicznego albo po wyłączeniu dopływu prądu lub awarii filtra.

Procesem, który usuwa azot z ekosystemu wodnego jest denitryfikacja, człowiek wykorzystuje go w oczyszczalniach biologicznych ścieków a także w akwariach, poprzez konstrukcję tzw. denitryfikatora. Proces ten zachodzi w warunkach beztlenowych, jest prowadzony przez bakterie, które zużywają zawarty w azotanach tlen na utlenienie prostych związków organicznych. Produktem końcowym tej reakcji jest azot cząsteczkowy (N2), który ulatnia się do atmosfery.

Fosfor w akwarium pochodzi z odchodów zwierząt, nie zjedzonego pokarmu, fragmentów rozkładających się roślin i organizmów żywych. Niekiedy doprowadzamy go również w postaci nawozów dla roślin. Fosforany są zwykle uważane za czynnik limitujący (ograniczający) rozwój roślin – brak fosforanów nawet przy obecności innych niezbędnych pierwiastków hamuje wzrost roślin.

Główny problem z fosforanami polega na tym, że stymulują rozwój glonów (w ochronie wód powierzchniowych jednym z ważniejszych zadań jest ograniczenie dopływu polifosforanów, które są składnikiem środków piorących, a w środowisku wodnym łatwo ulegają rozkładowi do fosforanów, które powodują zakwity wody – masowy rozwój glonów lub sinic). Na inwazję glonów szczególnie narażone są akwaria pozbawione roślin wyższych lub o małej obsadzie roślin i niekorzystnych warunkach (np. świetlnych) ograniczających ich wzrost. Wynika to z faktu obecności w wodzie fosforanów, których albo w ogóle nie ma kto wykorzystać za wyjątkiem glonów, albo jest ich za dużo w stosunku do możliwości roślin wyższych i ich nadmiar jest wykorzystywany przez glony.

Glony mogą pobierać fosforany, gdy ich stężenie w wodzie jest bardzo małe. Dodatkowo mają zdolność gromadzenia fosforanów w swoich komórkach w postaci polifosforanów, a następnie wykorzystywania ich w okresach niedoboru. Te właściwości oraz nieskomplikowana budowa w porównaniu do roślin wyższych, a tym samym szybszy wzrost i rozmnażanie powodują, że glony wygrywają konkurencję z roślinami wyższymi w nowo założonych akwariach. Rośliny wyższe potrzebują więcej czasu do aklimatyzacji i rozpoczęcia wzrostu niż glony. W tym początkowym okresie należy im stworzyć jak najlepsze warunki.

Literatura:
Dojlido J.R. (1995) Chemia wód powierzchniowych, Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko;
Gomółka E, Szaynok A. (1997) Chemia wody i powietrza, Oficyna wydawnicza Politechniki Wrocławskiej;
Kornobis S. (1996) Podwodny ogród. Dobór i uprawa roślin akwariowych, Wydawnictwo Medix Plus;
Schliewen U. (1997) Wodny świat akwarium, Muza S.A.;
Starmach K. i in. (1976) Hydrobiologia, PWN, Warszawa;

Leave A Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *