Cykl azotowy

Jak sama nazwa wskazuje, w cyklu azotowym pierwsze skrzypce gra azot (N). W naszym akwarium nie występuje on jednak samodzielnie, a w kilku związkach chemicznych. My skupimy się jedynie na tych najistotniejszych, a będą to kolejno: amoniak (NH3), azotyny (NO2-) i azotany (NO3-).

A więc po kolei.

Wszystko zaczyna się od wprowadzenia pokarmy dla ryb do akwarium. Ryby jak każde żywe stworzenia mają swój metabolizm, a więc zachodzi w nich przemiana materii. Jedzą, a więc też i wydalają, a z kolei wydalone przez nie produkty (odchody) wydzielają do wody pierwszy związek azotu - amoniak (NH3). Związek ten jest silnie toksyczny dla ryb i nawet niewysokie jego stężenie w wodzie może zabić nasze ryby (1 mg/l jest śmiertelny).

Bez obaw jednak - w dojrzałym akwarium, gdzie cykl azotowy działa poprawnie, amoniak jest błyskawicznie przekształcany w azotyny (NO2-) poprzez pożyteczne działanie "biologii" - bakterii nitryfikacyjnych (w tym przypadku szczepu Nitrosomonas). Związek ten jest nadal trujący dla ryb, jednak już w nieco mniejszym stopniu niż amoniak. Owa transformacja zachodzi tak błyskawicznie, że podczas badania wody odpowiednim testem, poziom amoniaku w ustabilizowanym akwarium powinien zawsze równać się 0. Jeśli jest inaczej, jest to dla nas znak, że w akwarium jest poważny problem z cyklem azotowym.

Co dzieje się z NO2, skoro i ten związek jest trujący? Sprawa ma się bardzo podobnie jak z amoniakiem - jego stężenie również ma wynosić 0 - i na pomoc znów przychodzą nam bakterie nitryfikacyjne (tym razem z rodzaju Nitrobacter). Jeśli jest ich wystarczająco dużo, powinno im się udać na bieżąco przekształcać owe azotyny w najmniej szkodliwy związek - w azotany (NO3). Związek ten jest końcowym produktem cyklu azotowego w akwarium.

Tu powstaje kolejne pytanie - co więc zrobić z NO3, skoro związek ten jest nadal niebezpieczny dla ryb, a jest końcowym produktem cyklu? Tu musi niestety zaingerować człowiek. Akwarium, jako sztuczny twór nie tworzy idealnego obiegu materii, jak to ma miejsce w naturze. Owszem, NO3 może być redukowane przez rośliny, które zużywają ten związek przy procesie fotosyntezy, ale nie czynią tego w tak intensywny sposób, by zagwarantować nam utrzymanie go na bezpiecznym poziomie. Musimy o to zadbać więc na własną rękę. Dlatego też NO3 będzie najczęściej mierzonym przez nas parametrem wody, gdy nasze akwarium już dojrzeje. Jeśli test wykaże, że poziom azotanów podniósł się znacznie, oznacza to, że czas na wymianę wody - jedyny pewny i bardzo skuteczny sposób na redukcję tego związku. Ogólnie przyjmuje się, że większość popularnych gatunków wytrzymuje stężenie do 40 mg/l, jednak wiele delikatniejszych gatunków będzie się źle czuło w wodzie o stężeniu już 20 mg/l. Dlatego naszym zadaniem jest utrzymywać ten związek na jak najniższym poziomie i nie dopuszczać do sporych wzrostów.

W praktyce najlepszym rozwiązaniem są regularne wymiany wody, pozwoli nam to zapobiec skokom NO3 do wysokich poziomów. Jak często, jak dużo i jakim sposobem wodę powinno się wymieniać? O tym już niebawem w jednym z kolejnych wpisów.

Na koniec ilustracja zaczerpnięta z Wikipedii, która bardzo ładnie obrazuje obieg azotu w naszym akwarium, a nawet wybiega nieco dalej, pokazując również udział roślin w akwarium (u mnie będzie o tym szerzej w innym wpisie).


Opis ilustracji:
Cykl azotowy w akwarium. (1) pokarm - źródło azotu, (2) wydalanie amoniaku, (3) bakterie Nitrosomonas, (4) bakterie Nitrospira, (5) wymiana wody, (6) światło - energia dla roślin, (7) procesy gnilne, (8) tlen wytwarzany przez rośliny, (9) dwutlenek węgla wytwarzany przez ryby.

2 komentarze:

  1. Wydaje mi się, że nieco uproszczeń zawartych w tekście prowadzi do nieporozumień i tworzenia "mitów".
    1. Zwykle zwierzęta nie wydzielają amoniaku, ryby również. Jeżeli już mówimy o jakichś prostszych związkach to może to być mocznik, CO(NH2)2. Ten jest dopiero rozkładany przez bakterie na czynniki pierwsze. Podobnie rozkładane przez bakterie są inne szczątki organiczne wydzielane przez zwierzęta (głównie typu białek). Dopiero w tych procesach powstaje amoniak, który w środowisku kwaśnym przechodzi w jony amonowe.
    2. Rośliny nie redukują NO3 ale kolokwialnie mówiąc "zjadają", czyli zużywają do produkcji własnych tkanek. Rośliny zużywają też inne formy azotu tak więc często nawet nie zaobserwujemy na testach jakichkolwiek zmian NH3/NO2/NO3. Poziomy będą zerowe. Z tego powodu akwaryści roślinni wręcz dożywiają rośliny dając np. 10-20 mg/l NO3. W tych przypadkach utrzymywanie jak najniższego poziomu NO3 jest szkodliwe dla kondycji roślin. Oczywiście w akwariach ogólnych, gdzie roślin jest stosunkowo niewiele i nie są pielęgnowane we właściwy sposób stężenia NO3 rosną. Podmianki wody pomagają zmniejszyć stężenie NO3 i wszystkich innych niepotrzebnych, czy wręcz szkodliwych produktów przemiany materii.
    3. Rośliny potrafią wytrzymać na prawdę duże stężenia NO3. Znane mi są sytuacje, że w akwariach było 100-200 mg/l NO3 bez szkodliwego wpływu na rośliny. Ważne jednak, aby zmiany stężeń były powolne a nie gwałtowne - rośliny muszą się przestawić na wyższe stężenia rozpuszczonych w wodzie substancji.
    4. Możliwe jest odwrócenie cyklu azotowego w warunkach braku tlenu (podłoże, denitryfikatory itp.). Zachodzi proces NO3 --> NO2 --> NH3 --> N2. Jak widać jest to najbardziej zgodny z naturą sposób usuwania związków azotowych z wody w akwarium.
    Pozdrawiam,
    Zulix

    OdpowiedzUsuń
  2. Dzięki Zulixie za fachowe uzupełnienie! Masz rację, że ten tekst jest bardzo uproszczony, ale był pisany z myślą o początkujących akwarystach i miał zawierać tylko podstawy. Jednak chyba na szczęście dla tego bloga, postanowiłem już odpuścić sobie pisanie o tego typu podstawach, bo ani nie sprawia mi to przyjemności, ani pożytku z tego dużego nie ma, bo takich wiadomości w sieci jest pod dostatkiem :) Pozdrawiam.

    OdpowiedzUsuń