Переклад з англійської - Олександр Азізов.
Частина перша
Азотний цикл в акваріумі це, кажучи простою мовою, процес, завдяки якому аміак або амоній перетворюються в нітрит і далі в нітрат.
Аміак утворюється в акваріумі за допомогою розкладання біологічних відходів риб (що виділяються через зябра і шлунково-кишкового тракту), а також інших органічних речовин (наприклад таких, що не з'їдений корм, листя рослин, бактерії).
Нітрати далі перетворюються або у вільний азот (газ, швидко випаровуються з води) завдяки рослинам або денитрифицирующих анаеробних бактерій, або завдяки регулярним підміну води або через використання хімічних абсорбентів.
Нітрати ж взагалі не токсичні для більшості прісноводних риб, якщо, звичайно, не містити риб тривалий час у воді з концентрацією нітратів, що перевищує певні значення.
Потрібно відзначити, що все сказане вище про токсичність нітрату не відноситься до більшості морських мешканців.
З огляду на викладене, дуже важливо запустити і підтримувати в акваріумі або ставку азотний цикл.
Що є азот?
Азот - життєво важливий елемент для багатьох процесів, що протікають на Землі. Він дуже важливий для біосфери, в якій формує нашу атмосферу на 78%, і є складовою частиною практично будь-який живий тканини.
Азот є компонентом амінокислот, протеїнів і нуклеотіческіх кислот. Після вуглецю азот є другим найпоширенішим елементом життя, яка була б неможлива без нього.
Азот необхідний для будівництва органіки, його сполуки потрібні деяким організмам для здійснення функцій метаболізму і дихання.
Вільний же азот, що входить до складу нашої атмосфери, не використовується рослинами або тваринами і завдяки своїй стабільної структурній формулі є відносно інертним, що не створює швидких з'єднань з іншими хімічними елементами.
Всі живі організми, від риб до рослин, мають в своїх тканинах велика кількість азоту, який є одним з фундаментальних цеглинок при будівництві протеїнів і нуклеокіслот.
Кожен живий організм, який ви заселялися в акваріум або ставок, привносить з собою з'єднання на основі азоту - від риб до коралів, живих каменів і рослин.
Внесення кормів також додає азот в акваріум. В живому або «мертвому» вигляді корму є органічні маси, і за вмістом азоту схожі з рибами, рослинами і безхребетними, що населяють ваш водойму.
Неорганічний азот потрапляє в акваріум двома шляхами: атмосфера і нова вода. І вже в ньому атмосферний азот (N2) використовується азотоусваівающімі бактеріями і ціанобактеріями (бактеріями, витягує енергію в процесі фотосинтезу, або, простіше кажучи, синьо-зеленими водоростями).
Деякі ціанобактерії пов'язують газоподібний азот, невикористаний рослинами, в аміак, нітрити (NO2-) або нітрати (NO3-), і останні вже можуть бути використані рослинами і перетворені в нуклеїнові кислоти і протеїни.
Неорганічні азотні сполуки з водопровідної, свердловини або криничної води також потрапляють в акваріум у вигляді нітритів або нітратів. Установки зворотного осмосу можуть усунути більшу частину з них.
Деякі важливі види бактерій, які беруть участь в азотному циклі
* Одне з найбільш важливих перетворень в акваріумі включає в себе перетворення N2 в форму, яку могли б засвоювати рослини.
Клубенькова бактерія (мікориза) роду Rhizobium, що живе в грунті, має здатність перетворення N2 в NH3 (аміак) - з'єднання, яке вже може бути поглинена рослинами через кореневу систему.
Аміак може бути використаний рослинами для синтезу амінокислот (коріння рослин необхідна бактерія Rhizobia для зв'язування азоту при їх допомоги).
Процес перетворення N2 + 3H2> 2NH3 називається зв'язуванням азоту. При цьому бактерія анаеробних, тобто їй не потрібен кисень.
Бактерія виробляє ензим (фермент) нитрогеназа, що є каталізатором реакції перетворення.
Деякі рослини навіть розвинули особливі анаеробні бульби в кореневій системі, в яких містяться бактерії, що виробляють цей фермент. До таких рослин, наприклад, відносяться соєві боби.
Також і синьо-зелені водорості (ціанобактерії) можуть пов'язувати азот, і, найчастіше, живуть в симбіозі з деякими вищими рослинами. Таким прикладом служить водяна папороть Азолла, зустрічається як в тропіках, так і помірних широтах.
* Нитрифицирующих бактерія, яка перетворює аміак (NH3) або амоній (NH4 +) в нітрит (NO2-) і далі в нітрат (NO3-). Це найважливіший аспект азотного циклу в акваріумі і ставку, далі ми його розглянемо більш докладно.
* Денітрифікуючі бактерії при певних умовах перетворять нітрат в газоподібний азот (N2) або сульфід водню. Денітрифікуючі бактерії анаеробні, тобто вони активні там, де немає кисню. Цей процес також важливий в акваріумі і ставку (і особливо в морських, рифових акваріумах), що теж буде розглянуто далі.
* Інша велика група бактерій - актиноміцети (променисті грибки). Ці гетеротрофні бактерії грамположительни, аеробних і активні при високих значеннях рН.
Актиноміцети зустрічаються в грунті, і, власне, вони надають їй характерний запах, знайомий вам, коли ви перекопуєте хорошу землю.
Актиноміцети здатні переробити долгоразлагающіеся великі органічні субстанції \ з'єднання, такі як целюлоза або хітин, що входить до складу зовнішнього скелета ракоподібних.
При більш низьких значеннях рН основну роль при розкладанні органіки починають грати цвілеві (Fungi) і водні (Saprolegnia) грибки.
Інші органічні забруднення
Тут потрібно пояснити, що не всі органічні забруднення беруть участь в азотному циклі (звідси і високий аміак і тд.). Важливо розуміти, що деяка органіка містить малі кількості азоту, а деякі її сполуки взагалі не містять азот.
Таким чином, контролюючи внесення азотовмісних сполук, ви можете підтримувати нітрати на низькому рівні в уже дозрілих акваріумі, або знизити рівень аміаку / нітритів в акваріумі, який знаходиться в процесі дозрівання (або в акваріумах, в яких азотний цикл / біоравновесіе були перервані / порушені) .
Всі рослини і тварини містять протеїни (амінокислоти) і ліпіди, кожні з яких містять різну кількість атомів азоту. Однак цукор, вуглеводи (крохмаль) і більшість жирів (жири це одна з форм ліпідів, зазвичай не містить атомів азоту) не містять атомів азоту і тому НЕ МОЖУТЬ безпосередньо вносити вклад у встановлення азотного циклу в акваріумі або ставку (проте бактерії, що харчуються жирами, розмножуючись, можуть опосередковано впливати на кількість аміаку / нітриту / нітрату).
Також тваринна і рослинна тканини мають різну кількість азотовмісних молекул (зокрема, рослинна тканина містить менше азотовмісних молекул, ніж тваринна тканину).
Деякі ліпіди, в яких все-таки містяться атоми азоту, містять їх в досить невеликій кількості, щоб ними можна було просто знехтувати.
Варто згадати, що якщо цукри, вуглеводи і жири не вносять внесок у встановлення азотного циклу, в той же час вони додають біонагрузку на систему, хоч і в меншому ступені, ніж Азотомісткі органіка.
Таким чином, чим більше риб, тим більше азотседержащіх з'єднань вивільняється в акваріумі / ставку, а використання високопротеїнових кормів, таких як, наприклад, заморожені креветки, також додасть в акваріум азотседержащіе з'єднання.
Ось деякі хімічні формули в якості прикладу:
* Гліцерол, основний цукор і центральний компонент багатьох ліпідів: С3-Н5- (ОН) 3.
* Глюкоза, звичайний цукор: С6-Н12-ПРО6.
* Альфа-ліноленова кислота, жир; омега-3 жирні кислоти з коротким ланцюгом: CH3CH2CH = CHCH2CH = CHCH2CH = CH (CH2) 7COOH.
* Псіхозін, проміжний липид в процесі біосинтезу: C24-H47-NO7.
* Лейцин, основна амінокислота (протеїн): C6H13NO2 в фільтрах, правда, вони для того і не призначені).
Кінець першої частини
обговорити статтю на форумі