Азотный цикл в природном аквариуме

Азотный цикл в природном аквариуме

Азотный цикл, очень важная составляющая, как морского так и пресноводного аквариума. Именно азотный цикл является определяющим фактором для правильной биофильтрации и баланса в аквариуме. Возможно, для некоторых информация об азотном цикле в аквариуме может показаться скучной, но ведь не понимая этот процесс аквариумисту будет крайне сложно содержать аквариум.  Мы написали данную статью достаточно простым текстом, не углубляясь в химические формулы и термины.

Данная статья в первую очередь рассчитана на интересующихся аквариумистов начального уровня (тех, кто только планирует запустить природный аквариум у себя дома). Мы не будем сильно углубляться в химические термины, а также приводить сложные формулы реакций происходящих в аквариуме в период наступления азотного цикла.

Итак, давайте попробуем разобраться что же это такое и как можно это контролировать. Налейте кружку горячего кофе или чая, присаживайтесь поудобнее и внимательно прочитайте эту небольшую статью о очень важной составляющей в природном аквариуме.


Что такое азотный цикл?


Основной задачей аквариумиста является уравновешивание баланса замкнутой экосистемы в аквариуме, чтобы весь Азот (в виде аммиака [NH3]) и Фосфор поступающие с кормом для рыб потреблялись растениями для их роста, а остатки не окисленной органики и избыток образовавшихся нитратов [NO3] выводились из аквариума с подменами воды и стрижкой растений. Неспособность экосистемы аквариума переработать все поступающие питательные вещества является причиной накопления их избытка, дисбаланса пропорции N-P-K и роста водорослей.

Основными условиями удаления избытка аммиака (NH3) из аквариума является высокоэффективная биологическая фильтрация и правильный субстрат, создающий оптимальные условия роста нитрифицирующих бактерий. Понять как происходит разложение аммиака (NH3) и биологическая фильтрация поможет знание Азотного Цикла.

Если выражаться простым языком, азотный цикл - это круговорот в аквариуме трех соединений, таких как аммиак, нитрит и нитрат. А азотным его назвали, лишь потому, что в каждом из этих трех элементов присутствует азот. В этом круговороте участвуют растения, полезные бактерии, рыбки и другие гидробионты.

Органические вещества, остатки корма, отмирающие растения и другие продукты жизнедеятельности, все это вызывает рост растворенного в воде и очень ядовитого аммиака (NH3), а также амония. Но природа позаботилась таким образом, что все эти вещества разлагаются особенными бактериями на менее безопасный нитрит, а затем и нитрат. Этот процесс называется нитрификацией. Есть и обратный процесс, этот процесс называется денитрификацией - это когда бактерии перерабатывают нитрат в нитриты и газообразный азот (N2). 


Нитрификация. Преобразование: Аммиак ➜ Нитрит ➜ Нитрат


Давайте разберем по порядку эти соединения и что с ними происходит в процессе азотного цикла.

1. Аммиак (NH3 / NH4)

В аквариумной воде постоянно появляются органические вещества. Основными источниками этих веществ являются продукты жизнедеятельности живых гидробионтов, недоеденный корм для рыб и креветок, мертвые организмы, а также гниющие и отмирающие листья аквариумных растений. Все эти вещества в аквариуме распадаются на ионизированный аммоний (NH4) и неионизированный аммиак (NH3).

Аммоний безопасен для рыб, а аммиак чрезвычайно токсичен и губителен


Первый этап нитрификации. Аммиак ➜ Нитрит.


Нитрификация в аквариуме. 1 этап

Аммиак перерабатываетcя колониями нитрифицирующими бактериями "Nitrosomonas bacteria". В результате такой переработки, аммиак превращается в нитрит "NO2". Этот процесс еще называется нитрификацией.

Нитрифицирующие бактерии образуются естественным путем, их колонии поселяются на наполнителях фильтра и грунте.

Для ускорения процесса окисления аммиака, чтобы он проходил быстрее, необходимо выполнение следующих условий:

  • Колония таких бактерий должна быть многочисленной.
    Так как эти бактерии в основном поселяются на поверхности фильтрующих материалов, при запуске аквариума обязательно нужно учитывать что поверхность обычной губки малоэффективна для этих целей. Для этих целей лучше всего применять специальные био-наполнители для внешних фильтров, они имеют большую площадь поверхности по сравнению с обычной крупнопористой губкой.
  • Хорошо налаженная циркуляция воды.
    Прокачиваемый объем аквариумной воды должен быть не менее 3-х объемов воды в час, если более то это лучше
  • Вода в аквариуме должна содержать достаточное количество кислорода (не менее 4 мг/л)
  • Оптимальная температура воды в аквариуме должна быть от 25 до 30°С
  • Не рекомендуется допускать резких скачков температуры более чем на 2°С.
    Такое снижение температуры приводит к временной остановки процесса нитрификации
  • Показатель рН должен быть от 6,5 до 8,5.
    Оптимальным значением является показатель от 7,1 до 7,8

2. Нитрит (NO2)

По сравнению с аммиаком, нитрит менее токсичен для рыбы, но также пагубно влияет на живые организмы.


Второй этап нитрификации. Нитрит ➜ Нитрат


Нитрификация в аквариуме. 2 этап

Нитриты, полученные в описанном выше процессе нитрификации, потребляется другим типом нитрифицирующих бактерий « Nitrobacter». В результате переработки нитрита, в  аквариумную воду выделяется нитраты (NO3).

Нитрат является конечным продуктом азотного цикла.

Важно помнить, что бактерии нитрификаторы « Nitrobacter», капризнее бактерий Nitrosomonas.

Слишком большая подмена аквариумной воды, тщательная промывка губки и других наполнителей аквариумного фильтра, сифонка грунта, добавление в воду аквариума лекарств, а также высокая концентрация аммиака угнетает их активность.

В итоге в аквариумной воде аквариума начнет расти концентрация нитритов. Это очень вредно для рыбок, так как нитриты еще токсичнее, чем аммоний.

Бактерии-нитрификаторы второго этапа всегда должны быть в добром здравии, в противном случае отравления рыб будут неизбежными.

Описанные этапы процесса нитрификации являются важнейшим звеном в азотном цикле. Если они будут проходить должным образом, в таком случает тесты аквариумной воды на уровень содержания амиака и нитритов будут показывать нулевой показатель.

3. Нитрат (NO3)

Нитраты уже практически не опасны для обитателей аквариума. Критическая концентрация нитратов в аквариуме 50 мг/л.

Концентрация нитрата в аквариумной воде постепенно будет накапливаться, поэтому нам необходимо уте концентрацию уменьшать. Для этого необходимо производить систематические подмены воды. 

Основной способ удаления нитратов из пресноводного аквариума - это регулярная подмена воды. Поэтому, как ни странно, но основным участником азотного цикла в аквариуме является сам аквариумист.

Кроме всего нитрат является отличным источником макроудобрений, так необходимый для нормального развития аквариумных растений.

В густо засаженном травнике, существенную роль в потреблении нитратов играют живые растения. По сути, азотный цикл - это процесс, в котором биологическая экосистема избавляется от наиболее токсичных соединений на основе азота, превращая ядовитый азот в менее токсичную химическую форму…


Денитрификация. Преобразование: Нитрат ➜ Газообразный азот


Денитрификация в аквариуме

В аквариуме есть еще несколько видов бактерий и мы сейчас расскажем о них.

Аэробные бактерии. Эти бактерии поселяются в верней части грунта, так как для их жизнедеятельности крайне необходим кислород. Эти бактерии занимаются переработкой амония в нитраты. По сравнению с природными водоемами, в аквариуме площадь грунта, насыщенной кислородом, крайне мала, поэтому для этих целей нам и нужен биологический фильтр.

Анаэробные бактерии. Эти бактерии, также поселяются в аквариумном грунте, но немного глубже. Для нормальной жизнедеятельности им не требуется кислород. Они занимаются обратным процессом, перерабатывая нитрат, при окислении которого получается азот.

В обычных внутренних фильтрах, а также канистровых фильтрах процесс денитрификации невозможен. Этот процесс возможен только при условии отсутсвии кислорода. На данный момент на рынке существуют модели внешних фильтров-денитрификаторов, но как правило они редкие и маловостребованы аквариумистами.

Образовавшийся нитрат в первоначальной цепочке азотного цикла не является конечным продуктом разложения аммиака, а лишь помогает анаэробным и нитрифицирующим бактериям извлекать необходимый им кислород.

Вот в принципе и все, что необходимо знать про азотный цикл в пресноводном аквариуме. На рисунке ниже, мы можем увидеть весь процесс азотного цикла в аквариуме. 



Азотный цикл в аквариуме



Сколько времени необходимо для установления азотного цикла в новом аквариуме?


Установления азотного цикла обычно занимает от 4 до 6 недель, именно этот срок необходим чтобы в аквариуме началось корректное производство нитратов.

Для того, чтобы проиллюстрировать процесс созревания азотного цикла в аквариуме, давайте рассмотрим диаграмму, которая показывает что происходит с аммиаком (NH3), нитритом (NO2-) и нитратом (NO3-) в новом аквариуме:


Процесс созревания азотного цикла

Заключение


В результате установления правильного биологического равновесия в аквариуме соотношение разных бактерий станет таким, чтобы обеспечивать достаточное количество "пищи" друг другу. 

Под словами "запуск аквариума" и "установление в аквариуме биологического равновесия" подразумевают установление правильного азотного цикла.

В действующем аквариуме перекорм рыб, подсаживание новых обитателей, применение лекарств и другие причины могут привести к сбою азотного цикла. 

Чтобы избежать этого, необходимо придерживаться простых правил:

-избегать перенаселения аквариума,

-обеспечить достаточную биофильтрацию, 

-не допускать перекорм обитателей аквариума,

-своевременно выполнять подмены воды и обслуживание аквариума

-аккуратно использовать всевозможные медикаменты и прочую аквахимию. 

-Вновь приобретенных обитателей аквариума, нужно обязательно подвергать карантину.

Для контроля азотного цикла используют специальные тесты для определения уровня аммиака, нитритов и нитратов. Наиболее критичным и важным является тест на аммиак.


Если вам понравилась статья, сделайте репост или поделитесь знаниями с вашими друзьями!

© Копирование представленных на данном сайте материалов разрешается только при наличии активной обратной ссылки.