Przyczynek do znajomości równowagi biologicznej w akwarium

(Przedruk elektroniczny za zgodą PZA z czasopism "Akwarium" nr 3/92)

    W niniejszym artykule pragnę rozwinąć temat podjęty przed kilku laty przez Janusza Golińskiego w pracy pt. "Równowaga biologiczna" ("Akwarium" 1-2, 1985). Interesujące mnie zagadnienie dotyczy wpływu kierunku mineralizacji substancji organicznej w podłożu na rozwój glonów i roślin wyższych w akwarium. W ramach wprowadzenia chciałbym zapoznać Czytelników z procesami butwienia i gnicia oraz z pojęciem konkurencji o pokarm i energię.
    Procesy mineralizacji polegają na rozkładzie substancji organicznej z wydzieleniem produktów nieorganicznych. W tych procesach biorą udział enzymy, katalizatory i mikroorganizmy, w szczególności bakterie.
    Duży wpływ na kierunek i dynamikę tych reakcji wywierają takie czynniki ekologiczne jak - światło, temperatura, odczyn i twardość wody, jak również właściwości samego podłoża. Wśród procesów mineralizacji wyróżniamy butwienie i gnicie. Butwienie zachodzi w środowisku wystarczającego natlenienia substancji organicznej. Takie warunki stwarza żwirowe podłoże z wymuszoną cyrkulacją wody wywołaną pracą filtra dennego. Proces ten przebiega w odczynie obojętnym lub słabo kwaśnym. Prócz tego jest reakcją egzotermiczną, tzn. wydzielającą pewne ilości ciepła. Produktami procesu butwienia są następujące związki: CO₂, H₂O, SO₄, NO₃, PO₄ i inne. A oto ich krótka charakterystyka:
   CO₂ - dwutlenek węgla, w tej reakcji wydzielany w dużych ilościach wzmaga fotosyntezę. Jest podstawowym budulcem dla nowych substancji organicznych. Ponadto duże nasycenie wody tym gazem pociąga za sobą wytrącanie się z roztworu węglanów powodujących twardość wody.
   SO₄, NO₃, PO₄ są to aniony przyswajalne dla roślin i zawierające niezbędne dla ich rozwoju pierwiastki.
   W wyniku butwienia do wody dostają się również w formach łatwo przyswajalnych inne makro- i mikroelementy potrzebne rybom i roślinom. Gnicie jest procesem anaerobowym i endotermicznym, tzn.: przebiega w warunkach niedostatecznego natlenienia substancji organicznej pobierając energię cieplną. Ponadto sprzyja tej reakcji silnie kwaśny odczyn wody. Gnicie jest zjawiskiem bardzo niekorzystnym w naszych akwariach. W wyniku jego reakcji wydzielają się między innymi: trujący dla ryb i roślin siarkowodór H₂S, również szkodliwy metan CH₄, dwusiarczek węgla CS₂, wodorek fosforu PH₃, a także silnie trujący amoniak NH₃. Celem mojego artykułu jest pokazanie Czytelnikom wpływu wyżej wymienionych procesów na układ ekologiczny, jakim jest akwarium. Poprzez dokładne zrozumienie tych zjawisk łatwiejsze stanie się ich kontrolowanie.
   Istotną rolę w utrzymaniu równowagi biologicznej układu ekologicznego, w naszym przypadku w akwarium, jest konkurencja. Konkurencja w przyrodzie polega na współzawodnictwie organizmów w zdobywaniu środków umożliwiających życie i rozwój. Gdy kilka populacji lub osobników żyjących w jednym układzie ekologicznym poszukuje tego samego pokarmu, to mówimy o konkurencji pokarmowej między nimi. W akwarium konkurują ze sobą w zdobywaniu energii nie tylko ryby, lecz również rośliny naczyniowe i glony. Przedmiotem rywalizacji między roślinami jest światło, dwutlenek węgla i sole mineralne zawarte w wodzie oraz makro- i mikroelementy. Co przesądza o zwycięstwie w tej konkurencji? Na to pytanie spróbuję częściowo odpowiedzieć.
   Wyobraźmy sobie akwarium z podłożem z drobnoziarnistego piasku. Substancja organiczna opadająca na dno w postaci mułu szybko zatyka przestrzenie między cząsteczkami podłoża. Tworzą się warunki, w których rozmnażają się bakterie beztlenowe i butwienie powoli zastępowane jest gniciem. Zmniejszyła się ilość wydzielonego CO₂, a przybywa przeróżnych toksyn. Zmniejszenie ilości CO₂ w wodzie powoduje obniżenie intensywności fotosyntezy roślin.
    Wydzielające się do podłoża toksyny, jak też brak tlenu, powodują obumieranie korzeni, co pociąga za sobą dalsze obniżenie przemiany materii naszych roślin. W konsekwencji rośliny pobierają coraz mniej CO₂ i pokarmów zawartych w wodzie. Dopóki rośliny wyższe, będąc w dobrej kondycji, zużywały duże ilości CO₂ i soli mineralnych, rozwój konkurencyjnych glonów był silnie ograniczony. Natomiast w wyżej wymienionym przykładzie glony, mając pod dostatkiem światła, CO₂ i soli mineralnych rozpuszczonych w wodzie, masowo zarastają akwarium i rośliny, dusząc je. Tak więc głównym zadaniem akwarysty jest utrzymanie podłoża w stanie wystarczająco natlenionym, zezwalającym na odpowiedni kierunek rozkładu substancji organicznej. Jednakże samo utrzymanie podłoża w należytym stanie nie wystarczy do osiągnięcia stałej równowagi biologicznej.
   Jak pamiętamy, w procesie butwienia wydzielają się substancje łatwo przyswajalne dla roślin, które tutaj umownie nazywamy nawozami. W początkowej fazie procesu rozkładu stężenie związków odżywczych jest małe i stopniowemu wzrostowi zawartości tych nawozów w wodzie towarzyszy bujniejszy rozwój roślin. Teoretycznie oznaczałoby to coraz większy przyrost roślin w miarę przybywania mułu - źródła związków mineralnych. Oczywiście tak nie jest. Stężenie związków mineralnych w akwarium wzrasta szybciej niż zwiększają się "możliwości przerobowe" roślin rosnących w zbiorniku. Wyżej wymienione zjawisko powoduje powstawanie w akwarium nadwyżki substancji mineralnych, które zostają skrzętnie wykorzystywane przez glony. Poza tym nadmiar niektórych pierwiastków w wodzie jest również szkodliwy dla roślin wyższych. W związku z tym zachodzi potrzeba okresowej wymiany wody lub jej wymiany częściowej w krótszych odstępach czasu. Zmniejsza się ty m sposobem stężenie nawozów i produktów przemiany materii ryb w wodzie akwarium. Wymiana części wody powinna być tym częstsza, im więcej jest ryb, im mniej jest roślin i im mniejsze jest akwarium. Jako środek wspomagający utrzymanie korzystnych warunków dla regulacji procesów zachodzących w podłożu należy zastosować sprawne filtry i sznury grzewcze zainstalowane w podłożu. Urządzenia te przez wzmocnienie cyrkulacji wody w podłożu i podwyższenie jego temperatury wpływają korzystnie na kondycję naszych ryb i roślin.

"Akwarium" 3/92

strona główna