Dušikov cikel

 

Kroženje hranilnih snovi je temeljni proces, ki se odvija v vsakem ekosistemu. Vanj je vključen popolnoma vsak organizem, tudi ljudje. Ker je akvarij umetno postavljen posnetek naravnega okolja, se moramo potruditi, da vzpostavimo čimbolj stabilen ter zaprt krogotok hranljivih snovi. Na splošno tem procesom pravimo biološka ravnovesja, oziroma biološko ravnovesje saj cikli med sabo v resnici niso ločeni. Kroženje nekega elementa je odvisno od številnih kemijskih, bioloških ter bakterijskih delovanj. Cilj je, da element nikoli ne izgine iz okolja ampak se le pretvarja iz ene spojine v drugo.

 

V naravi poznamo tri velike krogotoke, to so kisikov, ogljikov ter dušikov cikel. V nadaljevanju vam bom podrobno predstavila kroženje dušika, saj igra bistveno vlogo pri postavitvi ter zaganjanju novo postavljenih akvarijskih sistemov. Še enkrat naj povem, da v naravi cikli med sabo niso ločeni in en brez drugega ne morejo potekati, da kroženje dušika deluje pravilno, morata pravilno delovati tudi ogljikov ter kisikov cikel.

Zelo poenostavljena shema, ki prikazuje povezavo med tremi velikimi krogotoki hranljivih snovi. Uspešna izmenjava elementov ni izvedljiva, če je pot prekinjena. Rumene puščice predstavljajo krog kisika, povezavo med dihanjem in fotosintezo. Rdeče krog dušika, modre pa krog ogljika. Ogljikov cikel je zelo podoben dušikovemu. Razlog za to je v izvoru elementov, oba namreč nastajata pri procesu fotosinteze, živali pa ga zaužijejo preko rastlin ter drugih živali. Ker spadata v skupino makroelementov sta pomembna gradnika beljakovin.

Danes vam bom predstavila dušikov cikel, akvaristi ga povezujemo predvsem z vzpostavljanjem biološkega ravnovesja v akvariju. To je zelo pomembno, saj nam neuravnotežen akvarij lahko povzroči različne težave, kot so prekomerna rast alg, zdravstvene težave rib in pogin organizmov. Koliko časa traja, da se krogotok dušika sklene je težko reči, saj je odvisno od številnih dejavnikov. Zelo pomaga, če v akvarij že v začetku vnesemo biološko stabilen filtrirni material, nekaj aktivnega mulja ali celo pesek. Dovolj velika količina stabilnih, zdravih ter aktivnih bakterij lahko akvarij pripravi za ribe že v enem dnevu. A ta način uporabimo le v nujnih primerih, takrat, ko zaradi izrednih razmer res nimamo možnosti čakati. Vsekakor se svetuje, da sistem pustimo delovati vsaj dva tedna, izkušnje pa kažejo, da je najbolje akvarij pripravljati tri do štiri tedne.

 

Da lažje spremljamo stanje akvarija, je med zagonom dobro izvajati teste za prisotnost amonijaka, nitritov in nitratov. Vse to so dušikove spojine, ki so za ribe zelo strupene, nastajajo kot stranski produkti pri razgradnji beljakovin ter enostavnih dušikovih spojin, kot je na primer sečna kislina. Pri stabilnem akvariju je koncentracija teh spojin izredno majhna, saj se snovi sproti presnavljajo. Kar je za nek organizem strup, je za drugega hrana, prav to je čar dušikovega cikla.

Koncentracijo amonijaka, nitritov in nitratov lahko preverimo s testi, ki so na voljo v vsaki akvaristični trgovini. Optimalne vrednosti nam kažejo, da naš akvarij deluje v popolnem biološkem ravnovesju, odstopanja pa pričajo o dem, da je nekaj narobe. Odstopanja so pogosta pri novo postavljenih sistemih, saj biokemične reakcije med sabo še ne delujejo.

Dušik je osnovni gradnik aminokislin, te se povezujejo v preproste proteine, ki se nato povezujejo v kompleksne beljakovine. Beljakovine so gradniki vsega živega, prisotne so v mišični masi, celicah, encimih in telesnih tekočinah, povprečna celica vsebuje vsaj 50% beljakovin. Običajno beljakovine vsebujejo 16% ogljika in 16% dušika, zato so zelo bogat naravni vir tega elementa.

 

Dušikov cikel je torej v osnovi razgradnja in ponovno nastajanje beljakovin.

 

Poenostavljena shema dušikovega cikla.

DUŠIKOV CIKEL,

ki potega v akvariju je dosti bolj kompleksen od sheme, ki je predstavljena zgoraj, hkrati pa je nujno potreben za optimalno delovanje akvarija. Zato je pomembno, da dobro poznamo vse njegove stopnje.

 

Običajno fazo začnemo z razgradnjo organskih snovi, to predstavljajo ostanki ribje hrane, trupla poginulih živali ter iztrebki. Njihova glavna sestavina so beljakovine, ki jih je najprej potrebno ločiti na ogljik ter dušik. Proces imenujemo gnitje in poteka ob prisotnosti ogljikovih bakterij ter kisika. Za začetek dušikovega cikla torej potrebujemo veliko površino, ki je bogata s kisikom ter ogljikove bakterije. V akvariju to funkcijo prevzame filtrirni material. Bolj kot je porozen, večjo površino nudi, črpalka pa poskrbi za dotok kisika.

 

Pri gnitju beljakovin nastaja zelo strupeni plin amonijak, zato proces imenujemo tudi amonifikacija. Ta je strupen že v majhnih količinah in škodi akvarijskim organizmom. Enostavno ga odkrijemo z akvarijskimi testi. Kar zna biti zavajajoče je to, da včasih potrebuje precej časa, da nastane. V takšnem primeru nam testi kažejo vrednost 0, enake vrednosti pa imata tudi testa za nitrit in nitrat. Temu fenomenu pravimo navidezna utečenost akvarija in povzroča precej težav med akvaristi z manj ali nič izkušnjami. (Priporočam v branje blog Navidezna utečenost akvarija).

 

Kljub strupenosti amonijak predstavlja glavno hrano za nitrifikacijske bakterije. Gre za skupino aerobnih bakterij, ki ob prisotnosti kisika kot vir energije porabljajo amonij in amoniak ter ga pretvarjajo v nitrit (NO2). Tudi ta je v prevelikih koncentracijah strupen za živali in ga lahko enostavno zmerimo s testom. Nitrifikatorjev je več vrst in rodov, znanstveno ime teh bakterij vsebuje besedo "nitroso", na primer Nitrosomonas sp.

 

Nitrit je glavni vir hrane za denitrifikacijske bakterije, postopek v katerem bakterije nitrit pretvarjajo v nitrat (NO3) imenujemo denitrifikacija. Glavna skupina bakterij, ki je zaslužna za ta proces so Nitrobacter sp. Denitrifikacija lahko poteka v aerobnih ali anaerobnih razmerah, končni produkt je čisti dušik (N2).

 

Dušik v čisti obliki je osnovni element, ki je potreben za izgradnjo rastlinskih beljakovin oziroma rastlinske mase. Črpajo ga preko korenin neposredno iz podlage ali pa živijo v sožitju s posebnimi bakterijami, ki imajo sposobnost vezave dušika.

 

Rastlinske beljakovine predstavljajo glavni vir dušika rastlinojedim živali, te s prehranjevanjem z rastlinsko maso v svoja telesa akumulirajo ogromne količine tega elementa. Plenilci ki jih pojedo, pa dušik dobijo iz njih. Oboji med procesom prebave nekaj tega dušika izločijo preko iztrebkov, tako so že v času svojega življenja aktivno vključeni v krogotok, ob poginu pa se v cikel vključijo tudi njihova trupla. Na ta način se krog dušika sklene.

Skoraj popolna shema dušikovega cikla v akvariju.

POMEMBNO!

1. Preden v akvarij naselimo prve organizme, moramo poskrbeti, da imamo sklenjene krogotoke hranljivih snovi. Posebej moramo biti pozorni na stabilen krogotok dušika.

 

2. Krogotok dušika lahko razdelimo na tri faze.

1.Nastajanje amonijaka

2. Razgradnja amonijaka in nastajanje nitrita.

3. Razgradnja nitrita ter nastajanje nitrata. Koncentracijo preverjamo s posebnimi testi, ki jih kupimo v vsaki bolje založeni trgovini.

 

3. V vsakem novo postavljenem akvariju moramo predvidevati povišane koncentracije vsaj enega od stranskih produktov (amonijak, nitrit, nitrat), ničelne vrednosti so lahko znak za nepravilno utečen akvarij ali pa znak, da se biološko vzpostavljanje ravnovesja še ni začelo.

 

 

Če vam je članek bil všeč, potem verjamem, da že nestrpno pričakujete nadaljevanje, kjer se bo opisal kisikov ter ogljikov cikel.

 

 

V BRANJE PRIPOROČAM SORODNE ČLANKE:

NAVIDEZNA UTEČENOST AKVARIJA : https://www.alfa-in-betta.com/442601225

 

PRIMER IZ PRAKSE: https://www.alfa-in-betta.com/442633711

 

Če vam je članek všeč, potem me lahko podprete tako, da mi častite kavo. Plačilo ni pogoj za obisk bloga, vsekakor pa bom vsake podpore zelo vesela. https://www.buymeacoffee.com/alfainbetta

 

Tjaša Kotnik