Una sintesi di «Ecologia dell'acquario di piante»

Scritto da Diana Walstad (trad. roby70; editor: Sini) il . Postato in Acquariologia generale

Capitolo IV. I batteri

I batteri dei corsi d'acqua in natura includono innumerevoli specie ancora senza nome. Tutti i batteri sono per loro natura acquatici in quanto si nutrono e si riproducono in acqua (anche i batteri presenti nel terreno vivono all'interno dell’acqua nei pori del suolo). Tuttavia, mentre alcuni batteri vivono liberamente sospesi nell’acqua, la maggior parte vive attaccata alle superfici di rocce, sedimenti, piante, ecc. ma sempre all'interno dell'acqua. Quindi ci possono essere 100.000 e più batteri presenti nei sedimenti rispetto a quelli presenti nell'acqua sovrastante. Spesso questi batteri non vivono singolarmente o in gruppi monospecifici ma in un’associazione complessa composta da diversi tipi di batteri, alghe e protozoi che è chiamata biofilm.

I batteri importanti per gli acquari possono essere paragonati agli altri organismi in base ai prodotti chimici che utilizzano per i loro processi metabolici (tabella IV-1). Gli animali e i batteri eterotrofi utilizzano i composti organici per l'energia, mentre i batteri chemioautotrofi utilizzano i prodotti chimici inorganici. La maggior parte degli organismi utilizza l’ossigeno per accettare gli elettroni per la respirazione.

Tabella IV-1. Organismi classificati dai prodotti chimici necessari per sostenere la vita

Organismi

Fonte di energia

Fonte di carbonio

Accettore di elettroni
(per la respirazione)

Uomini, animali e pesci

Composti organici

Composti organici

Ossigeno

Piante

Luce

CO2 e HCO3-

Ossigeno

Batteri chemioautotrofi

Composti organici

CO2 e HCO3-

Ossigeno

Batteri eterotrofi:

           aerobi

           

          anaerobi

 

Composti organici

 

Composti organici

 

Composti organici

 

Composti organici

Ossigeno

 

NO3-, NO2-, Mn4+, Fe3+, SO42-, composti organici

Abbreviazioni: CO2= anidride carbonica, HCO3- = bicarbonato; Fe = ferro; Mn = manganese: NO2- = nitrito; NO3- = nitrato; SO42- = solfato

I processi metabolici dei batteri provocano anche la conversione di un prodotto chimico in un altro. Alcune delle conversioni chimiche più importanti per gli acquari sono mostrati tabella IV-2. Per esempio, nel processo batterico della nitrificazione l’ammonio viene convertito in nitrato.

Tabella IV-2. Ingresso e uscita delle sostanze chimiche durante il metabolismo batterico

Processo

Ingresso

Uscita

Nitrificazione

NH4+

NO3-

Ossidazione di H2S

H2S

SO42-

Ossidazione del metano

CH4

CO2

Decomposizione aerobica

Composti organici

CO2, NH3, PO42-, H2S, ecc

Decomposizione anaerobica

Composti organici

Acidi organici, etanolo, NH3, PO42-, H2S, ecc

* Denitrificazione

NO3-

N2O, N2

* Nitrato respirazione

NO3-

NO2-

* Riduzione manganese

Mn4+ Mn3+

Mn2+ (manganese solubile)

* Riduzione ferro

Fe3+

Fe2+ (ferro solubile)

* Riduzione del solfato

SO42-

H2S

* Fermentazione

Composti organici

Acidi organici, alcoli, CO2

* Metanogenesi

Acido acetico, CO2, H2

CO2, CH4

* Forme di anaerobica decomposizione di batteri eterotrofi.

Abbreviazioni: CH4 = metano; H2S = solfuro di idrogeno; N2 = gas di azoto; NH4+ = ammonio; NH3 = ammoniaca; N2O = protossido di azoto; PO42 - = fosfato, H2 = idrogeno. Si veda inoltre tabella IV-I.

Il capitolo prosegue con una trattazione dettagliata di varie tipologie di batteri, le trasformazioni che avvengono ed i processi chimici che li regolano; anche se interessante la spiegazione è molto scientifica. Per questo motivo, ed anche perchè questa è solo una sintesi del libro, passiamo direttamente alla parte che ci interessa maggiormente, relativa a quello che succede in acquario.

D. Puoi suggerirmi una pianta a crescita rapida che consumi nitrati? I miei acquari hanno bisogno di ridurli e non riesco a farlo nemmeno cambiando il 25 % d'acqua ogni settimana.

R. Non conterei solo sulle piante per risolvere il tuo problema di accumulo di nitrati. Persino gli acquariofili con una crescita fenomenale delle piante non possono controllare l'accumulo di nitrati senza l'aiuto della denitrificazione. Supponendo che il tuo acquario non sia sovraffollato di pesci, proverei a incoraggiare la denitrificazione. La denitrificazione avviene in qualsiasi filtro nel quale si sono accumulati detriti.
Tuttavia il fondo può essere ancora più importante del filtro nella fase di denitrificazione. Ho avuto problemi di accumulo di nitrati in vasche senza fondo, anche se il filtro era a posto e avevo un sacco di piante che crescevano sulle rocce e nei vasi. I fondi di terriccio e melma favoriscono la denitrificazione.
Nelle mie vasche con fondi di terriccio non c'è un accumulo di nitrati rilevabile, anche dopo mesi di alimentazione abbondante ai pesci e praticamente senza cambi d'acqua.

....

C. I processi dei batteri in acquario

I batteri influenzano il ciclo dei nutrienti e la produzione (e distruzione) dei composti inibitori quali ammoniaca, nitriti, acido acetico e solfuro di idrogeno. Il fatto che non possiamo vedere facilmente i batteri non deve dare per scontata loro importanza negli acquari.

Probabilmente il più importante processo batterico nell'acquario con piante è semplicemente la decomposizione della materia organica. La graduale decomposizione della materia organica da parte dei batteri eterotrofi in elementi nutritivi è un processo naturale e continuo che sembra funzionare bene nei miei acquari. Mentre la CO2 ed altre sostanze nutrienti possono essere aggiunte artificialmente per ottenere una buona crescita delle piante, la decomposizione da parte dei batteri eterotrofi del cibo in eccesso e detriti si traduce in nutrienti che le piante possono usare. Senza il riciclaggio da parte dei batteri eterotrofi la materia organica andrebbe semplicemente ad accumularsi senza essere disponibile per le piante.

Negli acquari con un fondo di terricio la decomposizione organicadel suolo a cura dei batteri è in grado di fornire una generosa quantità iniziale di CO2; ho calcolato che un fondo di terriccio «medio» fornirebbe CO2 alle piante per circa 11 mesi.

La Tabella IV-4 elenca alcuni dei principali effetti che i processi batterici descritti in questo capitolo hanno in un acquario piantumato.

Tabella IV-4. Effetti dei processi batterici sugli ecosistemi dell'acquario

Processo batterico

Dove si trova

Aspetti positivi

Aspetti negativi

Nitrificazione

Superficie del filtro, substrato, piante, ecc.

Elimina la tossicità dell’ammoniaca

Compete con le piante per l’ammonio, può causare la discesa del pH e l’accumulo di nitrati e nitriti

Ossidazione dell’acido solfidrico

Superficie del substrato

Elimina la tossicità dell’acido solfidrico

 

Ossidazione del metano

Superficie del substrato

Converte il metano in CO2, che piante possono usare

 

Decomposizione

aerobica

Superficie del filtro, substrato, piante, ecc.

Converte la materia organica in sostanze nutritive per piante

 

Decomposizione

anaerobica

Substrato e filtro

Converte la materia organica in humus e sostanze nutritive per piante

 

* Respirazione anaerobica

Substrato e filtro

 

Produce nitriti

* Denitrificazione

Substrato e filtro

Rimuove i nitrati

 

* Riduzione del manganese

Substrato anaerobico

Fornisce il manganese per piante

 

* Riduzione del ferro

Substrato anaerobico

Fornisce il ferro per le piante

 

* Riduzione del solfato

Substrato molto anaerobico

 

Produce acido solfidrico tossico

* Fermentazione

Substrato molto anaerobico

Fornisce CO2 per le piante

Produce acido acetico e altri composti organici inibitori

* Metanogenesi

Substrato molto anaerobico

Rimuove l'acido acetico

 

* Processi che si verificano con la decomposizione anaerobica da parte dei batteri eutrofici.

Sia i batteri che i pesci utilizzano l’ossigeno; durante la decomposizione aerobica della sostanza organica i batteri consumano uno molecola di ossigeno (O2) per ogni molecola di CO2 che rilasciano. Così l’ossigeno consumato può causare problemi in vasche profonde o negli stagni senza un’adeguata circolazione dell'acqua e che contengono grandi quantità di materia organica (foglie cadute, melma, ecc). Più gravi sono i problemi causati da grandi quantità di materia organica altamente labile (facilmente digeribile). Negli acquari la morte improvvisa e quindi la decomposizione di grandi quantità di batteri a causa di un malfunzionamento del filtro può uccidere i pesci.

D. Come mantieni puliti i tuoi acquari con le piante?

R. Le vasche con una buona crescita delle piante non hanno bisogno di molta pulizia. In genere cambio dal 25 al 50 % dell'acqua circa una volta ogni 6 mesi, non sifono il fondo e pulisco i filtri solo quando la portata diminuisce troppo. Di solito questo avviene una volta all'anno per i filtri normali o ogni due mesi per i filtri a cascata.
Rimuovo l'eccesso di crescita delle piante circa una volta al mese, tagliando le foglie di Echonodorus e Cryptocoryne e rimuovendo le piante galleggianti in eccesso. Considero la potatura fondamentale per permettere alle piante di continuare a crescere. Le piante che non crescono per il sovraffollamento non purificano l'acqua per i pesci. Infatti le piante in decomposizione possono inquinare l'acqua, piuttosto che purificarla.

Io uso come segnale il respiro affannoso dei pesci al mattino presto, quando i livelli di ossigeno sono più bassi, per valutare se questo è sufficiente. Anche se il modo più semplice per aumentare l'ossigenazione è utilizzare un aeratore, io vorrei usare questo sistema solo se è necessario. Un uso eccessivo dell’aeratore può infatti rimuovere tutta la CO2 dall'acqua e privare le piante di una sostanza nutritiva molto importante. All’avvio riduco quindo il numero dei pesci in ogni acquario in modo che l’ossigeno sia sempre adeguato per come voglio condurre le mie vasche. Interventi successivi sono adesso rari. Sembra esserci una stabilità innata in base alla quale il fabbisogno di ossigeno dei pesci e dei batteri eterotrofi è bilanciato dall'apporto di ossigeno fornito dalla fotosintesi delle piante e dalla miscelazione aria/acqua.