Кругообіг азоту: Частина друга (окислювачі нітритів)

Отже, Ви додали щось у свій домашній акваріум, почекали кілька тижнів, поспостерігали за тим, як зростає і падає рівень аміаку, і тепер Ви знаєте все, що потрібно знати про кругообіг азоту в акваріумній системі. Чи не так?

А може, і ні. Звичайно, за нормальних умов, коли у нас є весь час світу, кругообіг може здатися не надто складним завданням. Але що, якщо ви зіткнетеся з проблемами пізніше, після того, як ваш акваріум буде повністю заселений цінними мешканцями, і щось порушить роботу акваріума таким чином, що вам раптом доведеться заново встановлювати біофільтр? А як щодо більш складного завдання обслуговування біофільтра в системах з нестабільним біологічним навантаженням, таких як рибоводний або карантинний резервуар? Або переміщення/відновлення встановленої системи в короткі терміни?

В акваріумістиці виникає багато ситуацій, коли поглиблені знання про кругообіг азоту можуть означати різницю між промахом або повною катастрофою. Вже одне це робить час, витрачений на вивчення азотного циклу, добре витраченим. Але він також цікавий, як і багато інших процесів, які відбуваються в наших акваріумах на мікроскопічному рівні. Ця стаття – як і попередня, а також інші, які будуть опубліковані далі – надає більш ретельний погляд на азотний цикл. У цій статті конкретно обговорюється другий етап нітрифікації: Окислення нітритів.

Кругообіг азоту: Треба з чогось починати

У природі азотний цикл дійсно є циклом, тому він не має чіткого початку або кінця. Однак, що стосується акваріумістів, все починається (після деякого штучного внесення аміаку) зі створення аміакоокислюючих бактерій (АОБ); як ми дізналися в попередній частині, вони отримують метаболічну енергію шляхом перетворення аміаку в нітрит.

Досить схожим чином нітритоокислювачі каталізують другий етап нітрифікації: окислення нітритів до нітратів. Як і окислювачі аміаку, нітритоокислювальні бактерії (НОБ) відіграють важливу роль у глобальному біогеохімічному кругообігу азоту. Це велика група здебільшого не пов’язаних між собою організмів, які іноді мають різко відмінну спеціалізацію в екологічних нішах, які просто мають звичку окислювати нітрити для отримання енергії.

Реакції окислення дають більше енергії з аміаку, ніж з нітритів. Однак NOB досить універсальні і часто можуть компенсувати це, перемикаючись між окисленням нітритів та іншими метаболізмами (наприклад, окисленням H2 або форміату). Таким чином, у багатьох випадках вони можуть виконувати екологічні функції за межами азотного циклу.

Як правило, НОБ дуже тісно пов’язані з аміакоокислюючими, а також багатьма гетеротрофними мікроорганізмами. Наприклад, у взаємодії, яка називається реципрокним живленням, NOB фактично залучають окислювачів аміаку до використання сечовини або ціанату в якості джерел енергії.

Нітритів більше немає

Нітрити є дещо менш токсичними, ніж аміак під час азотного циклу; з цієї причини акваріумісти іноді недооцінюють шкоду, яку вони можуть спричинити. Концентрація нітритів понад 0,35 проміле може вплинути на імунітет і, отже, підвищити сприйнятливість до хвороб. Крім того, нітрити перетворюють гемоціанін на метагемоціанін, зменшуючи його здатність переносити кисень до тканин, що потенційно може призвести до гіпоксії та смерті (тобто хвороби бурої крові) у риб.

Багато мікробних продуктів, особливо тих, що спеціально створені для створення так званого біофільтру, включають NOB для сприяння швидкому перетворенню нітритів у набагато менш токсичні нітрати. До груп NOB відносяться літоавтотрофні бактерії, такі як Nitrospina, Nitrotoga, Nitrospira і Nitrobacter. З них Nitrobacter найчастіше використовується в продуктах “бутильованих бактерій”. Деякі гетеротрофи, такі як деякі пурпурні несірчані бактерії (PNSB), також здатні здійснювати окислення нітритів (як не дивно, Nitrobacter досить тісно пов’язаний з пурпурним фототрофом Rhodopseudomonas). Зазвичай ці мікроорганізми перетворюють нітрити в нітрати за допомогою ферменту нітрит оксидоредуктази.

Дуже високий рівень аміаку може завдати шкоди NOB. Насправді, надзвичайно високі концентрації нітритів можуть бути інгібуючими для деяких NOB, таких як Nitrospira. Надзвичайно низькі концентрації, як правило, вимикають їх і призводять до переходу в стан спокою.

Введення окислювачів нітритів у ваш акваріум

Незважаючи на меншу токсичність нітратів порівняно з аміаком, ви повинні бути впевнені, що ваша система повністю циклічна, перш ніж вводити будь-яку худобу. Методика безрибного циклу пропонує чистий, швидкий і висококонтрольований метод створення великих популяцій NOB. Це передбачає додавання джерела аміаку безпосередньо у воду, що сприяє зростанню AOB, бактерій, які генерують нітрити, які, в свою чергу, сприяють зростанню NOB.

Для бездоганного безрибного циклу рекомендується використовувати набір AlgaeBarn’s Aquarium Cycle Kit. Це високоекономічна комбінація, яка включає NitroCycle, джерело аміаку, а також Fritz’s TurboStart 900, культуру живих нітрифікуючих бактерій, яка включає кілька видів як AOB, так і NOB. Ці аеробні літоавтотрофні мікроби природним чином доповнюються анаеробними/гетеротрофними нітрифікуючими мікробами PNS ProBio від Hydrospace. І що ви можете зробити для ще більш ретельного кондиціонування системи і більш довгострокової стабільності азоту? Для функціонально повного мікробіому, включаючи аеробні/анаеробні біосередовища (MarinePure) та денітрифікуючі бактерії (PNS Substrate Sauce), просто перейдіть на Ultimate Aquarium Cycle Kit.

Завжди слід регулярно тестувати аміак, нітрити та нітрати, щоб відстежувати цикл у міру його просування. Слідкуйте за вторинними стрибками аміаку, оскільки мікробне співтовариство переходить від високоаміаколюбивих до низькоаміаколюбивих видів! Коли ваші NOB утвердяться, ви помітите постійне накопичення нітратів. Утримайтеся від додавання будь-якої худоби, поки рівні аміаку та нітритів не впадуть нижче допустимих рівнів протягом більш ніж декількох днів. Коли все стабілізується, зробіть велику підміну води, щоб видалити нітрати. Після цього ви готові приступити до зариблення!

Взаємодія з читачами

Коментарі

1. Брендон Гіндлспергер каже листопад 1, 2021 в 4:57 pm

Source: algaebarn.com