Fosforany i ich zawartość w popularnych pokarmach stosowanych w akwarystyce morskiej

Bartek Stańczyk

Przy okazji dyskusji na forach o kontroli NO3 i PO4 za pomocą metod probiotycznych, często słyszymy wypowiedź w stylu: „nie mogę zbić azotanów, ponieważ mam niewykrywalne fosforany – jak mam podbić fosforany?”. W ciągu ostatnich kilku tygodni dostałem dwa takie zapytania. Ogólnie odradzam, drastyczne metody sztucznego podbijania PO4 tłumacząc, że ładunek organiki jaki trafia do naszych zbiorników jest wystarczający do wspomagania redukcji NO3. Jednak ostatnio temat zastanowił mnie głębiej, zwłaszcza po ostatnich rozważaniach o odżywianiu korali. Zaczęliśmy więc z Grzegorzem drążyć go bardziej.

Fosfor jest jednym z najważniejszych biopierwiastków. Występuje na przykład w błonach plazmatycznych w komórkach, w łańcuchach DNA i RNA i stanowi podstawę transportu anergii w procesach metabolicznych w postaci ATP. Główną postacią fosforu są fosforany (PO4).

Całkowity obieg fosforu w przyrodzie składa się niejako z dwóch zazębiających się mniejszych obiegów: Obieg fosforu organicznego w postaci ożywionej i nieożywionej materii organicznej (np. rośliny, zwierzęta) oraz w postaci rozpuszczalnej i nierozpuszczalnej materii nieorganicznej (np. osady denne oceanów, rozpuszczalne sole). W przypadku akwarium obieg fosforu w znacznym stopniu jest podobny do obiegu fosforu w naturze. Jednak główną różnicą jest to, że w akwarium obieg fosforu jest otwarty. Oznacza to, że fosfor trafia do akwarium z zewnątrz, a następnie jest z niego usuwany (np. odpieniacz, algaescrubber, adsorber)

fosforany

Obieg fosforu w przyrodzie (żródło http://dydaktyka.fizyka.umk.pl/PDF/MSC/Materialy/Gimnazjum-I/Izotopy/p/obieg.htm)

Do przeciętnego akwarium morskiego fosforany trafiają kilkoma drogami:

-źródła pierwotne (trafiające spoza akwarium)

  • podmiana wody – bardzo często sól stosowana do akwarium zawiera wykrywalne poziomy PO4.

  • Węgiel aktywny – w efekcie procesów produkcyjnych zawiera spore ilości fosforanów. Więcej o tym w tym materiale: http://reefhub.pl/wegiel-aktywowany-a-fosforany-wyniki-testu/

  • Pokarm – jak już wyżej wspomniałem fosfor to jeden z głównych biopierwiastków, dlatego każdy pokarm pochodzenia naturalnego (żywy i martwy) będzie zawierał spore ilości PO4.

-źródła wtórne (generowane w akwarium):

  • Odchody zwierząt

  • Detrytus

  • Skała

  • Martwe organizmy

Zdajemy sobie sprawę z tego, że w domowym laboratorium nie jesteśmy w stanie obliczyć całkowitego ładunku fosforanów. W badaniu zignorowaliśmy fosforany organiczne w cząstkach pokarmu, a mierzyliśmy jedynie tą ilość PO4, która przechodzi do roztworu.

W praktyce jednak nie jesteśmy w stanie wyeliminować ładunku PO4 do zera, ani nawet nie leży to w naszym interesie. Trzymając żywe musimy je odżywiać, a fosfor jest pierwiastkiem niezbędnym do życia. Z naszego punktu widzenia, każdy nadmiar zdysocjowanych soli fosforanowych może być przyczyną plag w akwarium takich jak ekspansja glonów, bryopsis, cyjanobakteria czy dinoflagellata. Dlatego, dla nas najlepszym rozwiązaniem jest dobrej jakości pokarm, który zawiera jak najmniej „luźnych” fosforanów oraz jest doskonale przyswajalny przez zwierzęta. Im większa przyswajalność pokarmu tym mniejszy odpad w postaci odchodów. Kiedyś trafiłem na informację, że niektóre gatunki przyswajają tylko 20% nutrientów z wszystkich zjedzonych. To oznacza, u tych gatunków 80% odchodów zawiera ciągle substancje odżywcze (w tym fosforany).

Z punktu widzenia akwarysty morskiego, najgorsze fosforany to te w najprostszej, zdysocjowanej formie. Fosforany te są bardzo szybko przyswajalne przez organizmy, których nie chcemy w akwarium: właśnie glony cyjano etc.

Nie będąc w stanie obliczyć całkowitej zawartości fosforanów w podawanym pokarmie skupiliśmy się na tej ilości, która trafia do akwarium jako odpad, czyli to, co wlewamy do zbiornika razem z pokarmem.

Dostępny do testów pokarm podzieliliśmy na dwie grupy. Grupa pierwsza zawierała wszystkie pokarmy, których zasadniczo nie płuczemy tylko dajemy bezpośrednio do akwarium np. proszkowe odżywki dla korali czy płatki. Druga grupa pokarmów to pokarmy mrożone, które z reguły akwaryści przepłukują na sitku. Właśnie ze względu na to, że ten typ pokarmów jest z reguły płukany, zainteresowało nas głównie to, czy i w jakim stopniu płukanie mrożonek redukuje poziom PO4. Zadaniem badania nie było wybranie najlepszego pokarmu, a pomiar w sześciu różnych produktach miał za zadanie określić czy są między nimi istotne różnice, czy też może emisja PO4 jest podobna.

Badanie zawartości PO4 w płukance pokarmów sypkich.
Fosforany

Odważanie 0,2g pokarmów. (brak szóstego zdjęcia)

0,2g każdego proszku dodaliśmy do 100ml wody RODi mieszając ją co chwilę. Po dodaniu proszków odczekaliśmy kilka minut, aby pokarm utonął samoistnie i nie zbierał się na ściankach naczynia. Ze względu na to, że każdy płyn miał inny stopień zmętnienia, po 30 minutach od wsypania pokarmów. odsączaliśmy około 5ml każdego z nich przez sączek laboratoryjny w celu uzyskania maksymalnie klarownej cieczy. Pomiary na zawartość PO4 wykonywaliśmy w odsączonym i klarownym płynie rozcieńczonym wodą RODi w stosunku 1:10. Pomiary wykonane zostały fotometrem firmy Hanna HI713.

Badaniom poddaliśmy sześć popularnych produktów, które znaleźliśmy w akwarystycznej spiżarni.

Były to kolejno:

1 – Pokarm dla SPSów firmy DD Solutions

2 – Pokarm SF SPS Premium Food firmy Seafarm

3 – Akwarium Fish Krill Flakes firmy JBL

4 – Coral Food firmy Aquaforest

5 – Pro-coral Zooton – Tropic Marine

6 – ReefPearls 5-200um

Rysunek 2

Zanim wykonaliśmy pomiary, naszą uwagę zwróciła różnica między klarownością poszczególnych roztworów po tym samym czasie od mieszania. Analiza klarowności nie była tematem badania, więc nie poświeciliśmy jej dużo czasu. Z drugiej strony różnice były zbyt wyraźne, żeby je kompletnie zignorować. Wydawałoby się, że jedną z cech pokarmu dla SPSów jest jego zdolność do zawieszenia w wodzie w postaci odżywczej „mgiełki”. Pokarm w próbkach 2 i 3 bardzo szybko opadał na dno. W przypadku pokarmu typu „płatki” jest to zrozumiałe. Zastanowiło mnie, że pokarm dla SPSów w drugiej próbce tak szybko opadał na dno zostawiając klarowną wodę. Patrząc na to z innej strony, być może to właśnie było założeniem producenta. Jednak tak jak wspomniałem wyżej, klarowność wody nie była istotą naszych analiz. Chciałem tylko zaznaczyć nasze obserwacje.

Wyniki pomiarów:

Wszystkie pomiary wykonane zostały w możliwie identyczny sposób. Z obawy przed zbyt dużymi wynikami każdą próbkę rozcieńczaliśmy dziesięciokrotnie. Dzięki rozcieńczeniu otrzymaliśmy od razu wyniki w przeliczeniu na 1L

1 1,6 mg/L

2 1,27 mg/L

3 1,04 mg/L

4 0,94 mg/L

5 1,11 mg/L

6 1,3 mg/L

Wnioski

Zgodnie z naszymi oczekiwaniami wszystkie badane pokarmy wykazały sporą zawartość fosforanów, które natychmiast rozpuściły się w próbce wody. Nasuwa się pytanie, czy powyższe wyniki to dużo czy mało. Przede wszystkim pamiętajmy o tym, że ilości te rozcieńczą się znacznie po wlaniu do akwarium. Dla przykładu, po wsypaniu 0,2 g pokarmu nr 1 do akwarium o łącznej pojemności wody równej 100L da nam wzrost PO4 o 0,016mg/L. To nie dużo. Nie martwiłbym się jeśli miałbym taki poziom PO4 codziennie. Jednak pamiętajmy, że jest to tylko część fosforanów, która trafia do akwarium z małej dawki. A jeśli mamy sporo korali i karmimy więcej? Według instrukcji na opakowaniu DD Solutions użyta dawka (0,2g) to mniej więcej połowa rekomendowanej dawki dla akwarium z SPS i LPS, czyli na 500L dajemy 10 takich dawek. W zdrowym akwarium taka ilość nie zrobi różnicy. Problem będzie wtedy, gdy już mamy wysokie fosforany i zależy nam na ich szybkim zbiciu. Dodatkowa dawka PO4 z karmienia korali plus dawka z karmienia ryb na pewno nie ułatwiają nam walki z wysokimi fosforanami.

Należy wspomnieć jeszcze o jednej rzeczy. W naszym doświadczeniu próbka pokarmu oddawała fosforany w ciągu 30 minut. Warto więc przyjąć, że otrzymane wyniki to tylko niewielka część PO4, które rozpuściło się w wodzie, bo jak wykaże druga część eksperymentu, nie oznacza to, że więcej fosforanów tam już nie ma.

Badanie zawartości PO4 w kolejnych płukaniach pokarmu mrożonego.
fosforany

Do badania zawartości PO4 w mrożonkach, użyliśmy mrożonego mysis

Powyższy eksperyment wykazał, że pokarm suchy zawiera sporą ilość fosforanów. Ze względu jednak na swoją postać, nie bardzo mamy możliwość go płukać. Co jednak z pokarmami mrożonymi dla ryb? Te z reguły płuczemy, 2-3 razy zlewając wodę znad rozmrożonego jedzenia.

Jedną kostkę mrożonki dodaliśmy do 100ml RODi. Po rozmrożeniu próbka była kilka razy mieszana i odstawiona do wyklarowania co trwało łącznie około 5 minut. Następnie do fiolki od fotometru pobieraliśmy 1cm3 płynu znad pokarmu i dopełnialiśmy do 10cm3 i wykonywaliśmy pomiar na zawartość fosforanów. Pozostały płyn razem z pokarmem przelewaliśmy przez gęste sito, możliwie dobrze odsączając wodę. Następnie zawartość sitka trafiała do nowej zlewki ze 100ml wody RODi. Czynność powtarzaliśmy pięć razy, za każdym razem robiąc pomiar w fosforanów w nowej próbce.

Do naszych celów wybraliśmy mrożona mysis ze względu na jego popularność w sklepach akwarystycznych. Jedna, zamrożona kostka mysis ważyła 3,14g. Po rozmrożeniu i delikatnym odciśnięciu przez bibułę wody waga pokarmu wynosiła 2,87g.

Wyniki pomiarów:
fosforany

Wykres spadku PO4 po kolejnym płukaniu próbki

Zawartość fosforanów:

pierwsze płukanie – 1,21mg/L

drugie płukanie – 0,71mg/L – spadek w stosunku do poprzedniego pomiaru – 41,3%

trzecie płukanie – 0,48 mg/L – spadek w stosunku do poprzedniego pomiaru – 32,4%

czwarte płukanie – 0,32mg/L – spadek w stosunku do poprzedniego pomiaru – 33,3%

piąte płukanie – 0,21mg/L – spadek w stosunku do poprzedniego pomiaru – 34,4%

Wnioski:

Podobnie jak w pierwszym eksperymencie spodziewaliśmy się sporej zawartości PO4 w płukance, choć tym razem pierwszy poziom wyszedł niższy od spodziewanego. Oczywiście pokarm użyty do tego badania jest dużo mniej rozdrobiony przez co jego powierzchnia kontaktu z wodą jest dużo mniejsza. Prawdopodobnie dlatego tempo oddawania fosforanów było niższe. Z pomiarów widać wyraźnie, że każde kolejne płukanie zmniejsza ilość oddanego PO4 o mniej niż połowę. Najefektywniejsze jest pierwsze płukanie po rozmrażaniu gdzie spadek zawartości PO4 wyniósł 41,3%. Wydajność kolejnych płukań spadła do około 33%. Dzieje się tak prawdopodobnie ze względu na powierzchnie kontaktu z wodą, oraz na większą objętość pojedynczego kawałka pokarmu.

Znów można się zastanowić nad ilością dawki PO4. Podane wyniki dotyczą zawartości w jednej kostce. Często jednak do akwarium, ze względu na liczną obsadę dajemy kilka, czy nawet kilkanaście kostek. Wtedy jedno szybkie, czy nawet dwa płukania nie zredukują znacząco ładunku fosforanów. A jeśli do tego karmimy korale, to poziom PO4 niewątpliwie nam wzrośnie.

Z testu wynika, że sumaryczna ilość PO4 w jednej kostce jest kolosalna – 2,93mg/L W ciągu pięciu płukań nie zeszliśmy z poziomem fosforanów poniżej 0,2mg/L

Podsumowanie

Fosfor i fosforany są nieodłączną częścią życia. Prawie wszystkie procesy życiowe oparte są o ten pierwiastek. Jednak tak to często bywa, że nadmiar nawet tego co jest dobre szkodzi. Przyjmuje się, że w akwarium morskim, nadmiar uwolnionych fosforanów może spowodować wysyp plag czy zatrzymać kalcyfikację korali. Dlatego tak ważne jest, aby kontrolować ich poziom. Jednym z głównych źródeł PO4 w akwarium jest pokarm. Warto zastanowić się czy ten, który akurat używamy jest dobrej jakości oraz czy dobrane dawki są odpowiednie do obsady. Dobrze też jest spędzić 2-3 minuty na płukaniu mrożonek, bo mimo że nie usuwamy wszystkich fosforanów, znacząco zmniejszamy ich ilość.

Zapraszamy do dyskusji: http://nano-reef.pl/topic/65915-fosforany-i-ich-zawartosc-w-popularnych-pokarmach-dyskusja/#entry674081

            

O Autorze Wszystkie posty

Bartek Stańczyk

Bartek Stańczyk

Jestem pasjonatem mórz i oceanów już od czasów dzieciństwa, a edukacja w dziedzinie biologii morskiej pozwoliła mi na bardziej naukowe spojrzenie na typowe akwarium morskie.

KomentarzeSkomentuj

Zostaw komentarz...

Twój email nie będzie widoczny dla innych. Pola oznaczone gwiazdką są wymagane.