Współczynnik Redfielda – żegnaj cyjano, żegnajcie glony…

 

Zanim w akwarystyce morskiej upowszechniły się nowoczesne metody filtracji, akwaryści opierali się o proste zasady znane im od lat. Jedną z takich żelaznych zasad jest Współczynnik Redfielda opisujący zależność pomiędzy ilością  azotu (N) do fosforu (P) w wodzie morskiej. Zastanawialiście się kiedyś, czemu czasami w  akwariach z wysokimi nutrientami brak jest plag, a w akwariach z zerowymi azotanami i fosforanami cięgle trwa walka z plagami? Odpowiedź znajdziecie poniżej.

PS. Jeśli tekst się Wam spodoba, zostawcie lajka i komentarz…

Wstęp

Chyba każdy akwarysta w swojej karierze spotyka się co jakiś czas z plagami cyjanobakterii czy glonów. To w przypadku zbiorników dojrzewających są całkiem normalne zjawiska. Wtedy poziomy nutrientów z reguły szaleją, więc nic dziwnego, że plagi z tego korzystają. Co jednak mają powiedzieć ci, którzy mają zerowe poziomy azotanów i fosforanów i regularnie borykają się z nalotami cyjano?
Przy okazji jakichś poszukiwań w necie na jednym z for holenderskich trafiłem na stary wątek z 2003 roku, w którym jeden z akwarystów opisywał swoją walkę z ciągłą obecnością sinic. Większość osób, która doradzała owemu akwaryście, sugerowała, że skoro jest cyjano, to znaczy, że woda ma zbyt dużo nutrientów.
Problem w tym, że wszystkie testy wykazywały, że w akwarium poziomy NO3 i PO4 były na niewykrywalnych poziomach. Ów akwarysta, natrafił na badania na temat stosunku biopierwiastków N i P na rafach koralowych. Po czym ku zdumieniu wszystkich zaczął dolewać azotany do akwarium. Po kilku tygodniach, ku jeszcze większemu zdziwieniu forumowiczów po cyjano nie zostało ani śladu.
Po jakimś czasie na stronie http://buddendo.home.xs4all.nl/aquarium/redfield_eng.htm#gemeten pojawił się artykuł opisujący Współczynnik Redfielda. Napisałem do autora Charlesa Buddendorfa i uzyskałem pozwolenie na użycie artykułu na moim blogu.

Współczynnik Redfielda – skąd się wziął?

W 1934, na potrzeby swojej publikacji Amerykański oceanograf Alfred Redfield badał wodę z różnych oceanów i odkrył, że stosunek azotu do fosforu N:P w badanych próbkach wynosił 20:1 (dopiero później skorygował to do 16:1) i był zbliżony dla większości morskich materii organicznych. Co więcej, był relatywnie stały dla różnych szerokości geograficznych.

Alfred C. Redfield

Alfred C. Redfield – (ur. 5/11/1890 – zm. 17/03/1983) amerykański oceanograf – odkrywca zasady stechiometrycznego stosunku węgla, azotu i fosforu. (źródło: http://www.aslo.org/photopost/showphoto.php/photo/1338/title/ac-redfield/cat/510)

Redfield zauważył, że stosunek ten jest podobny do stosunku azotu i fosforu w planktonie morskim. Zaraz potem postawił pytanie: „co zależy od czego?”  Blisko ćwierć wieku głowił się nad tym, aby w swojej pracy z 1958 roku zaproponować tezę, że skład morskiej materii organicznej wynika ze składu wody morskiej. Przy okazji rozciągnął swoje badania na węgiel uzyskując stosunek C:N:P – 106:16:1. Współczynnik Redfielda jest jedną z fundamentalnych zasadą biologii morskiej. Przyjęło się oznaczać go literami RR (Redfield’s Ratio)

Współczynnik Redfielda w akwarium

Jakie znaczenia ma powyższa wiedza dla nas – akwarystów? A no, wydaje się, że ma całkiem duże. O ile nikt z nas testując wodę, nie bawi się w badanie ilości azotu i fosforu, o tyle każdy z nas wykonuje testy na azotany i fosforany. Aby obliczyć ilość azotu, trzeba by było uwzględnić również azot amonowy i azotynowy, ale zakładamy, że w dojrzałych akwariach są to wartości pomijalne. Jeśli chodzi o fosforany to najczęściej korzystamy z różnorakich testów na PO4, chociaż firma Hanna Instruments wypuściła kieszonkowy fotometr mierzący poziom fosforu. Tak czy siak, znając poziom azotanów i fosforanów, możemy je przeliczyć na azot i fosfor.
Żeby jednak uprościć cały proces możemy skorzystać z poniższej tabeli. Tabela wylicza Współczynnik Redfielda bez konieczności przeliczania nutrientów na ilość azotu i fosforu.

tabela do wyliczeń stosunku redfielda

Za pomocą tabeli możemy wyliczyć szybko wartość RR. Wystarczy odczytać wartość na przecięciu się wyników testów dla NO3 i PO4.

Tutaj dochodzimy do najważniejszego odkrycia. Badania wykazały, że wartości poniżej RR=16 sprzyjają pojawianiu się cyjanobakterii, a wartości powyżej 16 sprzyjają wzrostowi niechcianych glonów. Wynika to z faktu (o którym pisałem przy okazji artykułu o sinicach), że cyjanobakterie w przypadku całkowitego braku azotanów potrafią wytworzyć je sobie z azotu rozpuszczonego w wodzie (N2). Glony tego nie potrafią więc, aby się rozwijać potrzebują minimalną ilość zarówno azotanów, jak  i fosforanów. Z kolei glony, ze względu na większą powierzchnie przyswajania łatwiej wyciągają fosforany z kolumny wody. A jeśli już mowa o zdobywaniu fosforanów… zwróćcie uwagę jak sprytnie robią to cyjanobakterie. Zaczynaja szczelnie pokrywać porośniętą żywą materią organiczną skałę, aby dusić i głodzić życie tam uwięzione. Czy to z powodu odcięcia od wody z pokarmem, czy też od źródła światła. A dekompozycja materii organicznej, to świetne źródło fosforanów.

Wracając do tabeli, to mimo, że wartość idealna to RR=16, to okazuje się, że o ile wynik leży w zakresie 10-22, nie musimy zbytnio się przejmować korekcją. Jeśli jednak wartość RR wykracza poza to optimum, należy poczynić kroki, aby wrócić to zakresu 10-22.

Współczynnik  Redfielda – korekcja parametrów

Jak w takim razie korygować azotany i fosforany? Najpewniejszym sposobem na to jest odpowiednia suplementacja. Do wyboru mamy kilka ogólnodostępnych substancji, które za grosze kupimy w sklepach chemicznych, na Ebayu lub na Allegro. Na podbicie azotanów najlepiej stosować azotan sodu lub potasu NaNO3 lub KNO3. Na podbicie fosforanów nadaje się najlepiej fosforan sodu lub potasu Na3PO4 lub K3PO4. Uwaga, jeśli stosujemy już suplementację potasu za pomocą dedykowanych preparatów, radziłbym do korekcji azotanów i fosforanów stosować substancje nie zawierające potasu (K).
Wracając do Stosunku Redfielda i korekcji nutrientów… Jeśli idealny stosunek N do P to 16: 1, mówimy wtedy że wratość RR=16. Jeśli otrzymana wartość jest niższa, oznacza to, że mamy za mało azotu względem fosforu. Odwrotnie, jeśli wynik RR jest większy od 16, mamy nadmiar azotu.
Wiadomo, że jeśli jeden parametr jest za wysoki, to musimy podbić ten drugi dodając odpowiedni preparat.

Zobaczmy przykład:
NO3 = 7,5mg/l, PO4=0,5 mg/L
RR odczytane w tabeli = 23
Wynik wyszedł wyższy niż 16, oznacza to, że w systemie mamy zbyt dużo azotu w stosunku do fosforu. Żeby uzyskać RR w okolicy 16 musimy dodać odpowiednią ilość fosforanów. Na podstawie pracy Charlesa Buddendorfa, przygotowałem własny kalkulator, który w przeciwieństwie do powyższej tabeli nie tylko oblicza dokładną wartość RR, ale oprócz tego wyliczy odpowiednią dawkę preparatu.

Współczynnik  Redfielda – kalkulator

Kalkulator jest trywialnie prosty w obsłudze. Do samego wyliczenia RR wymaga wprowadzenia poziomu NO3 i PO4. Jeśli chcemy również, aby podał nam dawkę wyrównującą, musimy podać objętość wody netto w systemie, oraz wybrać preparat, którym dysponujemy.
Kalkulator poda również przepis na przygotowanie preparatu. Dawka podawana jest w dwóch formach. Po pierwsze dostajemy informację o ile musimy zwiększyć poziom azotanów lub fosforanów. Po drugie, kalkulator wylicza i o ile zmieni się stężenie NO3 albo PO4 po podaniu 1ml roztworu. Uwaga, roztwór musi być przygotowany według podanej w kalkulatorze receptury.

Stosunek Redfielda - kalkulator

Kalkulator do obliczania Współczynnika Redfielda oraz korekcji dawek

 

Pobierz kalkulator : Download

 

Podsumowanie – WAŻNE!

Powyższą metodę można stosować nie tylko w celu kontroli alg i cyjano, ale również w celu zwiększenia wydajności metod probiotycznych takich jak VSV czy pelletki. W takiej sytuacji może dojść do paradoksalnych sytuacji, kiedy, żeby zbić parametry, musimy podbić parametry.
Dlatego zalecam rozwagę. Jeśli azotany lub fosforany są na bardzo wysokich poziomach, zwiększenie jednego z nich w celu uzyskania RR=16, może być szkodliwe dla zwierząt w akwarium. W takiej sytuacji zalecam większą podmianę wody w celu zbicia parametrów do bezpiecznych poziomów.

Pewnym utrudnieniem w stosowaniu tej metody jest zbyt niska rozdzielczość testów na azotany i fosforany w niskich zakresach. W praktyce oznacza to, że nawet gdy testy pokazują nam 0.00 to na kolejnych miejscach po przecinku coś na 100% jest. Jak więc ustalić wartość RR?

Osobiście nie stosowałem tej metody, bo nie miałem takiej potrzeby, jednak bardzo liczę na Wasze komentarze i opinie – oczywiście jeśli już zdecydujecie się  zastosować RR do walki z cyjano.

Zdjęcie nagłówkowe – Źródło

O Autorze Wszystkie posty

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.

Zostaw komentarz...

Translate »