Kvælstofcyklussen i akvaponi

Kvælstofcyklussen betegner rækken af omdannelser, som det kvælstofrige affald gennemgår i vandet. Konkret udskiller fiskene ammoniak og ammonium (NH₃/NH₄⁺) i vandet via deres ekskrementer og deres ånding. Disse to forbindelser er imidlertid meget giftige for de akvatiske organismer. Uden indgriben ville de hobe sig op og bringe dine fisk i fare i løbet af nogle timer eller dage afhængigt af bestandstætheden.

Heldigvis omdannes ammoniak og ammonium i et balanceret akvaponisk system gradvist til mindre skadelige stoffer takket være mikroorganismernes indsats. Denne nitrifikationscyklus munder ud i dannelsen af nitrat, som fiskene tåler godt, og som tjener som gødning til planterne.

Under denne cyklus passerer kvælstoffet gennem tre vigtige kemiske former. Først ammoniak og ammonium, der stammer fra fiskenes affald (urin, ekskrementer, ånding). Ammonium er mindre giftigt, men begge er farlige ved høje koncentrationer. Specifikke bakterier oxiderer derefter disse forbindelser til nitrit, en anden form, der er lige så giftig for fiskene.

Endelig omdanner andre bakterier nitrit til nitrat. Nitrat udgør cyklussens slutprodukt: det er ikke skadeligt for fiskene og bliver en uundværlig næringskilde for planterne.

Denne nitrifikationsproces i det akvaponiske system varetages af nitrificerende bakterier, der naturligt findes i vandet. I akvaponi skelner man hovedsageligt mellem to slags nyttige bakterier: Nitrosomonas og Nitrobacter.

Nitrosomonas oxiderer ammoniak og ammonium til nitrit, mens Nitrobacter omdanner nitrit til nitrat. De koloniserer mediet (dyrkningsbeddets medier, biokugler, pimpsten...) og behandler løbende det vand, der cirkulerer der.

Det er vigtigt at forstå, at de nitrificerende bakterier har brug for gunstige forhold for at trives: opløst ilt (eftersom de arbejder ved oxidation), en egnet pH (omkring neutral) og tid til at etablere sig.

Denne nitrifikationscyklus (kvælstof), der varetages af gavnlige bakterier, er uundværlig for at omdanne fiskenes affald til næringsstoffer, som planterne kan optage. Hvis du indfører fisk for hurtigt i et nyt system, kan ammoniak og ammonium hobe sig op til giftige niveauer på grund af manglende bakterier, hvilket medfører stress eller dødelighed hos fiskene.

Vær tålmodig i nogle uger, så bakteriekolonierne kan udvikle sig. Hold øje med kvælstofparametrene med test i denne indkøringsfase. Indfør først fiskene, når nitritten falder, og nitraten begynder at vise sig, hvilket er tegn på, at cyklussen er funktionsdygtig.

Selv efter den indledende cyklusopstart kan der opstå en ubalance i kvælstofcyklussen og påvirke dit akvaponiske økosystem. Det er vigtigt at genkende symptomerne på en dårligt etableret eller svigtende cyklus. Hvad angår fiskene, så vær opmærksom på tegn på stress : fisk, der trækker vejret hurtigt ved overfladen, der bliver apatiske eller mister appetitten – det kan afsløre en spids af nitrit eller ammoniak. Hvad angår planterne, er gulnende blade eller små skud ofte tegn på mangel på nitrat (kvælstofmangel).

Regel nummer et er regelmæssigt at udføre vandtest. Udstyr dig med et komplet vandtestkit til akvarium, der inkluderer test for ammoniak, nitrit og nitrat. Det er den eneste måde præcist at måle disse usynlige parametre.

Ideelt set bør du teste hver uge og notere resultaterne. Du skal altid opnå maksimalt 1 mg/L NH₃/NH₄⁺, 2 mg/L NO₂⁻ og et vist niveau af NO₃⁻ svarende til dine planters forbrug. Hvis ammoniak eller nitrit stiger, så vent ikke: reducer fodringen af fiskene (overfodring er en hyppig årsag til en ammoniakspids), tilføj midlertidigt ekstra luftning og foretag et delvist vandskift om nødvendigt for at fortynde giftstofferne. Tænk desuden på at vedligeholde biofilteret uden at sterilisere det – skyl for eksempel aldrig filtermedierne i klorholdigt vand fra hanen, da du ellers risikerer at dræbe dine dyrebare bakterier.

Endelig skal du ved opstart af et nyt system eller ved indførelse af nye fisk tage forholdsregler for ikke at overbelaste den begyndende cyklus. På samme måde kan man "præ-cykle" et system ved at tilføje en ammoniakkilde (bakterieaktivator til dam for eksempel) før man tilføjer fiskene, hvilket gør det muligt for de gode bakterier at etablere sig uden at bringe dyrenes liv i fare.