Азотный цикл в аквапонике

Азотный цикл обозначает последовательность превращений, которые претерпевают богатые азотом отходы в воде. На практике рыбы выделяют аммиак и аммоний (NH₃/NH₄⁺) в воду через свои выделения и дыхание. Однако эти два соединения очень токсичны для водных организмов. Без вмешательства они накапливались бы и подвергали бы опасности ваших рыб за несколько часов или дней, в зависимости от плотности популяции.

К счастью, в сбалансированной аквапонной системе аммиак и аммоний постепенно преобразуются в менее вредные вещества благодаря деятельности микроорганизмов. Этот цикл нитрификации завершается образованием нитратов, которые хорошо переносятся рыбами и служат удобрением для растений.

В ходе этого цикла азот проходит через три основные химические формы. Сначала аммиак и аммоний поступают из отходов рыб (моча, экскременты, дыхание). Аммоний менее токсичен, но оба опасны при высоких концентрациях. Затем специфические бактерии окисляют эти соединения в нитриты, вторую форму, также токсичную для рыб.

Наконец, другие бактерии преобразуют нитриты в нитраты. Нитраты являются конечным продуктом цикла : они не вредны для рыб и становятся необходимым источником питательных веществ для растений.

Этот процесс нитрификации аквапонной системы обеспечивается нитрифицирующими бактериями, естественно присутствующими в воде. В аквапонике различают главным образом два рода полезных бактерий : Nitrosomonas и Nitrobacter.

Nitrosomonas окисляют аммиак и аммоний в нитриты, тогда как Nitrobacter преобразуют нитриты в нитраты. Они заселяют основу (наполнители слоя выращивания, биошары, пуццолана…) и непрерывно обрабатывают циркулирующую там воду.

Важно понимать, что нитрифицирующим бактериям для процветания нужны благоприятные условия : растворённый кислород (поскольку они работают путём окисления), подходящий pH (около нейтрального) и время, чтобы обосноваться.

Этот цикл нитрификации (азота), обеспечиваемый полезными бактериями, необходим для преобразования отходов рыб в усваиваемые растениями питательные вещества. Если вы слишком быстро запускаете рыб в новую систему, аммиак и аммоний могут накопиться до токсичных уровней из-за нехватки бактерий, что приведёт к стрессу или гибели рыб.

Подождите несколько недель, чтобы колонии бактерий развились. Следите за азотными параметрами с помощью тестов во время этой фазы обкатки. Запускайте рыб только после того, как нитриты снижаются, а нитраты начинают появляться — это признак того, что цикл работает.

Даже после начального запуска цикла может возникнуть нарушение азотного цикла и повлиять на вашу аквапонную экосистему. Важно распознавать симптомы плохо налаженного или нарушенного цикла. Со стороны рыб обращайте внимание на признаки стресса : рыбы, которые быстро дышат у поверхности, становятся вялыми или теряют аппетит, это может указывать на всплеск нитритов или аммиака. Со стороны растений желтеющая листва или чахлые побеги часто являются признаком нехватки нитратов (дефицит азота).

Главное правило — регулярно проводить тесты воды. Обзаведитесь полным набором тестов воды для аквариума, включающим тесты на аммиак, нитриты и нитраты. Это единственный способ точно измерить эти невидимые параметры.

В идеале проводите тесты каждую неделю и записывайте результаты. Вы всегда должны получать не более 1 мг/л NH₃/NH₄⁺, 2 мг/л NO₂⁻ и определённый уровень NO₃⁻, соответствующий потреблению ваших растений. Если аммиак или нитриты растут, не ждите : сократите кормление рыб (перекорм — частая причина всплеска аммиака), временно добавьте дополнительную аэрацию и сделайте частичную замену воды при необходимости, чтобы разбавить токсины. Кроме того, не забывайте обслуживать биофильтр, не стерилизуя его ; никогда не промывайте фильтрующие наполнители хлорированной водопроводной водой, например, иначе вы убьёте ваши ценные бактерии.

Наконец, при запуске новой системы или введении новых рыб примите меры предосторожности, чтобы не перегрузить зарождающийся цикл. Также можно «предварительно запустить» систему, добавив источник аммиака (например, бактериальный активатор для пруда) до добавления рыб, что позволяет полезным бактериям обосноваться, не рискуя жизнью животных.