Аквариум – это отдельный маленький мир, для которого характерна собственная экосистема, не зависящая от внешнего мира. Вся жизнь, находящаяся в пределах стекла, образует симбиоз для обеспечения комфортных условий обитателей аквариума.
Бактерии в аквариуме – неотъемлемая часть этой системы, играющая не второстепенную, а скорее главную роль в круговороте жизнеобеспечения. Они обеспечивают процесс естественной очистки воды, что является главным условием выживания и сохранения здоровья рыб.
Чтобы этот мир зажил полноценно и не требовал механической очистки, перед тем как заселять рыб в аквариум, необходимо осуществить его запуск.
Что такое биофильтр для аквариума?
Фактически бактерии и являются биофильтром. Ошибочно считать, что какие-то особые наполнители фильтра могут выполнять функцию биофильтра. До тех пор, пока на поверхности наполнителя не поселятся бактерии, такой фильтр не может называться биофильтром. Без бактерий такие фильтры могут являться только механическими, которые собирают мелкие частицы. Более того, бактериям все равно на какой поверхности селиться. Они размножаются на любых безопасных для них поверхностях. Это может быть не только наполнитель фильтра, а и грунт и даже растения. Если растений много, то они образуют большую поверхность. Поэтому весь аквариум и есть биофильтр.
Еще для понимания того как устроен микромир в аквариуме нужно отказаться от мысли, что бактерии это субстанция, которую можно добавить в аквариум или фильтр и сколько ее добавишь, столько ее в аквариуме и будет. Нужно знать две вещи: 1) Практически все бактерии, которые нужны в аквариуме, есть в нем; 2) Бактерии размножаются очень быстро от микроскопической колонии до миллионов. Соответственно, добавление именно бактерий в аквариум не всегда обязательно. Ведь они с очень большой вероятностью в нем уже есть. Они вокруг нас, в воздухе, в воде, на поверхностях. И нужно очень постараться, чтобы не запустить бактерии в аквариум. Тогда возникает вопрос — а что же содержится во всех препаратах, которые предложены на рынке аквариумистики? Как правило эти препараты содержат питание для бактерий, некоторые энзимы, стимулирующие рост бактерий и цисты (пассивное состояние) самих бактерий. Добавление этих препаратов создает благоприятные условия для развития бактерий, которые, как правило, уже есть в аквариуме. К их числу относится и препарат AQUAYER Биостартер, который содержит питание для бактерий в аквариуме и цисты самих бактерий разных видов.
Теперь понятно, что важно не поместить бактерии в аквариум, а создать условия для их размножения, дать им питание. Именно питание для бактерий есть ключевым в понимании биобаланса в аквариуме. И в зависимости от того какое питание присутствует в определенных зонах аквариума, в этих зонах поселяются соответствующие виды бактерий, каждый их которых выполняет свою функцию.
В этой статье пойдет речь о питательных грунтах
, которые применяются в аквариумах главным образом для создания наилучших условий для роста растений в них. Такие грунты повторяют условия природного ареала обитания растений. Ведь многие растения, которые мы выращиваем в аквариумах, в природе растут не в песке или гальке, а в живой почве с различными микроорганизмами, которые помогают усваивать ее питательные элементы.
Свойства питательных грунтов
Что из себя представляют аквариумные питательные грунты
. Это гранулы разного размера, обычно в интервале от 1 мм до 5 мм, но преобладающая фракция 2-4 мм. Иногда производители разделяют грунты разной фракции в отдельные товарные позиции — мелкая фракция 1-3 мм и крупная фракция 3-5 мм. Гранулы могут быть как неправильной формы, так и c разной степенью окатанности. На фото ниже представлены четыре разных питательных грунта трех производителей, по которым можно заметить что гранулы отличаются по форме. Так же можно заметить, что они отличаются и по цвету. Даже три черных грунта отличаются по оттенку. Объединяют грунты этого типа одно свойство — их гранулы можно легко раскрошить пальцами, потому что это по-сути гранулированная почва различного происхождения. Кстати, они имеют и запах такой же как у почвы.
Наиболее популярные среди аквариумистов именно черные грунты
, так как на черном грунте хорошо смотрятся растения. Но внешний вид это не самое главное. Главное — это их питательные свойства. Питательные элементы можно условно разделить на две группы. Первая — мобильные, или растворимые, которые при заливании воды в аквариум быстро переходят в нее и доступны для листьев растений. Вторая группа это нерастворимые, которые остаются в грунте и доступны только корням растений.
К растворимым питательным элементам относятся калий, натрий и азот, но наиболее заметна миграция из грунта в воду именно у азота. В зависимости от того, в какой форме азот преобладает в грунте, в аквариумной воде растет концентрация или аммония, или нитрата. Если же в воде после запуска аквариума не растет их концентрация, значит содержание азота в использованном грунте низкое. Нерастворимые питательные элементы это фосфор, железо, марганец, кальций, магний, цинк и другие. Большую роль в потреблении этих элементов растениями играют бактерии, о чем будет подробней сказано далее. Также можно сюда отнести и углерод, так как растения могут потреблять для роста и органические соединения, которые состоят главным образом из углерода. Наличие органики также может вызвать небольшое окрашивание воды в первые недели запуска аквариума, что типично для всех черных питательных грунтов. После нескольких подмен воды окрашивание пропадает.
Роль бактерий в питательных грунтах.
Помимо того, что в таких грунтах содержаться питательные элементы в них (или в специальных добавках для этих грунтов) также содержаться бактерии, которые помогают усваивать эти элементы. К ним относятся большое количество видов бактерий, которые объединяют одним названием — PGPB (Plant Growth Promoting Bacteria, бактерии ускоряющие рост растений
). Просим не путать эти бактерии с нитрифицирующими, которые содержаться в Биостартере и денитрифицирующими бактериями, деятельность которых стимулируется внесением препарата NO3 минус.
Известно, что железо может быть в нерастворимой форме и недоступном для растений в аквариуме. Однако, даже у нерастворимого железа есть шанс быть поглощенным растением. Как раз в питательных грунтах содержится железо в нерастворимой форме, а доступным оно становится в результате деятельности бактерий. Бактерии вырабатывают особые вещества сидерофоры, которые хелатируют железо переводя его из нерастворимой формы в растворимую. Все это происходит на поверхности корней растений и железо сразу же потребляется ими. Похожий механизм растворения работает и с некоторыми микроэлементами.
В питательных грунтах
также содержаться фосфат-растворяющие бактерии. На форумах можно прочитать отзывы пользователей питательных грунтов о том, что такие грунты снижают уровень фосфатов в воде. И часто это служит поводом для паники. Якобы растения не получают фосфор и нужно вносить фосфаты все больше и больше. Но повода для расстройств тут нет. Что происходит с фосфатами? В
питательных грунтах
много железа, кальция и других катионов, которые образуют нерастворимые фосфаты, тем самым вытягивая растворимые фосфаты из воды. Потом за дело берутся фосфат-растворяющие бактерии, которые переводят фосфаты в растворимую форму из нерастворимых фосфатов железа, кальция и др. Все это происходит на поверхности корней растений и фосфор сразу же потребляется ими. А от недостатка фосфатов страдают те, у кого нет корней — водоросли. Поэтому в аквариумах с
питательными грунтами
проблемы с водорослями появляются значительно реже. Реже чистятся от зеленого налета стекла и реже обрабатываются альгицидами камни и коряги от черной бороды.
Но деятельность бактерий имеет и другой эффект — питательный грунт постепенно разрушается, потому-что бактерии буквально съедают его. Справедливости ради нужно сказать, что и растения съедают питательный грунт
. Поэтому длительность действия и комфортного применения питательных грунтов ограничено временем. Какие-то производители заявляют, что их питательные грунты пригодны в течение полутора лет, какие-то — два года или более. Аквариумистами эти заявления часто воспринимаются как маркетинговых ход, ведь производителю выгодно, чтобы они покупали новый грунт. Поэтому аквариумисты этот нюанс стараются обойти часто даже повторно используя такие питательные грунты без каких-либо негативных последствий. Но не стоит ожидать от питательного грунта после двух или трех лет использования того же, что от нового грунта.
Особенности эксплуатации питательных грунтов.
Не сифонить. Такие грунты гораздо легче, чем галька или базальт. Поэтому сифонить избыточный илл из них практически невозможно. Вместе с илом будут подниматься и гранулы питательного грунта. Впрочем, удаление ила из питательного грунта и вовсе не нужно, потому что илл быстро перерабатывается бактериями из грунта генерируя питание для растений в аквариуме.
Не промывать. Ни в одной из инструкций гранулированных питательных грунтов вы не найдете указание обязательного его промывания перед засыпанием в аквариум. Промывая питательный грунт можно удалить из него значительное количество растворимых питательных элементов. В аквариуме на этапе запуска эти элементы переносятся в толщу воды и вносят существенный вклад в питание растений через листья.
Не пересушивать. Питательные грунты поставляются в герметично запаянных пакетах и одной из задач этого — избежать пересыхание грунта. Когда питательный грунт теряет значительное количество воды, полезные бактерии в нем переходят в неактивное состояние. Но более критическим последствием пересыхания питательного грунта является нарушение прочности его гранул в аквариуме. Наиболее заметно это в случае грунта ADA Aquasoil Malaya. На фотографии ниже залиты водой два образца и смоделировано легкое воздействие пинцетом аналогичное тому, которое осуществляется при посадке растений грунт. Первый образец — Aquasoil Malaya после нормальных условий хранения. Гранулы целые, вода чистая. Второй образец — Aquasoil Malaya после длительного хранения в плохо закрытом пакете. Гранулы раскрошились, вода мутная.
Очень полезное правило — при старте нового аквариума с питательным грунтом, заливая воду, избегать попадания сильной струи воды непосредственно на грунт. Это правило полезно и для других грунтов, особенно белого песка. В качестве решения можно положить какую-нибудь пленку и лить воду на нее. Делая так можно избежать мути в воде в первые дни.
Рекомендуется с питательными грунтами использовать внешние фильтры наполненные мелкопористыми губками, синтепоном или подобным материалом. Внутренние фильтры обычно имеют гораздо меньшее количество фильтрующего материала и поэтому могут часто забываться мелкими частицами грунта.
В аквариуме с питательным грунтом нужно, чтобы было много растений. Правило очень логичное, иначе зачем же нужен питательных грунт. Если в аквариуме с питательным грунтом мало растений, то его питательные элементы могут не полностью потребляться, а избытком, конечно, воспользуются водоросли. В то же время, в аквариуме с большим количеством растений нужна подача СО2. Так как, чем больше растений, тем больше углекислого газа должно быть в воде. С дыханием рыб и подменами воды углекислого газа поступает недостаточно для пышного травника.
Не использовать воду с нулевыми параметрами жесткости (KH – 0, GH – 0). Многие питательные грунты снижают жесткость и рН (показатель кислотности) и если заливаемая вода имеет нулевые значения жесткости, то это может привести до критически низкого рН (до 5), который не переносят некоторые растения и рыбы.
Сколько нужно питательного грунта в аквариум
Необходимое количество грунта зависит от площади дна, поэтому в аквариумах даже одного объема оптимальное количество грунта может отличаться. С другой стороны в случае с питательными грунтами нежелательно превышать количество грунта по отношению к воде.
Основные виды бактерий в аквариуме и их функции
До 60% бактерий в аквариуме это Actinobacteria. Эти бактерии разлагают такие органические полимеры как хитин (от беспозвоночных) и целлюлозу (от растений) до более простых органических соединений. В аквариуме актинобактерии формируют ил, который нужен растениям. Большинство актинобактерий аэробы, то есть для их жизнедеятельности нужен кислород. Поэтому поселяются эти бактерии в зонах с хорошей циркуляцией воды: верхние слои грунта, фильтр(внешний или внутренний), поверхности растений, стекол. К продуктам жизнедеятельности этих бактерий относятся органические вещества, ответственные за запах чернозема и того, что некоторые опытные аквариумисты называют «запахом здорового аквариума».
10-20% бактерий в аквариуме это Betaproteobacteria, к которым также относятся и нитрифицирующие бактерии. Среди этих бактерий встречаются аэробы и факультативные анаэробы (могут применять кислород, а могут и обходиться без него). Этот вид бактерий играет важную роль в азотном цикле, трансформируя аммоний в нитрит, а потом в нитрат.
Около 10% бактерий в аквариуме это анаэробы, которые могут получать кислород не из газообразного кислорода, а расщеплять молекулы, которые содержат кислород. В аквариуме эти бактерии обитают в анаэробных зонах, обычно это нижние слои грунта, куда поступает мало кислорода. Среди этих бактерий наиболее интересными являются Paracoccus denitrificans, потому как они ответственны за целый ряд биохимических процессов в аквариуме. В первую очередь эти бактерии могут снижать уровень нитратов в аквариуме, превращая его в газообразный азот. Этот процесс называется денитрификацией. Именно в процессе денитрификации эти бактерии получают кислород: Свойство этих бактерий снижать концентрацию нитратов активно используется в морской и пресноводной аквариумистике аквариумистике. Для ускорения денитрификации в морском аквариуме в качестве подкормки можно использовать не что иное, как обычную водку. Бактерии потребляют этанол как источник углерода, а для анаэробного дыхания потребляют нитрат. При этом еще снижается и уровень фосфатов, так как фосфаты нужны бактериям как строительный материал клеток. Ничего не добавляя в растительный аквариум эти бактерии хоть и незначительно, но будут снижать нитраты и фосфаты, если для этого будут благоприятные условия. Ведь источником углерода для них могут быть углеводы из клеток отмерших листьев аквариумных растений. Для пресноводных аквариумов без растений, например, с цихлидами и другой крупной рыбой, в качестве стимуляции денитрификации можно использовать AQUAYER NO3 минус. При определенном питании эти бактерии могут даже повышать карбонатную жесткость. Важным полезным свойством этих бактерий является их всеядность. Они могут потреблять в качестве источника углерода не только спирты и углеводы, а и многие другие органические соединения, тем самым очищая воду. Это их свойство применяется в процессе очистки сточных вод.
Что такое – биологический фильтр?
Биологический фильтр в аквариуме – это приспособление, в котором роль фильтрующего элемента играет колония аэробных бактерий, заселяющая специальный субстрат и «перерабатывающая» органические остатки (белки, аммиак) в менее токсичные вещества.
Бактерии помогают регенерировать воду, предупреждая аммиачное отравление аквариумных обитателей, поддерживать стабильный биоценоз экосистемы. Бактерии, участвующие в процессе денитрификации имеются во всех аквариумах. Их можно увидеть – полупрозрачная пленка (биопленка) на стенках емкости и есть колония полезных бактерий. Но слой их очень тонкий: всего несколько микроорганизмов толщиной (до 1 мм).
В природе плотность заселения водного пространства гораздо меньше, чем в ограниченном объеме домашнего водоема, а площадь, на которой поселяются микроорганизмы – больше. Поэтому для поддержания нормальной среды в аквариуме необходимо увеличить контактную площадь субстрата, на котором образуется колония. Эту задачу и выполняют биологические фильтры.
Внутри корпуса расположены пористые наполнители, служащие местом поселения бактерий-аэробов. Это может быть обыкновенная поролоновая губка или биокерамика. Хороший фильтр от плохого отличается площадью субстрата. По данным специальной литературы, для денитрификации воды в аквариуме средней плотности заселения необходимо более 3 м. кв. площади для заселения денитрифицирующими микроорганизмами.
Простой эксперимент — «биовзрыв» в аквариуме.
Для того чтобы оценить как бактерии в вашем аквариуме могут повлиять на баланс элементов в аквариуме, можно провести эксперимент с сахаром. 1 чайная ложка сахара на 100 литров аквариумной воды резко увеличит популяцию практически всех видов бактерий в аквариуме. Сахар это самый легкий для усваивания бактериями источник углерода. В результате такого эксперимента в аквариуме в течение недели пройдет ряд процессов: 1) Аэробные бактерии снизят уровень кислорода и вы можете заметить недостаток кислорода у рыб. 2) Аэробы-нитрификаторы снизят уровень аммония и нитрита, если таковые присутствуют в воде. 3) Анаэробные бактерии снизят уровень нитратов и фосфатов. 4) Немного вырастит концентрация СО2, как продукта переработки сахара бактериями. Следующим этапом бактерии, как стремительно увеличат популяцию также стремительно ее и уменьшат, ведь сахар они уже весь съели. При этом вода насытится продуктами их распада (органика), которые со временем перерабатываются опять же бактериями. Такой метод используют для снижения уровня нитратов и фосфатов в цихлидниках. А чтобы не нарушить баланс и не вводить в такой стресс жизнь в аквариуме, сахар добавляется меньшими порциями — не разово 1 чайную ложку в неделю, а разбив ее на 7 дней.
Аквариумные наполнители и фильтрующие
Синтепон – “вата” для аквариумного фильтра. Данный фильтрующий материал используется в качестве механической фильтрации аквариумной воды. За счет своей плотности, синтепон не пропускает даже самую мелкую взвесь. Фильтр, в котором плотно уложена синтепоновая вата, может за считанные часы убрать всю муть и пыль, которая, скажем, поднялась после уборки – сифонки аквариума или после пересадки и прополки растений.
Минусом такого аквариумного наполнителя является то, что он быстро засоряется. Даже если аквариумная вода чистая, все равно за неделю синтепон загрязняется, слипается в комок грязи и тем самым теряет свои фильтрующие свойства. Повторное использование возможно, только после тщательной промывки синтепона под краном.
Исходя из вышесказанного, синтепоновую вату рекомендуется использовать периодически, когда необходимо убрать механическую взвесь, либо ее можно применять совместно с другими наполнителями.
Фирменную синтепоновую вату можно купить в отделе аквариумистики зоомагазина, но гораздо дешевле приобрести синтепон в швейном магазине, где продаются ткани.
Как не навредить бактериям в аквариуме и что делать если навредили.
Что может сократить популяцию бактерий и нарушить баланс в аквариуме? 1) Недостаток кислорода. Даже если это растительный аквариум, нужно понимать, что растения не всегда выделяют много кислорода. Если их лишить питания, то фотосинтез сильно замедляется. В итоге может резко снизиться уровень растворенного кислорода в воде. По мере снижения уровня кислорода будет снижаться популяция бактерий аэробов. Это в свою очередь приведет к накоплению тех веществ, которые служили пищей для этих бактерий. Концентрация кислорода в растительном аквариуме колеблется в течение суток. При 25оС вода насыщается кислородом до 8 мг/л, но в аквариумах с большим количеством растений и активным их фотосинтезом может пересыщаться и достигать к вечеру 10 мг/л. Ночью концентрация кислорода падает до 4-5 мг/л даже при включенной аэрации, так как воздух содержит лишь 23% кислорода, а потребление кислорода ночью увеличивается. Следует избегать падения концентрации кислорода до 2 мг/л. Малейшее волнение на поверхности воды обеспечивает поддержку концентрации кислорода в течение ночи на уровне не ниже 4 мг/л. 2) Передозировка СО2 и снижение рН. Кислая вода является антисептиком, чем ниже рН тем выше ее антисептические свойства. Не всем бактериям это нравиться, поэтому лучше следить чтобы рН не был ниже значения 6.0. 3) Применения дезинфекторов. К сожалению, препараты которыми аквариумисты лечат рыб или борются с водорослями являются дезинфекторами и они сильно нарушают биофильтрацию в аквариуме. После их применения лучше провести курс восстановления с помощью биостартеров, которые уже упоминались в статье.
Виды наполнителей для биофильтра
Для современных биофильтров применяются разнообразные виды наполнителей. Каждый из них имеет собственные характеристики:
| Вид наполнителя | Описание | Примечание |
| Синтепон (поролон) | один из наиболее распространенных, этот наполнитель универсальный и обеспечивает и механическую очистку, обычно его используют для внутренних фильтров | не подходит для крупных аквариумных емкостей, так как не справляется с повышенной нагрузкой и моментально засоряется |
| Биокерамика | часто применяется как базовый наполнитель биологических фильтров и идет уже в комплекте, используется обычно для внешних биофильтров, механическое очищение отсутствует | активно распыляет кислород, наполнитель из биокерамики не задерживает грязь, что обеспечивает продолжительную работу без промывания |
| Пластиковые шарики | обладают ребристой поверхностью, в которой и скапливаются микроорганизмы | не так эффективны из-за слишком малой площади заселения бактерий |
| Пористое стекло | создается по специальной технологии и представляет собой маленькие шарики объемом 8-12 мм | обеспечивает быстрый рост полезных бактерий, инновационный материал |
Цеолит, как фильтрующий аквариумный наполнитель
Цеолит – это ионообменная смола. Использование цеолита можно назвать химическим способом фильтрации аквариумной воды. За счет способности к ионному обмену, цеолиты и другие ионообменные смолы способны селективно выделять и вновь впитывать различные вещества. Проще говоря, цеолиты убирают из воды вредные вещества типа нитрита, аммиака и аммония, а некоторые ионообменные смолы могут убирать из воды излишнее количество фосфатов и нитратов.
Используя цеолит, нужно учитывать, что он также влияет на pH в сторону понижения! Наша рекомендация цеолит от Медоса VladOx – недорогой качественный!
Лава и керамзит, как фильтрующие аквариумные наполнители
Главными характеристиками биофильтрующих материалов являются площадь поверхности и способность не засоряться механической взвесью в воде.
Площадь лавы и керамзита ~ 25-400м2 на 1 литр. Для сравнения у стеклокерамики площадь 1600м2 на литр, у керамики 600-1400м2/л.
Кроме того, лава и керамзит могут содержать фосфаты, тяжелые металлы и силикаты. Эти материалы требует очень хорошей промывки перед использованием, особенно керамзит. Забиваются медленно. При промывке могут сильно «пылить».
