Добавлено: 28.03.2014

Каждый владелец искусственного водоёма, населённого рыбой, желает, чтобы он был максимально похож на естественный, но при этом вода в искусственном пруду была прозрачной, высшие водные растения вокруг росли нормально, а водоросли, наоборот, чтобы сильно не развивались, рыба была здоровой. Поэтому основная задача каждого владельца искусственного водоёма, чтобы пруд выглядел замечательно – добиться баланса замкнутой экосистемы водоёма.

Почему нарушается баланс азота в искусственном водоёме??

В воду искусственного пруда постоянно попадает корм и продукты жизнедеятельности рыб. В процессе разложения этих остатков в воде образуется большое количество фосфора (P) и азота (N) в виде аммиака (NH3). Аммиак, в процессе окисления кислородом, преобразуется в нитрат (NO3). Фосфор и нитрат – это питательные вещества для растений. Правильное планирование искусственного водоёма позволяет удерживать количество нитратов и фосфатов в воде близким к нулю – и ваш искусственный водоём чувствует себя хорошо. Неправильное планирование приводит к сбою баланса и неспособности экосистемы искусственного пруда перерабатывать все поступающие питательные вещества. Происходит накопление их избытка и как следствие – неконтролируемый рост водорослей.

Эта опасность грозит любому виду искусственного водоёма – плавательному водоёму, декоративному водоёму, живому бассейну, садовому аквариуму, - неправильно спланированному и неправильно «настроенному» с точки зрения биологического баланса.

Азот.

Азот – важнейший элемент живой природы, поэтому важно правильно «настроить» его круговорот в любом искусственном водоёме.

Азот содержится в молекулах белка, пептидах, аминокислотах, в хлорофилле, в рибонуклеиновых кислотах, витаминах. Азот очень важен для жизни - без азота невозможен фотосинтез, образование хлорофилла, белка и продолжение рода. Азот в атмосфере находится в виде газа. Молекула азота состоит из двух атомов азота (N2) очень сильно связанных друг с другом. Редкие живые организмы имеют «механизм», позволяющий разорвать эту связь, поэтому газообразный азот, даже растворённый в воде не участвует в обороте питательных веществ. Вместо этого весь азот входит в оборот веществ в виде аммиака (NH3).

Откуда азот берётся в воде искусственного водоёма?

Рыбы, поедая корм, загрязняют водоём экскрементами. Растения обновляются, какие-то части их отмирают. В остатках корма, в продуктах жизнедеятельности рыб, в гниющих тканях растений, в прочих разлагающихся органических отложениях есть белок. Всё что содержит белок, содержит и азот. Бактерии минерализуют (минерализация это разрушение органической субстанции до неорганических веществ) все перечисленные органические остатки, в результате из белка получается аммиак (NH3), который далее окисляется до аммония (NH4+). Также, аммиак производится рыбами и выделяется в воду через их жабры, производится грибками и бактериями. Вообще аммиак это побочный продукт биологических процессов всех организмов. Азот в виде аммиака попадает в водоём и начинается процесс, который можно назвать «круговорот азота в природе» или азотный цикл.

Круговорот азота в природе.

Круговорот азота состоит из двух частей – нитрификации и денитрификации.

Нитрификацией называется процесс, при котором аммиак (NH3) преобразуется в нитрит (NO2), а нитрит преобразуется в нитрат (NO3).

Денитрификацией называется процесс, при котором нитрат (NO3) преобразуется в нитрит (NO2), а нитрит преобразуется в азот (N2).

Эти процессы в основном происходят в грунте искусственного водоёма.

Нитрификация.

Находящиеся в водоёме нитрифицирующие бактерии окисляют аммоний до нитрита, в результате реакции помимо нитрита получается водород и вода и выделяется энергия. Эту энергию бактерии используют для своей жизнедеятельности. Полученный нитрит другие нитрифицирующие бактерии окисляют до менее токсичного нитрата. Оба процесса проходят в водной среде и в верхних слоях грунта, для обоих процессов нужно, чтобы в воде было большое количество кислорода. По этой причине нитрификация – это так называемый аэробный процесс.

Большинство получившегося нитрата потребляется растениями для своего роста, часть выводится с ежедневными подменами воды, а часть участвует во втором процесс – денитрификации.

Денитрификация.

Денитрификация – это процесс анаэробный, проходящий без потребления кислорода. Если нитрификация проходит в воде и в верхних слоях грунта, то денитрификация проходит в нижних слоях грунта водоёма, куда не попадает кислород. Одни микроорганизмы, находящиеся в грунте, преобразуют нитрат (NO3), полученный в процессе нитрификации, в нитрит (NO2). Другие, находящиеся в грунте микроорганизмы – денитрифицирующие, преобразуют нитриты в газообразный азот (N2), который покидает водоём. И те и другие бактерии в этих процессах получают из соединений азота кислород для своей жизнедеятельности.

Баланс разных культур бактерий в грунте.

В грунте живут культуры множества бактерий. Есть бактерии анаэробные, а есть те, что в зависимости от содержания кислорода в воде становятся или аэробными, или анаэробными. Аэробные бактерии не только поставляют нитрат для анаэробных, но и благодаря большому потреблению кислорода создают умеренноанаэробные условия. Возникает взаимновыгодный обмен между двумя типами бактерий живущих в нескольких сантиметрах верхнего слоя грунта (поэтому беспокоить субстрат в водоёме чисткой грунта водным «пылесосом» крайне нежелательно). Анаэробные бактерии разлагают нитрат до газообразного оксида азота [NO] - безвредного газа. Он растворяется в воде и выветривается в атмосферу, завершая круговорот азота.

Часть нитрата превращается анаэробными бактериями обратно в нитрит и аммоний. Если азот в этом случае не будет употреблен корнями растений, он превращается бактериями в газ азот [N2], химически инертный и безвредный, который растворяется в воде и выветривантся обратно в атмосферу. Со временем процессы выравниваются, и денитрификация протекает одновременно с нитрификацией в грунте в анаэробных зонах.

Важно!

Корни водных растений способны доставлять кислород в грунт, уничтожая анаэробные зоны. В субстрате из крупного гравия вообще не будет анаэробных условий. В субстрате, составленном из гравия разного размера вероятнее всего будут образовываться локальные бескислородные зоны, в которых возможно протекание денитрификации.

Конкуренция за аммоний.

Лабораторные тесты показали, что растения и водоросли НЕ потребляют нитрат в заметных количествах пока есть аммоний. Не стоит беспокоиться о полной нитрификации потому что в водоёме с большим количеством растений, любая дополнительная конкуренция за азот (в составе аммония) будет ухудшать рост растений. Слишком активное преобразование бактериями аммония [NH4+] в нитрит [NO2] отнимает основной источник азота для питания растений.

Влияние уровня pH воды на круговорот азота.

Уровень pH играет решающую роль в нитрификации: интенсивнее этот процесс протекает при pH более 7,2 и достигает своего максимума при pH=8,3. При pH менее 7,0 интенсивность нитрификации составляет 50%, при pH=6,5 только 30%. Таким образом в водоёме в котором pH=6.8-7.2 создаются благоприятные условия для потребления аммония [NH4+] именно растениями, а не нитрифицирующими бактериями в грунте и фильтре.

Нитрифицирующие бактерии плохо конкурируют за кислород с бактериями разлагающими органику в грунте - теми, что образуют "биологическую потребность в кислороде", что еще больше увеличивает шансы растений употребить весь доступный аммиак [NH3] раньше нитрифицирующих бактерий.

В искусственном водоёме с большим количеством растений при pH=6.8-7.2 почти весь образовавшийся аммоний будет потреблен растениями до того, как его успеют переработать нитрифицирующие бактерии. Этим растения способствуют снижению уровня нитратов. Позднее при подрезке растений азот (нитраты) выведется из водоёма.

Вред, наносимый аммиаком.

Аммиак (NH3) ОЧЕНЬ токсичен для рыб, уже при содержании аммиака всего около 0,05% у рыб возникает хроническое поражение жабр. Со временем оно становится необратимым. Поэтому важно, чтобы как можно быстрее попавший в воду аммиак преобразовался бактериями во много раз менее токсичное соединение – аммоний (NH4).

Процесс преобразования аммиака в аммоний зависит от pH фактора воды. С падением pH все больше аммиака превращается в нетоксичный аммоний, например, при понижении pH на один градус токсичного аммиака становится в десять раз меньше. При pH=7.0 аммиака примерно 0,33%, при pH=6.0 - только 0,03%.

На деятельность нитрифицирующих бактерий, которые окисляют аммиак, также влияют температура воды и концентрация в воде кислорода.

Чем выше температура - тем больше доля токсичного аммиака. При 28 градусах в воде содержится вдвое больше токсичного аммиака, чем при 20 градусах (при равном pH).

Нитрифицирующие бактерии требуют много кислорода. Для протекания нитрификации содержание кислорода в воде должно быть не менее 1 мг/л.

Для обогащения воды кислородом используются аэраторы, которые подбираются исходя из объёма искусственного водоёма.

Оценка количества, попадающего в воду, азота.

Белки в среднем содержат 16% Азота. Чтобы посчитать сколько Азота вы вносите в аквариум с кормом для рыб, посмотрите содержание белка в корме, посчитайте его массу и умножьте на 0,16. Вы получите количество азота в данном корме. Например, если на банке корма массой 1 кг. написано, что в корме содержится 48% белка, это значит, что в данной банке 1000 х 0,48 = 480 грамм белка, который содержит 16% азота, т. е. - 480 х 0,16 = 76,8 грамм азота.

Плюс к этому азот, получаемый из продуктов жизнедеятельности рыб и от гниющих остатков растений.

При неправильном планировании искусственного водоёма биологические процессы не нормализуются, и поступивший в пруд азот начинает потребляться водорослями. При этом, из 1 грамма азота получается до 3-х килограммов биологической массы. Ваш искусственный водоём быстро превращается в болото!

Подводя итоги.

Для того чтобы процессы в Вашем водоёме нормализовались быстрее необходимо учесть и провести следующие действия:

- запланировать достаточную зону регенерации – площадь зоны должна соответствовать площади открытой воды для купания

- при засыпке зоны регенерации использовать грунт разных фракций, для создания условий нормального существования анаэробных бактерий

- засадить зону регенерации достаточным количеством высших водных растений

- внести в воду комплекс прудовых бактерий

- создать условия для нормальной аэрации воды – фонтаны, аэраторы, циркуляция воды – ручьи, каскады

- не производить механическую очистку дна водоёма, чтобы не нарушить условия существования анаэробных бактерий

- вовремя осуществлять подрезку высших водных растений

- не добавлять в водоём химические вещества, применяемые для очистки воды в бассейнах.

- следить за pH фактором воды.

Аэрация воды подводными аэраторами

Аэрация воды фонтанами

Ознакомьтесь также:

«Плавательный водоём: определение, состав, планирование, строительство»

«Растения в искусственном водоёме и вокруг него»