Il Ciclo dell’Azoto negli Acquari di Barriera

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IL CICLO DELL'AZOTO NEGLI ACQUARI DI BARRIERA - Articolo di Rocco Bellafante

Premessa

La mia intenzione in questo breve articolo è quella di fornire le nozioni base del ciclo dell'azoto in natura e in acquario di barriera. Senza addentrarmi in formule complicate da scrivere,o da capire, cercando di semplificare al massimo per poter fornire al neo acquariofilo ciò che occorre per capire meglio le dinamiche che avvengono in acquario.

Il ciclo dell'azoto in natura

Il ciclo dell’azoto è l'insieme delle reazioni e processi che coinvolgono l’azoto e le molecole che lo contengono e può essere schematicamente rappresentato nel disegno seguente.

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Circa il 78 % dell’atmosfera che circonda il nostro pianeta è composta da azoto, presente nella forma molecolare N2 estremamente stabile e quasi inerte.   Specifiche famiglie di batteri, (tramite fissazione naturale) o fenomeni atmosferici ad alto contenuto energetico come fulmini(tramite fissazione chimica) hanno la capacità di sciogliere i legami esistenti in questa molecola rendendo così, una piccola parte di azoto libera di interagire con altri atomi presenti in atmosfera. Ogni atomo di azoto "libero" tenderà a bilanciare la propria carica negativa, cercando di diventare più stabile e creando legami con atomi di idrogeno carichi positivamente. Ci si troverà così ad avere ammoniaca (NH3) e ione ammonio(NH4+), che possono essere considerate il materiale base per l’innesco di uno dei cicli più importanti per la vita sul nostro pianeta. Semplificando all’estremo, avverranno a seguire delle reazioni di NITRIFICAZIONE, ad opera di specifiche famiglie di batteri che portano alla trasformazione di queste molecole in nitrito prima e nitrato poi. I batteri della famiglia “NITROSOMONAS” si occupano del primo step di riduzione, mentre i batteri “NITROBACTER” la completano. Entrambi queste processi si svolgono in ambiente ricco di ossigeno. Il nitrato viene sia trasformato nuovamente da batteri specializzati (che lavorano in ambiente privo di ossigeno stavolta) in azoto gassoso attraverso una reazione di denitrificazione (e chiudendo così il ciclo) sia viene impiegato da organismi vegetali per la crescita, rendendosi così disponibile per il consumo animale. Gli scarti del metabolismo animale, la decomposizione di animali morti e i detriti vegetali marcescenti forniscono nuovamente attraverso la decomposizione, materiale organico e quindi ammoniaca da cui possono riprendere le reazioni di nitrificazione creando così un piccolo ciclo che si svolge all’interno del ciclo dell’azoto vero e proprio. Risulta evidente come i batteri specializzati sono il motore di tutte le trasformazioni e processi che avvengono e l'azoto si muove in un ciclo che coinvolge terra e atmosfera, animali e vegetali. In ogni ecosistema prende vita questo ciclo. I nostri reef non fanno eccezione.

IL ciclo dell’azoto nell’acquario di barriera

Sappiamo che esistono diverse zone nel reef, in cui cambiano prevalentemente quantità di luce, quantità di movimento e quantità cibo disponibile e di inquinamento inorganico presente (nitrato e fosfato). Di conseguenza gli animali che popolano una zona avranno esigenze diverse da quelle che popolano le altre. Allo stesso modo ci saranno diverse tipologie di acquari reef in cui si cercherà di riprodurre le varie zone esistenti con le caratteristiche fisiche e chimiche più idonee. Consideriamo semplicemente l’aspetto relativo all’inquinamento dell’acqua, più pertinente al nostro tema. Nei nostri acquari di barriera non ritroviamo il ciclo dell’azoto nella sua interezza. Il cibo fornito o i prodotti del metabolismo dei nostri pesci creano ammoniaca, scomposta in nitrito e poi in nitrato dai batteri presenti nell'acqua, sui vetri, sulle rocce vive o sulla sabbia. Una parte di nitrato viene poi "denitrificato "nelle parti piu interne delle rocce vive, prive di ossigeno ma cominque si tratta di una quantità limitata. Qui ci si ferma con la chimica del ciclo. La mano dell’acquariofilo cerca con la tecnica che ha a disposizione (schiumazione) e con la propria gestione di sottrarre al sistema inquinanti, che altrimenti tenderebbero ad accumularsi. La quantità di inquinanti presenti renderà una vasca più adatta ad alcune specie animali piuttosto che ad altre. Una vasca di soli pesci avrà ad esempio una tolleranza molto maggiore all'inquinamento inorganico rispetto ad una dedicata a coralli molli, o a lps o sps. Quanto avviene in un acquario, a livello di ciclo, aggiunte e sottrazioni può essere schematizzato così:

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Come vediamo dallo schema, una schiumazione efficiente rappresenta il primo grande supporto all'acquariofilo che può così eliminare massa organica prima che venga scomposta ed entri nel ciclo. Dall'altro lato troviamo i cambi, utilissimi per eliminare il nitrato presente e/o rifornire il sistema dei micro/macroelementi schiumati. Per il resto, in misura ridotta e nei limiti di un ambiente artificiale , il ciclo si svolge con le stesse regole e dinamiche viste in precedenza.

Ammoniaca e Ammonio sono i composti più tossici,i primi prodotti di scarto e quelli che devono essere neutralizzati nel minor tempo possibile per la salute dei nostri ospiti. In linea generale tuttavia una vasca messa su con la tecnica adeguata e portata avanti con una gestione sana e attenta difficilmente porterà il conduttore a confrontarsi con problemi riguardanti il loro accumulo. Se non nella fase iniziale di maturazione in cui le popolazioni batteriche ancora non si sono formate e stabilizzate completamente. Qualora questi siano presenti in maniera continuativa è opportuno rivedere il set up del sistema creato (quantità di rocce) e quantità di pesci ospitati.

Il Nitrito è lo step intermedio, che in fase di maturazione dovrebbe iniziare ad accumularsi a seguito della scomposizione dell'ammoniaca e raggiungere la massima percentuale in acqua dopo circa 3 settimane (il cosiddetto picco di nitrito) per poi scendere fino a valori non misurabili. Secondo studi recenti la presenza di nitrito non porta particolari problemi nel breve periodo in quanto pesci e molti coralli sarebbero meno sensibili alla loro presenza degli animali di acqua dolce. Personalmente, continuerò a cercare la non misurabilità nei test degli no2 come ho sempre fatto.

Il Nitrato rappresenta invece il punto ostico del sistema, e spesso molti acquariofili alle prime armi sono costretti a confrontarsi con valori elevati. Molto spesso per non dire sempre la loro presenza è dovuta a errori grossolani di gestione, troppo cibo, troppi pesci, filtrazione inadeguata o non corretta. Una sump con buona schiumazione, la totale assenza di spugne/lane filtranti e supporti biologici , e una vasca con rocce vive di qualità e nella giusta quantità e assenza di spolverate estetiche di sabbia, sono i consigli che posso dare per limitarne l'accumulo. Inoltre se lo spazio lo permette un filtro ad alghe o un refugium sono ottimi complementi di filtraggio per eliminarli dal sistema.

In fin dei conti si evince come una delle regole base per una vasca in salute sia quella di ottimizzare l'equilibrio tra l'immesso e il tolto, tra l'in e l'out, cercando di mantenere la situazione nel lungo periodo, in modo da rendere stabile il proprio sistema .

Spero che quanto letto possa essere utile a qualcuno . Qualsiasi dubbio o approfondimento potrà essere spunto di discussione sul forum Fish&Coral

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