Organické poměry Triton a reefkeeping v mořském akváriu

21 století poskytuje v akvaristice mnoho nových zkušeností v oblasti uzavřených  útesových systémů a na základě sledování mořské vody se hodně rozšířilo všeobecně efektivní ICP testování. Nicméně názor, že útesová akvária lze chápat především z hlediska vyčerpání anorganických prvků, ignoruje složitou souhru mezi organickou chemií a biologií útesových systémů: živočichů, rostlin, bakterií, sinic a hub.

Pro řešení těchto biochemických pochodů značně napomáhá např. Redfieldův poměr, odvozený z analýzy planktonu v otevřeném oceánu, sloužící jako vodítko pro chování mořské vody v útesových akváriích. Ovšem na základě vytvořené obrovské databáze analýz mořské vody z těchto uzavřených systémů se tento předpoklad jeví značně zavádějícím. Místo toho Triton nastavil ideální sadu poměrů uhlíku, dusíku a fosforu (TRITON Ratios) pro použití v uzavřených útesových nádržích.

Testováním pomocí testu N-DOC (CHNS – elementární analyzátor) na správné nastavení Triton poměrů je nyní možné odvodit přítomnost různých druhů uhlíku či dusíku a jejich chování v dříve neměřených metabolických drahách, které zajišťují velmi potřebnou stabilitu hodnot.

Poměry TRITON jsou následující:

• Poměr mezi dusíkem a dusíkem v dusičnanovém iontu (N : NO3/N)
• Poměr mezi dusíkem, uhlíkem a fosforem (N : C : P)
• Poměr mezi anorganickým a organickým uhlíkem (C/i : C/o)
• Poměr mezi dusíkem, anorganickým uhlíkem, organickým uhlíkem a fosforem (N : C (i) : C (o) : P)

TRITON testování ukázalo, že poměr N : NO3/N je důležitý hlavně pro pochopení cyklu dusíkatých živin v mořských akváriích. Typický je cyklus dusíku v nitrifikačních reakcích zprostředkovaných bakteriemi – podle prvního obrázku.

Ve skutečnosti jsou však přítomny i jiné organické molekuly obsahující dusík, které mají stále větší vliv na pochody v uzavřených systémech.
Například: bílkoviny se štěpí na aminokyseliny a amoniak/amonium (NH4/NH3) oxiduje na NO3 – viz druhý obrázek.

Je důležité si uvědomit, že NH4 je energeticky bohatší a dostupnější živina pro bakterie než konečné NO3.

V důsledku toho mají tyto organismy/organické reakce potenciál ovlivňovat chemii mořské vody u uzavřených útesových systémů jako např. lépe známá nitrifikace bakterií, které jsou tradičně měřeny v konečné fázi jako NO3 za použití akvaristických testovacích souprav. Samotné měření NO3 znamená zaměřit se na měření zbytkového dusíku v organickém systému poté, co vše ostatní již biologicky zreagovalo.

Přebytek organického materiálu v akváriu vede k vysokým hodnotám živin a problémům s bakteriemi, sinicemi a řasami. Tradičně přebytečné organické látky, jako např. bílkoviny, jsou odstraňovány pomocí proteinového odpěňovače. Avšak předpoklad, že se tak stane nestačí, je to jen část pochodu.
Navzdory použití odpěňovačů následuje další série biochemických reakcí, viz druhý obrázek, do větší či menší míry, pro akvaristy neměřitelných a nepozorovatelných.
Je důležité pochopit, že tyto reakce nezaručují přímý vliv na NO3, takže je možné, že akvárium bohaté na živiny, při měření NO3 pomocí akvaristických testů, bude mít tuto hodnotu nedetekovatelnou.

TRITON tento problém vyřešil tím, že prováděl výzkum zaměřený na pochopení přeměny živin ve větším detailu a při modelování různých situací, detailně pozoroval a zaznamenával, jak tyto pochody ovlivňují chování mořské akvarijní vody v akváriích po celém světě.
Konečným cílem je dospět k nastavovacím bodům, které umožňují udržovat stabilitu systému pro optimální růst a dobrý zdravotní stav korálových útesů při současném zabránění rozpuku nežádoucích biologických bakterií, sinic a řas.

Z tohoto výzkumu byly odvozeny poměry mezi klíčovými měřitelnými organickými a anorganickými chemickými druhy, které jsou typické pro stabilní útesové systémy – Triton Ratios.

Dusík a dusík v dusičnanovém iontu

(N : NO3/N)

TRITON poměr v mol ... 1 : 3

Poměr TRITON (N : NO3/N) popisuje kolik dusíku je vázáno v dusičnanech ku dusíku z jiných dusíkových sloučenin.

Pro akvaristy lze tento poměr použít k:

• posouzení výkonu (velikosti nebo účinnosti) proteinových odpěňovačů
• odhalení přítomnosti amonia / aminokyselin díky špatné kontrole živin nebo slepému dávkování uhlíku a zdroje dusíku
• porozumět příčině vzniku bakterií, sinic a řas

Udržování poměru N : NO3/N na 1 : 3 zajišťuje optimální konkurenční rovnováhu mezi bakteriemi a zabraňuje rozpuku cyanobakterií a optimalizuje cykly dusíku.

Dusík, uhlík a fosfor

(N : C : P)

(hodnota fosforu se dodává z ICP testu nebo vlastním měřením)

TRITON poměr v mol ... 147 : 12400 : 1

Nejznámější „poměr živin“ mezi akvaristy a nejméně pochopený – zejména pokud jde o reefkeeping. Mnoho akvaristů již jistě slyšelo o Redfieldovu poměru (1 mol P : 16 mol N : 106 mol C) a používá jej jako vodítko pro uzavřená mořská akvária. To je však nešťastné a potenciálně škodlivé řešení podporované zavádějícím marketingem a špatným pochopením vědy v akvarijním odvětví.

Redfieldův poměr je stechiometrickým měřítkem, odvozeným z analýz biomasy fytoplanktonu na otevřeném oceánu – nikoli samotné mořské vodě. Důležité je, že nerozlišuje mezi anorganickým a organickým uhlíkem a neměl by se aplikovat na mořskou vodu v uzavřeném útesovém systému.

Hodnoty Redfieldova poměru pro dusík a fosfor je také třeba přehodnotit, protože jsou často v naprostém rozporu s nízkým výživovým prostředím, jako jsou korálové útesy!
V útesových akváriích však nemusí být absorpce těchto živin vyvážená, protože dusík a fosfáty mohou být z akvária odstraňovány díky denitrifikaci, odpěňovačům a odstraňovačům fosfátů.

Pomocí modifikovaného elementárního analyzátoru CHNS provedla společnost TRITON analýzy vzorků z uzavřených systémů mořských vod dodávaných akvaristy z celého světa, aby se určil vhodný poměr požadovaných hodnot pro N : C : P poměr v uzavřených rifových systémech. Tento poměr je zásadním průlomem v porozumění moderního reefkeepingu. Jeho udržení v optimálních hodnotách je základem k dobře prosperujícímu rifovému akváriu.

Anorganický a organický uhlík

(C/i : C/o)

TRITON poměr v mol ... 9 : 1

Tento novátorský poměr bude pro akvaristy cizí, protože dosud nebylo možné uvažovat o anorganickém a organickém uhlíku odděleně. N-DOC testování poskytuje možnost pochopit chování uhlíku v útesových akváriích. Hlavním účelem tohoto poměru je posoudit dopad doplňování anorganického uhlíku.

Hodnoty by měly být udržovány v rovnováze, protože doplňování anorganického uhlíku je velmi důležitým, ne-li nejdůležitějším parametrem při reefkeepingu. Dodává nejen uhličitanové ionty potřebné pro tvorbu skeletu tvrdých korálů, plžů a mlžů, ale také CO2 (jako H2CO3) pro fotosyntézu.

Dusík, anorganický uhlík, organický uhlík a fosfor

(P : C (i) : C (o) : N)

TRITON poměr v mol ... 1 : 11150 : 1250 : 147

Tento TRITON poměr je optimalizovaným měřítkem pro uzavřené útesové systémy. Opět je to v rozporu s hodnotami z přírodního světa, o nichž je známo, že se liší podle zeměpisné šířky, hloubky a dokonce ročního období. Využívá se hlavně v N-DOC testování k rozlišení anorganických a organických forem uhlíku, které poskytují výkonný nástroj pro odstraňování specifických problémů, jako je například špatná vybarvenost korálů.

Pokud jsou hodnoty C (o) a C (i) nízké, ale N a P naopak vysoké, pak doplňování kovů alkalických zemin a organické uhlíkové soli, jako je octan vápenatý, může tuto nerovnováhu vyřešit snížením živin způsobených acetátovou metabolizací a zvýšením C (i) z H2CO3 pomocí CO2.

Poznámka: V případě vysoké hodnoty C (o) tato situace nefunguje, naopak může způsobit problémy.

Dosažení a udržování optimálních hodnot poměrů, které můžete vidět v N-DOC testu při testování mořské vody v laboratoři TRITON, je možno korigovat jejich doplňky, které pomáhají akvaristům správných hodnot jak dosáhnout, tak je i udržet. Vhodné doporučení a dávkování je zobrazeno ve výsledcích testů, které jsou specificky přizpůsobeny velikosti akvária.

Poznámka: Hodnota fosforu použitá v těchto poměrech je importována z posledního měření ICP testu, nebo lze dosadit z vlastního měření.

N-DOC testování přináší akvaristům nové porozumění organickým pochodům v reefkeepingu. Při udržování klíčových živin v optimálních podmínkách, se objevují neuvěřitelně krásné barvy, růst a výborný stav korálů při současném potlačení nežádoucích interakcí mezi živinami, bakteriemi, sinicemi a řasami.

Poměry TRITON osvětlují dosud nepochopené a neměřené dráhy živin.

Společně s ICP testováním se moderní akvaristé začleňují do účasti v informovanosti ​​vědecky podloženého a vysoce kvalitního výzkumu.

Zdroj: 

• Ehsan Dashti – TRITON Applied Reef BioScience, Germany
• Russell Kelley – BYOGUIDES, Townsville, Australia