Conțin:
CaCl2; PO4; MgSO4; FeSO4; H2SO4; Na2MoO4; ZnSO4; CuSO4; K2HPO4; Na2CO3;
Apă dublu distilată adusă la pH 8.0 cu 10N NaOH
Micronutrienți
Toate speciile de bacterii nitrificatoare necesită o serie de microelemente. Cel mai important dintre acestea este fosforul necesar pentru producerea de ATP (adenozin Tri-fosfat). Conversia ATP-ului oferă energie pentru funcțiile celulare. Fosforul este disponibil în mod normal în celule sub formă de fosfat (PO4). Nitrobacter, mai ales, este în imposibilitatea de a oxida nitriții în lipsa de fosfați. În apă în general sunt prezente cantități suficiente de fosfați. În anumite perioade ale anului, cantitatea de fosfați poate să fie foarte mică. Un fenomen cunoscut ca „Blocarea Fosfaților” poate să apară. În cazul în care utilizăm inoculi pentru startarea unui biofiltru sau atunci când apa nu oferă condiții bune de dezvoltare bacteriană nutrienții pentru bacteriile nitrificatoare sunt de un real ajutor.Noul consorțiu de bacterii utile oferit de către OLOOSON poate să vă ofere cheia succesului unei ape sănătoase în cazul operării unui sistem RAS (Recirculating Aquaculture System). Un pește sănătos are nevoie de o apă sănătoasă iar o apă sănătoasă depinde de bacteriile nitrificatoare sau altfel numite prietenoase și benefice, ce mențin echilibrul ecologic al apei și care sunt singura soluție demonstrată științific de a asigura o apă sănătoasă.
Atunci când apă este în parametrii de echilibru vietăţile acvatice și în special peștii sunt sănătoși și fericiți. Atunci când parametrii de calitate a apei sunt în dezechilibru, un efect al dominoului face să cadă una după una bastioanele sistemului imunitar al organismelor acvatice provocând boli și disfuncționalități în timp extrem de rapid. Tratarea unui pește bolnav ce trăiește într-o apă nesănătoasă se face numai cu apă curată și sănătoasă fără de nici o substanță chimică. Nu există antibiotic sau produse probiotice ce să redea sănătate unui pește ce trăiește într-o apă nesănătoasă deoarece am trata doar efectele și nu cauza acestora.
Factorii ce determină ca bacteriile ce purifica apa să se dezvolte și să lucreze din plin sunt rareori luați în seamă, ca să nu spun ignorați, ca și cum aceste bacterii sunt un perpetuum mobile ce pot fi turnați dintr-o sticlă ca și o poțiune magică în mâna druidului, Mathusalix din Asterix și Obelix.
Nu contează cât de scump sau avansat tehnic este un sistem de acvacultură el poate fi cu ușurință considerat doar un mediu artificial ce este predispus la probleme de calitate a apei.
Chiar și procesele normale ce au loc cu uşurinţă în mediul natural în orice mediu acvatic artificial vor duce spre dezechilibru, permiţând bacteriilor neprietenoase să se înmulţească şi să genereze un impact negativ asupra calității apei care în final duce la infestări bacteriene epidemice ce afectează sănătatea şi viaţa peștilor. Englezii au o zicală „că o picătură de prevenire valorează mai mult decât un ocean de tratamente” şi acest lucru este cât se poate de adevărat în cazul de faţă.
Bacteriile utile mai exact cele nitrificatoare și de nitrificatoare sunt un dar al creatorului acestui univers fără de care viața nu ar fi putut exista iar planeta noastră ar fi pârjolită de o atmosferă compusă din amoniac trecând de la starea solidă la cea lichidă și gazoasă în locul azotului de astăzi. Oceanele de astăzi ar fi o apă amoniacală super concentrată deoarece amoniacul este ușor solubil în apă la temperatură apropiată de 0 °C, dizolvându-se 90,7 g amoniac în 100 ml de apă.
și totuși acest lucru nu s-a întâmplat deoarece pe planeta noastră de câteva miliarde de ani există aceste bacterii nitrificatoare și de nitrificatoare ce au transformat amoniacul împreună cu amoniul înlocuind hidrogenul din structură chimică cu oxigen, ca apoi nitrații rezultați să constituie cărămidă de bază alături de fosfor la dezvoltarea vegetală sau să fie procesate de bacteriile de nitrificatoare și transformat în azot gazos. O concentrație de amoniac de 0,5% în aerul inspirat produce în timp de 30 de minute moartea.
Se pare că aceste bacterii sunt un fel de elixir al vieții cu virtuți ce țin de puritatea mediului natural. Fiind mici și greu de vizualizat chiar și din spatele lentilelor unui microscop obișnuit își duc viața tăcute și ignorate de marea majoritate a specialiștilor din zilele noastre. O categorie însă nu ar trebui să ignore beneficiile acestor bacterii și anume specialiștii în domeniul acvaculturii cu atât mai mult cei din zona sistemelor recirculante RAS.
Pentru o densitate mare a masei biologice specifică sistemelor RAS unde în câteva sute sau mii de metri cubi de apă sunt crescute de câteva zeci de mii de ori mai mulți pești decât în mediul natural. Dacă în mediul natural fără hrănire artificială densitatea peștilor este undeva la maxim 200 kg/h adică 20 grame pe m2 de coloană de apă, în sistemele recirculante se ajunge la 40 -80 kg/m2 coloană de apă și în cazuri excepționale la 120 kg/m2 adică la 120. 000 grame/m2 coloană de apă, mai exact la o densitate de 6.000 de ori mai mare ca în mediul natural. Dar şi la 40 kg/m2 raportul este de 2.000 de ori mai mare ca în mediul natural. De aici concluzia că probabilitatea de realizare a dezechilibrelor este de 2.000 până la 6.000 de ori mai mare în sistemele RAS. Dar și acești pești în urma hrănirii lor cu o hrană bogată în proteine vor genera de 2.000 de ori până la 6.000 de ori mai mult azot, amoniu și amoniac decât în mediul natural. Cum în sistemele recirculante apa nu se schimbă decât în procente de 5 – 10 % pe zi această toxicitate se acumulează în cantități uriașe.
Dar oare bacteriile din filtrele biologice ale sistemelor RAS sunt capabile să facă față unei astfel de provocări sau și ele ar trebui să existe în aceste biofiltre în cantități proporționale față de mediul înconjurător. Specialiștii au creat medii speciale de dezvoltare a acestor bacterii înțelegând medii alcătuite din materiale în general plastic cu forme ce să asigure o suprafață cât mai mare pe m3 de material. O suprafață cât mai mare deoarece aceste microscopice bacterii nu trăiesc una peste alta adică în volume ci doar pe suprafețe și acestea curate de materie organică sau de alte bacterii cu care cele utile se află la concurență. La concurență deoarece timpul de dezvoltare a coloniilor mai exact reproducerea acestor bacterii se face în 20 de ore. Cum spuneam doar pe suprafețe curate reproducerea fiind posibilă adică doar acelor bacterii aflate la periferia unei colonii. Cele din mijlocul unei colonii ce sunt înconjurate de alte bacterii utile le va veni rândul la reproducere doar în cazul decesului acestor bacterii înconjurătoare. Un metru pătrat de suprafață colonizată integral poate procesa pe zi maxim 1 mg de amoniu. Se cunoaște că în urma procesării unui gram de amoniu se utilizează 4,6 grame de oxigen 7,1 g alcalinitate și rezultă 1,5 g de masă celulară nouă în colonie. Doar că în realitate colonizarea materialelor din biofiltrul nostru se va face în timp și nu pe toată suprafața deoarece materia organică din apă adică fecalele de pește alcătuite din proteine 70% neasimilate și nedigerate de către pești vă acoperii aceste suprafețe inhibând dezvoltarea bacteriilor utile. Și un nivel ridicat al amoniului în apă peste 1,2 mg/l inhibă dezvoltarea acestor bacterii, așa că atunci când calculăm dimensiunea reală a suprafeței unui biofiltru trebuie să avem în vedere și alți câțiva parametri cum ar fi temperatura, bacteriilor placându-le căldura și având maxim de reproducere la 30 de grade celsius. Cum în apele de cultură de exemplu la sturion, ca să nu mai vorbim de păstrăv, temperatura este mai redusă este bine să avem o corecție de timp și de dezvoltare bacteriană. Ce ne ajută cel mai mult în modelarea funcționării biofiltrelor este relația aproape liniară dintre temperatură și eficiența reproductivă a unui biofiltru. La 15 grade avem nevoie de o suprafață dublă iar la 10 grade de una aproape triplă. Dar necazurile nu se limitează doar la temperatură, o fracție de 0,01 Lux din lumină naturală sau cea artificială inhibă bacteriile. Și ar fi bine dacă doar în asta ar consta impedimentele dezvoltării bacteriilor utile.
Fără să am intenția de a plictisi pe cineva cu texte și informații științifice trebuie să aruncăm o privire peste procesele ce se petrec la nivel celular în corpul bacteriilor noastre.
Nitrificarea în natură este alcătuită din doi pași ai procesului de oxidare a amoniului (NH4+) sau amoniac (NH3) în nitraţi (NO3−) procese catalizate de două grupuri distincte de bacterii. Prima reacție este oxidarea amoniului în nitriți și este realizată de bacteriile din genul (AOB) „Nitrosomonas”. Al doilea pas este oxidarea nitriților în nitrați și este realizată de bacteriile (NOB), din genul „Nitrobacter”. Consumul de alcalinitate mai exact carbonul din carbonați, oxigenul și masa rezultat le-am aflat mai sus. Până aici totul este extrem de simplu dar dacă ne uităm la mecanismul molecular vom avea câteva surprize să constatăm și alte nevoi ascunse ale bacteriilor nitrificatoare.
Primul pas al nitrificării – mecanismul molecular
Oxidarea amoniului este un proces biochimic ce poate avea loc doar în prezenţa unor enzime specifice, a unor proteine și în prezența oxigenului. Enzimele principale necesare obținerii energiei ce va genera aceste transformări pe timpul oxidării amoniului în nitriți este enzima numită amoniac monooxygenare (AMO) şi hydroxylamina oxidoreducătoare (HAO). Prima enzimă este catalizată de o proteină ce conține cupru în structura trans membranei celulare. În pasul doi a proteină triplă convertește în structura periplasmei hydroxylamina în nitriți rezultând de aici patru electroni. Livrarea fluxului acestor patru electroni se face prin canalul ce leagă citocromul (proteină cu masă mică) de membrană de protecție a citocromului. Doi dintre electroni se întorc în AMO, iar ceilalți doi sunt utilizați pentru a realiza un proton ce forţează şi reduce forţa de revenire a electronilor înapoi.
NH3 + O2 → NO−
2 + 3H+ + 2e− (1)
NH3 + O2 + 2H+ + 2e− → NH2OH + H2O (1.1)
NH2OH + H2O → NO−
2 + 5H+ + 4e− (1.2)
A doilea pas al nitrificării – mecanismul molecular
Nitriţi produşi în primul pas al nitrificării sunt oxidaţi la rândul lor la formă de nitraţi de către nitriţi oxidoreducători (NXR)(2). În fapt este vorba de o membrană ce are în componentă proteine ce conţin fier, sulf, molibden, crom, zinc şi alte peste 10 componente chimice. Ponderea acestora este fin stabilită de mecanismul molecular ce oxidează nitriţii la nivel de nitraţi şi care este şi în ziua de astăzi subiect de cercetare de către savanţi cum ar fi polonezul Andrzej Woźnica ce în anul 2013 a propus un nou model ipotetic de lanţ de legătură între model de tip NOB şi mecanismul de tip membrană NXR.
NO−
2 + H2O → NO−
3 + 2H+ + 2e− (2)
Lăsând știința deoparte pentru moment înțelegem de ce analizele de apă trebuie să includă și existența unor metale cum sunt cele enumerate mai sus. Chiar dacă este vorba de cantități infime este bine să ne asigurăm că aceste elemente fără de care nu funcționează nitrificare sunt în cantități convenabile în apa în care intenționăm să creștem peștii.
De altfel ce am aflat din lectură acestui material ? Că fără 4,6 grame de oxigen și 7,1 g alcalinitate nu se poate converti un gram de amoniu. Că bacteriile reușesc să oxideze amoniul utilizând proteine ce conțin un număr respectabil de metale. Că aceste metale este de dorit să existe în apa de cultură în cantități convenabile fără să uităm că prezența acestor metale peste o limită admisă duce la inhibarea procesului de reproducere bacteriană sau chiar la moartea acestor bacterii. Ce mai trebuie spus că hidrogenul sulfurat chiar în cantități mici duce la imposibilitatea reproducerii acestor bacterii utile. De fapt în ape ce conțin Sulfați de Calciu cum ar fi apele de pe zăcăminte de ipsos trăiesc alte genuri de bacterii sulf reducătoare ce generează hidrogen sulfurat. Acest produs chimic mai poate proveni și de la piese de cauciuc sintetic ce au în componența lor sulf.
Și ca să încheiem acesta lecție despre bacteriile nitrificatoare este bine să știm că sunt sensibile la stres mai exact la orice schimbare de lumină, pH, salinitate, temperatura, în mod brusc. Și că în anumite situații necesită adaptare îndelungată și progresivă.
În mod normal în maxim 5 săptămâni orice biofiltru ce este start-at conform instrucțiunilor trebuie să ajungă să proceseze cel puțin 0,15 g/m2 la temperatura de 30 de grade. Dacă acest lucru nu se întâmplă, mai exact valoarea amoniului sau a amoniacului depășesc limitele de confort pentru specia intenționată este de dorit a se face investigații serioase asupra parametrilor de calitate a apei.
