Как проявляется круговорот веществ в аквариуме

Книги по аквариумистике

Лучшая on-line библиотека для начинающих и профессионалов!

Биологические основы

Круговорот веществ

Вероятно, читатель не раз наблюдал, как стакан воды, даже закрытый, без дальнейшего внешнего воздействия со временем становился зеленым. Из минеральных веществ, двуокиси углерода и воды водоросли и более развитые водные растения создают органические вещества, в том числе зеленый хлорофилл. Этот процесс становится возможным благодаря Солнцу.

Органическая субстанция растений – основа существования для всех живых существ. Растения могут аккумулировать энергию солнечного света в органической субстанции. Эта субстанция служит затем в качестве донора энергии живым существам, которые не могут непосредственно использовать свет. Так растения стоят вначале едва обозримой пищевой цепи. Растения поедаются растительноядными животными и преобразуются в живую животную субстанцию.

Вещества растительного и животного происхождения отмирая, возвращаются в окружающую среду. Эта мертвая органическая субстанция является источником энергии для потребителей падали и экскрементов, а также для бактерий.

Уборка в аквариуме — моя уникальная технология

Органические и неорганические вещества – в постоянном круговороте

Таким образом, органические вещества ступенчато трансформируются живой бактериальной субстанцией в питательные вещества отложения, такие, как ил и торф. Первичное образование веществ ограничено в воде верхними слоями, которые достаточно хорошо освещены. Только здесь в изобилии могут обитать водные растения, в особенности водоросли.

Образованные органические вещества оседают вниз; те, которые ближе к берегу, – доступны для дальнейшего круговорота. Этим можно объяснить то, что во многих случаях в прибрежных зонах морских и пресных вод гораздо выше плотность заселения и большее разнообразие жизни.

Следует учитывать и массы воды у берега, в которые через горизонтальное перемещение (потоки, волнения, боковые течения) попадают вредные вещества, а со свежей водой поступают питательные вещества. Это огромное пространственное взаимодействие и вместе с тем взаимосвязанный обмен масс полностью отсутствует в аквариуме. До сих пор большой круговорот органического вещества представлялся «жизнью и смертью». На самом деле он сплетен из огромного количества частных круговоротов, которые важны для аквариума.

Источник: aquariumistika.ru

Азотный цикл в аквариуме. Основа основ. Тестирование воды.

Вступление.
Почему рыбки умирают без видимой причины?
Почему вода мутнеет?
Откуда появляется плохой запах из аквариума?
Почему рыбки часто трутся о предметы в аквариуме?

Эти, и еще добрый десяток вопросов, часто задают себе любители-аквариумисты. Или не себе, консультируясь в магазине или у более опытных товарищей, в подавляющем большинстве случаев, звучат одни и те же вопросы. Как правило, ответы тоже не блещут разнообразием. Консультант задает пару-тройку уточняющих вопросов, среди которых почти всегда есть один, на мой взгляд, самый важный — Воду тестировали?

Признаки нехватки Микроэлементов в Аквариуме. Наглядно! Нитчатка на Мхе Ксенококус на Анубиасе

Почему эта “ уточнялка ” звучит чуть ли не чаще всего? Это просто, грамотный аквариумист знает откуда “копать”. Он всегда ищет первопричину. А химические параметры воды, выявляемые тестами, это и есть самая основа проблем. Зная эти цифровые значения, опытный человек может сказать, что могло произойти и что вызвало проблему.

Цифры беспристрастны, а вот новички-аквариумисты, да и не только новички, часто не могут объективно оценить свои действия и реальное положение дел в своем аквариуме. Химические параметры аквариумной воды — базовые знания, которые помогут любому человеку определить проблему в аквариуме, найти ее причину и устранить.

Азотный цикл. Что он делает, зачем он нужен?
В этом небольшом материале я хочу коротко осветить такой вопрос как азотный цикл, являющийся основным биологическим процессом в аквариуме. Не только в аквариуме, этот цикл является одним из основополагающих круговоротов химических веществ в мире. Нарушения его ведут к самым различным последствиям в природе. Что уж говорить про такую маленькую частичку природы, как аквариум. Что же такое азотный цикл?
Под этим понятием понимают круговорот азотистых соединений, начиная с разложения органики, до более простых веществ, таких как аммиак, нитриты, нитраты. Следующим этапом в цикле следует разложение этих веществ до еще более простых компонентов, таких как азот, кислород и водород. В таком виде эти вещества снова включаются в синтез органики, которая затем вновь разлагается.

Все это безобразие происходит под воздействием огромного числа микро и макроорганизмов. И так по кругу, бесконечно, пока существует жизнь. Грубо говоря — все съедается, переваривается, снова съедается и из этого еще и параллельно образуется новая еда, которая, разумеется, снова съедается.

На схеме изображен упрощенный азотный цикл протекающий в природе

Так в чем же может быть проблема?
Начнем с того, что азотный цикл в условиях аквариума нарушен изначально, он в принципе не может быть полноценным. Вода в новом аквариуме, как правило “слишком чистая”. В ней нет необходимых микроорганизмов разлагающих, как первоначальную органику, так и производящих дальнейшую переработку аммиака/нитритов/нитратов.
Тем не менее, микроорганизмы пролезут везде, и они так или иначе заселят ваш новенький аквариум. Вы принесете их с растениями, рыбками, на руках, с помощью специальных препаратов и так далее. Это только вопрос времени.
Однако, проблемы только начинаются. Как говорилось выше, азотный цикл в аквариуме нарушен в принципе, и дело в том, что далеко не все микроорганизмы способны нормально жить в аквариуме, в частности бактерии разлагающие нитраты и нитриты работают только в анаэробной среде (при отсутствии кислорода). А вы будете создавать в вашем аквариуме зоны, где нет кислорода? Кроме того, что это достаточно сложно в небольшом объеме аквариумной системы, анаэробные процессы, неправильно запущенные и не контролируемые, крайне вредны для обитателей аквариума.
Поэтому, азотный цикл в аквариуме прерывается на стадии нитрата и дальше не идет. Что мы получаем? В аквариуме будут копиться продукты распада органики — аммиак, нитриты и нитраты. Частично они удаляются живыми растениями, если таковые в аквариуме есть, но в любом случае этого недостаточно.

Вы снова спросите, ну и что? Пусть себе копятся.
Пусть бы и копились на самом деле, если бы не одно НО! Все эти вещества — аммиак, нитрит, нитрат, являются ядовитыми, в большей или меньшей степени.
Что делать? Все просто — регулярные подмены воды в аквариуме вымывают накопившиеся продукты разложения. Только, бога ради, не меняйте воду полностью. Этим вы разрушите и без того хрупкую экосистему. Процентов по 30% еженедельно, обычно, более чем достаточно.
Проблема решена? Увы нет!
Аквариум — искусственная система, она в отличие от природы лишена механизмов саморегуляции и любое внешнее воздействие, будь то кормление, новые обитатели, даже новые декорации, изменение температуры и еще тысячи причин могут эту систему схлопнуть и обрушить. Это факт, с которым необходимо смирится аквариумисту, проблемы будут возникать. Но, не все так плохо. Современная аквариумистика нашла множество способов эти проблемы минимизировать и устранить. Главное их вовремя предугадать и выявить.

Что нужно контролировать? За чем следить?
Итак, мы определили, что такая полезная штука, разлагающая продукты жизнедеятельности в аквариуме, как азотный цикл, может доставлять массу проблем, если за ней не следить. Какие же параметры необходимо отслеживать, и что может произойти если они выйдут из-под контроля?
На схеме изображено изменнение содержания соединений азота в аквариуме с течением времени.

NH3/NH4 или аммиак/ аммоний это параметр значение которого важно, прежде всего, в новом аквариуме или аквариуме с неустойчивым балансом, например после применения лекарственных препаратов.
Аммиак — одно из трёх химических соединений азотного цикла, которые отслеживаются в аквариуме. Из всех трех (NH3, NO2, NO3) он возникает в аквариуме быстрее всего и действует на здоровье рыб максимально быстро. Токсичное действие аммиака поражает в первую очередь жабры рыб, в результате рыба погибает от нарушения дыхания. Если аммиак вовремя не выявить и не устранить, гибель может наступить в течение нескольких часов. Если аммиак находится в воде продолжительное время, даже в небольшом количестве, наступаю необратимые изменения жаберных лепестков, что существенно сокращает продолжительность жизни рыб.
Еще более чувствительны к продуктам азотного цикла беспозвоночные, смерть которых может наступить в течение часа при достаточно большой концентрации аммиака.
Некоторые причины появления аммиака (и нитрита) в воде
1) В новом аквариуме из-за не сформированного азотного цикла
2) При избыточном кормлении
3) Гниение органики в аквариуме( мертвые растения, рыбы, посторонние органические предметы)
4) Может содержаться в водопроводной воде. Повышение уровня аммиака регулярно наблюдается, например, в весенний период.

К счастью, скачки аммиака достаточно просто «лечатся», при помощи добавлений бактериальных культур и антиаммиачных препаратов или специальных наполнителей в фильтре, главное вовремя их отследить при помощи тестов на аммиак и принять меры.

Аммиачное поражение жаберных лепестков. Отчетливо видно покраснение из-за избытка кровеносных сосудов

Атрофия жаберных лепесков наступает через некоторое
время полсле поражения аммиаком.
Жабры в таком состоянии уже не способны выполнять
свою функцию

ВАЖНО! Аммиак значительно токсичнее аммония. По сути, это одно химическое вещество в разных состояниях и обе формы содержатся в воде одновременно. Важно соотношение этих форм! Что бы узнать это соотношение необходимо знать уровень кислотности в аквариуме, который измеряется тестом PH.

Нитрит( NO2) — второй продукт азотного цикла, образующийся из аммиака при окислении, определяется соответсвующим тестом на нитрит. В отличие от NH3, у нитрита токсичное действие проявляется не так моментально, однако ведет к не менее печальным последствиям.
Поражает в основном кровеносную систему, из-за чего, через некоторое время, у животного наступают необратимые патологические изменения в организме. Нитрит действует на эритроциты крови, превращая гемоглобин в метгемоглобин , который уже не способен эффективно выполнять функцию переноса кислорода и рыба погибает от кислородной недостаточности.

В стабильных и старых аквариумах нитрит обычно очень быстро нейтрализуется до менее токсичного нитрата, поэтому наиболее он опасен в новых аквариумах и аквариумах после перезапуска биологических циклов, например после лечения.

Способы нейтрализации нитритов примерно те же средства, что и для нейтрализации аммиака, чаще всего анитаммиачные препараты и наполнители действую и на нитрит.

Нитрат( NO3) — третий продукт незавершенного азотного цикла в аквариуме. Является наименее токсичным из всех трёх. Однако, учитывая, что он практически не перерабатывается в дальнейшие продукты из-за незавершенного цикла, он имеет тенденцию накапливаться, а в значительных объемах он уже оказывает угнетающее действие на животных в аквариуме. Особенно актуальна эта проблема с большим количеством рыбы и малым количеством живых растений, что очень часто наблюдается в так называемых малавийских цихлидниках .
Отслеживать уровень нитрата так-же важно в аквариумах с растениями, для контроля их роста. А также для предотвращения роста водорослей.
Снижается показатель NO3 проще всего регулярными подменами части воды на свежую, но существую и химические и биологические способы.

Небольшой вывод.
Аквариумная химия гораздо сложнее и многограннее, чем описано в этой статье. В аквариуме одновременно протекают тысячи процессов, которые так или иначе влияют на качество жизни его обитателей. Однако в большинстве случаев, аквариумисту любителю достаточно знать только наиболее знаковые параметры, к которым относятся и продукты азотного цикла. Это как букварь в школе, не зная букв, невозможно научиться читать.
Кроме азотных соединений, не менее важны и другие параметры pH , KH, GH, PO4, CO2. Но о них будут отдельные темы.

Источник: terrafood-shop.ru

Все об азотном цикле в аквариуме

Азотный цикл в аквариуме – важный компонент биологического равновесия. Он представляет собой процесс разложения аммиака и его продуктов. Если азотный цикл налажен, аквариум функционирует нормально. Нарушения в работе азотного цикла приводят к отравлению и гибели рыб, помутнению воды и росту водорослей.

Что такое азотный цикл

Аквариум представляет собой замкнутую экосистему. Задача аквариумиста – уравновесить ее баланс, чтобы поступающие с кормом азот и фосфор перерабатывались растениями, а непереработанные остатки органических соединений и образующиеся нитраты удалялись во время замены воды. Аммиак разлагается нитрифицирующими бактериями, обитающими в субстрате, поэтому важно создать в закрытом пространстве благоприятные условия для их роста.

Для начинающих азотный цикл в аквариуме можно представить как круговорот аммиака, нитритов и нитратов. В нем, помимо нитрифицирующих микробов, принимают участие все обитатели искусственного водоема – рыбки, растения, беспозвоночные.

Этапы азотного цикла

Чтобы понять, как поддерживать биоравновесие в закрытой экосистеме искусственного водоема, следует рассказать подробно об азотном цикле в аквариуме.

1. Несъеденные остатки корма, продукты жизнедеятельности водных обитателей, отмирающие растения являются источником ядовитого соединения азота – аммиака (NH3), а также его ионизированной формы – аммония (NH4). Нейтрализация аммиака происходит в ходе нитрификации – переработки этого токсичного соединения в менее опасные нитриты и нитраты.
2. Превращение аммиака в нитриты (NO2). Эту процедуру осуществляют аэробные нитрифицирующие бактерии Nitrosomonas, обитающие в грунте и в фильтре. Важно, чтобы в аквариуме присутствовало достаточное количество колоний этих бактерий. Для этого используют специальные биологические наполнители для фильтров с большой площадью поверхности, налаживают хорошую циркуляцию воды (через фильтр должно проходить не менее 3 объемов емкости в час) и поступление кислорода (насыщенность воды этим газом должна составлять не менее 4 мг/л). Кроме того, рН воды поддерживают на уровне 6,5-8,5 (оптимально – 7,1-7,8), а температуру – на уровне 25-30°С и не допускают ее резких скачков. Сильное понижение температуры приводит к временному торможению нитрификации.
3. Превращение нитритов в нитраты (NO3). Нитриты менее опасны, чем аммиак, но все еще токсичны для рыб. Нитрифицирующие микроорганизмы другого типа, Nitrobacter, перерабатывают их в нитраты. На деятельность этих бактерий оказывают отрицательное влияние замены большого объема воды, сифонка грунта, промывка фильтра водопроводной водой, использование лекарств и повышение концентрации в аквариумной воде аммиака.
4. Удаление нитратов. Это делают искусственным путем, регулярно подменивая воду в резервуаре. Кроме того, нитраты утилизируются живыми растениями.
5. Денитрификация – образование газообразного азота (N2). Этот процесс осуществляют анаэробные денитрифицирующие бактерии, которые обитают в глубоких слоях грунта. Они превращают нитраты в газообразный азот, который легко улетучивается в атмосферу.

Срок установления в новом аквариуме

Азотный цикл в новом аквариуме обычно устанавливается в течение 4-6 недель. В это время можно наблюдать такое явление, как «синдром нового аквариума». Оно связано с незрелостью экосистемы и малым количеством колоний нитрифицирующих бактерий, которые не справляются с утилизацией образующихся ядовитых азотистых соединений, в результате чего концентрации аммиака и нитритов повышаются до уровней, смертельных для живых организмов.

Опасность отравления

Уровень азота в аквариуме контролируют с помощью специальных тестов. Содержание аммиака и аммония должно равняться 0. Допустимая концентрация в аквариуме нитритов – 0,2 мг/л. При перекорме, перенаселении, недостаточной фильтрации и аэрации, малом количестве грунта, подмене большого объема воды бактерии не успевают справляться с поступающими азотистыми соединениями, и их концентрация в воде возрастает. При отравлении аммиаком у рыб развиваются следующие симптомы:

• слизь на теле;
• чесание о грунт и декорации;
• покраснение жабр;
• кровоизлияния в жабрах и у основания плавников;
• тяжелое дыхание.

Вода при этом приобретает белесый оттенок, а при сильном отравлении – желто-коричневый оттенок и гнилостный запах.

При отравлении нитритами наблюдают регулярную гибель отдельных рыбок, вялость и снижение аппетита, сжатие плавников, небольшое количество слизи на теле.

Для устранения проблемы рыб не кормят 2-3 дня, подменивают ежедневно 1/4 объема свежей водой, нормализуют фильтрацию и аэрацию. В фильтр помещают цеолит, который поглощает NH3. Можно также добавлять в воду специальные препараты.

Заключение

Установление азотного цикла – важный этап, позволяющий обеспечить биологическое равновесие искусственной экосистемы. Следует помнить, что обезвреживание соединений азота происходит за счет деятельности бактерий, обитающих в фильтре и субстрате и чувствительных к колебаниям параметров воды. Помимо условий среды, количество этих микроорганизмов зависит от числа гидробионтов в аквариуме. Поэтому при резком увеличении количества рыб возможно повышение концентрации азотистых соединений, так как бактериям нужно время для размножения.

Если Вам понравилась статья или есть, что добавить, оставляйте свои комментарии.

Источник: fishgorod.ru

Вопрос 3. Рассмотреть обитателей аквариума и составить схему круговорота кислорода в нем. Объяснить, почему необходимо переодически накачивать в аквариум воздух

Все живые организмы дышат, поглощая кислород и выделяя углекислый газ. В процессе фотосинтеза продуценты (водные растения, одноклеточные и многоклеточные зеленые водоросли) выделяют в окружающую среду кислород, являющийся побочным продуктом фотосинтеза. Образовавшийся кислород поглощается всеми обитателями аквариума, включая и сами растения. Кислород расходуется на биологическое окисление органических веществ клетки, в результате чего образуется энергия, необходимая для жизнедеятельности организмов.

Аквариум является лишь моделью экосистемы, в которой нет равновесия между производством и потреблением кислорода, поэтому необходимо периодически накачивать в аквариум воздух с помощью компрессора.

Билет № 11

Вопрос 1. Деление клеток – основа размножения и роста организмов. Роль ядра и хромосом в деление клеток. Митоз и его значение

Увеличение числа клеток происходит в результате их деления. Различают три способа деления клеток: амитоз (прямое деление), митоз (непрямое деление) и мейоз.

Жизнь клетки от одного деления до другого, включая само деление, составляет митотический, или клеточный, цикл. После окончания деления клетка вступает в интерфазу, которая длится до начала следующего деления и включает три периода.

Пресинтетический период. В этом периоде через синтез белков реализуется наследственная информация. Количество и состав белков определяются хромосомной ДНК. Белки-ферменты направляют все процессы в клетке.

Синтетический период. В ядре идет синтез ДНК. Число молекул ДНК в каждой хромосоме удваивается, при этом число хромосом в ядре не изменяется. Удваиваются центриоли клеточного центра.

Постсинтетический период. Продолжается синтез белков и накопление энергии. Заканчивается подготовка к делению, которым и завершается интерфаза митотического цикла.

В подавляющем большинстве клеток деление в дальнейшем протекает по типу митоза. За исключением некоторых деталей, он однотипен как в животных, так и в растительных клетках.

Митоз (от греч. «mitos» – нить), или непрямое деление клетки, представляет собой непрерывный процесс, в результате которого происходит точное равномерное распределение наследственного материала, содержащегося в хромосомах, между двумя вновь возникающими клетками. В этом состоит биологическое значение митоза. Митоз состоит из следующих фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы.

Профаза– самая длительная фаза митоза. Хромосомы спирализуются и утолщаются.

К концу профазы хорошо заметно, что каждая хромосома состоит из двух тесно соприкасающихся друг с другом хроматид. Обе хроматиды соединяются одним общим участком – центромерой, начинают постепенно передвигаться к клеточному экватору. В середине или конце профазы исчезают ядерная оболочка и ядрышки.

Во время метафазы хромосомы становятся двуплечими. Своей центромерой они прикрепляются к нити веретена. Все хромосомы располагаются в экваториальной плоскости ядра, свободные их концы направлены к центру ядра. Наступает период анафазы.

Вслед за делением центромер начинается расхождение хроматид, ставших теперь отдельными дочерними или сестринскими хромосомами, к противоположным полюсам. Так как из каждой хромосомы возникли две совершенно одинаковые хроматиды, то в обеих образовавшихся дочерних клетках будет одинаковое число хромосом, равное диплоидному числу исходной материнской клетки.

Анафаза заканчивается сближением хромосом у полюсов. В конце анафазы начинается раскручивание (деспирализация) хромонемных нитей, и хромосомы, отошедшие к полюсам, в это время менее четко видимы. Телофаза – последняя фаза митоза.

В этой фазе продолжается деспирализация хромосомных нитей, и хромосомы постепенно становятся более тонкими и длинными, приближаясь к тому состоянию, в котором они были в профазе. Образуется ядерная оболочка, формируется ядрышко. В это время завершается деление цитоплазмы и возникает клеточная оболочка. Обе новые дочерние клетки вступают в период интерфазы. Весь процесс митоза протекает обычно в течение 1–2 ч. Продолжительность его зависит от вида и возраста клеток, а также от внешних условий, в которых они находятся (температурный и световой режим, влажность воздуха и т. д.).

Источник: studfile.net