Az alábbiakban “Randy Holmes-Farley Gondolatok a tápanyag-cél tartományokról” című cikkének fordítását olvashatjátok, amelyet a https://www.reef2reef.com/ fórumon osztott meg 2025.02.03-án.
A cikk írójáról:
Randy Holmes-Farley már több mint 20 éve szolgál, mint a hobbi egyik legismertebb kémikusa. Nevéhez számtalan cikk, tudományos publikáció, és védjegy köthető. Jelenleg a reef2reef fórumon vezeti a saját tengeri akváriumi kémiával foglalkozó fórum szekcióját, ahol több ezer akvaristának segített már.
Több infó a tudományos munkásságáról itt: https://www.linkedin.com/in/randyholmesfarley/
Szinte semmi sem okoz annyi vitát a tengeri akvarisztika kémiájának világában, mint a nitrát- és foszfát tartományok kiválasztása és fenntartása. Néhány akvarista alacsony célértékeket szeretne, néhányan magas célértékeket, néhányan egy bizonyos arányt, mások pedig csak tudni akarják, hogy mi a fene folyik itt. Aztán jönnek a beavatkozások, sokan szeretnék növelni a N- és P-tartalmat, sokan pedig csökkenteni, és bármelyiket is akarják tenni, az akvaristáknak a lehetséges akciók széles skáláját kell áttekinteniük. Vannak nagyszerű akváriumok nagyon alacsony tápanyag szintekkel, és vannak nagyszerű akváriumok nagyon magas tápanyag szintekkel. Nem feltétlenül kell azonban feltételeznünk, hogy ugyanaz az akvárium a tartományok mindkét szélső értékénél ugyanolyan jól működik.
Nekem nincs semmilyen varázsreceptem, vagy céltartományom. Bár a cikk végén adok néhány javasolt célértéket, leginkább azzal szeretnék foglalkozni, hogy miért van olyan sok akvaristának olyan sokféle elképzelése arról, hogy mi a legjobb a rendszerüknek. Más szóval, vajon a korallok tápanyagfelvételének tudományában gyökerezik-e ez?
1. ábra. Egy Richard Ross által fenntartott, nagyon magas tápanyagtartalmú rendszer, ahol a nitrát néha 100 ppm és a foszfát 1 ppm felett van. Részletek ezen a linken:
https://www.reef2reef.com/threads/rich-ross-home-tank-guess-the-phosphate.296635
Ahogy belemegyünk az okokba, amiért az akvaristáknak eltérő véleménye lehet arról, hogy mi működik a legjobban a rendszerükben, ugorjuk át azokat a véleményeket, amelyek abból származnak, hogy valahol olvasták, mi a legjobb. Lehet hogy igazuk van, vagy tévednek, de nem olyan érdekes megpróbálni elemezni őket. Ehelyett koncentráljunk a valódi okokra, amelyek miatt egy adott akvaristának helyes elképzelése lehet arról, hogy mi a legjobb a rendszerében, és hogy ez a helyes vélemény miért térhet el nagymértékben egy másik akvarista véleményétől. Ez az információ segíthet a akvaristáknak abban, hogy a saját rendszerükben mi a legjobb, függetlenül attól, hogy mások mit ajánlanak.
1. Az első, és nagyon nyilvánvaló ok, amiért az akvaristák vitatkozhatnak arról, hogy melyik szint a legjobb, az lehet, hogy azért van, mert olyan élőlényeket tartanak, amelyek különböző képességekkel rendelkeznek, hogy azonos nitrát- és foszfátszintekből kivonják, amire szükségük van. Gyakran hangoztatják, hogy „a lágykorallok a magasabb tápanyag szinteket részesítik előnyben”, de hogyan lehetséges ez, és miért lenne ez igaz?
Először is, igaz-e, hogy a különböző korallok különböző tápanyag színeket kedvelnek? A leegyszerűsített válasz igen, a különböző fajok eltérő képességekkel rendelkeznek a tápanyagok összegyűjtésére (mind laboratóriumban, mind a terepen), bár az összehasonlító adatok nagyon gyéren állnak rendelkezésre. A természetes környezetben például a lágykorallok és az acroporák eloszlása néha összefügg a tápanyag szintekkel. Ez a linkelt cikk azt mutatja, hogy Indonézia egyes szigetein a lágykorallok túlsúlya nagyobb a magasabb nitráttartalmú területeken, míg az acropora a magasabb foszfáttartalmú helyeken dominál. Természetesen vannak más tényezők is, és lehetetlen csak egy tényezőt kiemelni. Mindazonáltal a vizsgált tényezők közül a tápanyagok tűnnek a koralltípusok egyik legjobb előrejelzőjének a különböző vizsgált helyeken.
https://aquapublisher.com/index.php/ijms/article/html/1476
Míg ez az acropora vs. lágykorall megkülönböztetés elég erős a vadonban történő azonosításhoz, a fajok szintjére való lebontás a fajok előfordulásának szempontjából a különböző tápanyagellátottságú helyeken még nem került alapos értékelésre. Mindazonáltal nincs okunk feltételezni, hogy a korallok nem különböznek jelentősen a különböző tápanyagkörnyezetek iránti preferenciáikban a következő néhány szakaszban tárgyalt okok miatt.
Mind a nitrátot, mind a foszfátot a korallok és más élőlények aktív transzporterek segítségével veszik fel az akvárium vizének kitett felületükön. Ezek a transzporterek olyan fehérjék, amelyek valamiféle membránt képeznek a korall test belseje és a külső környezet között. Megkötik a foszfátot vagy nitrátot a külső oldalon, és belsejébe ürítik. Minden organizmus rendelkezik ilyenekkel, a baktériumoktól az emberekig. A szervezetek e transzporterek számának és típusának beállításával szabályozzák a felvételüket, és a koralloknál egyértelműen kimutatták ezeket a jelenségeket. Ez a linkelt cikk például a Stylophora pistillata kemény korall felvevőképességének ilyen irányítását mutatja be.
Valóban, azok a korallok, amelyeket a felvételi kísérlet előtt 1 és 3 nappal etettek, 42, illetve 19%-kal lassabban vették fel a foszfátot, mint azok a korallok, amelyeket 21 nappal korábban etettek.
…az ammónium telített felvételi sebessége 2,5-szeresére nőtt 3,0 μmol l-1 foszfát jelenlétében, ami arra utal, hogy a korallok vagy szimbiontáik nem rendelkeztek intracelluláris foszfáttal, hogy kihasználják a környező közegben oldott szervetlen nitrogénvegyületek előnyeit.
Sok ilyen transzportfehérje létezik, és mind az azonosságuk, mind a számuk meghatározza, hogy egy szervezet mennyire hatékonyan tudja felvenni azt, amire szüksége van egy másikhoz képest. A végeredmény az, hogy mondjuk 0,01 ppm foszfát mellett az egyik szervezet megkaphat mindent, amire szüksége van, míg egy másik nem tudja kielégíteni a foszfátszükségletét. Ez a felvételi transzporterek jellegéből és számából adódik, a szállított ion iránti teljes igényéhez viszonyítva.
Az alább linkelt cikk érzékelteti a foszfát összetettségét és szabályozását egyetlen jól tanulmányozott baktérium rendszerben. Az általunk tartott tipikus korallok esetében hiányzik ez a szintű részletes információ.
https://www.mdpi.com/1422-0067/22/3/1129
Mindazonáltal vannak információk a korallok foszfáttranszportjáról és szabályozási mechanizmusairól, mint például ez a cikk a Stylophora pistillata-ról:
https://hal.science/hal-04145621/document
belőle:
Eredményeink aktív foszfáthordozók jelenlétét mutatták mind az állati, mind az algás frakciókban…
A transzporterek az állati és az algákban eltérő affinitást mutattak a foszfáthoz,…
A foszfát felszívódásának sebessége megnőtt a fényben,…
Összefüggést találtak a foszfátfelvételi sebesség és a korallok szerves vagy szervetlen táplálkozási története között; az arányok valóban 4,6-szor magasabbak voltak a 8 hetes éheztetett, mint a táplált koralloknál, és függött a szimbiontákon belüli foszforkészletek feltöltöttségi állapotától is….
Az a tény, hogy a felvétel a táplálkozási előzményekkel együtt változott, azt jelenti, hogy a koralloknak vagy a foszfáttranszporterek számát, vagy a típusát, vagy mindkettőt meg kellett változtatniuk. Ez az eredmény arra is utal, hogy miért lehet nagyon nem kívánatos a foszfát túl gyors csökkentése: a korallok szenvedhetnek, miközben megpróbálják növelni a képességüket, hogy az új, alacsonyabb szintről megkapják, amire szükségük van. Hasonlóképpen a tápanyagok emelésével (ami inkább a alkalinity túl gyors emelésével tűnik problémának, de ez ugyanaz a történet): a korallok nem tudják elég gyorsan visszaszabályozni a felvételüket, és többet vehetnek fel valamiből, mint ami jó lenne nekik (mint egy éhező ember a büfében).
Az alább linkelt cikk még világosabban mutatja, hogy a tápanyagfelvétel mennyire bonyolult lehet a koralloknál: egy eredetileg egy Montipora verruciosa korallból azonosított dinoflagellata szimbionta típusról kimutatták, hogy sokféle transzportert tud használni, és ezek különbözhetnek a többi korall által használt transzporterektől:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969720354358
belőle:
Ezenkívül ez a faj nagymértékben duplikált tápanyagtranszporterekkel rendelkezik, beleértve 13 foszfáttranszporter gént, 62 NO3- transzporter gént és 84 NH4+ transzporter gént, ami magasabb, mint más algafajokban.
2. ábra. A Reef2Reef Tusi nevű tagjának alacsony nitráttartalmú rendszere. A cikk írásakor 0,05 ppm foszfátot és 0,5 ppm nitrátot jegyzett. Ez a tag a baktériumok és szén dózisolásával növelheti a biológiailag elérhető baktériumtáplálékot, amely részben biztosíthatja a korallok számára szükséges N egy részét. LINK
2. Amellett, hogy a különböző akvaristák különböző organizmusokat használnak annak értékelésére, hogy mi a legjobb a tápanyag szempontjából, sok különböző végeredmény van, egyes akvaristák más-más végeredményre összpontosíthatnak, mint más akvaristák, még akkor is, ha ugyanazt a korallt és annak helyi környezetét értékelik. Néhány ezek közül:
- Polipok kinyílása
- Növekedési ütem
- Szín
- Kártevő algák
- Kártevő dinoflagellák
- Kártevő cianobaktériumok
- Kártevő diatomok
- Egyéb
Mindegyikhez saját komplex világ kapcsolódik. Csak véletlenszerűen kiválasztva egyet, a polipok kinyílását, könnyen láthatjuk, hogy egy adott akvarista értékelése egy adott korallról eltérhet egy másik akvarista értékelésétől ugyanannál a korallnál, ha különbségek vannak a világításban, az áramlásban, a halak csipegetésében, más vegyszerekben, a pH-ban stb., amelyek mind hatással vannak a polipok kinyílására. Még ha a foszfát vagy a nitrát hatással is van a polipok kinyílására, ez a többi tényező nagyobb hatása alatt zajként elveszhet.
Ugyanez a fajta változékonyság igaz az összes többi végeredményre is. Egy másik példaként, a rendelkezésre álló tápanyagok szükségessége a dinoflagellata kártevők megelőzése érdekében a csupasz felületű új akváriumokban nagyon eltérő lehet egy régebb óta üzemelő akváriumtól, ahol nincsenek olyan szabad felületek, ahol a dinoflagellák megtelepedhetnek. Ha a dino-kártevők megelőzésének egyik módja az ugyanezen felületeket elfoglaló, kevésbé zavaró organizmusokkal – mondjuk baktériumokkal, diatómákkal vagy zöld algákkal – való versengés, akkor az adott rendszer számára előnyös lehet a magasabb tápanyagszint a versengés elősegítése érdekében, míg más, fedetlen felületek nélküli vagy érettebb mikrobiommal rendelkező rendszereknek nincs szükségük ugyanilyen tápanyagszintre a dino-kártevők elkerülése érdekében.
3. Egy másik tényező, amely akváriumonként eltérő lehet, hogy egy adott korallnak mennyi N-re és P-re van ténylegesen szüksége ahhoz, hogy növekedjen az adott rendszerben. Elfogadva, hogy az olyan tényezők, mint a megvilágítás, a pH, a alkalinity, az áramlás és a nyomelemek potenciálisan befolyásolhatják a korallok növekedési sebességét, az a sebesség, amellyel ugyanezeknek a koralloknak N és P felvételére van szükségük, ezektől a körülményektől függően változhatnak. A gyorsabb növekedés azt jelenti, hogy több N-re és P-re van szüksége az új szövetek felépítéséhez. A nagyobb N- és P-szükséglet más optimális nitrát- és foszfátszintet jelenthet a vízben ahhoz, hogy megkapja, amire szüksége van. Így amikor az egyik akvarista azt mondja, hogy 0,03 ppm foszfát a legjobb növekedést eredményezi, egy másik pedig azt mondja, hogy nem, ő ugyanannak a korallnak a növekedését 0,2 ppm foszfát mellett látja jobbnak, akkor a különbség a két rendszerben eltérő bármelyik vagy valamennyi fenti és egyéb tényezőben rejlik.
4. A foszfátról ismert, hogy közvetlen és negatív hatással van a keménykorallok vázának növekedésére. Ez a linkelt cikk például azt állítja
… eredményeink azt mutatták, hogy a korallváz kialakulásának gátlása a foszfátnak a vázra történő felszívódásának köszönhető, ami szervetlenül gátolta a fiatal korallváz normális fejlődését.
https://link.springer.com/article/10.1007/s10126-019-09880-3
Az implikációnak, hogy a foszfát gátolja a csontvázképződést, több implikációja is van:
- Az akvaristák, akik egy keménykorallos és egy lágykorallos akvárium optimális szintjéről beszélnek, már csak ezért is (talán sok más ok mellett) eltérő következtetésekre juthatnak.
Azok az akvaristák, akik csak keménykorallokról beszélnek, elsősorban a növekedéssel foglalkozhatnak (talán az emelkedett foszfátot rossznak tartják), míg mások, akik szintén csak keménykorallokra hivatkoznak, más végeredményekkel foglalkozhatnak, mint például a szín vagy a polipok kinyílása (amelyeknek nem biztos, hogy következményei az emelkedett foszfátnak).
5. A tápanyagszintek sokféle módon befolyásolhatják a akváriumi mikroorganizmusokat, beleértve a korallok kórokozóit is. Ezek a mikrobiom-változások hatással lehetnek a korallokkal kapcsolatos közvetett tényezőkre is, mint például a nyomelemek elérhetőségére (a mikroorganizmusok felvétele révén, és így a korallok számára kevésbé marad meg), valamint a korallok táplálkozására az említett mikroorganizmusokkal.
Ez a linkelt cikk például a tápanyagok mikrobiomra gyakorolt hatását tárgyalja a part menti lefolyással összefüggésben, és azt sugallja, hogy a foszfát nagyobb tényező, mint a nitrát egy bizonyos korallkórokozó számának növekedése szempontjából.
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8902694
A tápanyagok mikrobiomhatásának számos implikációja van a tárgyalt témára nézve.
- A tápanyagszintek hatása a korallok egészségére akváriumonként eltérő lehet, attól függően, hogy milyen mikroorganizmusok vannak jelen a környezetben.
- E hatások némelyike (például a nyomelemek biológiai hozzáférhetősége) „korrigálható” a szükséges nyomelemek adagolásával vagy elegendő részecske táplálással (például fitoplanktonnal).
6. Végül, és ami nagyon fontos, a nitrát és a foszfát messze nem az egyetlen N- és P-forrás egy akváriumban. Talán nem is ezek a leginkább használt források. Egyéb N-források közé tartozik az ammónia (amelyet a legtöbb vizsgált korall a nitráttal szemben előnyben részesít), a urea/karbamid(a halak által ürített szerves anyag), az aminosavak, más oldható szerves anyagok és részecskék, beleértve a törmeléket és az egész fitoplanktont, zooplanktont, baktériumokat és más szervezeteket. Hasonlóképpen a foszfátnak is számos formája áll rendelkezésre, többnyire oldott és részecskés szerves anyagokat és mikroorganizmusokat is beleértve. Valójában a részecskés táplálékok korlátozott elérhetősége az akváriumokban valószínűleg az egyik oka annak, hogy az óceáni nitrát- és foszfátszintek akváriumokban történő utánzására tett korai erőfeszítések rossz eredményekhez vezettek. Egyszerűen nem engedtük meg, hogy elegendő N és P álljon rendelkezésre.
Az implikációkkal az akvaristáknak kritikusan tisztában kell lenniük:
- A nitrát szintje rossz mutatója a teljes N biológiai hozzáférhetőségének.
- A foszfát szintén nem biztos, hogy jó mutatója a teljes P elérhetőségnek.
- Az az állítás, hogy mondjuk 0,5 ppm nitrát bőséges, nem extrapolálható az eredeti akváriumtól eltérő akváriumokra az 1. pontban említett okok miatt. Ugyanez vonatkozik a foszfátra is.
- Hasonlóképpen, azok az állítások, amelyek szerint a 10 ppm nitrát sokkal jobb, mint a 2 ppm, szintén nehezen általánosíthatók az akváriumokra az említett okok miatt.
- Általánosságban elmondható, hogy néhány ppm nitrátra nincs szükség, vagy a korallok egyáltalán nem használják azt bizonyos rendszerekben, de biztosíték, hogy elegendő N van.
Hogyan használjuk ezt az információt
Folytathatnám tovább és tovább ezeket a témákat, és a vita egyre inkább elszakadna a hétköznapi akvaristák tapasztalataitól, ezért koncentráljunk arra, hogyan lehet használni az eddig leírt információkat, néhány nagyon konkrét helyzetet vizsgálva.
1. Az algák növekedésének korlátozása a tápanyagok korlátozásával természetesen működik, de hacsak nem különleges körülmények között történik, általában korall problémákat kockáztat, mivel nem kapnak elég tápanyagot, vagy dínó problémákat, mivel alacsonyabb szinten növekednek, mint más versenytársak, akiket inkább szeretnél.
A forgatókönyvek, ahol ez működik, azok, ahol minden fotoszintetikus organizmus, amit akarsz, elegendő részecskés táplálékot kap a N és P ellátásához. A legtöbb algafaj nem képes részecskéket fogyasztani, így el lehet érni, hogy néhány korall olyan alacsony nitrát/foszfát tartalmú helyzetekben is jól fejlődjön, ahol az algák nem tudnak boldogulni. A Zeovit módszer ezt úgy teszi, hogy különböző típusú szerves anyagokat (baktériumokat, esetleg más anyagokat) biztosít. Nem minden korall képes könnyen fogyasztani a részecskés táplálékot, ezért az algák kezelésének ez a módja kihívást jelent, és gyakran kudarcot vall. Személy szerint úgy gondolom, hogy a növényevők sokkal nagyobb valószínűséggel érnek el sikert.
2. Ha magas nitrát- vagy foszfáttartalmú helyzetben vagy, és azon gondolkozol, hogy szükség van-e a szintek csökkentésére, tegyél egy lépést hátra, mielőtt cselekednél. Az általam végzett közvélemény-kutatások szerint több probléma származik az ilyen szintek csökkentéséből, mint magukból a szintekből. Néhány mesés akváriumban 1 ppm feletti foszfát és 100 ppm feletti nitrát volt. Ez nem jelenti azt, hogy ez mindig jó ötlet, de azt jelenti, hogy nem biztos, hogy az ilyen szintek az okai annak az egy-két korallnak, amelyik rossz polip kinyílást mutat. Vedd figyelembe az egyéb tényezőket is. Ha mégis csökkented a szinteket, ami egy jó ötlet, akkor nagyon lassan csináld. Adj időt a koralloknak, hogy alkalmazkodjanak a transzportolási képességeikkel. Tervezz hetekkel, ne órákkal vagy napokkal egy nagy mértékű csökkentéshez.
3. Ha valaki azt állítja, hogy egy alacsony nitrátszint remekül működik, azt nem szabad bizonyítékként venni arra, hogy te is erre a szintre csökkentheted, és remekül fog működni. Lehet, hogy náluk sokkal több más N-forrás, például ammónia áramlik a rendszeren keresztül. Nincs egyszerű módja ennek tesztelésére, de azoknál az embereknél, akik hanyagul etetnek, vagy sok haluk van, szükségszerűen sokkal több rendelkezésre álló ammónia lesz, mint azoknál, akik sokkal kevesebbet etetnek. Lehet, hogy a koralljaik csak felveszik az ammóniát, mielőtt az nitráttá alakulna. Ugyanez igaz lehet az alacsony foszfát- és táplálékmennyiségre, mint például a fitoplankton vagy a baktériumok, amelyek P-t (és N-t) szállítanak a koralloknak.
4. Milyen célok tűnnek ésszerűnek? Ez természetesen az összes többi tényezőtől függ, például a korallok típusától, az ammónia elérhetőségétől, a részecske tápláléktól stb. Azonban egy érett vegyes korallosakvárium esetében én személy szerint így csinálnám:
- A nitrátot 5 ppm és 50 ppm között hagynám lebegni. Ebben a tartományban kíméletes exportot alkalmaznék, például makroalga termesztéssel.
- 50 ppm felett már inkább a csökkentésére koncentrálnék, szerves szén adagolásával, gyep(turf) vagy makroalga termesztéssel stb.
- 5 ppm alatt elkezdenék ammóniát adagolni vagy többet etetni. A célszint alacsonyabbra csökkenhet, ha ammóniát adagolunk, csakúgy, mint magas import/export esetében, ahol a nitrátra nincs akkora szükség.
- A foszfátot hagyjuk lebegni körülbelül 0,06 ppm és 0,3 ppm között. Ez a tartomány magasabb, mint amit a múltban ajánlottam. Én ebben a tartományban kíméletes kivitelt alkalmaznék, például makroalgák termesztésével.
- Kb. 0,3 ppm felett már inkább a csökkentésére koncentrálnék, gyep(turf) vagy makroalga, vagy kötőanyag, mint a GFO vagy a lantán (ennek megvannak a maga kockázatai a doktorhalakra nézve). Ha kötőanyag: LASSAN CSINÁLD. A gyep és a makroalga általában elég lassú.
- 0,06 ppm alatt elkezdenék nátrium-foszfátot adagolni vagy többet etetni, hogy a szint emelkedjen.
Nem várom, hogy ez a cikk csökkentse a vitákat az optimális tápanyagszintekről a korallos akváriumokban , de remélem, hogy legalább segíthet az akvaristáknak megérteni, hogy miért van ilyen vita, és potenciálisan hogyan lehet áttörni azt, hogy javaslatokat kapjanak a saját rendszereikhez.
Boldog tengerizést!
This translation was created by a hobbyist and may contain inaccuracies. For the original source, please visit:
Ez a fordítás egy hobbista által készült, és tartalmazhat pontatlanságokat. Az eredeti forrást itt találod:
Forrás
