Bardzo często słowa tytułu goszczą na ustach akwarystów”nie rosną ci rośliny w nowo założonym akwarium, bo nie ma równowagi biologicznej”, albo – „zazieleniła się woda w zbiorniku, bo została zachwiana równowaga biologiczna” lub też – „ryby nie czuja się najlepiej, nie błyszczą pełnymi kolorami, tulą płetwy – doprowadź do równowagi biologicznej w swoim akwarium”.
Znawcy tematu kiwają ze zrozumieniem głowami, a pozostali najczęściej nowi adepci trudnej dziedziny, jaką jest akwarystyka, głowią się na czym to polega.
W swym artykule spróbuję określić, co to jest równowaga biologiczna i jakich warunków należy dopełnić, aby ją osiągnąć.
Fizykowi kojarzy się ona ze stanem statycznym np. kulki w okrągłodennym naczyniu, bądź też z wahadłem. Przy potrąceniu oba te elementy wykonują ruchy wokół określonego punktu, by wreszcie w tym punkcie zatrzymać się. Jest to ich punkt równowagi.
Niestety, w świecie ożywionym taka prosta równowaga nie istnieje; w przyrodzie odbywa się słały ruch – i to zawsze w jednym kierunku. Przemiany materii i energii – raz zapoczątkowane – już do punktu startowego powrócić nie mogą (przynajmniej wprost). Po tym stwierdzeniu przejdę do omówienia modelu równowagi biologicznej – posługując się przykładem… dziurawego garnka.
Wyobraźmy sobie, że do owego garnka leci manna z nieba (rys. 1). Wyobraźmy sobie dalej, że pod dziurą w garnku siedzi rodzina i zjada spadającą mannę. Zakładamy, że nic się nie zmienia, oprócz szybkości dopływu manny. Przy bardzo małym dopływie rodzina nam chudnie i garnek (spiżarnia) nie napełnia się. Przy większym dopływie (rys. 2), takim samym jak dopływ do żołądków, mamy do czynienia z równowagą pokarmową. Jakże ją jednak łatwo zburzyć – wystarczy chwilowy brak dopływu manny, by rodzina była głodna.
Przykład następny (rys. 3): większy dopływ pokarmu powoduje, że mamy pełne brzuchy, a w garnku gromadzi się zapas. Rodzina żyje szczęśliwa i planuje potomstwo. Po pewnym jednak czasie (rys. 4) garnek napełnia się po brzegi, manna sypie się ze wszystkich stron, powodując katastrofalny przesyt. Jednakże wystarczy, by rodzina powiększyła się, aby znów zapanowała równowaga biologiczna. W naturze, nie zakłóconej sztuczną ingerencją, do określonej ilości pokarmu prawa przyrody dostosowują wielkość „garnka” i wielkość w nim dziury. „Ustawiają” też wiele garnków – jeden nad drugim – z których każdy jest bazą pokarmową dla rodziny będącej poniżej, w drugim garnku. Ta z kolei rodzina jest jednocześnie pokarmem dla następnej, mieszkającej w niższym naczyniu (rys. 5); np. bakterie, niżej rozwielitki, niżej ryby.
Odnieśmy powyższe rozważania do naszego akwarium. Dzieje się w nim podobnie. Doprowadzamy tu pokarm oraz energię: cieplną – np. przez grzałkę, grzejące żarówki czy świetlówki, lub poprzez ciepłe otoczenie; świetlną np. światło dzienne lub sztuczne. Sam pokarm to materia i zawarta w nim energia chemiczna. Wszystkie te czynniki, wprowadzone do modelowego akwarium, najpierw się magazynują w postaci rosnących ryb i roślin, osadzającego się mułu oraz w postaci rozwijających się bakterii – mieszkańców, jak się dalej okaże, niesłychanie ważnych, a najczęściej niedocenianych. Powiedziałbym, że mikroorganizmy te spełniają najważniejszą rolę w akwarium ozdobnym, zwanym czasem holenderskim. Traktując akwarium jako „dziurawy garnek” a hodowlę jako „rodzinę” stwierdzamy, że tyle, ile sumarycznie zostało wprowadzonej materii w pokarmie i energii całkowitej, tyle hodowca musi usunąć w postaci młodych ryb, rozrośniętych roślin czy mułu z dna akwarium. Ale kiedy wiadomo, co należy usunąć a czego dodać, by nie nastąpiła katastrofa, np. w postaci zazielenienia wody? (a jest to typowa katastrofa wynikająca z nadmiaru substancji pokarmowych w wodzie). W warunkach domowych ani mierzenie ani ważenie wszystkich składników, pomijając trudności techniczne, nie ma sensu. Możemy natomiast mierzyć temperaturę wody, która jest miarą magazynowanej energii cieplnej. Od ilości tej energii, czyli od poziomu temperatury, zależy szybkość prawie wszystkich procesów biologicznych zachodzących w akwarium. Odnosząc to do przykładu z garnkiem; energia cieplna to ów otwór w garnku – podwyższając lub obniżając temperaturę regulujemy tempo przemian biologicznych w akwarium. Najprostszy przykład: jeżeli nie możemy zapewnić rybom dostatecznej ilości pożywienia, obniżamy temperaturę – ryby schudną wtedy znacznie mniej, niż gdyby głodowały w temperaturze wysokiej. Jakie ilości pokarmu i o jakim składzie dawkować, by zachować omawianą równowagę? Musimy dojść do tego doświadczalnie, przez obserwację zachodzących przejawów; korzystnych i niekorzystnych procesów w zbiorniku. Problem zobrazuję przykładem przepływu – przez środowisko akwarium – węgla, głównego pierwiastka, z którego zbudowany jest świat istot żywych. I znowu połączę ten przykład z modelem „garnka”. Muł denny, a właściwie całe podłoże spełniać będzie rolę „garnka”. „Manna” to węgiel w najróżniejszych postaciach. Osad denny spełnia – nie tylko w akwarium ale i w stawach czy jeziorach – olbrzymią, wręcz fundamentalną rolę jako magazyn nie tylko węgla ale i innych biogenów, wchodzących w skład żywych organizmów wodnych. Odbiorcami, czyli „rodziną” są w akwarium rośliny. Raz są to pożądane przez nas rośliny zdobiące zbiornik, innym razem są to glony, mocno przez nas niekochane. Węgiel dostaje się do zbiornika kilkoma drogami: jako dwutlenek węgla – CO2 – przez kontakt lustra wody z powietrzem i przez mechaniczne napowietrzanie. Ilość w ten sposób wprowadzonego CO2 zależy od temperatury – i przy 20°C wynosi 0,44 mg/l czyli wagowo w wodzie mieści się go tysiąc razy mniej, niż w powietrzu. Jest to przy tym ilość niezmiernie mała w ogólnym bilansie. W zależności od twardości węglanowej wody, wpływa do akwarium węgiel w postaci kwaśnych węglanów. Ta posłać węgla jest bardzo istotna dla wielu glonów. Wielokrotnie większą ilość tego pierwiastka wprowadzamy z pokarmem. Ryby zawarty w pokarmie węgiel częściowo magazynują, częściowo wydalają – w postaci CO2 – przez skrzela i skórę, lub w postaci mocznika, a najwięcej w postaci niestrawionych resztek pokarmu – i to tym więcej – im więcej w diecie ryby jest pokarmów roślinnych, balastowych. To jest właśnie owa „manna”, lecąca do „garnka”. A co dzieje się w „garnku”? Osadzony na dnie muł podlega przeróbce przez bakterie. Od nas zależy, jakie bakterie będą w tym uczestniczyły. Jeżeli podłoże w zbiorniku będzie słabo przepuszczalne, np. drobny piasek, czy ziemia z dużym udziałem gliny, jeżeli woda nad nim będzie w bezruchu, a jednocześnie mułu będzie dużo – rozwiną się bakterie beztlenowe, które uwolnią z niego węgiel pod postacią nieprzyswajalną lub trującą dla roślin: np. metanu, fenolu, alkoholi. Przy okazji wytwarza się siarkowodór – silna trucizna, której związki barwią osad denny na czarno. Jeżeli dno będzie porowate (np. żwir), woda będzie dobrze natleniona i będzie omywać podłoże – rozwiną się bakterie tlenowe. Uwolnią one węgiel z mułu w postaci dwutlenku węgla. Możemy wtedy posadzić wiele roślin, bo będą miały w swoim otoczeniu obfitość podstawowego pokarmu jakim jest CO2 – Obfitość jego powoduje również, że rośliny nie korzystają z węgla zawartego w węglanach, gdyż przy nadmiarze dwutlenku węgla przechodzą one w formy nieprzyswajalne. Zamykamy tym samym możliwość rozwoju wielu glonom. W jaki sposób możemy przekonać się, czy nasz „garnek” pracuje prawidłowo? Otóż wystarczy podgrzać podłoże na pewien czas do temperatury! ok. 30°C (np. od spodu, żarówkami). Jeżeli rośliny, które zdaniem hodowcy, nie wyglądały dobrze, zaczną szybko ginąć – jest to znak, że mamy w podłożu warunki beztlenowe. I odwrotnie: gdy rośliny gwałtownie zaczną rosnąć, to wszystko jest w porządku. Jest jeszcze trzecia ewentualność: brak jakiejkolwiek reakcji wskazuje, że „garnek” jest pusty. Po prostu podłoże jest zbyt jałowe, nie ma zapasu mułu. Kiedy więc mamy równowagę biologiczną? Wtedy gdy obieg materii i energii w zbiorniku jest prawidłowy. Jednym z głównych wyznaczników obiegu jest obieg węgla. Unikajmy więc wszelkiego nadmiaru. Dbajmy o bakterie w podłożu, przez stworzenie im tlenowego środowiska, wolnego od trucizn – w rodzaju wszelkich chemikaliów likwidujących choroby ryb. Niszczą one również bakterie z podłoża. Wynikiem tego jest wyraźnie słabszy wzrost roślin i szybsze przybywanie mułu. Na koniec jeszcze jedna uwaga; nie można mówić o równowadze biologicznej w zbiornikach produkcyjnych, gdzie np. w stu litrach wody znajduje się pięćset i więcej ryb. Jest to wyłącznie równowaga mechaniczna.
Artykuł był napisany dla Klubu Miłośników Ryb Kąsaczowatych przy ZG PZA.