Sostanze nutritive

1 - Generalità

Gli esseri viventi non hanno bisogno di sostanze nutritive soltanto per trarne energia, ma se ne avvalgono anche per l’anabolismo, ovvero la crescita con formazione di biomassa.

La crescita di qualsiasi essere vivente nel laghetto da giardino dipende da molteplici fattori e se uno di questi non è disponibile in misura sufficiente, la crescita viene limitata. Si parla, in questo caso, di “fattore limitante” che varia a seconda dei vari organismi presenti nel laghetto da giardino:

  • Pesci e altri animali hanno bisogno di alimenti di alta qualità ricchi di energia e di sostanze nutritive (ad es. insetti, piante, mangime per pesci, ecc.) ma che contemporaneamente limitino la crescita.
  • Le piante acquatiche hanno bisogno di sostanze nutritive, azoto (N) e fosforo (P), anidride carbonica e luce. Possono ricavare le sostanze nutritive necessarie al loro fabbisogno dall’acqua o dal fondale. In questo caso tutti i fattori, sostanze nutritive (N e P), anidride carbonica e luce, se insufficienti, sono limitanti per la crescita.
  • Le alghe hanno le stesse esigenze di base delle piante acquatiche ma a differenza di quest’ultime possono utilizzare soltanto le sostanze nutritive sciolte nell’acqua (ad eccezione delle alghe filiformi). In questo caso i fattori limitanti sono luce e contenuto di sostanze nutritive dell’acqua, che se insufficienti, inibiscono la crescita.
  • I microorganismi decompongono la biomassa organica morta in seguito alla mineralizzazione. Le sostanze nutritive possono derivare direttamente dalla biomassa o dall’acqua. In questo caso i fattori limitanti sono contenuto energetico e disponibilità di biomassa morta nonché la disponibilità di ossigeno.

Durante i processi metabolici si formano prodotti intermedi e finali che vengono rilasciati parzialmente nell’acqua sotto forma di sostanze nutritive. Azoto (ammonio ovvero ammoniaca, nitrato, nitrito) e fosforo (fosfato) sono le sostanze nutritive principali.

La limitazione naturale della crescita delle alghe dovuta al contenuto di sostanze nutritive nell’acqua viene annullata dalla fornitura di sostanze nutritive supplementari, come per esempio mangime per pesci. Ciò comporta gli svantaggi descritti all’inizio e comunemente noti.

2 - Ammonio e ammoniaca

Ammonio/ammoniaca è il primo composto di azoto inorganico che si forma durante la decomposizione delle proteine e viene espulso dai pesci attraverso le branchie. Anche durante la mineralizzazione di biomassa vengono rilasciati ammonio/ ammoniaca. Un contenuto di ammonio/ammoniaca costantemente basso è importante per la salute dei pesci nel laghetto, perché l’ammoniaca è un potente veleno per i pesci.

Ammonio e ammoniaca sono in equilibrio tra loro.

NH4++OH-NH³+ H²O
Ammonio
(atossico)
+Ammoniaca
(tossico)
+

Questo equilibrio dipende dal pH dell’acqua. In caso di aumento del pH, il baricentro si sposta verso l’ammoniaca tossica. Con pH 7, il rapporto ammonio/ammoniaca è, ad esempio, 99:1. In caso di aumento a pH 9, il rapporto si modifica diventando 70:30. Le quantità di ammonio/ammoniaca sono tanto più critiche per la fauna del laghetto da giardino quanto più elevato è il valore del pH. Nei laghetti da giardino con potenza di filtrazione sufficiente, ammonio/ammoniaca risultano praticamente assenti o comunque presenti in quantità irrisorie! Un’eventuale presenza di ammonio/ammoniaca è un segnale di allarme e indica che il laghetto non viene filtrato in modo biologicamente sufficiente.

La disintossicazione da ammoniaca/ammonio e nitrito avviene tramite microorganismi e viene designata come nitrificazione. La decomposizione si suddivide in due fasi, svolte da microorganismi diversi.

La prima fase include la decomposizione di ammoniaca/ammonio in nitrito. Questa ossidazione viene svolta da batteri, denominati “nitrificanti di prim’ordine”. Nella seconda fase il nitrito viene decomposto da altri microorganismi, i “nitrificanti di second’ordine”, in nitrato. In entrambi i processi di ossidazione, i batteri estraggono dall’acqua l’ossigeno necessario. La prima parte della nitrificazione si svolge più lentamente della seconda, perché i nitrificanti di prim’ordine crescono solo lentamente.

Per ridurre efficacemente nitrito e ammonio/ammoniaca si consiglia l’utilizzo di attivatori di colture con sostanze nutritive supplementari, come per esempio Biokick CWS, unitamente ad un apporto di ossigeno sufficiente, ad esempio utilizzando l’Oxytex CWS.

3 - Nitriti (NO2-)

Il nitrito si forma dalla nitrificazione di speciali microorganismi, che avviene ad una temperatura dell’acqua di almeno 10 °C e durante la disintossicazione da ammonio/ammoniaca (cfr. fig.). A partire da una concentrazione di 0,2 mg/l, il nitrito è tossico per i pesci. Nei laghetti da giardino curati, con potenza di filtrazione sufficiente, è molto difficile o quasi impossibile rilevare il nitrito, il cui valore rimane sempre sotto 0,2 mg/l! Qualsiasi evidenza di nitrito è un segnale di allarme ad indicare che la filtrazione biologica del laghetto è insufficiente.
In presenza di pesci, è necessario adottare immediatamente misure di riduzione del nitrito, come cambio dell’acqua e aggiunta di una coltura di avviamento per filtri. Successivamente, si dovrebbe interrompere il foraggiamento dei pesci. I valori di nitrito dovrebbero essere controllati a intervalli regolari, per evitare di compromettere gli abitanti dei laghetti. Se i valori di nitrito sono troppo alti, nei pesci si verifica una necrosi delle branchie, che li rende incapaci di assorbire ossigeno, esponendoli al rischio di soffocamento.

4 - Nitrati (NO3-)

Il nitrato è il prodotto finale temporaneo della decomposizione delle proteine e si forma attraverso la decomposizione graduale dell’ammonio in nitrito. Si forma durante la nitrificazione dovuta alla decomposizione dei nitrificanti di second’ordine (microorganismi). Contrariamente ad ammoniaca e nitrito, il nitrato non è tossico per i pesci e in tal modo non costituisce una minaccia diretta.

Inoltre il nitrato è un fertilizzante, che stimola la crescita delle piante. Un contenuto crescente di nitrato porta automaticamente con sé una crescita di piante intensificata. Ne consegue un intorbidimento del laghetto dovuto alla proliferazione delle alghe che disturba anche l’equilibrio biologico. Le alghe morte cadono sul fondo dove, a fronte di un elevato consumo di ossigeno, vengono decomposte dai microorganismi. Durante tale decomposizione viene rilasciato il nitrato, precedentemente fissatosi nella cellula vegetale, provocando una rinnovata crescita delle alghe. Il processo può essere interrotto solo quando i microrganismi trasformano le sostanze nutritive in biomassa propria o in azoto atmosferico disponibile per le piante.

L’ulteriore lavorazione del nitrato in azoto viene effettuata da un ulteriore gruppo di batteri, i denitrificanti. Per denitrificazione s’intende la decomposizione di nitrato tramite nitrito (il nitrito rimane legate e non viene rilasciato) in azoto gassoso (fig. 3). A questo punto l’azoto gassoso è chimicamente stabile e non più disponibile per le piante e per la maggior parte delle alghe. Attraverso la denitrificazione, il ciclo di produzione e utilizzo di nitrato viene interrotto efficacemente. La denitrificazione avviene esclusivamente in ambiente povero di ossigeno.

Figura 3: Ciclo dell’azoto e decomposizione delle sostanze nocive tramite Biokick CWS