Для чего нужны бактерии в аквариуме и какова их роль?

Любой уважающий себя владелец интернет-ресурса или печатного издания аквариумной тематики хоть раз рассматривал вопрос «Для чего нужны бактерии в аквариуме?». Я не стану исключением из правила, так как данная тема крайне важна. Без понимания основ жизни микроорганизмов в замкнутой экосистеме все ваши начинания обречены на провал.

В первую очередь детально рассматриваются нитрифицирующие бактерии, которые играют важнейшую роль в преобразовании ядовитого аммиака и аммония в более безопасные нитраты. Особенно важно помочь появиться колониям нитрифицирующих бактерий в первый-второй месяц после запуска аквариума, чтобы как можно быстрее установилось биологическое равновесие. В рамках сегодняшней статьи я постараюсь доступным языком рассказать, какие самые нужные микроорганизмы в домашнем аквариуме и какова основная их роль.

Основные виды бактерий и их ключевые функции

Более 50% из всех микроорганизмов, населяющих аквариумы, это Actinobacteria. Их основная функция заключается в том, чтобы растворять хитиновые панцири беспозвоночных и целлюлозу водной растительности в более простые органические соединения. В аквариумных условиях актинобактерии образуют ил, жизненно необходимый для гидрофитов. Подавляющее большинство актинобактерий являются аэробами, то есть для их жизнедеятельности необходим кислород.

Соответственно, наибольшая концентрация колоний этих микроорганизмов поселяются в зонах, где имеет место быть хорошая циркуляция воды. Такими местами являются наполнители внешних и внутренних фильтров, поверхность грунта, листья растений и стекла. Продуктами жизнедеятельности актинобактерий являются вещества, благодаря которым вода имеет «запах здорового аквариума». Опытные аквариумисты понимают, о чем я говорю.

Порядка 20% бактерий в аквариуме – это Betaproteobacteria, к которым также можно причислить нитрифицирующие бактерии. Среди этих микроорганизмов встречаются как аэробы, так и факультативные анаэробы (способные использовать кислород в случае необходимости). Данные бактерии играют чуть ли не ключевую роль в нитратном цикле, преобразуя аммоний в нитриты и нитраты.

Чуть более 10% бактерий является типичными анаэробами, то есть расщепляющими молекулы воды, получая из них кислород. Как правило, они обитают в так называемых анаэробных зонах аквариума. Это могут быть нижние слои грунта, где свойственна низкая концентрация кислорода. Самыми интересными среди этих микроорганизмов выделяют Paracoccus denitrificans, так как они отвечают на протекание важнейших биохимических процессов в аквариуме. Основная их функция заключается в снижении уровня нитратов, преобразуя их в азот. В аквариумистике данный процесс известен как денитрификация. Во время этого процесса бактерии как раз и синтезируют необходимый для жизни кислород.

Услугами денитрифицирующих бактерий пользуются как любители морской, так и пресноводной аквариумистики. Чтобы ускорить процесс денитрификации, некоторые матерые коллеги используют водку. Только не для своих личных целей, а льют ее в аквариум😊. Дело в том, что у этих бактерий этанол, содержащийся в водке, является источником углерода, а в процессе анаэробного дыхания потребляются нитраты. Кроме того, в процессе своей жизнедеятельности бактерии потребляют фосфаты, так как они являются строительным материалом для клеток бактерий.

Читайте также: Биологическое равновесие в аквариуме — часть 2

В пресноводных аквариумах, где отсутствуют растения, например в цихлидниках и банках с другой крупной рыбой, стимулировать денитрификацию можно специальными препаратами от компании Tetra, Sera и Aquayer. При хорошем питании бактерии способны немного повышать карбонатную жесткость воды. Следует отметить, что денитрифицирующие бактерии всеядны. В качестве подкормки они могут использовать различные органические соединения, углеводы, спирты. По сути, они дополнительно очищают аквариумную воду помимо фильтра.

Что такое биофильтр и для чего он нужен?

По сути, все бактерии в аквариуме являются биофильтром. Многие начинающие аквариумисты полагают, что всевозможные наполнители для внутренних и внешних фильтров сами по себе являются биофильтрами. Дело в том, что фильтры собирают только механические взвеси и больше ничего. Но для осуществления полноценной биологической фильтрации, в наполнителях должны поселиться колонии различных бактерий, которые и будут выступать в роли биологических фильтров.

Чтобы еще немного добавить ясности в вопросе устройства микромира, вы должны отказаться от убеждений, что бактерии являются некой субстанцией, которую при необходимости можно внести в аквариум в нужной концентрации и все будет хорошо. Следует понимать несколько немаловажных моментов:

Все необходимые микроорганизмы в аквариуме уже присутствуют;
Бактерии способны размножаться в геометрической прогрессии.

Тогда у вас может возникнуть вполне резонный вопрос: «А что тогда мы льем в аквариум за препараты для денитрификации?». По факту, мы вносим в воду питание для микроорганизмов, обеспечивая таким образом благоприятные условия для их бурного развития. У производителей аквариумной химии имеется ряд препаратов, которые вносятся в банку при старте, помогая таким образом колониям полезных микроорганизмов начать бурно развиваться. Среди широкого разнообразия можно выделить несколько проверенных: Tetra SafeStart, Fluval Cycle Biological, JBL Denitrol, Dennerle FB7 BiActiv.

Читайте также: Вода для аквариума и ее основные химические свойства

Как провести эксперимент с «биологическим взрывом в аквариуме»

Для этого нам понадобится одна чайная ложка сахара на 100 литров аквариумной воды. Дело в том, что для бактерий сахар является самым легко усваиваемым источником углерода. В процессе этого эксперимента в банке начнут протекать следующие процессы:

Аэробные бактерии резко начнут потреблять кислород из воды, что приведет к кислородному голоданию у рыб;
Бактерии нитрификаторы уменьшат концентрацию нитрита и аммония, если они имеются;
Анаэробные микроорганизмы уменьшат уровень фосфатов и нитратов;
Повысится концентрация СО₂, так как этот газ является продуктом переработки сахара.

Все это приведет сначала к резкому увеличению популяции бактерий, а затем к такому же резкому уменьшению, так как весь сахар будет уже съеден. Аквариумная вода при этом насыщается продуктами распада органического происхождения, которые эти же бактерии в процессе своей жизнедеятельности снова переработают. Данный метод часто используют любители цихлид в своих аквариума, если есть необходимость снизить концентрацию фосфатов и нитратов. Чтобы не подвергать рыб стрессу и не нарушить хрупкий баланс, одну дозу сахара разбивают на 5-7 внесений на протяжении недели.

Из-за чего может уменьшиться популяция бактерий в аквариуме?

Аквариумист непосредственно способен влиять как на увеличение численности полезных микроорганизмов, так и на ее снижение. Вот основные причины сокращения популяции бактерий в замкнутой экосистеме:

Нехватка растворенного в воде кислорода. Даже если в вашей банке большое количество водных растений, они не всегда выделяют кислород в промышленных масштабах. В случае отсутствия дополнительной подкормки для гидрофитов, процесс фотосинтеза нарушается и кислорода они выделяют меньше. При снижении уровня растворенного кислорода в воде сокращается популяция аэробных бактерий. Концентрация растворенного в воде кислорода может меняться на протяжении дня. Для растительных аквариумов при температуре воды 24-25^оС концентрация кислорода может подниматься до 8 мг/л. Если у гидрофитов процесс фотосинтеза не пострадал, то в некоторых случаях уровень кислорода в воде может достигать 10 мг/л. Однако ночью он может снижаться до величины 4 мг/л.
Снижение рН и передозировка углекислотой. Все мы знаем, что вода с кислая среда считается своего рода антисептиком, и чем ниже уровень рН, тем сильнее ее антисептические свойство. Не каждому микроорганизму такой поворот событий нравится. Соответственно, для сохранения популяции бактерий не допускайте снижения рН ниже 6.0 единиц.
Использование дезинфекторов. Любой препарат, который полезен для лечения рыб или борьбы с водорослями, считается мощным дезинфектором. А они негативно сказываются на биологической фильтрации в аквариуме. После использования подобных препаратов лучше воспользоваться специальными биостартерами, о которых я писал чуть выше.

Как бактерии уживаются с водорослями и растениями

Любой живой организм для своего питания потребляет макро- и микроэлементы. Бактерии, водоросли и гидрофиты тому не исключение. Соответственно, чем лучше и устойчивее процесс биофильтрации в аквариуме, тем меньше шансов получить водорослевую вспышку. Ведь растения с бактериями лишат простейших питания напрочь. Бывают случаи, когда после лечения рыб каким-нибудь дезинфектором начинается водорослевая вспышка. Скорее всего это наступило вследствие сокращения популяции бактерий и остановки роста гидрофитов.

Я надеюсь, полученная сегодня информация была для вас полезна. Старался как мог писать доступным и простым языком, чтобы начинающие аквариумисты смогли проникнуться всей серьезностью темы. До встречи на страницах блога!