tiistai 30. lokakuuta 2012

Amerikankilpukka (Limnobium laevigatum)

Amerikankilpukka poikasaltaassa suojana ja biosuodattimena.

Amerikan kilpukka on monivuotinen pintakasvi, joka kasvattaa veden pinnalle ruusumaisen muodostelman lehtiä. Sillä on monia nimiä kuten: Amazon frogbit ja South American frogbit (..sekä West Indian spongeplant, Salvinia laevigata, Limnobium stoloniferum, Hydromystria stolonifera ja Hydromystria laevigata). Avointen akvaarioiden lisäksi se sopii erittäin hyvin myös matalikkoihin, ulkolammikkoihin (kestää äärimmäisen kylmiäkin lämpötiloja > 0 C°), paludaarioihin, terraarioihin ja selviää jopa kosteassa maaperässä poissa vedestä, kuten hiekassa tai mudassa. 


Ulkonäkö:

Amerikankilpukan alapuoli.
Amerikankilpukan lehdet ovat paksut ja niissä on kämmenen muotoiset suonet. Lehdet ovat päältä vaaleanvihreät ja niiden alapinta on hyvin vaaleansävyinen vihreä/valkoinen solukkopinta. Ilmatäytteisen solukon avulla lehdet pystyvät kellumaan. Amerikankilpukka on vesikasvina siinä mielessä poikkeus, että sen lehdet ovat (kasvin ollessa täysin tervekkin) rapeat ja helposti murtuvat. Myöskin sen juuret ovat melko hauraat. Lehtien pinnat ovat vahamaiset/vettä hylkivät, joten vesi valuu lehdiltä helposti pois, eikä kastuminen tai vesisumu haittaa muutoinkaan amerikankilpukkaa. Uudet lehdet ovat aluksi rullalla, mutta kasvattavat pian pidemmän varren ja aukenevat. Menestyessään amerikankilpukka säilyttää lehdet terveen vihreinä todella pitkään, mutta olosuhteiden muuttuessa epäedullisiksi amerikankilpukka menee huonoksi paljon nopeammin kuin monet muut akvaariokasvit. Vanhat lehdet muuttuvat toisinaan aluksi kellertäviksi reunoistaan ja sitten sulavat muuttuen ruskeiksi. Nämä pehmeäksi muuttuneet ruskeanharmaat osat tulisi poistaa, ettei se tartu terveisiinkin yksilöihin. Kuollessaan amerikankilpukat hajoavat melko nopeasti, joten kuolleiden osien poistaminen aikaajoin on tarpeen veden likaantumisen estämiseksi. Juuret voivat kasvaa jopa 60 cm pituisiksi ihanteellisissa oloissa, joten monessa akvaariossa ne ulottuvat viihtyessään aivan pohjan tuntumaan. Keskiverto akvaariossa juuret kasvavat noin 20 cm mittaisiksi. Juurien pituudesta ja paksuudesta, sekä lehtien halkaisijasta näkeekin hyvin, että kuinka hyvin amerikankilpukalle on tarjolla sen tarvitsemia ravinteita, valoa ja riittävän hidas virtaus.

Sijoitus akvaariossa:

Virtaavassa kohdassa juuret kietoutuvat kasveihin.
Amerikankilpukka tulisi sijoittaa akvaariossa kohtaan jossa vesi seisoo tai liikkuu erittäin hitaasti. Amerikankilpukat kulkevat veden virtauksessa, kunnes lopulta jumittuvat jonnekkin, jos kasvi joutuisi olemaan jatkuvasti liikkeessä, niin se menestyisi erittäin huonosti, jos lainkaan. Kun se on saanut olla aloillaan riittävän pitkään, niin juuret kasvavat pituutta ja lopulta ne kietoutuvat akvaariossa jonkin toisen kasvin tai akvaariokoristeen ympärille telakoituen näin paikoilleen. Vasemmanpuolimmaisessa kuvassa amerikankilpukka on ollut nopeasti virtaavassa akvaariossa ja juuret ovat kietoutuneet pystysuunnassa useiden akvaarionkasvien ympärille kuin pyörremyrsky, rutistaen kasvit hyvin pieneksi kimpuksi. Oikeanpuolimmaisessa kuvassa "telakoituminen" on huomattavasti maltillisempaa, koska tässä akvaariossa veden virtausnopeuskin on ollut melko hidas.
Jos akvaariossa on hyvin tehokas valaisin (esim. monimetallivalaisin) ja veden pinta korkealla, niin amerikankilpukan lehdet saattavat kärähtää joutuessaan olla liian lähellä valaisinta.

Merkitys akvaariossa:

Amerikankilpukka tarjoaa akvaariossa turvaa monille pintakaloille esim. synnyttäville hammaskarpeille, mutta erityisesti niiden poikasille. Sen juuret ovat myöskin erittäin mieluista ravintoa kasvissyöjille, joita esimerkiksi synnyttävät hammaskarpit näykkivät mielellään. Juuret myös keräävät puoleensa pieneliöitä(engl. infusoria) tarjoten niille kasvupintaa, joten kaikki kalat eivät välttämättä näyki juuria itse juurien vuoksi. Myös lehdet maistuvat kasvissyöjille, kuten omenakotilolle, joka jättää suurimman osan muista akvaariokasveista rauhaan. Erityisen suositun pintakasvin siitä tekee, nopea kasvunopeus, suuren koon vuoksi harvennus on helppoa ja se tarjoaa nopeasti varjostusta akvaarioon niin haluttaessa (esim. monniset ja omenakotilot viihtyvät hämärässä).
Lehtien alapinnat soveltuvat myös tiettyjen kalalajien mätimunien kiinnitykseen ja se tarjoaa myös suojaisan paikan pinnantuntumassa synnyttämäisilllään oleville hammaskarppi naaraille (esim. miljoonakala). Samoin labyrinttikalojen kuplapesänrakennus onnistuu amerikankilpukkamuodostelman lomaan mainiosti. Lisäksi suurin osa kalalajeista elää pelossa, jos niiden yläpuoli on paljas pintaan asti, pintakasveilla kuten amerikankilpukalla saadaan luotua turvallisuudentuntua, joka rauhoittaa kaloja (saattaa myös vähentää akvaariosta pois hyppimistä).

Erikoisominaisuuksia:

Istutus märkään hiekkaan.
Amerikankilpukka pystyy kasvamaan myös märässä maaperässä kokonaan vedestä pois esim. terraariossa, kunhan maaperä ei pääse kuivamaan liikaa ja/tai ilma on jonkinverran kosteaa. Jos amerikankilpukkaa kasvatetaan erittäin matalassa astiassa, niin sen juuret tunkeutuvat lopulta pohjamateriaaliin ja tämän jälkeen sen varret saattavat alkaa kasvaa vedenpinnan yläpuolelle taivasta kohti, lehtien alkaessa kasvaa täysin irti vedenpinnasta. Tämän uskotaan johtuvan johtuvan myös amerikankilpukan kasvamisesta liian ahtaasti muiden lajiyksilöidensä seassa. Tällöin lehdet alkavat kasvaa ylävinossa (melkein pystysuorassa) asennossa. Tällaisessa kasvussa lehdet saattavat kasvaa myös ohuempina kuin veden pinnalla kelluessaan. Myös ravinnepuoli, sekä valaistus on oltava kohdallaan, että varsista kasvaisi tarpeeksi voimakkaat noustakseen ylös. Yleensä tällaista vedenpinnasta irtautuvaa kasvua nähdään, kun kasvia pidetään lammikoissa, eikä niinkään akvaario-oloissa.

Virheelliset uskomukset:

Amerikankilpukka eli 'Amazon frogbit' sekoitetaan usein kasveihin nimeltä european frogbit (Hydrocharis morsus-ranae), american frogbit (Limnobium spongia) ja vesihyasintti (Eichhornia crassipes). Näin ollen amerikankilpukan kukinnon kehä- ja terälehtien voidaan kuvitella virheellisesti olevan leveät ja lyhyet, mutta kyse onkin täysin eri suvun kasvista esim. Euroopan frogbitistä. Jotkut ovat olettaneet, että amerikankilpukan lehdet eivät saisi kastua, mikä ei pidä lainkaan paikkaansa. Lehdet ovat hieman vahamaiset ja vettä hylkivät ja itseasiassa amerikankilpukka nimenomaan viihtyy kosteassa ilmassa. Amerikankilpukka ei kuihtuisi pois, vaikka joutuisi olemaan pitkiäkin aikoja kokonaan upoksissa vedenpinnan alapuolella (tätäkin mahdollisuutta on akvaario-oloissa testattu).

Mitat:

Siemenkota on noin 4 - 13 mm pitkä ja 1,7 - 5 mm leveä. Siemenet ovat soikeita, sekä piikikkäitä ja niitä tulee kerralla noin 100 kpl. Siemenkota siemenineen muistuttavat ulkonäöltään kotiloiden munaryppäitä. Ne ovat noin 0.6 - 0.8 mm leveitä ja 0.8 - 1.2 mm pitkiä. Varsi on halkaisijaltaan 2 mm ja lehtien varret jäävät yleensä noin 0,5 - 27 mm pituisiksi ja kasvavat yleisemmin kokonaan vedenpinnan alapuolella. Lehdet ovat 5 - 15 cm halkaisijaltaan, mutta lehdet eivät ole täysin pyöreitä vaan enemmänkin hertan/sydämmen muotoiset. Lehtien korkeus on suurimmillaan 10 mm. Kasvin korkeus on 1 - 5 cm (alkaen juurten ja varsien yhtymäkohdasta, jatkuen vedenpinnan tuntumaan). Nopeasti kasvavat pääjuuret kasvavat normaalisti noin 20 cm (<35 cm) pituisiksi ja niistä lähtee 3 - 5 hitaasti kasvavaa ohuempaa ja lyhyempää sivujuurta.

Kukinta:

Kukintaa ei välttämättä tapahdu koskaan akvaariossa tai se voi tapahtua yllättäen monien vuosien jälkeen kaikkein vanhimpiin yksilöihin, joita ei ole suuremmin trimmailtu. Amerikankilpukka on yksisukupuolinen eli muodostaa uros ja naaraspuolisia kukintoja samaan (tai eri) ruusukemuodostelmaan. Kukinto kasvaa lyhyessä varressa, jossa on 1 - 2 suojuslehteä. Emikukkia (= naaraskukka) on 1 - 3 kpl (joutoheteitä eli lisääntymiskyvyttömiä "miniheteitä" 2 - 6 kpl), joilta puuttuu kukkapohja(= tukipohja, jota vasten emin alaosa eli sikiäin kasvaa. Yleensä kukkapohjasta kasvavat verholehdet, terälehdet ja emit yhteensulautuneena). Hedekukkia (= uroskukka) kasvaa kiemuraisissa varsissa 11 kpl, joissa on 3 verholehteä (väri viher-valkoinen tai kellertävä)(verholehdet kasvavat terälehtien alapuolella) ja 3 terälehteä. Siemeniä tulee kerrallaan runsaasti (>100 kpl) ja ne säilyvät jopa yli 3 vuotta kasvukykyisinä. Kehä- ja terälehdet ovat pitkämäisiä, kapeita ja teräväkärkisiä, muistuttaen muodoltaan keihästä. Kukinta vaatii runsasta typpi-ravinne määrää (oltava eläinperäistä, ei teollisia tuotteita), oikeanlaisen valaistuksen, sekä oikeanlaisen lämpötilan muutoksen (todennäköisesti kylmempään -> syksyn ja talven tulon simulointi).

Luonnon olot: 

Tavataan yleensä hitaasti virtaavista tai seisovissa vesissä luonnossa esim. järvissä, lammikoissa, soissa ja hitaasti virtaavissa joissa. Löytyy myös usein kerääntyneenä patojen reunamille. Luonnossa kukkien pölytyksen hoitaa normaalisti tuuli ja pienten siementen avulla se leviää moninkertaista vauhtia, rönsyjen avulla lisääntymiseen verrattuna. Lämpötilan puolesta sitä voi esiintyä sellaisillakin maantieteellisillä alueilla, joissa talvilämpötila on kylmimmillään vain vähän yli 0 C°. Viihtyy erittäin hyvin emäksissä ja kovempaakin vettä sisältävissä runsasravinteisissa vesissä. Ei pysty muodostamaan talveksi pieniä pohjaan painuvia nuppuja tai, joista se lähtisi keväällä taas kasvamaan. Toisin kuin lähisukulaisensa Hydrocharis morsus-ranae. Kukintaa tapahtuu kausittain kesästä syksyyn. Kasvin siemenet joutuvat luonnossa toisinaan vesilintujen ruuaksi, mutta se ei juurikaan estä tai hidasta leviämistä.

Haitallisuus:

Amerikankilpukka on luokiteltu erittäin haitalliseksi rikkakasviksi esim. Kanadassa, koska sen leviämistä luonnonoloissa on lähes mahdonta pysäyttää kukinnan jälkeen. Amerikankilpukan siementen tuotto on tehokkaampaa, kuin lähes millään toisella pintakasvilla esim. vesihyasintillä. Näin ollen amerikankilpukkaa ei tulisi levittää luonttoon missään päin maailmaa. Pahimmillaan amerikankilpukkaa voidaan tavata jopa 2000 - 2500 kasvia neliömetrillä ja vaikka sitä poistetaan kuorma-autolasteittain kavurilla pois vesistöjä tukkimasta, niin lisää yksilöitä kasvaa siemenistä jatkuvasti.

Lannoitus, ravinteet & valontarve:

Hiilidioksidilisäys ja typpi-lannoitus tehostavat kasvua, samoin kuin tehokas valaisu(saa esim. lehdet kasvamaan halkaisijaltaan suuremmiksi). Jotkut vesikasviharrastajat suosittelevat amerikan kilpukalle jopa 12 h päivittäistä valaisua. Kukintaan yhdistetään yleensä viileä lämpötila ja voimakas uloste-/eläinperäinen typpipitoinen lannoitus.

Domeeni: Aitotumaiset (Eucarya)
Kunta: Kasvit (Plantae)
Alakunta: Putkilokasvit (Tracheobionta)
Kaari: Siemenkasvit (Magnoliophyta)
Alakaari: Koppisiemeniset kasvit (Magnoliophytina)
Luokka: Yksisirkkaiset kasvit (Liliopsida)
Lahko: Sarpiokasvit (Alismatales)
Heimo: Kilpukkakasvit (Hydrocharitaceae)
Suku: "Solukkokasvit" Spongeplants (Limnobium Rich.)
Laji: Laevigatum


Hintataso: ~ 4 - 5 eur (muutama alku)



Rönsy ja uusi alku.
Lisääntyy: Rönsyillä (rönsyvarret katkeavat lopulta itsestään ja uusi alku irtautuu alkuperäisestä), luonnossa myös kukintojen kautta (joka on mahdollista myös akvaariossa, mutta harvinaista ja epätodennäköistä)
Kasvunopeus: Nopea
Vaikeustaso: Helppo, sopii aloittelijallekkin
Valontarve: Melko voimakkaasta - erittäin voimakkaaseen
Korkeus: 1 - 5 cm
pH: 6 - 7.5
KH: 1 - 5 
GH: 2 - 18dH°
Lämpötila: 18 - 28 C° (kasvaa jopa 2 - 32 C° lämpötiloissa)
Geotooppi: Keski- ja Etelä-Amerikka, levinnyt muunmuassa ranskaan ja afrikkaan

maanantai 15. lokakuuta 2012

Redfield ja N:P(Typpi:Fosfori)-Suhde

Redfieldin ravinnesuhde on olennainen osa eri levälajien liikakasvua ja antaa myös akvaarioharrastajille tehokkaat keinot saada leväongelmat akvaariossa kuriin. 


Luonnon kiertokulku meressä: 
Hiilidioksidia tulee ilmasta veteen ja yhtälailla myös poistuu vedestä ilmaan. Kasviplanktonit käyttävät tätä hiilidioksidia yhteyttämiseen, yhdessä valon ja ravinteiden kanssa, samalla luoden elämää mahdollistavaa happea. Tärkeimmät ravinteet kasviplanktoneille ovat hiili, typpi, fosfaatti, rauta ja liuennut pii; piihappona Si(OH)4 ja silikaattina SiOH3-. Typen muodoista ammonium on tärkein, koska planktonien solut pystyvät hyödyntämään sen helposti, kun taas nitraatti täytyy pelkistää rauta entsyymeillä. Eläinplanktonit syövät kasviplanktonia pinnan läheisyydessä ja hengittävät ulos hiilidioksidia. Osa eläinplanktonista puolestaan jää kalojen ruuaksi. Kasviplanktonin jäänne- ja ulostehiukkaset sisältävät hiiltä, jotka vajoavat meressä alemmas. Korkeintaan neljäsosa vajoaa satojen metrien syvyyksiin. Osa tästä hiilestä jää matkalle eläinplanktonien ruuaksi ja mikrobien hajotettavaksi ja osa palaa virtausten mukana pinnan tuntumaan. Noin prosentista muutamamiin prosentteihin hiilipitoisesta jäämistä päätyy lopulta meren pohjaan, jonka tuntumassa eläinplanktonit oleilevat päivisin ja yöksi ne nousevat pinnantuntumaan syömään. Pohjaan päässyt hiili ei enää palaa ilmakehään vaan jää pohjalle. 


Redfieldin ravinnesuhde: 
Redfieldin suhde on esitelty ensimmäisiä kertoja jo vuonna 1934 ja lyhyesti sanottuna se tarkoittaa kahden merkittävimmän vedessä ja pieneliöissä esiintyvien ravinteiden molekyylimäärien keskinäistä suhdetta. Lähinnä tämän vaikutuksessa on kyse fyto- eli kasviplanktoneista, jotka sisältävät useita levälajeja. Kun suhde on oikea, niin vallitsee tasapainotila eliöstön määrän, kasvun ja siten myös koko vedenalaisen elämän kiertokulun suhteen, eikä mikään levälaji pääse kasvamaan erityisen voimakkaasti muihin lajeihin nähden. Redfieldin tutkimustulokset kuitenkin perustuvat suolaisiin valtameriin ja niissäkin lähinnä kasviplanktoneihin, eivätkä anna absoluuttista totuutta kaikkiin maailman vesistöihin(lammikot, järvet, joet, suot jne.), puhumattakaan kaikista eliöistä. Sen sijaan tuloksia voidaan pitää suuntaa antavina ja hyvänä lähtökohtana oman akvaarion ravinnesuhteille. Suhdeluku pyritäänkin pitämään akvaario-oloissa yleensä välillä 10 - 22, jonka puolivälistä löytyy Redfieldin alkuperäinen 16:1. KYSEESSÄ EI OLE MASSA TAI TILAVUUS SUHDE, vaan moolisuhde. Typpi ei tarkoita pelkkää nitraattia, samoin kuin fosfori ei tarkoita pelkkää ortofosfaattia, vaan kaikkea typpeä ja kaikkea fosforia eri esiintymismuodoissaan. Suhteeessa TN:TP 16:1, 'T' tarkoittaa sanaa "total" eli puhutaan kokonaismoolimääristä. 

Redfield-Brzezinski ravinnesuhde: 
Brzezinskin versio Redfieldin ravinnesuhteesta käsittää lähinnä piilevän ravinnetarpeet. Piilevä kiinostaa tiedemiehiä siksi, että ne muodostavat enemmän happea maapallolla kuin mikään muu elollinen ja samalla ne myös sitovat eniten hiiltä hiilidioksina yhteyttäessään. Kaikista kasviplanktonlevälajeista piileviä on yli 50%. Piilevä tarvitsee soluseinien rakentamiseen biogeenista piitä, jota ne muodostavat piihapon avulla. Näin ollen Brzezinskin suhteessa on mukana piilevälle elintärkeä pii(Si) -> C:Si:N:P - 106:15:16:1.


Muunneltu Redfield ravinnesuhde: 
Koska on olemassa muitakin merkittäviä ravinteita, kuin vain typpi ja fosfori, niin Redfieldin suhdetta on laajennettu muotoon -> C:N:P:Fe 106:16:1:0.1-0.001. Näistä ravinteista ainakin fosfori ja rauta ovat tietyissä oloissa kasvua rajoittavina tekijöinä eli ne loppuvat ennen muita ravinteita.








Ravinnesuhteiden laskeminen: 
Moolisuhde saadaan muunnettua massasuhteeksi -> C:N:P:Fe - (41,100:7,235:1:0,002) mg/l, seuraavanlaisella tavalla. 
  1. Kerrotaan aineiden atomimassat eli moolimassat moolisuhteilla 106:16:1:0,001 eli C:(12,012 x 106 =)1273,018, N: (14,006 x 16 =)224,103, P: (30,974 x 1 =)30,974 ja Fe: (55,845 x 0,001 =)0,056. Atomimassat löytyvät esim. taulukkokirjoista eli ovat vakioarvoja
  2. Tämän jälkeen verrataan muita alkuaineita suhteessa fosforiin C: (1273,018 / 13,974 =) 41,100, N: (224,103 / 30,974 =) 7,235, P: (30,974 / 30,974 =) 1, Fe: (0,056 / 30,974 =) 0,002. Nyt meillä on massasuhde, joka esiteltiin ylempänä.
Jos halutaan selvittää esim. millainen moolisuhde tulee, kun ollaan mitattu tietyt pitoisuudet nitraattia ja fosfaattia akvaariossa vesitestien avulla, jolloin yksikkönä on yleensä mg/l, niin toimitaan seuraavalla tavalla. Oletetaan, että nitraattia oli 5 mg/l ja fosfaattia 0,5 mg/l.
  1.  Nitraatin määrä mg/l jaetaan nitraatin moolimassoilla: NO3-: 5 g / (N: 14,01 + (O: 15,999 x 3) g/mol= 0,081 mol.
  2.  Fosfaatin määrä mg/l jaetaan fosfaatin moolimassoilla: PO43- 0,5 mg/l / (P: 30,974 + (O: 15,999 x 4) g/mol = 0,005 mol
  3. Lopuksi nämä kaksi moolimäärää jaetaan keskenään ja saadaan näiden moolisuhde: 0,005 mol / 0,081 mol = 16,200 eli 16,2:1 (vastaus vaihtelee 16 molemmin puolin sen mukaan miten paljon arvoja on pyöristetty) jolloin ollaan ihanteellisella alueella Redfieldin ravinnesuhteiden mukaan (tosin tässä esimerkissä ei huomioitu muita typen ja fosforin muotoja lainkaan). Alla on taulukko johon on laskettu valmiiksi nitraatin ja fosfaatin suhteet.
Nitraatin massasuhde fosfaattiin [mg/l]. Vihreällä pohjalla ovat hyvät lukemat ja keltaisella välttävät.















Jos halutaan huomioida kaikki typen muodot, niin typen kokonaismäärä saadaan suurinpiirtein laskemalla yhteen ammoniumin + nitraatin määrät (nitriitin ja ammoniakin osuus on mitätön, eikä niitä voida hyödyntää juurikaan ravinteina) jotka voidaan ilmoittaa esim. muodossa mg/l. Hiilen likimääräinen kokonaismäärä saadaan laskemalla yhteen karbonaatit + bikarbonaatit + hiilidioksidi eli mittaamalla KH-arvo ja CO2-arvo.Yksi aste eli 1 dH° = 17.858 mg/l, joten esim KH: 2 dH° on ~ 36 mg/l. Fosforin likimääriseen kokonaismäärän arviointiin voidaan tyytyä mittaamaan fosfaatti-pitoisuus vesitesteillä, samoin kuin raudan kohdalla. Kaikkia edellä mainittuja alkuaineita esiintyy akvaariossa myös monissa muissa muodoissa, mutta kaikkea ei voida vedestä edes mitata ja laskennallinen lopputulos on muutoinkin enemmän suuntaa antava, kuin millitarkasti tulkittava lukema.

Ei pelkästään ravinteiden keskinäisiä määriä:
Ravinnepitoisuuden muutos: Levän kasvu ei pelkästään liity ravinteiden keskinäiseen määrään vaan myös ravinteiden määrän muutokseen. Leväongelmia (erityisesti sinilevä) saattaa ilmetä vaikka suhde pysyy ihanteellisena, mutta sekä typen, että fosforin määrä muuttuu paljon ja nopeasti, koska tällöin levät pystyvät mukautumaan ravinteiden määriin kasveja selkeästi nopeammin. Tästä syystä leväongelmia ei pidä yrittää korjata tekemällä suuria muutoksia kerrallaan ravinteiden määrissä. 
Muut vaikuttavat tekijät: Toisaalta leväongelmia aiheuttavat ravinteiden lisäksi epäedulliset pH-arvot, lämpötilat ja vääränlainen valaisu. Näin ollen pelkästään pyrkimällä oikeisiin ravinnesuhteisiin, ei vielä päästä pysyvästi levästä eroon.
Ravinteiden absoluuttinen määrä: Sen lisäksi, että ravinteet ovat oikeassa suhteessa toisiinsa, olisi ravinteiden määrät myös syytä pitää vedessä niin alhaisina, että akvaarioon valitut kasvit vielä kasvavat niille ominaisella tavalla ja nopeudella. Näin muunmuassa siksi, että leväongelmia tulee jo pelkkien ylisuurien määrien vuoksi ja ne aiheuttavat akvaariossa monen tyyppisiä ongelmia, sekä kaloille, että kasveille. Esimerkiksi yhden ravinteen liian suuri pitoisuus voi estää muiden ravinteiden imeytymisen tai yksinkertaisesti myrkyttää kaloja ja kasveja. Lue lisää näistä vaaroista esim. nitraatti ja fosfaatti.

Sinilevät Vs. viherlevät:
Korkea N:P suhde 22 - 50:1 aiheuttaa kasviplankton heimon levien eli viherlevien räjähdysmäisen kasvun (esim. piilevä Skeletonema Costatum), kun taas puolestaan alhainen N:P massasuhde 5 - 10:1 aiheuttaa sinilevän räjähdysmäisen kasvun. Näin ollen turvallinen alue on 10 - 22, jonka sisään Redfieldin suhde 16:1 osuukin noin puoliväliin. Myös Daphnia suvun vesikirppujen on todettu viihtyvän, kun fosfaattia on suhteellisen paljon.

perjantai 12. lokakuuta 2012

Fosfori (P), Fosfaatti (PO4) ja Fosfaattipuskuri

Mitä ovat fosfori ja fosfaatti:
Fosfaatti PO43- (yleisin muoto ortofosfaatti) on negatiivisesti varautunut ioni, joka koostuu hapesta ja fosforista. Se on fosforihapon suola ja itse fosforia ei alkuaineena yksistään esiinny lainkaan luonnossa. Numero 4 ilmaisee kemiallisessa merkinnässä happiatomeiden määrän ja numero 3- tarkoittaa, että fosfaattilla on kolmen arvoinen negatiivinen varaus. Fosfori on pakollinen rakennusaine, sekä kaloille, että kasveille, mutta sitä ei tarvita kerrallaan suuria määriä, kuten monet akvaarioharrastajat luulevat. Näin siitäkin huolimatta, että vaikka kyseessä onkin makro-, eikä mikroravinne. Fosforin on jopa arvioitu loppuvan maapallolta seuraavan 50 vuoden aikana, maatalouden suuren kulutuksen vuoksi. Fosforia löytyy luonnossa kivistä ja maaperästä, sekä ihmisten toimesta lannoitteista ja pesuainepäästöistä.


Tarvitaanko fosforia ja mihin?

Fosfori on makroravinne (eli makromineraali = kivennäisaine), jota kasvit käyttävät ravinteenaan. Se on pakollinen aine niin kaloille kuin kasveillekkin. Kasvit käyttävät sitä adenosiinitrifosfaatin(ATP) ja nukleiinihappojen rakennusaineeksi ja eläimet luuston hyvinvointiin ja solutason happo-emäs-tasapainoon. Kasvien kuivapainosta jopa 2% on fosforia. Valitettavasti myös levät käyttävät fosforia ravinteenaan ja vieläpä huomattavasti tehokkaammin kuin kasvit, minkä vuoksi fosforia ei haluta esiintyvän suuria määriä kerrallaan akvaarioissa.
Luonnossa vesistöissä, etenkin merissä, fosforin saanti on usein kasvua rajoittava tekijä, koska sitä on usein saatavilla vähemmän kuin muita ravinteita ja se kuuluu kaikkein tärkeimpien ravinteiden joukkoon (muut ovat hiili, typpi ja rauta). Varovaisten arvioiden mukaan noin 50% maapallon kaikesta hapesta tulee merestä ja tarkemmin yhteyttävistä pieneliöistä, lähinnä fyto- eli kasviplanktoneista. Tämä ei ole ihme, koska 70% maapallon pinta-alasta on merta ja 99% maapallon elintilasta on merta. Jos tällainen hapentuotanto ehtyisi esim. fosfaatin loppumisen vuoksi, olisivat seuraukset tuhoisat ja korjaamattomat.

Fosfaatti vs. Kalkki ja Magnesium (eli veden kokonaiskovuus):

Kun kalkilla ja/tai magnesiumilla kovetettuun veteen (Ca++ ja Mg++) lisätään fosfaattia (tai jos fosfaattia on jo valmiiksi runsaasti), niin fosfaatti yhdistyy kalkkiin elektronisten varausten vuoksi ja syntyy veteen liukenematonta kalsiumfosfaattia (sekä fosfaatti-, että Ca- ja Mg-pitoisuus laskee). Syntyvän reaktioyhtälön tasapainottumista varten tarvitaan 3 kalkki ionia(Ca++ * 3 = +6) ja 2 fosfaatti ionia(PO4-3 * 2 = -6): Ca++ + PO4-3 = Ca3(PO4)2. Näin ollen voidaan todeta, että fosfaatti pehmentää kovaa vettä ja toisaalta lisäämällä akvaarioon kalkkia, saadaan vähennettyä akvaarioveden fosfaattipitoisuutta. Kalsiumfosfaatti ajautuu lappoimuriin ja suodattimeen ja sitä kautta akvaariosta pois. Edellä mainittu toimii kuitenkin vain neutraalissa tai emäksisessä vedessä, koska hapan vesi hajottaa kalsiumfosfaatin alkutekijöihinsä. Myös lämpötilalla on merkitys hajoamisessa eli mitä happamampaa ja mitä lämpöisempää vesi on, niin sitä tehokkaammin kalsiumfosfaatti hajoaa, eivätkä ks. aineet vaikutakkaan edellä esitellyllä tavalla.


Fosforin puute kaloissa ja akvaariokasveissa:

Kaloissa fosforin puute aiheuttaa ruokahaluttomuutta, luuston rappeutumista (kalkki irtoaa luusta -> decalsifikaatio) ja happo-emästasapainon järkkymisen, jonka säätelyssä fosfori on tärkeässä osassa (toimii solutasolla puskurina). Fosforia on kalojen ruumiinrakenteessa niin monissa paikoin rakennusaineena, että kala ei voi elää ja kasvaa terveenä ilman riittävää fosforin saantia. Kasveissa fosforin puute näkyisi juurten ja siten myös koko kasvin esim. lehtien heikkona ja hitaana kasvuna. Fosfori on nimittäin myös osallisena yhteyttämisessä. Kasvien kukinto kärsii selvästi fosforin puutteesta ja lehtien värit voivat vääristyä: ilmestyy tummia läiskiä, lehtisuonet, sekä varret punertavat ja sinisen ja punaisen sävyjä ilmaantuu muutoinkin kasvien eri osiin.

Mistä fosfaattia tulee akvaarioon:

Akvaarioon fosfaattia päätyy lähinnä kalanruokien (sisältävät usein 0,5 - 1% fosforia) mukana (erityisesti äyriäisperäisten ruokien) ja niitä syövien kalojen, rapujen ja kotiloiden ulosteissa (esim. taimenten ulosteissa on mitattu olevan jopa 2,6% fosfaattia), sekä virtsassa, mutta myös pienempiä määriä saattaa tulla jo valmiiksi hanavedenkin mukana (kaivoveden mukana voi tulla suuriakin määriä). Ilmassa fosfaattia on vain mitättömiä määriä pölyyn sitoutuneena, joten fosfaattia ei käytännössä ilman kautta akvaarioon tule. Erityisen paljon fosfaattia saattaa tulla esim. poikasaltaaseen, jos poikasia ruokitaan kananmunankeltuaisella tai akvaarioon, jossa kaloja ruokitaan maksalla esim. naudanmaksalla. Jos akvaariossa ei ole jostain syystä lainkaan fosforia, niin sitä kannattaa ainakin kasvialtaisiin tarvittaessa lisätä kaliumdivetyfosfaattina KH2PO4 (myös natriumdivetyfosfaattia NaH2PO4 voidaan käyttää, mutta ensin mainittu on parempi vaihtoehto), mutta normaali kala-altaissa lisäys tuskin on kuitenkaan tarpeen.

Oikeat pitoisuudet:

Eri typen muotojen lisäksi myös fosforia eri muodoissaan tulisi olla akvaariovedessä suhteellisen vähän. Makeanveden akvaariossa sopiva pitoisuus fosfaattia on ehdottomasti alle 1 mg/l, mutta jopa paljon alle 0.5 mg/l saa olla ongelmitta ja merivesiakvaarioissa < 0.1 mg/l (merivesiakvaarioissa fosfaattia kuluu eliöstön ja mineraalien ansiosta tehokkaasti). Kasviakvaariossa sopiva pitoisuus on 0.2 - 0.6 mg/l. Sen lisäksi, että fosforia tulisi olla vain vähän eri muodoissaan (fosfaatit), niin sitä tulisi olla myös oikeassa suhteessa typen määrään (eli nitraatti, nitriitti, ammonium ja ammoniakki). Oikea määrä on moolisuhteena 16 kertaa vähemmän kuin typpeä ja 106 vähemmän kuin hiiltä.

Liian suuret pitoisuudet:

Haitat: Liiallinen fosforin määrä akvaariossa estäisi myös muiden ravinteiden imeytymistä eli haittaisi kasvien ja kalojen kasvua, koska ne eivät saisi enää riittävän tehokkaasti esim. rautaa, sinkkiä, kalsiumia, mangaania, kuparia, booria ja kalsiumia. Tällöin saattaa ilmetä kasveissa oireita, jotka ovat pohjimmiltaan fosfaatin syytä, mutta oireet ovat sen mukaisia mitä edellä mainittujen aineiden puutteesta koituisi. Suurin haittapuoli fosforissa kuitenkin on se, että liiallinen fosfaatin määrä akvaariossa saa levät kukkimaan ja kasvamaan räjähdysmäisesti, eivätkä kasvit edes tarvitse fosforia kovin suuria määriä.
Fosfaatin poistaminen: Silloin kun fosfaattia on akvaariovedessä > 2 mg/l on jo syytä ryhtyä poisto toimenpiteisiin. Fosfaattia poistuu vedestä viikottaisissa vedenvaihdoissa, kalojen ruokinnan vähentämisellä ja kalastomäärän pienentämisellä. Ongelmaan on kuitenkin olemassa myös kaupallisia kemikaaleja esim. Seran Phosvec (sitovat fosfaatin veteenliukenemattomaan muotoon, jolloin se saostuu akvaarion pohjalle ja päätyy lopulta suodattimeen) tai tarkoitukseen valmistetulla suodatusmateriaalilla esim. zeoliitti tai Seran Phosvec Granulat (sitoo fosfaatin pysyvästi itseensä, kunnes suodatusmateriaali vaihdetaan uuteen).

Fosfaattipuskuri:  
Fosfaatti toimii myös tehokkaana puskurina, sekä kalojen elimistössä, että myös akvaariovedessä, estäen pH-arvon heilahduksia. Juuri tästä syystä fosfaattia ei tulisi yrittää poistaa akvaariosta liian nopeasti tai ainakin olisi syytä huolehtia, että KH-arvo on riittävän korkealla ennen fosfaatin vähentämistä. Eräs fosfaatti puskureista koostuu kahdesta ionista: yksiemäksestä fosfaatti-ionista ja kaksiemäksisestä ionista(käyttäytyy heikkona happona). Kun pH-arvo pyrkii laskemaan vety(H+) ionien lisääntyessä, niin yksiemäksinen fosfaatti-ioni eli vetyfosfaatti ottaa vastaan tämän positiivisesti varautuneen vedyn(eli hapon) -> (Kalan verenkierrossa:) HPO42− + H+ = H2PO4- tai (akvaariovedessä:) HPO42- + H+ = H2PO4- + H2O, näin ionien määrän tasapaino säilyy pH:n säilyessä vakaana. Kun taas veteen tuodaan hydroksidi-ioni OH- eli emästä, niin divetyfosfaatti H2PO4- vapauttaa yhden vety-atomeistaan -> (Kalan verenkierrossa:) H2PO4 = HPO42− + H+ -> H+ + OH- = H2O tai (akvaariovedessä:) H2PO4- + H2O = HPO42- + H+ → H2O. Käytännössä siis fosfaattipuskurijärjestelmä pyrkii muodostamaan akvaarioveteen tulevista hapoista ja emäksistä vettä eli "hukkaa" ylimääräiset happo ja emäs ionit.

Lue fosfaatin vaikutuksesta levän kasvuun ja yhteydestä nitraatti-pitoisuuteen täältä.