Bacteriën: een beknopte uitleg

Bacteriën: een beknopte uitleg in Jip en Janneke taal:

In de bodem leven bacteriën en deze leven van de stikstofhoudende organische resten van organismen, waarin nog steeds energie (koolstof) zit. Ze zetten die stoffen om in 1e instantie ammonium. Deze rottingsbacteriën werken zonder zuurstof, waarbij ammonium in de vorm van ammoniak door het water word verspreid.
Wanneer er wel zuurstof in de bodem aanwezig is, worden deze stikstofverbindingen omgezet in nitriet en nitraat. Dit gedeelte van de stikstofkringloop heet nitrificatie: eerst zetten nitrietbacteriën ammonium om in nitriet, dat vervolgens door nitraatbacteriën omgezet wordt in nitraat. Nitriet- en nitraatbacteriën zijn zogenoemde nitrificerende bacteriën.
De nitrificerende bacteriën leven het best in een zuurstofrijke bodem Als de bodem, en de onderbodem, te compact is, bijvoorbeeld door een te fijne structuur zoals zand, wordt de vruchtbaarheid minder: rottingsbacteriën kunnen er wel leven, maar nitrificerende bacteriën niet. Daardoor word de nitriet niet of nauwelijks omgezet naar nitraat.

Dus:
organisch materiaal (afval) worden omgezet naar NH4 (ammonium) daarna word dit omgezet naar NO2 (nitriet) en vervolgens naar NO3 (nitraat)
Er is trouwens altijd NH4 en NO2 aanweziig in je bak. Die waarden kunnen nooit 0 zijn.

In een beginnende scape, waar alles nog nieuw is, bevinden zich misschien wel bacteriën maar deze hebben nog te weinig voedsel om zich goed te vermenigvuldigen. Daarom word er vaak wat visvoer in de bak gedaan om de ontwikkelingen van de bacteriën een beetje te versnellen.
Een nadeel van een startende bak is dat niet alle bacterieculturen tot elkaar in verhouding staan: dan spreekt men dat de bak nog niet in balans is, of nog niet goed is 'gerijpt'. En sommige bacteriën groeien zo snel dat je na een twee weken met een enorme piek zit van bijvoorbeeld nitriet of ammoniak. En deze twee elementen zijn erg giftig voor vissen of garnalen.
En dat is dan ook de reden dat er pas bewoners in de scape mogen als de NO2 piek is geweest. En dan heel langzaam gaan de bacteriën met elkaar in balans komen en is de bak gerijpt. Bacteriën groeien beter bij hogere temperaturen dus word er bij een opstartende bak de temperatuur ook iets verhoogd.

Dit verhaaltje is in een erg beknopte versie de stikstofkringloop. Wilt u hier meer van weten adviseer ik andere sites te bezoeken die dieper en gedetailleerder op de materie ingaan.

Opstart-bacteriën: zin of onzin?
Ik heb ergens anders al beschreven dat sommige mensen het dom vinden om bacteriën toe te voegen aan het water omdat dit van zichzelf wel gaat ontwikkelen. Als ik een nieuwe bak start én bij elke waterwissel én na elke grote snoeibeurt maak ik altijd gebruik van 'opstart-bacteriën'. Eigenlijk zijn het geen bacteriën die je toevoegt, maar het is een organisch hormoonpreperaat (fytohormoon) zoals Alanine, glutamine, ascorbinezuur (vitamine C) en andere amino zuren.
Deze gebruik ik òf om de bacteriecultuur een boost te geven met de ontwikkeling, zich te herstellen òf om de bestaande bacteriën in optimale condities te houden.
En deze bacteriën zorgen voor een lage DOC (Dissolved organic carbon) en daardoor heb ik veel minder kans op alg. Als je gebruik maakt van bacteriën en poedertjes met de opstart gaat het ook allemaal wat vlotter. Het is niet zo dat 'hoe meer bacteriën je hebt, en des te beter het is voor je scape'. In verre van dat, maar daar kom ik straks nog uitgebreider op terug.

Organisch afval, zoals poep, voedsel, bladresten en de afvalstoffen die planten zelf uitstoten zorgen voor organisch afval.
Bacteriën zijn continue bezig om dit af te breken. Dit zijn altijd de aërobe bacteriën, wat betekend dat ze daar zuurstof voor nodig hebben. En die zuurstof stelen ze van de planten waardoor deze meer vatbaar worden voor pathogenen (ziekteverwekkers) en de flora meer vatbaar maken voor alg aanvallen.
En juist die zuurstof is 'in, op en nabij' de bodem in veel bakken te weinig. En als de bacteriën ook nog eens een belangrijk deel voor hun rekening nemen is er snel een tekort. Een kenmerk hiervan is de beginnende blauwalg net onder je bodem tegen de ruiten als je een slechte bodem gebruikt, zoals zand of grind. En hoe meer organisch afval er in de bak aanwezig is hoe meer vergiftiging dit gaat worden als je bacteriecultuur niet op orde is.
Daarom is niet alleen het schoonhouden van je bak icm waterwissels erg belangrijk; ook de toevoeging van 'opstart-bacteriën' kan er aan bijdragen om je bak sneller in balans te krijgen en te houden na een waterwissel of na een grote snoei.

Snelgroeiers bij de opstart:
Heel vaak krijgt men het advies om in een opstartende scape planten toe te voegen waaronder nitraatvreters en de snelgroeiers. Dit zou dan algen voorkomen. Best vreemd: waar moeten deze planten dan hun nitraten vandaan halen in een opstartende bak? Mij lijkt het persoonlijk slimmer om gewoon een waterwissel uit te voeren.

Alle zogenaamde zuurstofplanten hebben een voorkeur voor hard water, dus water waarin voldoende minerale stoffen zijn opgelost.
Minerale stoffen zijn bijvoorbeeld calcium en magnesium. Deze stoffen vormen voedingszouten voor de zuurstofplanten.
Zuurstofplanten gebruiken deze stoffen bij de vorming van bladeren en stengels. Ook voor de opname en het transport van CO2 in het water waarin de zuurstofplanten groeien, is hard water belangrijk.
Koolzuur kan zich namelijk hechten aan de minerale stoffen in hard water.
Hier rechts de meest gebruikte snelgroeiers/ zuurstofplanten.

Dus kort samengevat: in een nieuwe scape moet er zo snel mogelijk een evenwichtige bacteriën kolonie opgebouwd worden.
Die bacteriën die zorgen voor de afbraak van organisch afval. Dit zijn heterotrofe bacteriën, dwz. bacteriën die hun koolstof uit organische moleculen halen. Bij dit proces komt ammonia vrij:
NH3 (ammoniak) en NH4 (ammonium). De pH bepaald welke van de twee het meeste voorkomt. Bij een hoge pH heb je veel NH3 en bij een lage pH heb je meer NH4.
Deze ammonia zijn hoofdvoedsel voor nitrificerende bacteriën. En deze bacteriën hebben erg veel zuurstof nodig. Als de zuurstof concentratie zakt onder 2ppm dan stopt alle nitrificatie. Er kan dus een situatie ontstaan waarbij ammonia wel wordt omgezet in nitriet, maar nitriet niet verder wordt omgezet naar nitraat. En dat is ook een vaak voorkomend probleem bij bakken waarbij het zuurstofgehalte in het filter èn op en in de bodem te laag is. Een situatie waarbij dit kàn voorkomen is bij het toevoegen van CO2 via het filter.

De feitelijke reden waarom we snelgroeiers (meestal tijdelijk) in de bak plaatsen is: omdat ze erg veel zuurstof produceren, ze nemen direct ammoniak op en ze creëren een groot gebied voor microbiële kolonisatie.
En met name de zuurstof is erg belangrijk omdat die helpt in het ontwikkelen van de nitrificerende bacteriekolonie. Als je met CO2 je zuurgraad (veel) te ver laat zakken kunnen je nitrificerende bacteriën ook in de problemen komen. Met een gezond draaien plantenbestand merk je dat niet zo omdat de planten ook ammonia opnemen (nitriet wordt niet door je planten opgenomen) Bovendien zal bij lage pH de ammonia voor het grootste deel ammonium (NH4) zijn en dus niet erg giftig. Dat is ook de reden dat erg veel scapers in de nachtelijke uren zuurstof toevoegen dmv extra oppervlakterimpeling.

Mensen moeten trouwens ook niet zo paniekerig doen over NH4 in hun water. Veel proffesionele plantenvoeding leveranciers, maken gebruik van NH4. De plant heeft nml. altijd een voorkeur boven NH4 dan NO3 als stikstofbron. Hetzij natuurlijk wel in extreem lage doseringen.

The Small Planted Tank