De meeste aquarianen testen alleen de waterkolom op voedingsstoffen. Zelden (of nooit) kijken we naar de andere helft van de bronnen van voedingsstoffen; het sediment. Dit is niet verrassend, aangezien de hobby geen redelijk geprijsde, commercieel verkrijgbare, hobbytestkits heeft die specifiek zijn voor sedimentanalyse. Door verschillende sedimenttypen, hun componenten uit natuurlijke systemen te vergelijken en te kijken naar een commercieel merk en hetzelfde merk dat 1,5 jaar oud is, zou de aquariaan in staat moeten zijn om te achterhalen hoe, waar en waarom planten groeien in ogenschijnlijk voedingsarme waterkolommen. Hoewel het al lang is aangetoond in onderzoek in natuurlijke wateren, kunnen waterplanten hun voedingsbehoeften aan stikstof en nitraat, zowel gedeeltelijk als geheel, verkrijgen uit de waterkolom en het sediment (Cedergreen en Madsen, 2001; Barko et al, 1991, Cedergreen en Vindabaek, 2002).
Veel aquarianen lijken zich te richten of de ene of de andere locatie voor hun dosering. In de meeste aquaria waar veel vissen aanwezig zijn, wordt een aanzienlijke hoeveelheid Nitraat en Fosfaat via visafval aan de waterkolom toegevoegd. Deze vissenpoep kan dus daadwerkelijk uiteen in de waterkolom vallen en in het sediment terechtkomen voor opname door de wortels. Veel aquarianen hebben ook opgemerkt dat met verrijkte sedimenten zoals vijveraarde, met wat organisch materiaal, voldoende is om aquatische macrofyten te laten groeien zonder anorganische meststof aan de waterkolom toe te voegen gedurende vrij lange tijdsbestekken van maanden; en in sommige gevallen jaren met en zonder CO2-gasverrijking. Daarom is het verstandig om je te richten op beide locatie voor het toevoegen van voedingsstoffen, door vissen, de waterkolom én via de bodem. Dit tesaam is de meest efficiente manier.
Het doel van dit onderzoek is om:
1) aquarianen te helpen informeren over wat er bij het testen van de bodem kan komen kijken,
2) de vruchtbaarheid van het bodem in de loop van de tijd te vergelijken in een echt praktisch beplant aquarium,
3) om verschillende commerciële producten te vergelijken met natuurlijke kleisoorten die worden aangetroffen waar ondergedompelde watermacrofyten in overvloed voorkomen,
4) sub-sediment te vergelijken met de bovenste bodemlaag,
5) de dosering van de waterkolom in de loop van de tijd te bespreken met de relatieve hoeveelheid verlies van verschillende voedingsstoffen in verschillenmde bodems
De stikstof is aanvankelijk laag en nam in de loop van de tijd licht toe, mogelijk werd een deel van de resterende NH4-N geoxideerd vóór analyse en droging (het oude sediment stond daarna 1 maand in een emmer te drogen). De aanwezige klei leek ook wat meer PO4 te binden, waarschijnlijk door het hoge KH2PO4 in de afgelopen 18 maanden. Misschien werd er minder gebruikt in vergelijking met bladopname, waardoor de opname uit de bodem ook werd verminderd. Kalium nam ook in de loop van de tijd toe, waarschijnlijk door een vergelijkbare factor zoals die van PO4.
Verrassend genoeg nam de hoeveelheid ijzer (Fe) in de loop van 18 maanden juist toe. Dit kan komen door neerslag van vloeibare gechelateerde Fe en binding door de kationenuitwisselingscapaciteit (CEC) van de klei-ADA-aquasoil, aangezien andere sporenmetalen door planten werden verwijderd en vervangen door Fe. De kopergehaltes lijken vrij hoog te zijn en namen in de loop van de tijd af, wat erop duidt dat de koperdosering in de waterkolom mogelijk onvoldoende is, wat na verloop van tijd tot uitputting leidt (het zou echter een paar jaar duren voordat het uitgeput zal zijn)..
Minder verrassend is dat dit diagram laat zien dat de korrel groottes niet significant veranderden in de loop van de tijd, noch CEC en een lichte verandering in het aantal % organische stof. CEC is ongeveer vergelijkbaar met de meeste producten zoals andere bodemsoorten en aquariumbodem producten.
Het lijkt erop dat een beetje CEC nuttig is, maar het is niet echt een primaire parameter, aangezien voedingsstoffen binnenkomen van vissen en de waterkolom (dus routinematig vervangen) in dit voorbeeld hierboven. Het belangrijkste verschil is echt de dramatische afname van NH4 en de minder dramatische, maar significante toename van de andere voedingsstoffen (anders dan koper). Het lijkt erop dat op basis van het sediment de koperdosering en de N-dosering in deze periode misschien hoger hadden moeten zijn. Met minder K+, Fe, NO3 en PO4-dosering zou dit misschien in evenwicht zijn.
Dit stelt ons in staat om de dosering aan te passen om meer KNO3 toe te voegen na een paar maanden, de vissen meer te voeren of een tijdsbestek om de ADA aquasoil te vervangen. Cyanobacteriën komen vaak voor bij ouder ADA aquasoil, dit correleert goed met de hierboven getoonde observatie met sterk verminderde stikstof. Let op, dit is met niet-beperkende voedingsstoffen gedodeerd aan de waterkolom (EI), daarom zouden de verhoudingen en misschien andere voedingsstoffen veel meer uitgeput zijn.
De verlichting was echter ongeveer 2x die van een typisch ADA-verlichtingssysteem in een aquarium van vergelijkbare grootte. En ADA gebruikt altijd weinig licht, gemiddeld zo'n 20 lumen per liter. Misschien balanceren deze elkaar uit, maar ik zou willen voorstellen dat de niveaus die in de soil achterblijven met een lagere dosering in de loop van de tijd aanzienlijk zouden afnemen.
Toch helpt de hoge NH4 duidelijk om planten effectief te laten groeien in de beginfase en dit kan van toepassing zijn bij het toepassen van de traditionele ADA-methode op het gebruik van gemineraliseerde soil. Met andere woorden, het zou veel beter kunnen zijn om de grond in eerste instantie niet te mineraliseren (zoals verhitten of een 'dark-start') en gewoon de waterverversingen uit te voeren en het sediment te laten mineraliseren met de planten in de bak. Het zou dezelfde tijd in beslag nemen en de planten zouden toegang hebben tot de NH4 voor hun eerste groeifase. Vissen zouden na 4-6 weken worden toegevoegd. Waterverversingen zouden gedurende die periode 30 50% 2x per week worden uitgevoerd.
Slotopmerkingen:
Als KNO3 wordt toegevoegd, lijkt het een gewone voedingsbodem in veel opzichten net zo goed te zijn als de ADA-aquasoil. Het toevoegen van meer KNO3 lijkt dus een goed idee voor zowel alles soorten bodem in de loop van de tijd en zou een betere gezondheid en groei van de planten moeten opleveren. Voor de meeste andere voedingsstoffen lijkt het erop dat de bodems een goede groei kunnen opleveren zonder grote toevoegingen gedurende meerdere jaren. Powersand lijkt een eerste uitbarsting van NPK te bieden, voornamelijk NO3 in verhouding tot andere voedingsstoffen die al in ADA-aquabodem Amazonia (type 1) worden aangetroffen, daarom zouden toevoegingen van KNO3 aan de waterkolom ook het gebruik van ADA-powersand teniet doen voor de meeste aquarianen bij gebruik met gemineraliseerde bodems of ADA-aquabodem.
Pre-mineralisatie van bodem die wordt gebruikt voor aquaria lijkt geen voordeel te bieden bij gebruik van een ADA-type opstartbenadering waarbij waterverversingen vaak worden uitgevoerd gedurende de eerste paar weken en later vissen worden toegevoegd. Bovendien kan de noodzaak om Fe en K+ aan sedimenten toe te voegen op den duur weinig voordeel opleveren. De mate van uitspoeling zal in de loop van de tijd sterk variëren. Het percentage voedingsstoffen dat door planten uit het sediment wordt gehaald, is afhankelijk van de dosering in de waterkolom. Het lijkt erop dat het toevoegen van voedingsstoffen aan beide locaties het beste algehele beheerplan voor aquarianen is. Voor degenen die echter nieuwsgierig zijn naar hoe het ADA-systeem of andere systemen zouden kunnen werken, zal dit wat inzicht geven en ook een model bieden voor het toevoegen van 'Lean Dose' bemesting aan dergelijke systemen zonder de plantengroei te veel te beperken.
References:
Cedergreen, N. y R. Vindbaek. 2002. Nitrogen uptake by the floating macrophyte Lemna minor. New Phytol., 155: 285-292
Madsen, T. V., and N. Cedergreen. 2002. Sources of nutrients to rooted submerged macrophytes growing in a nutrient rich stream. Freshwater Biology 42:283–291.
ADA Aqua Soil™ and Power Sand™ Analysis - Barr report