Поддержание здоровой бактериальной колонии

Основными параметрами, влияющими на рост бактерий, которые следует учитывать при поддержании здорового биофильтра, являются достаточная площадь поверхности и соответствующие водные условия.

Площадь поверхности

Бактериальные колонии будут процветать на любом материале, например, корнях растений, вдоль стен аквариума и внутри каждой трубки. Общая площадь, доступная для этих бактерий, будет определять, сколько аммиака они способны метаболизировать. В зависимости от биомассы рыбы и конструкции системы корни растений и стенки резервуаров могут обеспечить достаточную площадь. Для систем с высокой плотностью рыбного промысла требуется отдельный компонент биофильтрации, в котором содержится материал с высокой площадью поверхности, такой как инертная среда выращивания - гравий, туф или керамзиновая глина (рис. 2.7).

рН воды

рН - это то, насколько кислотная или основная вода. Уровень рН воды влияет на биологическую активность нитрифицирующих бактерий и их способность конвертировать аммиак и нитрит (рис. 2.8). Диапазоны для двух нитрифицирующих групп ниже были определены как идеальные, однако литература о росте бактерий также свидетельствует о гораздо большем диапазоне допусков (6-8.5) из-за способности бактерий адаптироваться к окружающей среде.

| Нитрифицирующая бактерия | Оптимальный рН | | — | — | | Нитросомоны spp. | 7.2-7.8 | | Нитробактерия spp. | 7.2-8.2 |

Однако для аквапоники более подходящий диапазон pH составляет 6-7, поскольку этот диапазон лучше подходит для растений и рыб (в главе 3 обсуждается компромисс в отношении параметров качества воды). Кроме того, потеря бактериальной эффективности может быть компенсирована наличием большего количества бактерий, поэтому биофильтры должны быть соответствующим образом изменены.

Температура воды

Температура воды является важным параметром для бактерий и аквапоники в целом. Идеальный температурный диапазон для роста и продуктивности бактерий составляет 17 -34 °C. Если температура воды опустится ниже 17 °C, продуктивность бактерий снизится. При температуре ниже 10 °C производительность может быть снижена на 50 и более процентов. Низкие температуры оказывают существенное влияние на управление оборудованием в зимний период (см. главу 8).

Растворенный кислород

Нитрифицирующие бактерии нуждаются в адекватном уровне растворенного кислорода (DO) в воде в любое время, чтобы поддерживать высокий уровень продуктивности.

Нитрификация является окислительной реакцией, когда кислород используется в качестве реагента; без кислорода реакция прекращается. Оптимальные уровни DO 4 -8 мг/л. Нитрификация уменьшится, если концентрации DO упадут ниже 2,0 мг/л. Кроме того, без достаточных концентраций DO может расти другой тип бактерий, который преобразует ценные нитраты обратно в непригодный молекулярный азот в анаэробный процесс, известный как денитрификация.

Ультрафиолетовый свет

Нитрифицирующие бактерии являются светочувствительными организмами, что означает, что ультрафиолетовый (УФ) свет от солнца представляет собой угрозу. Это особенно актуально при начальном образовании колоний бактерий, когда создается новая аквапонная система. После того, как бактерии колонизировали поверхность (3 -5 дней), УФ-свет не представляет серьезной проблемы. Простой способ устранить эту угрозу — покрыть аквариум и фильтрующие компоненты УФ-защитным материалом, при этом убедиться, что вода в гидропонном компоненте не подвержена воздействию солнца, по крайней мере до полного образования бактерий колоний.

Нитрифицирующие бактерии будут расти на материале с высокой площадью поверхности (рис. 2.9), защищенном от ультрафиолетового излучения и при соответствующих условиях воды (таблица 2.1).

ТАБЛИЦА 2.1

Диапазоны допусков к качеству воды для нитрифицирующих бактерий

| | **Температура (°C) ** | рН | **аммиак (мг/л) ** | **нитрит (мг/л) ** | **нитрат (мг/л) ** | **DO (мг/л) ** | | — | — | — | — | — | — | — | | Диапазон допусков | 17 -34 | 6 -8,5 |\ < 3 |\ < 3 |\ < 400 | 4 -8 |

• Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2014 год, Кристофер Сомервилл, Моти Коэн, Эдоардо Пантанелла, Остин Станкус и Алессандро Лователли, мелкомасштабное производство продуктов питания аквапоники, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *