Usuwanie amoniaku i azotynów to krytyczny proces biochemiczny, od którego zależy przeżywalność obsady w zamkniętym systemie wodnym. W intensywnej hodowli karpie koi wydalają produkty przemiany materii głównie przez skrzela w formie toksycznego amoniaku ($NH_3$). Bez sprawnego cyklu azotowego, opartego na aktywności bakterii autotroficznych, dochodzi do gwałtownego wzrostu stężeń związków chemicznych niszczących hemoglobinę i tkankę skrzelową ryb.
1. Etapy nitryfikacji: Od toksyny do nawozu
Proces neutralizacji zanieczyszczeń organicznych dzieli się na dwa główne etapy utleniania, realizowane przez wyspecjalizowane grupy bakterii:
-
Etap I: Utlenianie amoniaku ($NH_3/NH_4^+$): Bakterie z rodzaju Nitrosomonas przekształcają amoniak w azotyny ($NO_2^-$). Proces ten wymaga dużej ilości tlenu rozpuszczonego w wodzie.
-
Etap II: Utlenianie azotynów ($NO_2^-$): Bakterie z rodzaju Nitrobacter (oraz Nitrospira) utleniają toksyczne azotyny do relatywnie bezpiecznych azotanów ($NO_3^-$).
2. Toksyczność amoniaku a pH i temperatura
Wartość toksyczna amoniaku jest zmienna i zależy od parametrów fizykochemicznych wody. W wodzie występuje on w dwóch formach: jonowej ($NH_4^+$ – mało toksyczna) oraz gazowej ($NH_3$ – silnie trująca).
-
Wpływ pH: Im wyższy odczyn pH (zasadowy), tym większa część azotu amonowego występuje w zabójczej formie gazowej $NH_3$.
-
Wpływ temperatury: Wzrost temperatury przyspiesza dysocjację amonu do wolnego amoniaku. Przy pH 8.5 i temperaturze 25°C, stężenie amoniaku jest dziesięciokrotnie bardziej niebezpieczne niż przy pH 7.0 w tej samej temperaturze.
3. Zespół Nowego Stawu (New Pond Syndrome)
Jest to zjawisko braku równowagi biologicznej w świeżo zalanych zbiornikach, gdzie populacja bakterii nie jest jeszcze wystarczająca do przetworzenia ładunku organicznego.
-
Skok amoniaku: Pojawia się zazwyczaj w 3-7 dobie po wpuszczeniu ryb.
-
Skok azotynów: Następuje między 14 a 21 dniem. Azotyny wiążą się z hemoglobiną, tworząc methemoglobinę, co prowadzi do tzw. „choroby brązowej krwi” i uduszenia ryby mimo wysokiego nasycenia wody tlenem.
4. Metody przyspieszania usuwania toksyn
Aby zminimalizować ryzyko zatrucia karpi koi związkami azotu, stosuje się następujące techniki:
-
Szczepienie złoża: Dodawanie skoncentrowanych kultur bakterii nitryfikacyjnych bezpośrednio do filtra biologicznego.
-
Napowietrzanie: Nitryfikacja jest procesem konsumującym tlen. Spadek O2 zatrzymuje usuwanie azotynów.
-
Kontrola karmienia: W fazie dojrzewania stawu należy drastycznie ograniczyć podawanie białka, które jest głównym źródłem azotu.
-
Podmiany wody: Jedyna doraźna metoda obniżenia stężenia $NO_2^-$ i $NH_3$ w sytuacjach awaryjnych.
