Srdce i duše akvaponického systému
Bakterie, jak už jsme si řekli v předchozích dílech našeho Lexikonu akvaponie jsou srdcem i duší jakéhokoliv akvaponického systému. Bez nich nemůže žádný akvaponický systém existovat. Abychom lépe ozřejmili jejich vlastnosti a důležitost v akvaponickém systému, zaměříme se dnes na to, co přesně tyto bakterie v systému dělají a jak jim můžeme pomoci lépe fungovat. Bakterie zprostředkovávají veškeré možné procesy odehrávající se v našem systému. Jsou jimi procesy začínající u ryb při trávení krmiva, přes absorbci živin skrze kořeny rostlin a mnoho dalších. Nejvíce jsou bakterie v akvaponii vnímány ve spojení s nitrifikačním procesem.
Nitrifikační proces
Jak již možná někteří z vás ví, bakterie jsou v akvaponii zodpovědné za nitrifikační proces. To je bezesporu pravda ale je to poněkud krátkozraký pohled, protože bakterie toho v systému dělají mnohem více než jen nitrifikaci. Nicméně tento nitrifikační proces je s bakteriemi v akvaponii nejvíce spojován a nejznámější, proto si ho vysvětlíme jako první.
Nitrifikace je biologický proces, kdy probíhá přeměna amoniaku (NH4+) na dusitany (NO2-). Amoniak se dostává do vody při zpracování krmiva rybami a především společně s jejich exkrementy. Přeměna amoniaku na dusitan probíhá díky oxidaci, nicméně dusitany rostliny stále ještě neumí zpracovat a přijmout, proto reakce probíhá dále až se následně dusitany přemění na dusičnany (NO3-), které již rostliny dokáží přijímat.
Přítomnost druhu bakterií, díky kterým nitrifikační proces probíhá závisí na několika faktorech. Jedním z nich je například pH vody, dále teplota a množství kyslíku. Je kriticky nutné vytvořit těmto bakteriím dobré podmínky pro tvorbu jejich kolonií. V případě velkých výkyvů systému se může proces z nitrifikace změnit na denitrifikaci, což má za následek že bakterie chybějící kyslík získávají z dusičnanů a volný dusík se uvolňuje do okolí.
Mineralizační proces
Tento proces v akvaponickém systému obstarává nepřeberné množství různých druhů bakterií a jiných mikroorganismů. V podstatě se jedná o proces, kdy tyto bakterie a mikroorganismy rozkládají pevné organické nečistoty v systému na jednoduché sloučeniny, které se ve vodě rozpouštějí. Tyto sloučeniny mohou zpracovat a využít ke svému růstu rostliny. Tímto zpracováním také probíhá přirozené čištění vody.
Existují možná desítky tisíc různých druhů bakterií a mikroorganismů, které jsou schopny provádět tento mineralizační proces. Některé druhy lépe prosperují ve více okysličeném systému, pro jiné stačí méně aerobní prostředí. Stejné je to i s pH. Je velmi důležité si uvědomit, že o velkém množství těchto organismů stale moc nevíme. Co ale víme naprosto jistě je, že právě tyto mikroorganismy umožňují správnou funkci celého akvaponického systému a jsou pro něj prakticky nepostradatelné.
Bakteriální kolonie
Vytvořit správné prostředí pro tvorbu kolonií těchto bakterií je nezbytně nutné pro správné a efektivní fungování zdravého akvaponického systému. Vytvoření takovéto kolonie bakterií neproběhne ze dne na den, je to dlouhodobý proces. Vytvořit kolonii bakterií dostatečně velikou, aby stabilizovala celý system může trva řadu měsíců.
V této počáteční fázi, získáváme do systému naše bakterie, které pro sebe hledají nejlepší podmínky a ve chvíli, kdy je najdou začínají toto prostředí kolonizovat. Časem můžeme v systému vidět, že jednotlivé druhy bakterií mezi sebou soupeří a některé z nich se stanou v systému dominantní.
Jak můžeme k této kolonizaci systému pomoci a přispět? Musíme krmit ryby kvalitním kmivem, takže ryby budou bakterie v systému zásobovat organickým odpadem a díky bakteriím a mineralizačnímu procesu dodávat rostlinám potřebné živiny. Dále musíme neustále hlídat kvalitu vody. Jedná se především o pH vody, obsah amoniaku a kyslíku v ní atd. Našim úkolem je v podstatě vytvořit bakteriím stabilní podmínky k jejich kolonizaci a správné funkci.
Prostor, který vytváříme pro kolonizování je v prakticky celý biofiltr akvaponickému systému. Čím větší bude, tím vice prostoru ke kolonizaci bakterie mají. Vytvořené prostředí v biofiltru i jeho velikost přímo ovlivňuje, jaké druhy a jak velká kolonie bakterií náš system obsadí. U biofiltrace a vlastně celého akvaponického systému je důležité aby byl alespoň z 95-97 % aerobní.
Čím vice prostoru vytvoříme pro baktrie, tím vice organického odpadu a amoniaku jsme schopni přeměnit na živiny využitelné pro rostliny. Je proto mnohem důležitější zaměřit se na vztah a poměr velikosti biofiltru k množství chovaných ryb, než na množství pěstovaných rostlin v porovnání s množstvím chovaných ryb.
Závěrem je nutno zopakovat, že bakterie jsou opravdu srdcem i duší každého akvaponického systému a bez vytvoření správných podmínek ke kolonizaci nemužeme vytvořit stabilní a zdravý system.