CO2 – Come fornire alle piante dell’acquario una corretta nutrizione

Molti pensano che per avere delle belle piante da acquario siano sufficienti la luce e i fertilizzanti. Ma spesso è proprio l'anidride carbonica, o CO2, a diventare l'elemento mancante del puzzle. Senza di esso, anche in condizioni ideali, le piante non possono esprimere appieno il loro potenziale.

Immaginate che il CO2 sia per le piante come l'ossigeno per noi. Lo assorbono dall'acqua e, con l'aiuto della luce, lo trasformano in energia per la crescita. In natura ce n'è in abbondanza, ma in un acquario chiuso le piante consumano rapidamente tutto il biossido di carbonio disponibile e iniziano a soffrire la fame.

Ecco perché l'aggiunta di CO2 non è solo un capriccio, ma una condizione fondamentale per un rigoglioso giardino sottomarino. Ciò consente alle piante di crescere rapidamente, di essere sane e vivaci, e aiuta anche a combattere le alghe, lasciando loro meno nutrimento.

In questo articolo vedremo come fornire in modo semplice e sicuro ai vostri amici verdi questo nutrimento vitale, affinché il vostro acquario prenda davvero vita.

Il biossido di carbonio è una condizione fondamentale per lo sviluppo delle piante acquatiche

La vita sulla Terra ha una base carbonica: i composti del carbonio sono il principale costituente della maggior parte delle sostanze organiche. Se gli animali assumono con il cibo tutto il necessario per la costruzione dei tessuti dell'organismo, la maggior parte delle piante sintetizza autonomamente il “materiale da costruzione”.

Il processo di produzione dei carboidrati più semplici (glucosio) da parte delle piante è chiamato fotosintesi. La sua reazione principale è:

6CO₂ + 6H₂O = C₆H₁₂O₆ + 6O₂

La sintesi avviene con assorbimento di energia, per la formazione di ogni molecola di glucosio sono necessarie circa 674 cal. Le piante la ottengono attraverso l'assorbimento da parte delle molecole di clorofilla e di altri pigmenti (cromofili).

Successivamente, i carboidrati più semplici vengono trasformati in;

• zuccheri più complessi;
• aminoacidi, proteine, grassi, per la cui sintesi sono necessari macroelementi (azoto, fosforo, potassio) e microelementi.

Ciò garantisce la crescita delle piante, lo sviluppo dell'apparato radicale, l'accumulo di massa fogliare, ecc.

Alcune piante possono utilizzare altri composti come fonte di carbonio. Ad esempio, alcune piante acquatiche (elodea, vallinaria, hornwort, anubias, echinodorus e alcune altre) si sono adattate al consumo di ioni idrocarbonati (HCO₃^— e carbonati (CO₃^2-) , la cui presenza è determinata da una concentrazione non nulla di sali di durezza.

Pertanto, per lo sviluppo delle piante sono necessari diversi fattori:

• Presenza di acqua (irrilevante per le piante acquatiche, poiché l'acqua è il loro habitat naturale).)
• Fonte di carbonio, per la maggior parte proprio il CO₂.

• Energia (ovvero illuminazione).
• Macro e microelementi.

Le piante d'acquario non hanno praticamente problemi con l'energia luminosa e le sostanze nutritive. Per la maggior parte di esse sono sufficienti la luce naturale del giorno e le sostanze immagazzinate nel terreno. Per quelle più esigenti è facile organizzare l'illuminazione artificiale e l'apporto di fertilizzanti. Con l'elemento costitutivo principale (il carbonio) esistono invece alcuni problemi.

Causa della carenza di carbonio (anidride carbonica)

La carenza di composti di carbonio nei bacini artificiali domestici è spiegabile in modo abbastanza semplice.

In condizioni naturali, le fonti di carbonio nei bacini idrici sono:

• Anidride carbonica dall'atmosfera. Il CO2 si dissolve nell'acqua molto meglio dell'ossigeno, ma viene anche rilasciato facilmente. Tuttavia, a causa dell'ampia superficie di contatto dello specchio d'acqua con l'aria, la concentrazione di CO_2, ottenuto da questa fonte può essere piuttosto elevato.

• Sali (carbonati) di vari elementi. Oltre alle sostanze difficilmente solubili, le fonti apportano nei bacini idrici anche sostanze facilmente solubili (ad esempio sali di sodio).
• Anidride carbonica rilasciata dalla respirazione degli organismi acquatici. Questa fonte garantisce anche un apporto intenso di CO₂.

Di conseguenza, la concentrazione di anidride carbonica nei bacini naturali può variare da 3 a 10 mg/l (in quelli a flusso) e fino a 30 mg/l in quelli stagnanti. Ciò è sufficiente per la crescita delle piante acquatiche.

Negli acquari domestici, anche di volume considerevole, il quadro è diverso:

• Gli acquariofili, di norma, cercano di ridurre il valore della durezza carbonatica ai livelli raccomandati.
• La superficie non è sufficiente per arricchire il volume d'acqua con anidride carbonica.
• Coloro che si specializzano nella coltivazione di piante sono molto riluttanti a introdurre pesci (soprattutto di grandi dimensioni) e invertebrati.

Di conseguenza, senza una fonte aggiuntiva di carbonio, la flora subacquea sarà destinata a soffrire di carenze e problemi di sviluppo. Il problema può essere risolto con sistemi di alimentazione di CO₂ nell'acquario.

Concentrazione ottimale di anidride carbonica nell'acqua dell'acquario

Il modo migliore per ottenere la crescita e lo sviluppo armonioso delle piante d'acquario è garantire una concentrazione di anidride carbonica corrispondente alle loro condizioni naturali di vita.

Diverse fonti e forum dedicati all'acquacoltura riportano diversi limiti di concentrazione di CO₂. Così, gli acquariofili esperti parlano spesso di concentrazioni da 7 a 30 mg/l, i produttori di attrezzature per acquari, compresi i sistemi di alimentazione di CO₂, preferiscono operare con valori compresi tra 15 e 40 mg/l, ad esempio Dennerle raccomanda di mantenere una concentrazione di 15-30 mg/l, con un valore ottimale di 20-25 mg/l.

Esiste una valutazione generale del limite minimo ammissibile di concentrazione. Esso deve essere di almeno 3 mg/l, altrimenti le piante acquatiche soffriranno di vera e propria fame.

— Arend van den Nieuwenhuizen Aquascaper

Valutare il limite massimo è un po' più complicato. Di solito si tiene conto del fatto che il contenuto di CO₂ nell'acqua con durezza carbonatica (kH) e indice di acidità (pH). Esso consente di calcolare la concentrazione di anidride carbonica in base al kH e al pH. Ma è vera anche la dipendenza inversa: l'aumento del contenuto di anidride carbonica porta ad un aumento della durezza e ad una diminuzione del pH.

Di conseguenza, con l'alimentazione artificiale di gas nell'acquario, è possibile una variazione dei parametri dell'acqua che mette in pericolo gli organismi acquatici. Con un valore iniziale di kH di circa 4 gradi e una reazione neutra, pericolosa per i pesci e gli invertebrati, il contenuto di CO₂ già 30 mg/l, tuttavia, un alto indice di durezza e un basso pH non aggiungono salute alla flora dell'acquario.

Esiste il concetto di “tampone carbonato”. L'essenza del fenomeno è che, con livelli elevati di kH, per un aumento significativo del pH è necessaria una maggiore concentrazione di anidride carbonica. Di conseguenza, in acque più dure il contenuto di CO2 può essere più elevato senza conseguenze irreversibili per gli abitanti dell'acquario.

L'importanza dell'equilibrio

Preoccuparsi solo della concentrazione ottimale di anidride carbonica nell'acqua non è chiaramente sufficiente per garantire una crescita e uno sviluppo stabili delle piante d'acquario. È necessario tenere presente anche altri fattori menzionati sopra, quali l'illuminazione e la disponibilità di sostanze nutritive.

Anche la corretta illuminazione dell'acquario influisce sull'equilibrio di CO2 nell'acquario

Gli esperti ritengono che i seguenti parametri siano sufficienti per una crescita stabile, anche se non rapida, della flora dell'acquario (indicati per una colonna d'acqua di 0,4-0,5 m):

• Concentrazione di anidride carbonica 5-7 mg/l;

• Illuminazione: 0,4-0,6 W/l.

In questo caso sono sufficienti le sostanze nutritive prodotte dall'attività dei microrganismi nitrificanti e degli idrobionti.

Quando il contenuto di CO2 aumenta a 15-20 mg/l, è necessario aumentare l'illuminazione a un livello di 0,7-0,8 W/l. Sarà necessario aggiungere sostanze nutritive, soprattutto azoto. La necessità di concimare con fosforo e potassio deve essere verificata con test per acquari.

Il proprietario dell'acquario deve ricordare che è proprio in condizioni di equilibrio che le piante acquatiche superiori dimostrano tutta la loro efficacia e vincono nella competizione. Il loro rapido sviluppo sopprime le alghe, che si ritrovano “a digiuno”, e l'acquario appare pulito e sano.

Ma non appena l'equilibrio viene compromesso, le alghe semplici e antiche (filamentose, “barba nera”), più adatte alle condizioni difficili, prendono il sopravvento. La loro crescita provoca un ulteriore peggioramento della situazione.

Controllo della concentrazione di CO2 nell'acquario

Il metodo più accurato ed efficace per controllare il contenuto di CO₂ – misurazione della durezza carbonatica e del pH. Come già detto, la concentrazione di anidride carbonica nell'acqua è strettamente correlata a questi indicatori. I valori corrispondenti a diversi valori di pH e kH sono riportati nella tabella. Il contenuto ottimale di 15-30 mg/l è evidenziato in verde.

I principali vantaggi di questo metodo:

• Precisione nella determinazione della concentrazione di anidride carbonica;

Molti acquariofili, anche quelli abbastanza esperti, preferiscono metodi più semplici:

• Utilizzo di drop checker

Questo indicatore è un piccolo recipiente riempito con una soluzione speciale (di solito acqua con kH=4 e un indicatore chimico dell'acidità pH). Il recipiente viene immerso nell'acquario, la soluzione entra in contatto con l'acqua e cambia colore a seconda del contenuto di CO2.

Il vantaggio di questo metodo è la sua semplicità, mentre gli svantaggi sono il tempo di funzionamento limitato (ma il liquido indicatore può essere ricaricato) e l'inerzia (il cambio di colore del drop checker richiede da 0,5 a 2 ore). Molti indicatori di test, facilmente reperibili nei negozi di animali, funzionano secondo lo stesso principio.

• Conteggio delle bolle di gas provenienti dal sistema

Nella linea principale dal sistema all'acquario viene installato un contatore di bolle, un recipiente trasparente riempito d'acqua in cui è facile osservare il rilascio di gas. Il modo più veloce per valutare la concentrazione di CO₂ durante l'erogazione, anche prima che si dissolva nell'acqua.

Si ritiene che 1 bolla al minuto per 10 litri di volume dell'acquario corrisponda al contenuto di CO₂ 7-19 mg/l. Certo, la precisione del controllo non è elevata, ma è possibile valutare la concentrazione ed evitare il superamento dei limiti consentiti.

• Intensità di perlatura (“bollitura”).

L'intensità della produzione di ossigeno da parte delle piante dipende anche direttamente dalla concentrazione di anidride carbonica. Molti acquariofili esperti sono in grado di valutare con una certa precisione questo indicatore proprio in base al “bollore” delle piante e alla composizione chimica dell'acqua.

Le piante nell'acquario, come quelle sulla terraferma, hanno bisogno di anidride carbonica (CO2) per crescere. Senza di essa, anche con una buona illuminazione e un buon terreno, cresceranno lentamente, impallidiranno e potrebbero ricoprirsi di alghe. È possibile aggiungere CO2 all'acqua in vari modi, dai semplici sistemi fai da te alle bombole già pronte, ed è importante mantenerla nella giusta concentrazione affinché le piante si sentano bene e l'acqua rimanga pulita e viva.

Alimentazione di CO2 nell'acquario

Nella versione più semplice, il sistema di immissione di anidride carbonica nell'acquario è composto da:

• Generatore – un dispositivo che funge da fonte di CO₂.
• Reattore – dispositivo sommergibile situato nell'acquario, in cui avviene la dissoluzione del gas.

• Condotta del gas – tubi che collegano il generatore e il reattore.

Varianti di generatori

Fermentazione (“brassa”)

Il metodo più semplice, in cui l'anidride carbonica viene ottenuta dalla scissione degli zuccheri da parte dei lieviti. In questo caso, il generatore è un qualsiasi recipiente riempito con una soluzione nutritiva e una colonia di lieviti.

Questo dispositivo è facile da realizzare con le proprie mani, i componenti sono disponibili e economici. Gli svantaggi di questo metodo includono una durata limitata, difficoltà di regolazione e formazione irregolare di gas. Nonostante ciò, alcuni produttori offrono versioni “eco” di serie che utilizzano questo metodo.

Bombola

In questo sistema, la fonte di gas è una bombola di CO₂. L'opzione più complessa richiede un raccordo con riduttore per abbassare la pressione e manometri per controllare la pressione nella bombola e nella tubazione. Tuttavia, dal punto di vista della regolazione e del controllo, supera qualsiasi altro metodo: la valvola elettromagnetica e la valvola a spillo controllata risolvono facilmente tutti i problemi.

Chimico

Il metodo si basa sul rilascio di anidride carbonica durante la reazione dei sali (carbonati, ad esempio soda o calcare) con gli acidi. Richiede componenti più costosi per la reazione, ma può garantire una generazione abbastanza prolungata (risolvendo il problema del dosaggio dei componenti). Presenta inoltre problemi di regolazione e irregolarità nell'emissione di gas.

Varianti esotiche

Esistono molti modi per ottenere anidride carbonica:

• I composti chimici che rilasciano gas a contatto con l'acqua sono disponibili sotto forma di pastiglie per acquari.
• Elettrolitico, molto interessante dal punto di vista dell'applicazione, ma presenta un grave problema di rilascio di idrogeno.

• Utilizzo di “ghiaccio secco” (problema di dosaggio e posizionamento della fonte di gas nell'acquario).
• Acqua gassata e simili.

La maggior parte dei metodi esotici non ha ancora trovato applicazione industriale, ma funziona con successo in vari progetti fai da te.

Reattori

Il reattore deve garantire un'efficace dissoluzione del gas nell'acqua dell'acquario. In pratica vengono utilizzate 2 varianti.

Passivi

La dissoluzione avviene in modo naturale quando il gas entra in contatto con l'acqua.

1-Diffusore. 2-Campana, 3-Scala

Varianti di tali reattori:

• Diffusore. Dispositivo con microfori attraverso i quali il gas viene spinto nell'acqua. Grazie alle dimensioni ridotte delle bolle, si ottiene una dissoluzione efficace. È possibile utilizzare sia materiali industriali (diaframmi) con micropori, sia materiali naturali (ad esempio legno di sorbo, tiglio e alcune altre specie).

• Campana. Si tratta di un recipiente capovolto immerso nell'acqua. Il gas si raccoglie al suo interno e si dissolve al confine con l'acqua.
• “Scala”, “Labirinto”. Reattore sommergibile in cui il percorso della bolla di gas verso la superficie è artificialmente aumentato grazie alla complessa configurazione. Di conseguenza, il CO₂ riesce a dissolversi in modo naturale.

Reattori attivi (pompe)

In questi dispositivi, nello spazio di lavoro viene creato un controflusso di acqua e gas, che porta alla dissoluzione attiva delle bolle. È il sistema più complesso dal punto di vista della realizzazione tecnica, ma è l'opzione migliore per acquari di grandi volumi.

Dispositivi aggiuntivi

Oltre al generatore e al reattore, nel sistema potrebbero essere necessari:

• Valvola elettromagnetica di intercettazione. Viene utilizzato per l'erogazione del gas in base al tempo e la regolazione della concentrazione.
• Valvola di ritegno. Impedisce che l'acqua venga “aspirata” dall'acquario nel sistema, causando il malfunzionamento dei componenti.

• Contabolleper il controllo delle prestazioni del sistema e della concentrazione di CO₂.
• Prefiltro, adatta per “brazhka” o generatori chimici, in particolare quelli assemblati artigianalmente.

Sistemi di produzione in serie per l'alimentazione di CO2

I produttori di attrezzature per acquari offrono numerosi modelli di sistemi per l'alimentazione di CO₂. Di seguito una breve descrizione di alcuni di questi prodotti.

Dennerle

L'azienda offre sistemi di alimentazione di CO₂ di diverso livello, che utilizzano tecnologie diverse per acquari di qualsiasi volume.

Il set di fornitura del sistema a bombola Einweg 300 Space per acquari da 300 l comprende:

• Bombola sostituibile con anidride carbonica da 500 g.
• Riduttore con valvola elettromagnetica integrata.
• Valvola di ritegno.

• Diffusore Flipper con scarico dei gas falsi.
• Tubo di collegamento.
• Indicatore e test.

Il kit per nano acquari Nano è praticamente identico, ma la capacità della bombola è di soli 80 g e viene utilizzato un riduttore di costruzione molto semplice.

Per costruire sistemi più complessi è possibile sostituire i componenti (ad esempio, aggiungere un manometro, installare una valvola di chiusura notturna, un timer, ecc.

L'assortimento del produttore comprende anche sistemi BIO (ad esempio BIO 60), in cui come generatore viene utilizzata una bombola con gel e una capsula di avvio per avviare il processo, con l'installazione di un contatore di bolle.

Eheim

Il produttore tedesco offre sistemi a bombola per acquari di quasi tutte le dimensioni.

La rete standard comprende:

• Bombola di anidride carbonica liquefatta con possibilità di ricarica (per alcune, ad esempio 2000 g). Capacità: da 200 a 2000+ g.
• Riduttore per abbassare la pressione (per quelli ricaricabili – con raccordo per il rifornimento).
• Contabolle.
• Diffusore.
• Tubo flessibile.
• Drop checker e test.

Se necessario, il sistema può essere completato con valvole elettromagnetiche e di ritegno, dispositivi di controllo (timer). Sono adatti sia i componenti dell'azienda che gli accessori di altri produttori (è necessaria la selezione).

Ista

Ista produce bombole di CO₂ sistemi di livello professionale e relativi accessori.

Il sistema di base è composto da:

• Bombola di alluminio con capacità di 1 l.
• Riduttore con 2 manometri, valvola elettromagnetica integrata.
• Contabolle con valvola di ritegno.
• Diffusore compatto.
• Tubo flessibile.

Se necessario, il sistema può essere integrato con dispositivi di controllo (timer, controller di concentrazione del gas), atomizzatore (reattore esterno per migliorare la dissoluzione del CO₂).

Aqua

L'azienda russa offre sistemi a bombole sia in versione modulare (Standard e Standard+, Profi) che completi.

L'acquirente può scegliere i sistemi in base a:

• capacità della bombola;
• del riduttore;
• variante del diffusore;
• presenza di contatore di bolle;
• varianti di drop checker, ecc.

Domande frequenti

Perché non è consigliabile effettuare contemporaneamente l'aerazione e l'immissione di CO2?

Il biossido di carbonio disciolto nell'acqua si libera facilmente, soprattutto in caso di movimento intenso delle masse d'acqua. Di conseguenza, durante l'aerazione la sua concentrazione può diminuire notevolmente, richiedendo un consumo elevato.

Perché si consiglia di dotare i sistemi di alimentazione di CO2 di timer?

È preferibile fornire l'anidride carbonica all'acquario durante il giorno, mentre le piante effettuano la fotosintesi. Di notte non è necessaria e può portare a un'eccessiva concentrazione di anidride carbonica e a un calo del pH. Per evitare che ciò accada, si consiglia di iniziare la fornitura 1 ora prima dell'inizio della giornata luminosa e di terminarla 1 ora prima della fine. Questa operazione può essere svolta in modo ottimale utilizzando un timer e una valvola elettromagnetica.

Perché nei generatori BIO di fabbrica si usa il gel e non la soluzione nutritiva?

Il gel consente di stabilizzare la velocità di reazione e prolungare il tempo di funzionamento del generatore. Lo stesso scopo è raggiunto nei generatori di fermentazione di nostra produzione aggiungendo addensanti, come gelatina o amido.

Perché si usano i prefiltri?

Nei generatori di fermentazione (anche quelli di serie) o chimici è possibile che il flusso di gas catturi sostanze nocive (acidi, alcoli, ecc.). Per evitare che entrino nell'acquario, si usa un prefiltro per purificare il gas.

Qual è il reattore migliore: attivo o passivo?

La scelta non deve basarsi sul tipo di reattore, ma sulla capacità di dissolvere completamente la quantità di CO2 necessaria per l'acquario. Se il reattore è in grado di svolgere questo compito per il volume d'acqua, non ha senso discutere quale dei due tipi sia migliore.

Quindi, il giardino sottomarino nel vostro acquario prende davvero vita quando le piante ricevono abbastanza anidride carbonica. È come una chiave magica che avvia il processo di fotosintesi, dando loro l'energia per crescere, avere colori vivaci ed essere in buona salute. Senza di essa, anche con una buona illuminazione e fertilizzanti, le piante possono appassire.

Fortunatamente, fornire CO2 alle piante non è così difficile come sembra. Potete scegliere un metodo semplice, ad esempio fertilizzanti liquidi con carbonio per acquari di piccole dimensioni. Oppure installare un sistema di alimentazione a bombole, considerato il più efficace per acquari con piante molto fitte. È meglio iniziare con poco, osservando gradualmente la reazione delle piante.

La cosa più importante è ricordarsi dell'equilibrio. L'anidride carbonica, la luce e le sostanze nutritive presenti nel terreno e nell'acqua devono lavorare insieme, come una squadra. Quando si modifica un elemento, è necessario prestare attenzione agli altri. E, naturalmente, la sicurezza dei pesci è fondamentale: è molto importante monitorare costantemente il livello di CO2 con test specifici.

Non abbiate paura di sperimentare. Osservate le vostre piante, il loro aspetto vi dirà se state facendo tutto nel modo giusto. Con il tempo troverete il regime giusto per trasformare il vostro acquario in un mondo sottomarino rigoglioso, vivace e armonioso. Buona fortuna con la vostra creatività!