Rapporto RedField, cos’è? Redfield e cianobatteri

Il rapporto Redfield in grammi è: 106×12: 16×14: 1×31

Eseguendo banali semplificazioni (dividendo tutto per 31) troviamo il rapporto Redfield espresso in grammi

C: N: P = 41: 7,2: 1 (g)

Ciò significa che secondo il rapporto di Redfield, in natura nell’acqua di mare ci sono 41 grammi di carbonio su 7,2 grammi di azoto e che ci sono 1 grammo di fosforo su ogni 7,2 grammi di azoto.

PERCHÉ IL RAPPORTO 106: 16: 1 E NESSUN ALTRO?

Perché esattamente sia questo il rapporto molare non è ancora chiaro. Il motivo per cui il rapporto Redfield negli oceani è così stabile è forse spiegabile dalla costanza di composizione dell’acqua degli oceani e dalle condizioni di crescita nutrizionale dello zooplancton negli oceani.

Che importanza può avere il Redfield Ratio nella gestione dei nostri acquari?

Innanzi tutto sappiamo che esiste un certo rapporto fisso C: N: P negli oceani.
Le teorie attualmente più in voga dicono che le alghe proliferano meglio a rapporti RR elevati.
I rapporti sotto N: P < 5 (poco azoto, molto fosforo) mostrano spesso una chiara tendenza a dare invece la comparsa di cianobatteri.
Un gran numero di studi hanno dimostrato inoltre che la comparsa di cianobatteri si
verifica raramente con rapporti N: P > 29. Quindi, se c’è una percentuale relativamente elevata di azoto e basso fosforo.

La teoria afferma che la crescita delle alghe e la proliferazione di alcuni ceppi batterici non è solo dipendente da quanti nutrienti si trovano nell’acqua, ma anche in quali proporzioni le sostanze nutritive sono nell’acqua.

Se c’è un sacco di fosfato in acqua e pochissimi nitrati, le piante (nel dolce) e le alghe (nel marino) possono crescere fino a consumare il nitrato biodisponibile. Esiste ancora abbastanza fosfato, ma a causa della mancanza di nitrati, le alghe e le piante non possono crescere ulteriormente e assorbire il fosfato. Il nitrato è divenuto quindi un fattore limitante per la crescita. Certamente può anche essere il contrario. Se c’è un sacco di nitrato e basso fosfato allora il fosfato sarà il fattore limitante. Se abbiamo il giusto equilibrio di fosfato e nitrato, allora il fosfato e il nitrato possono essere utilizzati finchè restano disponibili.

Ebbene, ogni specie di pianta e ogni specie di alga ha il proprio rapporto ottimale per assorbire elementi. I cianobatteri possono prevalere nella battaglia con altri batteri, alghe e piante se esiste una percentuale relativamente elevata di fosforo. Le alghe verdi, d’altra parte, proliferano meglio se è presente una quantità relativamente alta di azoto.

I cianobatteri prevalgono a bassi rapporti N: P. Le alghe verdi invece prendono piede ad elevati rapporti N: P.
Tra loro si trova una zona di transizione, quella che in realtà l’aquariofilo cerca di restare, in cui le nostre piante (nel dolce) o il sistema batterico (nel marino) ha invece la meglio, senza invece vedere la comparsa di “ospiti” indesiderati quali cianobatteri od esplosioni algali.

IL “RAPPORTO REDFIELD” FUNZIONA SOLO CON AZOTO E FOSFORO?

Il rapporto Redfield si applica anche ad altri elementi. Come detto alghe e cianobatteri sono influenzati dal rapporto Azoto: Fosforo. Ma altri elementi influenzano anche la crescita delle alghe.

Silicio
Le alghe brune o i dinoflagellati danno il meglio se c’è una quantità relativamente elevata di silicio e poco fosforo. Quindi ad un elevato rapporto Si: P, le alghe marroni proliferano. Di solito troviamo questo con nuovi acquari in maturazione con silicio sotto forma di acido silicico nell’acqua. Una volta che il silicio viene consumato, le alghe brune tenderanno a scomparire.

Ferro
Le grandi concentrazioni di ferro nell’acqua possono provocare una crescita indesiderata di alghe. Soprattutto le alghe verdi stanno bene a concentrazioni di ferro elevate.

Calcio
Il calcio è anche un elemento importante. Nell’acquario dolce alcune alghe hanno bisogno di calcio per le loro pareti cellulari. Pertanto, stanno meglio in acqua con una durezza più elevata. Anche in un acquario marino le conosciamo bene, sono le alghe coralline rosse e viola.

REDFIELD E IL RAPPORTO C: N

Lo abbiamo visto all’inizio, quando parliamo di rapporto Redfield “RR” non parliamo solo di un rapporto N: P, ma anche del rapporto C: N: P.

La domanda successiva è logica: il carbonio presente (C) influenza anche la crescita delle alghe o altri organismi indesiderati? Sì, un alto rapporto C: N > 15 indica una mancanza di azoto e si è notato in queste condizioni la tendenza al proliferarre di cianobatteri anche se il rapporto N: P
è sfavorevole alla loro formazione. Ciò significa che un elevato carico organico, può portare alla comparsa della variante di cianobatteri che prolifera negli acquari pesantemente popolati.

Questo è insomma un altro ulteriore aspetto di complessità nella comprensione del rapporto Redfield.

Infatti, dobbiamo tener conto anche del rapporto C: N nelle probabilità di sviluppo degli organismi indesiderati come lo sono i cianobatteri. Il problema è che il rapporto C: N non può essere misurato facilmente con gli strumenti a disposizione dell’acquariofilo. Possiamo valutare però indirettamente se il rapporto C: N è alto o basso. Per esempio un fondo dell’acquario che rimane ben pulito indica solitamente un basso rapporto C: N. Un fondo che raccoglie rapidamente impurità significa una bassa mineralizzazione, ovvero un elevato rapporto C: N. I rifiuti organici rimangono in vasca. Questi rifiuti organici rapidamente legano i fosfati, creando sedimento in cui abbiamo un rapporto N: P più basso rispetto all’acqua circostante. Così, quando si testano i valori dell’acqua, possiamo avere un rapporto Redfield favorevole, ma invece abbiamo la formazione di cianobatteri sul fondo: l’elevato rapporto C: N nel sedimendo può essere visto come uno dei fattori che possono spiegare questo fenomeno.

Quindi vediamo che il rapporto N: P e il rapporto C: N influenzano entrambi la formazione di cianobatteri. Qual è l’effetto del somministrare azoto supplementare ad un acquario per combattere i cianobatteri? Non importa se questo sia fatto sotto forma di mangimi ricchi di azoto, nitrato di potassio o nitrato di ammonio, il rapporto N: P cambia le condizioni rendendole sfavorevoli ai cianobatteri. Il rapporto N: P diventa più elevato somministrando l’azoto. Ma anche il rapporto C: N viene modificato somministrando azoto. Quel rapporto C: N diventa più basso.

Ma quale sarà l’aspetto più importante? Il cambiamento N: P? O il cambiamento del fattore C: N? La verità sarà come sempre a metà strada.

Può esserci una carenza di carbonio, come una carenza di fosfato o di azoto? Sì, ma in natura questo è molto raro e anche nel nostro acquario, se la gestione è corretta, questo non si dovrebbe verificare.

NON SOLO UN REDFIELD, MA DUE CONDIZIONI DIVERSE CHE FAVORISCONO I CIANOBATTERI

Potremmo distinguere quindi una variante di cianobatteri che è particolarmente favorita negli acquari a basso carico organico, con valori di nitrato particolarmente bassi. E abbiamo potuto distinguere una variante di cianobatteri che è particolarmente spinta a valori elevati di C: N, con un elevato stress organico, se è presente poco o nessun nitrato e / o fosfato.

REDFIELD E LA CONCORRENZA

Possiamo già leggerlo spostando con concentrazioni e rapporti di elementi come azoto, fosforo, silicio, calcio, ferro, ecc. Possiamo controllare le alghe e altri organismi non voluti. Possiamo dare agli ospiti indesiderati condizioni di vita sfavorevoli. D’altra parte, se creiamo condizioni che influenzano positivamente altri organismi, questi avranno la meglio.

Se intendiamo combattere una variante di cianobatteri del tipo “basso carico
organico” introducendo più azoto nell’acquario, allora l’overdose può dare la comparsa di alghe indesiderate. Non abbiamo ancora raggiunto nulla. Nel caso dell’acquario d’acqua dolce, se aggiungiamo la giusta quantità di azoto, i cianobatteri avranno condizioni peggiori, e nello stesso momento le condizioni per lo sviluppo delle piante saranno più favorevoli. Le alghe verdi non hanno la possibilità di proliferare perché le piante lasciano troppo poco azoto. In questo modo le piante competono con le alghe.

Ma cosa succede se non abbiamo piante per competere con le alghe e i ciano, come nell’acquario marino?
Infatti abbiamo un altro membro della squadra di lotta agli indesiderati, e non insignificante! I BATTERI!

I BATTERI COME CONCORRENTI DI ALGHE E CIANOBATTERI, I BATTERI ETEROTROFI AUMENTANO IL RAPPORTO N: P

Non solo le piante e le alghe hanno bisogno di sostanze nutritive, ma anche i batteri!
Per una loro buona crescita sono necessari molti nutrienti. E crescendo rapidamente, tutti gli altri devono affrontare i batteri.