Visualizza la versione completa : Biofilm batterico e ciclo dell'azoto
Paolo Piccinelli
26-09-2009, 11:24
Buongiorno!
ieri sera al solito non c'era nulla in TV ed ho ripreso in mano il libro della Walstad, che mi si è aperto alla pagina che parla dei biofilm.
In pratica la dottoressa afferma che i batteri si organizzano in biofilm ricoprendo tutte le superfici sommerse dell'acquario, che il biofilm è spesso dai 700 ai 900 micron, quindi è una struttura molto grande rispetto alle dimensioni dei singoli batteri e che offre innumerevoli vantaggi competitivi (e fin qui nulla di nuovo).
Poi si spinge oltre affermando che il biofilm non è una massa informe e gelatinosa, ma che i batteri al suo interno sono organizzati secondo schemi precisi e formano canali, condotti, strutture complesse.
In particolare ella ha verificato che all'interno del biofilm coesistono batteri che riducono l'ammoniaca a nitrito accanto a batteri che trasformano il nitrito in nitrato e (qui il punto focale) batteri che mineralizzano l'azoto dei nitrati emettendo N2 gassoso.
In pratica all'interno del biofilm (e questo è stato da lei verificato analizzando campioni presi anche da un percolatore) si chiuderebbe il ciclo dell'azoto, grazie ai polisaccaridi colloidali che isolerebbero i ceppi denitrificanti dall'ossigeno esterno creando le condizioni favorevoli al loro metabolismo
Ho riletto il passaggio più volte e sono andato a sfrugugliare in rete nella bibliografia a sostegno, ma non sono ancora riuscito a trovare le fonti originali.
Vorrei discuterne un pò con voi, perchè questa cosa non mi ha fatto prendere sonno fino alle 2 di stanotte... se fosse confermata dovremmo rifare molti dei calcoli in base ai quali scegliamo e dimensioniamo i filtri e scegliamo substrato, flora e fauna dell'acquario.
In pratica con un percolatore fatto in modo acconcio... #24 #24 #24
... se fosse confermata dovremmo rifare molti dei calcoli in base ai quali scegliamo e dimensioniamo i filtri e scegliamo substrato, flora e fauna dell'acquario.
In pratica con un percolatore fatto in modo acconcio... #24 #24 #24
e perchè?
I batteri si sviluppano in funzione dello spazio e/o supporto messo a loro disposizione,e anche per le caratteristiche dell'ambiente stesso.
Da qui, non trovo strano che un film batterico superficiale, possa avere una dimensione e caratteristiche,differenti dal quello che si può instaurare su un arredo, un percolatore o un filtro.
Non era meglio dare continuità al topic in evidenza ;-) ;-) ;-) ?
Paolo Piccinelli, premetto che sto leggendo anche io quel libro ma non sono ancora arrivata a quel punto quindi non so esattamente cosa dice al riguardo...
Comunque in generale un film batterico anche formato da più specie diverse si organizza in strutture complesse in cui, ad esempio, batteri che richiedono ossigeno si instaurano sulla superficie del biofilm o sulle pareti interne dei canali mentre quelli che lavorano in anaerobiosi si instaurano al di sotto di questi e la struttura finale del biofilm è paragonabile (come forma ovviamente) ad una spugna, in cui l'acqua passa solo nei canali ma non penetra in tutti i tessuti...il film batterico che si forma in acquario sugli arredi e sulla superficie dell'acqua non fa eccezione, la struttura di base è la stessa anche se ovviamente ci sono variazioni perché ogni specie batterica si organizza in modo diverso...
rifare i calcoli per la dimensione dei filtri non credo sia utile perché i calcoli sono stati già fatti nelle vasche, in cui si è sempre formato il film batterico su tutte le superfici quindi sono già proporzionati...
....credo... #13
Paolo Piccinelli
26-09-2009, 16:25
Non era meglio dare continuità al topic in evidenza?
Mi interessava approfondire solo il discorso delll'organizzazione del biofilm... in particolare alcuni aspetti legati ai batteri che intervengono nel ciclo dell'azoto:
- I batteri sulla superficie del biofilm devono poter tollerare una certa acidità e quindi saranno per lo più deputati alla trasformazione di ammoniaca/ammonio in nitrito, al loro riparo possono crescere quelli deputati alla trasformazione di nitrito in nitrato che non amano l'acidità e l'ammoniaca e che quindi beneficiano dell'azione dei precedenti, in "profondità" avremo zone poco ossigenate in cui c'è la possibilità di trovare dei denitrificanti... è possibile e come si può fare per ottenere un biofilm abbastanza spesso ?!?
- quali sono i parametri che avvantaggiano un ceppo piuttosto che un altro?
- esistono differenze fra il biofilm che si sviluppa nel filtro (quindi con ossigenazine massima) e quello che si sviluppa nei vari strati del fondo?!? (per me si :-)) )
- quali sono queste differenze e in che modo reagisce l'acquario avvantaggiando l'uno o l'altro?
...ma se ritenete che sia meglio accorpare, ci metto 5 minuti! :-))
rifare i calcoli per la dimensione dei filtri
più che per la dimensione, per le velocità di attraversamento e le sezioni trasversali... ma sto ovviamente facendo brainstorming ;-)
- I batteri sulla superficie del biofilm devono poter tollerare una certa acidità e quindi saranno per lo più deputati alla trasformazione di ammoniaca/ammonio in nitrito, al loro riparo possono crescere quelli deputati alla trasformazione di nitrito in nitrato che non amano l'acidità e l'ammoniaca e che quindi beneficiano dell'azione dei precedenti, in "profondità" avremo zone poco ossigenate in cui c'è la possibilità di trovare dei denitrificanti... è possibile e come si può fare per ottenere un biofilm abbastanza spesso ?!?
I batteri prolificano in base allo spazio e alle condizioni ambientali (pH, temperatura, ossigenazione...) in cui si trovano, in una vasca le condizioni ambientali sono legate alla fauna da ospitare quindi sono "fisse", lo spazio è quello che è..cioè la vasca...tutte le superfici occupabli e utili vengono sfruttate dai batteri, quindi non ci sono sistemi per modificare lo spessore del biofilm, a meno che tu non voglia fare una vasca per batteri, nel qual caso si possono anche cercare accorgimenti per aumentarne lo spessore...ma sinceramente non credo si possa creare un biofilm (con le caratteristiche del biofilm) molto spesso, altrimenti si comincia a parlare di colonia batterica che tutto un altro discorso...il biofilm si organizza da solo e risponde a determinate caratteristiche fisiche, mentre una colonia è generalmente meno organizzata...
Stavo spulciando il pc perché un annetto fa per un esame dell'università ho preso una serie di slide proprio sui biofilm batterici (in cui si spiegava la struttura e il sistema con cui i diversi ceppi si organizzano) coinvolti nei diversi cicli biogeochimici, se la ritrovo (spero non si siano perse con l'ultima formattazione #13 ) te le mando...(se interessa..)
Paolo Piccinelli
27-09-2009, 09:20
Stavo spulciando il pc perché un annetto fa per un esame dell'università ho preso una serie di slide proprio sui biofilm batterici (in cui si spiegava la struttura e il sistema con cui i diversi ceppi si organizzano) coinvolti nei diversi cicli biogeochimici, se la ritrovo (spero non si siano perse con l'ultima formattazione ) te le mando...(se interessa..)
sarebbe ORO! :-))
ciao
devo leggere anche io sto libro mi sa... #24
ad ogni modo ho anche io qualche info sui biofilm delle lezioni dell' università potrei guardare...
ad ogni modo cmq è interessante il discorso, però trovo che non vi sia influenza sui dimensionamenti dei filtri, per un motivo principale.
le popolazioni batteriche sono in equilibrio con le concentrazioni di nutrienti che trovano in soluzione, di conseguenza se il nostro acquario produce molti nutrienti per i batteri (principalmente ammoniaca nitrito ecc...) le colonie si espandono, se l' acquario ne produce poiche le colonie diminuiscono.
di conseguenza che il nostro filtro sia grande o più piccolo e che nella vasca ci siano ampie superfici per i biofilm o meno ci interessa fino ad un certo punto, perchè se i nutrienti sono limitanti, possiamo mettere filtri enormi cannolicchi ultraporosi e superfici da colonizzare quanto vogliamo, ma le colonie rimarranno sempre dimensionate all' ambiente.
almeno secondo me questo...
P.S dove avete trovato il libro della walstad?
ciao!
ciao
ad ogni modo cmq è interessante il discorso, però trovo che non vi sia influenza sui dimensionamenti dei filtri, per un motivo principale.
le popolazioni batteriche sono in equilibrio con le concentrazioni di nutrienti che trovano in soluzione, di conseguenza se il nostro acquario produce molti nutrienti per i batteri (principalmente ammoniaca nitrito ecc...) le colonie si espandono, se l' acquario ne produce poiche le colonie diminuiscono.
di conseguenza che il nostro filtro sia grande o più piccolo e che nella vasca ci siano ampie superfici per i biofilm o meno ci interessa fino ad un certo punto, perchè se i nutrienti sono limitanti, possiamo mettere filtri enormi cannolicchi ultraporosi e superfici da colonizzare quanto vogliamo, ma le colonie rimarranno sempre dimensionate all' ambiente.
concordo, ma è anche vero che in un acquario i batteri che ci interessano non hanno mai problemi per quanto riguarda i nutrienti, o quantomeno non ne hanno per quanto riguarda i macronutrienti (carbonio, azoto, ossigeno, idrogeno, zolfo, fosforo principalmente e potassio, magnesio, ferro, sodio e calcio in minore parte), mentre per i micronutrienti qualche problema lo possono anche avere, ma a quanto ne so i batteri coinvolti nel ciclo dell'azoto non richiedono micronutrienti particolari, quindi penso ci si possa passare sopra...
nel caso di un acquario un filtro sovradimensionato non cambia la situazione perché ogni superficie sarà comunque colonizzata, tanto da colonie quanto da biofilm, proprio perché i macronutrienti non mancheranno mai in una vasca...ci potrebbero essere eccezioni per i fattori di accrescimento tipo le vitamine, ma in linea generale i nutrienti presenti in vasca sono sufficienti a permettere ai batteri di sintetizzarli autonomamente...
comunque non sono riuscita a ritrovare i file e il libro di microbiologia non l'ho mai comprato quindi vado un pò a memoria ma i dettagli non li ricordo molto bene...
Paolo Piccinelli, cosa intendi per parametri che influenzano un ceppo piuttosto che un altro? perché parlando di condizioni ambientali relative ai nutrienti tutti i batteri hanno le stesse necessità di macronutrienti per sintetizzare le strutture delle cellule e per gli enzimi necessari a portare avanti i vari processi metabolici; per gli altri fattori nell'ambito del biofilm il punto di maggiore limite sta nella struttura che i singoli ceppi assumono, quindi i parametri principali che devono essere presi in considerazione sono semplicemente gli altri ceppi oltre a quello considerato, perché sono gli altri ceppi che fanno parte dell'ambiente di ogni singola specie e quindi sono loro che modificano le condizioni ambientali fisico-chimiche all'interno del biofilm...e influenzano ogni fattore, dall'ossigenazione alla temperatura alla disponibilità di macro e micronutrienti...
le differenze tra le colonie batteriche che si sviluppano nel filtro e le colonie che si sviluppano su tutte le altre superfici è ovvio che ci siano; nel filtro (sui cannolicchi per intenderci) le colonie batteriche saranno per lo più disorganizzate e formate da organismi che richiedono ossigeno e non saranno quindi presenti tutte le specie che si trovano in vasca; su tutte le altre superfici troveremo tutte le specie organizzate in biofilm e quindi a più strati (volendo semplificare l'intera struttura...). in pratica all'interno del filtro, sulla superficie del biofilm e all'interno delle "gallerie" avranno luogo i processi del ciclo dell'azoto che richiedono ossigeno (nitrificazione e i batteri nitrificanti vivono ovunque sia disponibile ammoniaca e solo in ambiente basico, NON acido, perché un pH inferiore a 7 inibisce il processo).
Nelle zone anossiche questi batteri non ci sono proprio, perché manca l'ossigeno e non hanno quindi modo di sopravvivere (escludendo alcuni batteri che sono capaci di trasformare direttamente l'ammonio in azoto gassoso, ma mi pare si trovino solo in ambiente marino e in situazioni anaerobiche).
il processo di denitrificazione avviene invece in anaerobiosi, come anche la produzione di azoto molecolare, quindi i batteri denitrificatori si troveranno non nel filtro, ma nel biofilm o nel suolo ;-)
in pratica l'acquario nel suo insieme non fa un bel niente...quando inserisci i batteri in vasca, questi si vanno ad insediare ovunque sia loro possibile (fase di latenza), dopo di che un semplice processo di selezione naturale fa si che sopravvivano solo i batteri che casualmente si sono andati ad insediare in una zona a loro idonea...una volta morti tutti i batteri che si erano piazzati nel posto sbagliato i superstiti cominciano a colonizzare la vasca (fase esponenziale) ed è in questa fase che avviene il picco dei nitriti. in seguito la situazione si stabilizza, con ogni batterio al suo posto e metabolicamente attivo (fase stazionaria) o se preferiamo, vasca matura :-)
Spero di non aver detto cavolate... :-))
La cosa più interessante di tutto questo discorso a me sembra più che altro la differenza nella struttura del biofilm in vasche a pH basico (adatto all'insediamento dei batteri nitrificatori) rispetto alla struttura del biofilm in vasche a pH acido, che dovranno essere necessariamente differenti, altrimenti non si innescherebbe il ciclo dell'azoto, cosa che invece avviene... #24
ciao livia,
sì hai ragione in parte secondo me... nel senso che, è vero che i macronutrienti sono di solito sufficienti, ma quì si sta parlando di maggiori superfici colonizzate. allora prendiamo l' esempio dei batteri nitrificanti, essendo aerobi colonizzeranno tutte le superfici in cui l' ossigeno arriva. queste sono moltissime nel filtro nella vasca sulle piante la parte superficiale della sabbia, i tubi ecc ecc... quello che intendo io è che la popolazione si manterrà contenuta.
questo perchè come dicevi giustamente tu, si ha una fase di crescita esponenziale e una fase stazionaria della popolazione, ma si ha anche una fase di morte, dovuta a carenze di mutrienti, e competizione tra i ceppi batterici.
se io ho in una vasca da 50l una concentrazione x ammonio avrò una certa popolazione batterica che mi mantiene stabile il sistema, se io aumento la vasca e passo ad un 100l (quindi raddoppio) avendo la stessa concentrazione X di ammonio in acqua NON raddoppio le colonei batteriche perchè non ci sarebbe "da mangiare" per tutte, quindi la colonia sarà molto simile alla precedente, con la differenza che nel caso si verifichi un aumento dell' ammoniaca, il sistema è in grado di autoregolarsi e quindi aumentano le colonie e la nitrificazione.
spero di essermi spiegato decentemente... #24
certamente è l' insieme di tutti i microorganismi in acqua che assicurano la stabilità e il funzionamento della stessa.
in acquario ci sono molti più specie batteriche (parlare di ceppo è sbagliato perchè identifica una colonia che si è sviluppata da un unica cellula madre, in quanto le mutazioni nei batteri sono molto più frequenti non avendo introni nel DNA) alcune sono quelle che ci interessano direttamente (nitrificanti e denitrificanti) altre no. quindi i biofilm sono presenti sempre, ma non è detto che siano formati dalle cellule di nostro diretto interesse.
vorrei anche solo precisare che i batteri responsabili della denitrificazione sono solitamente non anaerobi, ma anaerobi facoltativi, sono in grado cioè di vivere in presenza di ossigeno in cui utilizzano l' ossigeno stesso per compiere i cicli respiratori e quindi è la molecola che si riduce, mentre se si trovano in anaerobiosi utilizzano il nitrato NO3 come molecola che si riduce per attuare i suoi cicli respiratori, questo significa che questi tipi di batteri sono comunque presenti e svolgono o meno la loro attività denitrificante a seconda dell' ambiente in cui si trovano in quel momento.
#24 per ora non mi viene in mente altro, però posso aver scritto cavolate... :-D
ti sei spiegato benissimo e hai perfettamente ragione, il discorso che facevo io sul fatto che un filtro sovradimensionato permetterebbe in ogni caso la crescita di colonie è dovuto al fatto che i macronutrienti nelle nostre vasche sono sempre e comunque in eccesso, quindi è possibile che una vasca possa sostenere colonie batteriche di proporzioni maggiori rispetto a quelle strettamente necessarie per mandare avanti la vasca stessa..cioè, penso sia impossibile che una vasca con una quantità di batteri sufficiente a mantenere l'equilibrio per quanto riguarda l'azoto venga completamente privata dei nutrienti necessari a mantenere una maggiore quantità di batteri...se hai una vasca da 50 litri con x cncentrazione di ammonio e passi a una da 100 litri con x concentrazione di ammonio è chiaro che la popolazione batterica non aumenta, ma questa è la teoria, nella pratica se passi da 50 a 100 litri fai automaticamente aumentare la concentrazione dei nutrienti e puoi quindi sostenere una comunità batterica maggiore..
per la presenza di molte più specie è verissimo, io non le ho nominate perché parlavamo del ciclo dell'azoto, ma è chiaro che sono presenti e rimane valido il discorso che ogni specie all'interno del biofilm influenza le condizioni ambientali per tutte le altre specie...o sto tralasciando qualche fattore?
comunque è vero, sono anaerobi facoltativi, errore mio, pardon... :-))
certo, allora siamo d' accordo :-) diciamo che il problema sta nel fatto che di solito all' aumentare dei litri aumenta anche il carico organico applicato alla vasca (popolazione).
per la presenza di molte più specie è verissimo, io non le ho nominate perché parlavamo del ciclo dell'azoto, ma è chiaro che sono presenti e rimane valido il discorso che ogni specie all'interno del biofilm influenza le condizioni ambientali per tutte le altre specie...o sto tralasciando qualche fattore?
sì certo è così, diciamo che appunto si influenzano a vicenda, oltre alla concorrenza per i nutrienti si ha anche il rilascio di sostanze che contrastano le altre colonie, come alcuni antibiotici ad esempio.
però appunto, sono tutti fattori in equilibrio tra di loro.
il fattori principali che contraddistingue un acquario da un corso d' acqua naturale sono a mio parere:
-densità di popolazione (ina cquario sempre mooolto più alta che in natura)
- gli ampi volumi d' acqua
- l' ampia superficie a disposizione dei microrganismi e quindi i grandi spessori di terreno da colonizzare.
il punto è, noi inseriamo i filtri biologici per cercare di supplire a tali problemi, accumuliamo però un po' di NO3, perchè i denitrificanti sono meno e cmq l' attività dei denitrificanti è lenta e spesso parziale (è difficile che si arrivi fino all' azoto atmosferico N2, spesso ci si ferma a nitrito o ad acluni gas serra NOx) quì entrano in gioco le piante...
ok siamo d'accordo allora!:-))
penso che nell'ambito di un acquario l'interazione più rilevante tra batteri sia la sottrazione di spazio (o organizzazione per meglio dire) dovuta alle secrezioni proteiche che possono impedire o favorire l'attecchimento di diverse specie in alcuni punti piuttosto che in altri, oltre a particolari condizioni di commensalismo in cui un organismo si nutre degli scarti di un altro (come nel nostro caso ad esempio) :-) i batteri che inseriamo in vasca più che competere per i nutrienti (che generalmente sono anche troppi) instaurano delle simbiosi mutualistiche e si stabilizzano per i cavoli loro, non credo ci sia qualcosa da poter fare per evitare l'utilizzo del filtro, né si può fare qualcosa per far aumentare le comunità batteriche per far svolgere loro un numero maggiore di compiti nell'ambito della vasca...fanno quello che possono fare, non di più...
tra le differenze tra acquario e ambiente naturale secondo me ne hai tralasciata una fondamentale, cioè l'altissima biodiversità e quindi l'esistenza (tranne che in alcuni casi) di ecosistemi complessi che in acquario sono impossibili da ricreare e che permettono la stabilizzazione del sistema più che una bassa densità di popolazione (che per quanto riguarda i batteri è comunque maggiore in natura rispetto ad un acquario)...in vasca si possono inserire solo poche specie batteriche, poche specie di piante, praticamente nessun rappresentante del macrobenthos a meno che non si parli di acquari marini e poche specie di vertebrati. Questo fa si che, senza entrare troppo nel dettaglio visto che c'è già un topic aperto per parlare di queste cose, la stabilità della vasca richieda continui interventi esterni (vedi i cambi d'acqua per fare un esempio) e non sarà mai sufficiente solo il filtro per far si che le cose funzionino, come non è sufficiente inserire le piante...non su volumi d'acqua piccoli almeno... :-)
mi sa che stiamo andando un pelino OT :-D
ah bene vedo che sta venendo fuori una bella discussione interessante che magari sarebbe il caso di inserire nella nuova sezione #24
non credo ci sia qualcosa da poter fare per evitare l'utilizzo del filtro, né si può fare qualcosa per far aumentare le comunità batteriche per far svolgere loro un numero maggiore di compiti nell'ambito della vasca...fanno quello che possono fare, non di più...
è quello che credo anche io, è il problema dell ambiente ristretto che ci costringe.
tra le differenze tra acquario e ambiente naturale secondo me ne hai tralasciata una fondamentale, cioè l'altissima biodiversità e quindi l'esistenza (tranne che in alcuni casi) di ecosistemi complessi che in acquario sono impossibili da ricreare e che permettono la stabilizzazione del sistema più che una bassa densità di popolazione (che per quanto riguarda i batteri è comunque maggiore in natura rispetto ad un acquario)...in vasca si possono inserire solo poche specie batteriche, poche specie di piante, praticamente nessun rappresentante del macrobenthos a meno che non si parli di acquari marini e poche specie di vertebrati. Questo fa si che, senza entrare troppo nel dettaglio visto che c'è già un topic aperto per parlare di queste cose, la stabilità della vasca richieda continui interventi esterni (vedi i cambi d'acqua per fare un esempio) e non sarà mai sufficiente solo il filtro per far si che le cose funzionino, come non è sufficiente inserire le piante...non su volumi d'acqua piccoli almeno...
vero vero scusa, hai ragione ma ho scritto un po' in fretta, hai pienamente ragione, la biodiversità è fondamentale perchè si chiudano dei cicli biogeochimici ;-)
mi sa che stiamo andando un pelino OT
mah forse un pelo sì, però è tutto molto correlato... #24
ah bene vedo che sta venendo fuori una bella discussione interessante che magari sarebbe il caso di inserire nella nuova sezione #24
in effetti non ci starebbe male.. :-)
aspettiamo di sentire qualche altro parere allora.. :-))
aspettiamo di sentire qualche altro parere allora..
sì in effetti abbiamo parlato quasi solo io e te, vediamo gli altri come la pensano :-)
Paolo Piccinelli
27-09-2009, 19:28
Avete detto tutte cose giuste, ma cerco di definire meglio quello che vorrei uscisse da questo topic:
Per esempio la sola definizione di biofilm data dalla Walstad renderebbe totalmente inutili i cannolicchi porosi in favore per esempio delle spugne: a che servirebbe infatti avere dei (costosi) micropori se possono insediarsi ceppi denitrificanti anche su una parete liscia?
A cosa serve lasciare che i fanghi si accumulino sul fondo dei filtri, o fare lo strippaggio della fanghiglia, o impazzire con filtraggio biologico veloce/medio o lento se il solo biofilm è in grado di chiudere il ciclo?!?
... e cose di questo tipo! :-))
Cioè.. prima cerchiamo di capire se l'assunto della Walstad è corretto (e qui mi servite voi biologi, io faccio il metalmeccanico #13 ) e poi, in base a quello, cerchiamo di capire come possiamo beneficiarne a livello macroscopico in acquario (e qui rientro come tecnico idraulico :-)) ).
faby, il libro lo trovi anche su neogea. ;-)
fabiosca60
27-09-2009, 19:33
La notizia che nel biofilm si possano instaurare anche gli anaerobi è sinceramente una novità, molto positiva comunque.
Gli aerobi per vivere e prolificare necessitano di almeno 3ppm di ossigeno, mentre gli anaerobi tipo Aerobacter, Flavobacterium, Proteus, Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus, Micrococcus, Alcaligens, Thiobacillus, Paracoccus e Spirillum vivono con ossigeno inferiore a 0.5ppm.
Questa necesità è sfruttata sopratutto negli acquari marini con le rocce vive, io lo uso anche in un biotopo del Malawi arredato con moltissime rocce porose opportunemente burattate per evitare ferimenti.
Tale arredamento funziona a meraviglia dato che i nitrati non superano mai i 15÷20mg/l.
Ma il processo di denitrificazione sapevo che era possibile solo in profondità dato che solo la si può instaurare un ambiente anaerobico/anossico tale da obbligare gli anaerobi a prelevare l'ossigeno, necessario alla denitrificazione, dai nitrati riducendoli fino ad a azoto gassoso.
Se le info sono vere, e lo spero come tutti voi, in qualsiasi acquario esiste anche l'effetto denitrificante degli anaerobi allora.
Ragionando da solo, per essere possibile tale meccanismo bisogna che il biofilm sia impermeabile, ma se lo è, come è possibile che i denitrificanti vengano in contatto con l'ambiente esterno?
Non conosco il testo, potresti indicarmi il titolo e quant'altro sia utile alla reperibilità, forse lo trovo su neogea.it.
allora...
Per esempio la sola definizione di biofilm data dalla Walstad renderebbe totalmente inutili i cannolicchi porosi in favore per esempio delle spugne: a che servirebbe infatti avere dei (costosi) micropori se possono insediarsi ceppi denitrificanti anche su una parete liscia?
be secondo me la differenza c'è... è la superficie... inoltre le spughe alchiliche tendono anche a trattere troppo e intasarsi almeno secondo me...
cmq io credo che la superficie sia senz' altro superiore sui cannolicchi...
e inoltre danno la possibilità dell' insediarsi di specie batteriche molto diverse.
A cosa serve lasciare che i fanghi si accumulino sul fondo dei filtri, o fare lo strippaggio della fanghiglia, o impazzire con filtraggio biologico veloce/medio o lento se il solo biofilm è in grado di chiudere il ciclo?!?
be... io non sono mai stato un fanatico a riguardo, nel senso che "orrore :-D " ho sempre eliminato le fanchiglie in eccesso durante le pulizie...
ad ogni modo come abbiamo già analizzato io e livia, sì vero il biofilm può "forse" chiudere il ciclo, anche se di questo non sono sicurissimo, dovrei leggere quanto scrive la walstad e capire un po' che metodi ha utilizzato e quali sono le vere certezze scientifiche che ne scaturiscono... #24
ad ogni modo se anche il biogilm fosse in grado di chiudere il ciclo, non credo che possa essere in grado da solo (nel senso senza filtrazione biologica) di mantenere un ecosistema "normale di un acquario...
certo che se metti in 200l una coppia di guppy con una foresta di piante, allora magari anche solo con una pompa di movimento si può riuscire ad avere un ambiente più stabile e autonomo, questo perchè cia vviciniamo di più al moedello naturale... cioè popolazione molto bassa principalmente in questo caso...
almeno questo è quello che penso io...
ciao
Se le info sono vere, e lo spero come tutti voi, in qualsiasi acquario esiste anche l'effetto denitrificante degli anaerobi allora.
Ragionando da solo, per essere possibile tale meccanismo bisogna che il biofilm sia impermeabile, ma se lo è, come è possibile che i denitrificanti vengano in contatto con l'ambiente esterno?
io sinceramente ho sempre pensato che una parte di denitrificasazione (anche non costante, questo lo dico perchè sono anaerobi facoltativi) ci possa essere anche in vasca... #24
non capisco cosa intendi con la seconda affermazione...
cioè tu intendi che se il biofilm è impermeabile come fanno i denitrificanti a assorbire e utilizzare in nitrato?
be... io credo che la spiegazione possa essere questa, ma è una supposizione...
ogni singola cellula è dotata di membrana selettivamente permeabile come ben sappiamo, quindi i batteri che stanno più all' esterno fanno passare ciò che gli serve, però è anche vero che i batteri sono collegati tra di loro tramite alcune strutture intercellulari, diverse a seconda della specie e attraverso queste strutture possono far passare informazioni e scambiarsi nutrienti... potrebbe essere una spiegazione...
ad ogni modo quello che penso io è, ok la walstad può aver verificato che nei biofilm si trovano dei batteri denitrificanti, ma essendo questi anaerobi facoltativi e in presenza di ossigeno il nitrato non lo considerano nemmeno, come fa lei ad affermare che effettivamente stiano denitrificando e quindi si trovino in anaerobiosi? per quello dico che vorrei leggere quello che afferma... #24
ciao!
Per esempio la sola definizione di biofilm data dalla Walstad renderebbe totalmente inutili i cannolicchi porosi in favore per esempio delle spugne: a che servirebbe infatti avere dei (costosi) micropori se possono insediarsi ceppi denitrificanti anche su una parete liscia?
la definizione della walstad (me la sono andata a leggere, finalmente :-)) ) non implica l'inutilità dei cannolicchi, né favorisce l'impiego delle spugne, perché in entrambi i casi quello che si forma su queste superfici non è un biofilm, ma una colonia con un'organizzazione interna di un livello notevolmente inferiore rispetto al biofilm...le specie che si sviluppano su queste superfici sono diverse, vivono in condizioni diverse e "lavorano" in condizioni diverse...
i ceppi denitrificanti difficilmente si insediano su superfici lisce...lo fanno, ma hanno maggiori difficoltà. favoriscono infatti superfici con asperità anche lievi, per una questione di attrito... ;-)
nel filtro il biofilm (in cui si chiude il ciclo dell'azoto) non si può proprio formare a causa dell'eccessiva corrente, che spazza via i batteri che si trovano in superficie, cosa che non avviene in punti con minore corrente, quindi dove l'acqua è ferma si forma il biofilm, dove c'è corrente si formano colonie disorganizzate...
La presenza del filtro è comunque necessaria perché "dà una sgrossata" al tutto...in natura c'è una quantità spropositata di batteri, che formano colonie immense, tanto come biofilm tanto come colonie disorganizzate, ma i vasti spazi permettono di chiudere il ciclo dell'azoto anche in assenza di filtri a livello mondiale...all'interno di una vasca, il biofilm non è sufficiente a svolgere tutto il lavoro da solo, perché la proporzione batteri/tutto il resto del mondo animato e inanimato è equilibrata a livello globale, ma assolutamente disequilibrata in una vasca...tradotto: non ci sono abbastanza batteri né abbastanza superfici utili (cioè con caratteristiche idonee allo sviluppo di un biofilm) in un acquario tali che il ciclo dell'azoto si compia all'interno del biofilm. Ergo, su vasche piccole, il filtro è inevitabile. Si potrebbe secondo me ipotizzare l'assenza di un filtro pur mantenendo il ciclo dell'azoto stabile, in vasche di litraggio superiore ai 300 litri, piene zeppe di piante e materiale organico in decomposizione sul fondo, con poco movimento dell'acqua e con uno o due pesci....se aumenta il carico organico in un sistema chiuso come una vasca ci saranno sicuramente squilibri di vario ordine...
in pratica l'assunto è corretto, ma non è applicabile a tutte le vasche...anche perché non sono molte le persone disposte ad avere un VERO ecosistema in casa...
quoto livia in totale ;-)
faby, nell'ambito di un biofilm di questo tipo è possibile che i batteri in superficie producano proteine che impermeabilizzano la superficie della loro stessa popolazione, isolando specie diverse dall'acqua...
se ho interpretato bene la seconda domanda la risposta potrebbe essere che i batteri isolati semplicemente si nutrono e modificano gli scarti delle altre popolazioni...cioè i nitriti prodotti dai primi (quelli che secernono proteine che impermeabilizzano la loro superficie) vengono consumati dai secondi, che producono nitrati...
anche se impermeabilizzano non è un termine adatto...più che altro isolano...
faby, nell'ambito di un biofilm di questo tipo è possibile che i batteri in superficie producano proteine che impermeabilizzano la superficie della loro stessa popolazione, isolando specie diverse dall'acqua...
se ho interpretato bene la seconda domanda la risposta potrebbe essere che i batteri isolati semplicemente si nutrono e modificano gli scarti delle altre popolazioni...cioè i nitriti prodotti dai primi (quelli che secernono proteine che impermeabilizzano la loro superficie) vengono consumati dai secondi, che producono nitrati...
anche se impermeabilizzano non è un termine adatto...più che altro isolano...
ok certo... la spiegazione potrebbe essere quella... io ricordo però che la mia professoressa ci aveva spiegato questa cosa che alcune colonie sono in grado di fare (quella che ho scritto sopra...)
ciao!
cioè intendi che lo scambio dei nutrienti non è veicolato dall'acqua ma avviene direttamente tra cellula e cellula? Ho un vago ricordo della cosa, ma mi viene il dubbio che fosse la coniugazione batterica e lo scambio di DNA, non nutrienti... #24 mi sa che mi sbaglio vero?
edit
penso che i nutrienti siano necessariamente veicolati dall'acqua perché la comunicazione tra batteri avviene come dici, ma all'interno della stessa specie...cioè, che ne sa il batterio che produce i nitriti che non li deve buttare anche se è uno scarto, ma li deve passare direttamente a quella che li trasforma in nitrati?
se questa cosa è vera nel biofilm c'è isolamento, ma non comunicazione diretta tra specie diverse, altrimenti avremmo davanti organismi più intelligenti di quanto non si creda...penso... :-))
hai ragione ho controllato perchè avevo il dubbio, pensavo alle fimbrie ed i pili, i secondi hanno anche funzioni di scambio ma di materiale genico...
perfect :-)
a questo punto ci dovremmo domandare..potrebbe essere la matrice del biofilm a veicolare la comunicazione tra le due specie? se ogni specie produce la stessa matrice (identica dal punto di vista biochimico) potrebbe essere...se è diversa già la vedo più difficile... #24
se è l'acqua il veicolo significa che i batteri che trasformano nitriti in nitrati sono organizzati in un doppio strato perché i primi dovrebbero prendere i nitriti dall'acqua (che contiene ossigeno e quindi non permette il passaggio metabolico della denitrificazione in questo primo strato) per poi passarli, tramite comunicazione di qualche tipo, allo strato sottostante, che quindi compie il passaggio metabolico dai nitriti ai nitrati... #24 ma se è così come ci arrivano i nitrati in acqua poi?
cavolo, mi sa che sono arrivata al punto di stallo :-D
Paolo Piccinelli, comunque l'assunto della walstad è esatto e a dire la verità neanche troppo innovativo, ma ripeto, secondo me le applicazioi in acquario sono limitate a vasche di grandi dimensioni...
sì infatti livia pensavo la stessa cosa...
ho l' impressione che ci sia un po' troppo scambio di nutrienti e prodotti...
è un po' complessa la situazione...
io un idea ce l' avrei, ma dovrei prima vedere quello che scrive la walstad... perchè potrei chiedere alla mia professoressa di microbiologia che si occupa proprio di depurazione delle acque reflue ad opera di fanghi attivi e biofilm...
che idea hai? dai che oramai sono curiosa! :-))
hai mp ;-)
livia,
chiedere informazioni alla mia porf di microbiologia, come ho scritto sopra... magari ci sa dare qualche chiarimento #24
letto il MP grazie! ;-)
ah avevo capito che avevi un'idea e che volevi chiedere conferma.. :-))
Nemesis84
27-09-2009, 22:23
Topic estremamente interessante. Mi permetto, forse a torto in quanto assolutamente privo di nozioni di acquariofilia, di contribuire.
La mia esperienza è relativa solo agli streptococchi, in ambiente completamente diverso, quindi potrebbe non essere applicabile, ma le basi penso siano valide.
L'evoluzione del film di strepotococchi avviene con una colonizzazione di gram positivi (batteri aerobi) per adesione, alla produzione di una matrice extracellulare di polisaccaridi e di glicoproteine. Man mano che il film si sviluppano i batteri e la matrice si ottiene uno strato che da aerobio all'esterno degrada lentamente verso l'anossico (la parete) che viene colonizzato da batteri gram negativi (anossici), con una zona intermedia occupata da anaerobi facoltativi. Sono quindi le colonie esterne che con il loro stesso strato forniscono l'ambiente favorevole agli anaerobi.
Per quanto riguarda la diffusione, penso avvenga tranquillamente attraverso la matrice extracellulare, senza interazioni vere e proprie, semplicemente per gradiente di diffusione. Tutto diffonde, anche l'ossigeno verrebbe diffuso nelle zone anossiche, per gradiente naturale, se non fosse che la diffusione attraverso lo strato è lenta inoltre quel poco che arriva viene captato e mantenuto basso dagli aerobi superficiali, quel poco che resta se lo ciucciano i facoltativi, col risultato di anossia totale verso la parete di adesione.
Ovvio che più anfrattuosa è la superficie, prima si instaurerà questo tipo di organizzazione, e probabilmente questa organizzazione diventa difficile in superfici non anfrattuose, considerando che l'instaurazione di una organizzazione su superfice liscia è impedita dalla rimozione meccanica dovuta al movimento dell'acqua. su una vasca stagnante credo sia possibile che si sviluppino anche sulle pareti dei vetri (si sviluppano sullo smalto dei denti!), ma (anche se non ho idea dei dati) suppongo che una manciata di cannolicchi molto porosi possano avere da soli la superfice del vetro stesso!
Ho detto la mia (e pure contorta), non massacratemi
#12
Nemesis84,
grazie dell' intervento... sì molto interessante, la cosa mi sembra molto sensata, questo spiegherebbe quindi i perchè della walstad... #24
ok quindi possiamo anche dire che la cosa dei film con aerobi e anaerobi è vera e funziona...
il punto rimane sempre... secondo me è insufficiente... #24
L'evoluzione del film di strepotococchi avviene con una colonizzazione di gram positivi (batteri aerobi) per adesione, alla produzione di una matrice extracellulare di polisaccaridi e di glicoproteine. Man mano che il film si sviluppano i batteri e la matrice si ottiene uno strato che da aerobio all'esterno degrada lentamente verso l'anossico (la parete) che viene colonizzato da batteri gram negativi (anossici), con una zona intermedia occupata da anaerobi facoltativi. Sono quindi le colonie esterne che con il loro stesso strato forniscono l'ambiente favorevole agli anaerobi.
Per quanto riguarda la diffusione, penso avvenga tranquillamente attraverso la matrice extracellulare, senza interazioni vere e proprie, semplicemente per gradiente di diffusione. Tutto diffonde, anche l'ossigeno verrebbe diffuso nelle zone anossiche, per gradiente naturale, se non fosse che viene captato e mntenuto basso dagli aerobi superficiali che ne impediscono l'arrivo alle zone profonde.
sostanzialmente ci hai dato la soluzione!! :-))
i batteri sulla superficie che trasformano ammonio in nitriti consumano molto più ossigeno rispetto ai normali batteri, quindi è plausibilissimo che tutto l'ossigeno che possa diffondere fino allo strato dei denitrificatori venga assorbito da loro, rendendo gli strati inferiori anossici :-)
Bisognerebbe conoscere quali specie batteriche ci sono effettivamente nel filtro e quali non ci sono...comunque io rimango dell'idea che sui cannolicchi quello che si forma non è biofilm perché si distruggerebbe a causa della corrente...
Nemesis84
27-09-2009, 22:35
Nemesis84,
il punto rimane sempre... secondo me è insufficiente... #24
Quoto, mentre scrivevi stavo modificando il post, e involontariamente ti ho dato supporto :)
Bisognerebbe conoscere quali specie batteriche ci sono effettivamente nel filtro e quali non ci sono...comunque io rimango dell'idea che sui cannolicchi quello che si forma non è biofilm perché si distruggerebbe a causa della corrente...
infatti... non credo che si trarri propriamente di biofilm... #24
Nemesis84,
si ho visto... infatti è quello che scrivevo prima... la superficie è molto diversa... è quello il motivo delle superfici ultraporose...
ciao
Nemesis84
27-09-2009, 22:44
comunque io rimango dell'idea che sui cannolicchi quello che si forma non è biofilm perché si distruggerebbe a causa della corrente...
Penso dipenda dai cannolicchi, io ho sia quelli lisci che quelli superporosi (credo siano della sera).
Quelli meno porosi restano puliti.
Su quelli superporosi già dopo un paio di settimane si otturano di melmetta, che credo sia adatta ad una organizzazione in biofilm. Nel cavo orale (io quello conosco) si va in anaerobiosi già attorno a 1 mm. E di lavaggio in bocca ce n'è!
a questo punto credo stia tutto nel metabolismo dei batteri specifici, in quanto spazio riescono a creare uno strato anossico.
Altro aspetto è questo: magari lo strato anossico si crea anche uniforme ma magari i fissatori di azoto (no3 -> N2) sono meno efficenti, quindi serve più popolazione di anossici no3 ->n2 rispetto a aerobi nh->no2->no3 per chiudere il ciclo. Questo spiega perchè il ciclo si chiude in manera accettabile solo con fondo molto alto o fanghi spessi.
infatti anche le marche che vendono i superporosi dicono che quei cannolicchi sono studiati per avere una porosità così fine e profonda da assicurare una parte di aerobiosi e quindi di consentire la denitrificazione...
ciao
in effetti nei pori il biofilm avrebbe modo di formarsi, mentre sui canolicchi normali no...sarebbe da verificare la superficie utilizzabile come microfilm su quelli superporosi rispetto a quelli normali...perché se fosse sufficiente l'organizzazione in microfilm per ottenere gli stessi risultati di un filtro standard si potrebbero effettivamente rifare dei calcoli riguardo la dimensione dei filtri...
certo però o si fa sperimentalmente o si devono fare dei calcoli allucinanti...
in effetti nei pori il biofilm avrebbe modo di formarsi, mentre sui canolicchi normali no...sarebbe da verificare la superficie utilizzabile come microfilm su quelli superporosi rispetto a quelli normali...perché se fosse sufficiente l'organizzazione in microfilm per ottenere gli stessi risultati di un filtro standard si potrebbero effettivamente rifare dei calcoli riguardo la dimensione dei filtri...
certo però o si fa sperimentalmente o si devono fare dei calcoli allucinanti...
certo a questo ci sto... per il punto è quello he avevo espresso io all' inizio...
perchè complicarsi tanto lavita quando la popolazione batterica sarà in equilibrio con l' ecosistema e quindi ance se io ho messo un cannolicchio in più di quello che servirebbe il problema non ce l' ho perchè la popolasione si fpormerà in modo equiliubrato con quello che ho in vasca...
quindi come ho detto alla fine, mi sembra inutile fare il discorso del ridimensionamento dei filtri...
almeno per me
anzi aggiungo che avere un filtro calcolato troppo al capello diventa pericoloso perchè un minimo sbalzo dell' ecosistema ( e in ecosistema grande gli sbalzi sono rari, ma in un piccolo ecosistema gli sbalzi sono continui) il sistema crollerebbe come un castello di carte...
io credo che sia sconveniente...
si ma infatti la penso anche io così, intendevo solo che se l'utilizzo di materiale ultraporoso a parità di volume permette di ottenere uno spazio disponibile per l'insediamento nettamente maggiore, si può anche pensare di mettere una quantità minore di cannolicchi per stare nella stessa situazione, ossia con un filtro che permette anche il manifestarsi di qualche oscillazione, mantenendo una certa capacità di resilienza dei batteri.. :-)
contemporaneamente penso che tutto questo casino per recuperare qualche cm cubo in un filtro, magari esterno, sia a dir poco evitabile.. :-)
Nemesis84
27-09-2009, 23:10
concordo sul fatto che i filtri funzionano in quanto grandemente sovradimensionati (o meglio sovradimensionati al livello teorico su carta di colonizzazione batterica). Pensandoci, se prendo il filtro le lo lavo abbondantemente in acqua corrente (cosa che ahimè ho fatto piu volte) ma non tocco il fondo i n una vasca di un paio di anni il contraccolpo è minimo. Ma se lo tolgo definitivamente, magari cresce, ma poi collassa. il fondo è un ottimo filtro, ma di superficie insufficente a lungo termine.
Non starei lì a dannarmi con i calcoli, la vedo semplice, il biofilm è una situazione normale in tutti i filtri, superporosi o no cambia poco, basta una cacchina che viene colonizzata esternamente internamente diventa anossica (anche senza scomodare l'ossigeno ciucciato dai batteri del ciclo del carbonio) e voilà, meglio del superporoso #21. Questo spiega perchè anche una spugna fa il suo sporco lavoro, anche se ha superfici minori e lisce
quoto... #24
la spugna ha i sui contro a mio parere... si intase e deve essere pulita più spesso...
Non starei lì a dannarmi con i calcoli, la vedo semplice, il biofilm è una situazione normale in tutti i filtri,
alla fine in pratica siamo tornati al punto di partenza, con la prima cosa che avevo detto, cioè che gli attuali filtri sono stati progettati in base a misure sperimentali, comprendenti anche il biofilm su tutte le superfici, quindi sono già perfetti così come sono... :-))
riassumendo tutto abbiamo aggiunto solo che non è possibile affidare il ciclo dell'azoto solo al biofilm esterno al filtro perché non sarebbe sufficiente, se non su vasche enormi e praticamente vuote...ottimo! :-))
livia,
:-D :-D :-D vero... abbiamo scoperto l' acqua calda :-D :-D :-D
no cmq ad ogni modo qualcosa ne esce, che in parte già si sapeva o almeno intuire...
il fatto che tutta la vasca è colonizzata, con un minimo di attenzione anche le pulizie un poco più straordinarie dei filtri non sono così drammatiche come si dice di solito... con questo ovvio non voglio dire lavate i vostri filtri, ma che quando si verifica un intasamento anche nella zona cannolicchi, è cmq possibile e non deleterio, con un minimo di attenzione pulire un minimo i cannolicchi...
ciao
vero... abbiamo scoperto l' acqua calda
:-D direi proprio di si :-D :-D
quando si verifica un intasamento anche nella zona cannolicchi, è cmq possibile e non deleterio, con un minimo di attenzione pulire un minimo i cannolicchi...
francamente penso che tutti una sciacquata di tanto in tanto la danno, anche perché i batteri non sono immortali e alla lunga tutti i cadaverini qualche danno lo fanno...l'indicazione "non lavate mai i cannolicchi"è un'indicazione valida sul breve periodo, cioè se li lavi a ogni cambio d'acqua addio equilibrio chimico, ma se una volta l'anno dai una pulitina secondo me è anche meglio..
francamente penso che tutti una sciacquata di tanto in tanto la danno, anche perché i batteri non sono immortali e alla lunga tutti i cadaverini qualche danno lo fanno...l'indicazione "non lavate mai i cannolicchi"è un'indicazione valida sul breve periodo, cioè se li lavi a ogni cambio d'acqua addio equilibrio chimico, ma se una volta l'anno dai una pulitina secondo me è anche meglio..
quoto...
tra l' altro come ho detto qualche pagina fa... l' ho sempre fatto... il problema è che va fatto con criterio...
Nemesis84
27-09-2009, 23:33
restano però gli interogativi precedentemente posti..:
- I batteri sulla superficie del biofilm devono poter tollerare una certa acidità e quindi saranno per lo più deputati alla trasformazione di ammoniaca/ammonio in nitrito, al loro riparo possono crescere quelli deputati alla trasformazione di nitrito in nitrato che non amano l'acidità e l'ammoniaca e che quindi beneficiano dell'azione dei precedenti, in "profondità" avremo zone poco ossigenate in cui c'è la possibilità di trovare dei denitrificanti... è possibile e come si può fare per ottenere un biofilm abbastanza spesso ?!?
- quali sono i parametri che avvantaggiano un ceppo piuttosto che un altro?
- esistono differenze fra il biofilm che si sviluppa nel filtro (quindi con ossigenazine massima) e quello che si sviluppa nei vari strati del fondo?!? (per me si :-)) )
- quali sono queste differenze e in che modo reagisce l'acquario avvantaggiando l'uno o l'altro?
Per rispondere a questi bisognerebbe sapere:
Quanto aderiscono sti batteri? (per dimensionare il flusso)
Che spessore minimo deve avere il film perchè si organizzi in strato aaerobio ed aerobio? (e questo dipende comunque dal flusso d'aqua, a minor flusso corrisponde meno spessore)
Che rapporto di popolazione deve esserci perchè il ciclo arrivi alla fine? ovvero che differenza di metabolismo abbiamo?
Messa terra terra se mi serve 1 mm (misura a caso) per creare anossia (sede trasformazione nh-no2-n03) quanti mm di strato anossico (no3-n2) mi servono per chiudere il ciclo?
Il tutto poi, anche se si riuscisse a calcolare, varrebbe esclusivamente in teoria, ovvero flusso d'acqua laminare costante in tubo a pareti lisce, senza alcuna variazione nel tempo. Cosa inapplicabile ad un qualsiasi filtro o fondo!
E qui le mie grame nozioni biologiche non sono più sufficienti. #12
mah...
allora...
per la 1...
be la walstad dice che è possibile... quello che credo io è... alla fine nella vasca abbiamo spesso pesci a ventosa e gasteropodi che sono ben contenti di cibarsi di alghe e biofilm insieme a microrganismi vari... quindi i biofilm saranno mantenuti obbligatoriamente contenuti... quindi alla fine dobbiamo cosiderare solo quelli (al riparo) e quindi in pratica ci riduciamo al filtro, ai tubi, e agli strati di sabbia del fondo...
per la 2...
be in primis la disponibilità dei nutrienti, aggiungere anche la presenza o assenza di ossigeno che è limitante in un senso e nell' altro...
per la 3...
direi di sì che c'è differenza, a mio parere sia di composizione di specie sia di conformazione in se... #24
per la 4...
io credo che l' azione nitrificante si concentri nel filtro e l' azione denitrificante (se c'è nel fondo)... questo a grandi linee, quindi c'è una sorta di divisione dei compiti... un po' come degli organi... però... pensavo ora, se ad esempio io nel fondo ho un cavetto riscaldante o una falda freatica, sicuramente non ho l' instaurarsi di una denitrificazione nel fondo... #24
per la 5...
e l' aderenza dei batteri non saprei sinceramente.... forse esistono dei coefficienti ma non ne sono a conoscenza...
per la 6...
lo spessore... anche questo bella domanda...
diciamo che in realtà una volta equilibrato dovrebbe rimanere coswtante, ma credo che essendo appunto in qeuilibrio con l' ecosistema sia abbastanza variabile...
lo spessore minimo per l' anaerobiosi non lo so sinceramente...
ecco l' ultima domanda è troppo correlata col discorso di cui sopra... #24
in questo partirei prima di tutto con il dire che il ciclo dell'azoto in acquario non è ciclico perché manca l'azotofissazione..
per le altre domande
- I batteri sulla superficie del biofilm devono poter tollerare una certa acidità e quindi saranno per lo più deputati alla trasformazione di ammoniaca/ammonio in nitrito, al loro riparo possono crescere quelli deputati alla trasformazione di nitrito in nitrato che non amano l'acidità e l'ammoniaca e che quindi beneficiano dell'azione dei precedenti, in "profondità" avremo zone poco ossigenate in cui c'è la possibilità di trovare dei denitrificanti... è possibile e come si può fare per ottenere un biofilm abbastanza spesso ?!?
a parte che il pH è basico, in base a quanto ci siamo detti e a rigor di logica secondo me non è possibile ottenere un biofilm più spesso di quanto non sia quello che si forma normalmente e secondo me non sarebbe neanche utile...intanto dal punto di vista estetico non credo sia un bello spettacolo (immaginiamo la melma del filtro che ricopre ogni superficie libera della vasca... #06 ) e poi non sarebbe neanche utile, visto che una massa maggiore non garantisce un maggiore metabolismo, almeno non a livello di biofilm...
- quali sono i parametri che avvantaggiano un ceppo piuttosto che un altro?
tutti...sono le condizioni ambientali nell'insieme che determinano l'insediamento di specie diverse in un posto piuttosto che in un altro..il resto è selezione naturale... #13
- esistono differenze fra il biofilm che si sviluppa nel filtro (quindi con ossigenazine massima) e quello che si sviluppa nei vari strati del fondo?!?
decisamente si :-)
quali sono queste differenze e in che modo reagisce l'acquario avvantaggiando l'uno o l'altro?
nel filtro e negli strati esteni del biofilm i nitrificatori, strato interno del biofilm e fondo i denitrificatori...
per l'aderenza non so neanche io, ma su superfici ruvide e con poca turbolenza dell'acqua (meglio ancora se è ferma) aderiscono meglio perché la turbolenza dell'acqua asporta gli strati superiori, impedendo quindi l'instaurarsi di un biofilm stabile...
lo spessore non lo so, ma se l'amiente al di sotto del primo strato deve essere anossico dipenderà dal livello di attività dei nitrificatori...
anche per l'ultima domanda direi che dipende dal livello metabolico del primo strato...più lavora più ossigeno consuma, meno ne arriva sotto, meglio lavorano gli strati sottostanti..
quest'ultimo direi quindi che è il motivo principale per cui uno strato di batteri più spesso non serve..più è sottile più è efficiente...
Paolo Piccinelli
28-09-2009, 08:26
l'assunto della walstad è esatto e a dire la verità neanche troppo innovativo
e ci credo, il libro ha una 20 - 25 anni! :-))
nel filtro il biofilm (in cui si chiude il ciclo dell'azoto) non si può proprio formare a causa dell'eccessiva corrente, che spazza via i batteri che si trovano in superficie, cosa che non avviene in punti con minore corrente, quindi dove l'acqua è ferma si forma il biofilm, dove c'è corrente si formano colonie disorganizzate...
appunto!! :-))
...invece di fare filtri cilindrici alti e stretti, facciamoli bassi e larghi, con enorme sezione di passaggio, e trasformiamo le "colonie disorganizzate" in "biofilm organizzato" ;-)
(ora leggo pagg. 3 e 4)
Paolo Piccinelli
28-09-2009, 08:41
riguardo le pagg. 3 e 4, ringrazio Nemesis84 per il contributo che, nella sostanza, conferma le tesi della dottoressa. ;-)
Per quanto riguarda la denitrificazione nel fondo e la nitrificazione nel filtro, non è proprio così.
Io ho fatto tempo fa un esperimento con una colonna piena di siporax collegata al filtro esterno e la denitrificazine avveniva eccome!
Il segreto sta nel modulare la velocità del flusso d'acqua all'interno dei vani e fin qui non ci piove... io pensavo che la denitrificazione dipendesse direttamente ed esclusivamente dal formarsi di sacche anaerobiche all'interno dei pori del siporax... invece potrebbe dipendere dal tipo di organizzazione dei batteri:
>forte corrente>colonie disorganizzate>niente denitrificazione
>corrente debole>batteri organizzati in biofilm>denitrificazione
Per quanto riguarda l'organizzazione e lo spessore del biofilm, nonchè la distribuzione dei nutrienti per via extra-cellulare, sembra siamo più o meno d'accordo... visto che ormai non bazzico più il mondo accademico da qualche anno, se avete della bibliografia da segnalarmi vi sarei grato.
Questo è il riferimento di Neogea:
http://www.neogea.it/catalog/product_info.php?cPath=21_35_56&products_id=1045&osCsid=88d6362b7803de7d5e40bd005905f3c3
Nemesis84
28-09-2009, 08:46
[quote]
...invece di fare filtri cilindrici alti e stretti, facciamoli bassi e larghi, con enorme sezione di passaggio, e trasformiamo le "colonie disorganizzate" in "biofilm organizzato" ;-)
(ora leggo pagg. 3 e 4)
E' una idea: in questo modo si avrà una zona centrale a flusso maggiore e un flusso sempre meno pronunciato alla periferia.
altra idea sarebbe un filtro invece che "a strati verticali" come si usa normalmente un filtro a "strati orizzontali: esempio tubi concentrici di diametro via via maggiore ognuno riempito di maeriale filtrante: il tubo più interno che avrà flusso maggiore e via via all'esterno minore.
La stessa cosa si ottiene con materiali filtranti più compatti nelle zone esterne e meno compatti nelle interne.
Oppure tupo di largo diametro con erogazione di spray bar "a raggera" o a "stecche di ombrello" con buchi di diametro maggiore al centro e a diametro minore in periferia.
In questo modo riusciamo ad ottimizzare tutte le possibilità di flusso per tutte le varietà di batteri.
spero di essere riuscito a rendere l'idea
Nemesis84
28-09-2009, 09:01
riguardo le pagg. 3 e 4, ringrazio Nemesis84 se avete della bibliografia da segnalarmi vi sarei grato.
come sei messo ad inglese? :-))
prova http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ (editato, meglio questo)
Chiavi di ricerca tipo biofilm nitrosomonas o simili. Sicuramente ci sono gli abstract, se sei interessato qualche articolo non disponibile te lo posso scaricare con il proxy dell'università.
Paolo Piccinelli
28-09-2009, 09:40
come sei messo ad inglese?
benino ;-)
...mi leggo qualche abstract e magari ti richiamo... azzie!! :-))
secondo me il discorso di fare colonie organizzate anche sui cannolicchi non tiene... nel senso che sì potremmo avere della denitrficazione, ma è anche vero che ci costringe ad un passaggio molto lento... a tal proposito mi viene in mente il filtro biovita della askol, vi ricordate? ha una parte diologica con percolatore che passa poi da un unico blocco di ceramica con un passaggio lentissimo...
il fatto della denitrificazione sui siporax l' avevamo citata anche noi prima la cosa sembra funzionare...
posso però mettere lì una cosa?...
siamo cos' sicuri di volere della denitrificazione nelle nostre vasche? prima di tutto eliminiamo nutriente alle piante e in secondo luogo come ho già detto rpima, la denitrificazione avviene molto raramente in modo completo, probabilmente solo con condizioni ottimali.
perchè la maggior parte delle volte la reazione non procede fino a N2, ma si ferma a NO2, o NOx che siano... con i problemi relativi ai nitriti e agli NOx che sono gas serra...
ciao
Paolo Piccinelli
28-09-2009, 09:53
Non tutti hanno vasche con piante... ;-)
...io vedrei un filtro fatto così:
cilidro diametro 40 cm, alto 30 cm... l'acqua scende al centro e viene distribuita dai setti radiali, poi risale lentamente nei cestelli pieni di... giusto, PIENI DI COSA?!?
...a questo punto direi bioballs #24
Non tutti hanno vasche con piante...
ehm questo certo, però siccome si fa riferimento al libro della walstad che si intitola ecologia dell' acquario di piante...
il fatto che la reazione non è completa a me mette abbastanza in pensiero cmq...
ehm questo certo, però siccome si fa riferimento al libro della walstad che si intitola ecologia dell' acquario di piante
direi...
facendo un filtro di quel tipo magari si riesce comunque a eliminare nitrati,anche se in minima parte, ma rimangono dei problemi:
1) non bastano
2) se metti pesci sei obbligato a mettere pesci che vivono in acqua praticamente stagnanti
insomma, come ho già scritto, strutturare la vasca in modo da avere la filtrazione affidata solo al biofilm significa avere una vasca maggiore di 300 litri, piena di piante, piena di organico in dcomposizione e pressoché priva di pesci...
livia, infatti, la penso anche io così... #24
Paolo Piccinelli
28-09-2009, 13:05
io invece non ne sono convinto... per diversi motivi:
- intanto le piante (soprattutto le galleggianti) eliminano ammonio a monte e quindi non ce lo ritroviamo da denitrificare ;-)
- poi non è detto che l'acqua debba essere stagnante... basta ad esempio una bella parete ruvida non interessata dal flusso del filtro (sto pensando ad esempio al mio sfondo 3d in sabbia nella 670 llitri)
- il filtro che ho in mente ha una sezione di passaggio talmente ampia che anche lavorando ad una portata più che degna di circa 1500 litri/ora avrebbe un tempo di attraversamento abbastanza importante (siamo a 40 litri di capienza)
- per il resto ci sto ragionando ;-)
670 llitri
appunto...
il filtro che ho in mente ha una sezione di passaggio talmente ampia che anche lavorando ad una portata più che degna di circa 1500 litri/ora avrebbe un tempo di attraversamento abbastanza importante (siamo a 40 litri di capienza)
è una questione meccanica, se l'acqua si muove il biofilm viene spazzato via...
sì anche io sono dubbioso... #24
certo con 670l il discorso è diverso, ma si torna all' assunto iniziale...
ok mi sta bene il tuo discorso paolo a riguardo delle piante galleggianti che assorbono ammonio, ok, e non sono nemmeno le uniche, però allora c'è una competizione con i batteri nitrificanti e quindi non si verrebbe a formare uno strato sufficiente di biofilm adatto a creare la anaerobiosi al di sotto... #24
ad ogni modo le piante possono assorbire sia l' ammoniaca che i nitrati, i nitriti no. il punto è una selezione di piante adatte a crescita molto veloce potrebbe compensare l' accumulo di nitrati che si verifica in vasca (sempre con una bassa popolazione) ma credo che invece affidare tutto lo smaltimento dei nitrati alla denitrificazione sia troppo avventato.
vorrei ricordare anche che il processo della denitrificazione è molto lento e scarsamente energetico per le cellule che lo utilizzano e quindi se queste hanno a disposizione un minimo di ossigeno abbandonano completamente la denitrificazione per passare all' aerobiosi...
e siccome come dicevo prima, i processi di denitrificazione sono molto lenti, mentre i processi di nitrificazione seono relativamente più veloci, si verificherebbe cmq un accumulo di nitrati, a meno di avere enormi superfici in anaerobiosi, ma allora a sto punto serve il denitrificatore che già esiste da tempo...
ciao
A questo punto io aggiungerei a tutto il discorso la mia esperienza personale, tenuta fuori fino a questo momento perché non esattamente pertinente...
la mia vasca da 90 litri netti (quella del mio profilo che si vede in foto) è attiva da 7 mesi. due mesi fa il filtro ha dato segni di cedimento e l'ho spento, ripromettendomi di sistemarlo. a causa di un esame particolarmente impegnativo non ho avuto tempo di metterci mano ed è rimasto così, senza filtro. il risultato è il seguente:
niente movimento dell'acqua e totale inutilità dei batteri nel filtro, che tra parentesi sono diminuiti. già che c'ero ho evitato di togliere le piante in decomposizione e il maschio di colisa ha provveduto a estirpare la lilaeopsis e il micranthemum, di cui sono rimaste tracce marcescenti sul fondo.
il fondo è composto da uno strato di ghiaia a granulometria 3-4 mm, coperto da 3-4 cm di sabbia fine.
per gli animali (escludendo la colisa femmina che è morta di idropsia prima che si rompesse il filtro) ho avuto solo una diminuzione delle red cherry, che sono comunque circa 200 esemplari e registro un paio di morti al mese circa.
valori:
nitriti sempre a zero, senza variazioni.
nitrati: sono passati da 12,5 a 25, valore altino ma pur sempre accettabile.
Risultato finale:
la vasca funziona, ma fa veramente schifo. è piena zeppa di alghe, ormai contrastate solo dalla riccia che cresce come un'addannata, togliendo luce e favorendo la morte delle piante rimaste. le physa la fanno da padrone. sul fondo ho lasciato tutta la fanghiglia marcescente senza toccare nulla.
in altre parole, ho interrotto completamente la manutenzione e in mancanza di filtro, tutto l'equilibrio è affidato al biofilm.
su una vasca più grande non sarebbe un grosso problema, visto che c'è la possibilità di inserire più competitori..in una vasca come la mia non è possibile.
conclusioni:
affidare il ciclo dell'azoto al solo biofilm in acquario non è assolutamente sufficiente a mantenere l'equilibrio necessario ad una vasca da tenere in casa...
perfetto la tua esperienza in questo caso cade a fagiolo... ;-)
dimostra come sia in vasca di dimensioni normali, avere una filtrazione affidata asi soli biofilm, infatti sei invasa dalle alghe...
questo perché? perchè le alghe sono in grado si assorbire anche direttamente l' ammoniaca, ma soprattutto perchè le alghe smaltiscono quell' accumulo di nitrati che non viene smaltito dai denitrificanti pur avendo sicuramente nel tuo caso una denitrificazione, sicuramente nel fondo, ma come dice la walstad, a questo punto su tutte le superfici...
ciao
perfetto la tua esperienza in questo caso cade a fagiolo... ;-)
dimostra come sia in vasca di dimensioni normali, avere una filtrazione affidata asi soli biofilm, infatti sei invasa dalle alghe...
questo perché? perchè le alghe sono in grado si assorbire anche direttamente l' ammoniaca, ma soprattutto perchè le alghe smaltiscono quell' accumulo di nitrati che non viene smaltito dai denitrificanti pur avendo sicuramente nel tuo caso una denitrificazione, sicuramente nel fondo, ma come dice la walstad, a questo punto su tutte le superfici...
ciao
esattamente. i nitrati stanno a 25 secondo me solo ed unicamente grazie alle alghe, che riescono in qualche modo a tenerli a bada. se togliessi le alghe probabilmente i nitrati schizzerebbero alle stelle, senza contare il fatto che andrei ad intaccare i biofilm sulle superfici, con conseguenze immaginabili...
Penso che su volumi d'acqua maggiori e con una popolazione adeguata (la mia è troppa anche con il filtro attivo) mettendop molte piante è possibilissimo applicare la teoria della walstad, ma assolutamente non in vasche piccole...
adesso non sto a casa mia quindi non posso mostrarvi lo stato della vasca, più tardi provo a fare delle foto e facciamo un sondaggio, vediamo chi vorrebbe una cosa del genere in casa.. :-D
Paolo Piccinelli
28-09-2009, 14:05
affidare il ciclo dell'azoto al solo biofilm in acquario non è assolutamente sufficiente a mantenere l'equilibrio necessario ad una vasca da tenere in casa...
...ma guardate che non ho mai detto il contrario! -28d#
...se però possiamo ottenere anche solo di ridurre di 1/3 i cambi d'acqua in un malawi o in un sudamericano senza piante abbiamo già raggiunto un traguardo più che ragguardevole!
L'esempio della tua vasca secondo me è una indicazione, ma è poco conforme a quanto stiamo dicendo perchè è partita in un modo e poi bruscamente si è evoluta in altra direzione... inoltre ritengo che, anche se ridotto, il movimento d'acqua sia essenziale per stimolare l'attività batterica... se non altro per apportare nutrienti ed asportare i metaboliti ;-)
...ma guardate che non ho mai detto il contrario!
certo paolo, lo sappiamo, è solo che stavamo affrontando la cosa in modo aperto...
...se però possiamo ottenere anche solo di ridurre di 1/3 i cambi d'acqua in un malawi o in un sudamericano senza piante abbiamo già raggiunto un traguardo più che ragguardevole!
sì sì per carità, non lo metto in dubbio...
L'esempio della tua vasca secondo me è una indicazione, ma è poco conforme a quanto stiamo dicendo perchè è partita in un modo e poi bruscamente si è evoluta in altra direzione... inoltre ritengo che, anche se ridotto, il movimento d'acqua sia essenziale per stimolare l'attività batterica... se non altro per apportare nutrienti ed asportare i metaboliti
sì è vero che la sua vasca ha avuto un brusco cambiamento, ma è vero che come si diceva prima, le popolazioni batteriche sono comunque presenti anche se in quantità basse, e quando si verifica un cambiamento di questo genere si genera una auntomatica selezione naturale che porta al cambiamento di tutti gli equilibrio biotici che si presentavano nella vasca, quindi il discorso vale nei primi giorni, ma direi che già dopo una settimana la situazione si è sicuramente stabilizzata in modo diverso...
il movimento dell' acqua è sicuramente necessario come dici giustamente tu, è un po' come per le piante, certo che cmq l' acqua non è statica e il movimento della stessa è molto basso, cosa che avrebbe dovuto favorire i denitrificanti e invece pare proprio che non sia successo...
ciao
Paolo Piccinelli
28-09-2009, 14:16
ma direi che già dopo una settimana la situazione si è sicuramente stabilizzata in modo diverso...
intendevo dire che la vasca, per funzionare come vorremmo, dovrebbe essere PROGETTATA in tal senso... boh, noi andiamo avanti a buttare tutta la carne possibile sul fuoco, lasciamo sedmentare un pò e qualcosa verrà fuori.
il movimento della stessa è molto basso, cosa che avrebbe dovuto favorire i denitrificanti e invece pare proprio che non sia successo...
cosa che confermerebbe di nuovo l'assunto sul biofilm: la ridotta attività batterica in superficie si riflette in ridotta o nulla attività negli strati "profondi"... ma forse solo perchè tutta l'ammoniaca è stata elaborata dalle alghe... troppi fattori concorrenti in gioco #06
...male che vada, avremo fatto una bella chiacchierata ;-)
...ma guardate che non ho mai detto il contrario!
si questo era chiaro, è solo che l'efficienza del biofilm è relativa...
...se però possiamo ottenere anche solo di ridurre di 1/3 i cambi d'acqua in un malawi o in un sudamericano senza piante abbiamo già raggiunto un traguardo più che ragguardevole!
per avere una risposta in termini numerici l'unico modo è fare esperimenti e vedere come va, ma in linea teorica è una cosa possibilissima, riducendo notevolmente il flusso d'acqua andando a creare zone con acqua pressoché ferma e facendo in modo che in queste zone con acqua quasi ferma offrano una superficie utile per l'attecchimento del biofilm...
ma calcolando (sempre in teoria) l'efficienza del biofilm rispetto a una colonia come quelle del filtro, i filtri devono rimanere invariati...
cioè, se i filtri restano come sono, ma aumenta la superficie di biofilm in vasca, ci sarà una maggiore efficienza del ciclo dell'azoto e quindi meno cambi...
L'esempio della tua vasca secondo me è una indicazione, ma è poco conforme a quanto stiamo dicendo perchè è partita in un modo e poi bruscamente si è evoluta in altra direzione...
infatti non è strettamente pertinente, era più da autovasca :-) l'ho scritto per descrivere quali sono gli effetti di una manutenzione zero e azoto gestito solo dal biofilm..in pratica l'esempio non è pertinente ma la base è la stessa, così lavora il biofilm: funziona, ma non troppo (conferma la teoria della walstad, ma la ridimensiona in pratica) ;-)
ah vorrei aggiungere anche un altro pensiero che ho avuto ora...
la walstad dice appunto che los trato pià intenro dei biofilm è anossico e quindi si instaura aerobiosi...
ok prendiamolo per assunto, visto che abbiamo delle teorie che confermano cio', ma questo se si tratta di una superficie inerte...
prendiamo un biofilm che si sviluppa u una pianta... la foglia della pianta fotosintetizza e di conseguenza il biofilm è tutto ossigenato non c'è modo di avere anossie...
la stessa cosa secondo me riguarda tutte le altre superfici, su cui si instaurano le alghe e che ossigenano.
inoltre la competizione di spazi tra le alghe e i biofilm andrebbe considerata... #24
quindi io ho questa idea... il fatto che i biofilm possono fare denitrificazione può anche essere vero ok, però questo si può verificare a mio parere:
- solo su superfici inerti
- al buio (senza alghe)
- senza flussi d' acqua troppo veloci
- con biofilm molto spessi
- senza l' interazione di pesci e mollushi in genere...
in pratica... nei filtri...
la competizione di spazi tra le alghe e i biofilm andrebbe considerata...
su questo penso che sia in qualche modo irrilevante perché le alghe, come anche il biofilm, si instaurano più facilmente su substrati con asperità, come ad esempio un biofilm...il biofilm che richiede anossia semplicemente non si svilupperà in zone ossigenate come sopra le foglie o sopra le alghe, ma sotto uno strato algale non avrebbe problemi perché in contatto con l'ossigeno ci sarebero solo i batteri aerobici... #24
- solo su superfici inerti
potrebbero svilupparsi su superfici non inerti, strutturando il biofilm in modo diverso a seconda delle condizioni..
- al buio (senza alghe)
- senza flussi d' acqua troppo veloci
concordo, con la modifica al primo punto in "senza contatto diretto con luce e alghe"
- con biofilm molto spessi
questo sinceramente non credo, penso che il biofilm abbia uno spessore specie-specifico e un biofilm più spesso favorirebbe forse la specie anossica, ma non quella che lavora in aerobiosi... #24
- senza l' interazione di pesci e mollushi in genere...
concordo in pieno :-))
livia io stavo considerando solo instaurarsi della parte anossica del biofilm..
davo per scontato il fatto che cmq anche sulle superfici ossigenate si sviluppino dei biofilm, semplicemente quello che dico io è che si svilupperanno biofilm solo aerobici e non anaerobici capito? questo è in riferimento al fatto che la walstad dice che sotto un certo spessore si instaura anaerobiosi.
la comepetizione alghe-biofilm l' ho detta per lo stesso motivo di cui sopra.
la cosa delle superfici inerti è in riferimento sempre alla parte in anaerobiosi, quindi in pratica no su piante e alghe...
anche la cosa dei biofilm spessi è sempre in riferimento alla teoria di walstad.
;-) ciao!
si ma la presenza di strati in anaerobiosi implica (tranne che nel fondo) la presenza di biofilm che lavora in aerobiosi, per questo penso che possa svilupparsi anche su foglie e alghe...
e se non implica la presenza di un secondo strato, essendo anaerobi facoltativi possono comunque instaurarsi in zone ossiche e produrre una matrice che possa isolarli dall'ossigeno...
Paolo Piccinelli
28-09-2009, 14:38
per questo penso che possa svilupparsi anche su foglie e alghe...
anche secondo me... anzi, gli strati superficiali beneficiano dell'ossigeno extra ;-)
produrre una matrice che possa isolarli dall'ossigeno...
#36# #36#
scusami...
io la vedo così... allora...
considera la superficie di 1 foglia...
su questa foglia si instaura un biofilm.
la foglia alla luce fotosintetizza, dalle sue cellule fuoriesce ossigeno, questo ossigeno dove va? se sopra c'è un biofilm, va nel biofilm ovviamente... quindi quel biofilm è ossigenato costantemente nelle fasi di luce.
questo impedirebbe la denitrificazione...
mettiamola così, partendo dall' esterno abbiamo:
- 1 strato di vari batteri aerobi, tra cui i nitrificanti
- 1 strato di batteri denitrificanti anaerobi facoltativi
- la foglia...
quindi proprio volendo fare i precisi nel caso si avrebbe una denitrificazione solo quando le luci sono spente e quindi la pianta non fotosintetizza, a quel punto nona rriva ossigeno ai batteri anaerobi facoltativi che sono costretti a utilizzare il nitrato...
mi pare sensata come cosa... #24
la stessa cosa secondo me vale quando ci sono delle alghe mischiate o adese sul o sotto il biofilm... perchè appoterebbero ossigeno...
Paolo Piccinelli
28-09-2009, 14:44
mi pare sensata come cosa...
a parte il fatto che la foglia inspira ed espira dagli stomi, se non erro... quindi in punti ben localizzati e molto distanti, considerando le dimensioni microscopiche... e poi anche io la vedo come livia, i polisaccaridi colloidali prodotti dai batteri dovrebbero isolare gli anaerobi dal resto.
... comunque stiamo scivolando OT :-)
si è sensata, ma non credo che la struttura sia così..
io la vedo in questo modo:
foglia
sulla foglia c'è ossigeno e quindi si instaureranno lì dei batteri che richiedono molto ossigeno, come quelli che trasformano ammonio in nitriti e se ne stanno li in un biofilm monospecifico...
al di sopra di questo strato, si andranno ad instaurare tutti gli altri atteri, che si troveranno nelle stesse condizioni di una qualsiasi superficie inerte, quindi con ossigenazione normale per una vasca.
i batteri che si trovano più in alto, troveranno una maggiore concentrazione di ossigeno perché non saranno coperti da altri batteri, quindi si formerà un secondo biofilm formato da batteri aerobi e aerobi facoltativi.
a questo punto tra i due strati di biofilm ci sono le condizioni adatte alla sopravvivenza di batteri che lavorano in anaerobiosi, che produrranno matrice e si isoleranno del tutto, mantenendo però la possibilità di avere accesso ai nutrienti che diffonderanno nella matrice.
in pratica alla fine secondo me sule foglie si trova un biofilm più complesso rispetto a quello che si trova su superfici inerti e più efficiente, visto che in questa ipotesi i nutrienti per i batteri anaerobi arrivano sia dall'alto sia dal basso, quindi è possibile matenere in vita una maggiore biomassa batterica...
... comunque stiamo scivolando OT
dici?
naaaa... :-D
dai in fondo l'argomento è quello... :-))
per gli stomi premetto che non so come sono fatti quelli di piante acquatiche, che problemi con la quantità d'acqua non dovrebbero averne, ma se sono strutturati come quelli delle piante terrestri il biofilm può tranquillamente girare intorno agli stomi, lasciandoli liberi... :-)
a parte il fatto che la foglia inspira ed espira dagli stomi, se non erro... quindi in punti ben localizzati e molto distanti, considerando le dimensioni microscopiche... e poi anche io la vedo come livia, i polisaccaridi colloidali prodotti dai batteri dovrebbero isolare gli anaerobi dal resto.
gli stomi sono strutture formate da più cellule e non da una sola, servono per intercettare la CO2. l' ossigeno appunto fuoriesce direttamente da ogni cellula fotosintetizzante attraverso le membrane e le parete cellulari. per questo motivo dico che tutta la superficie è ossigenata.
i polisaccaridi presumo proprio che siano permeabili all' ossigeno visto lo è addirittura ma membrana selettivamente permeabile delle cellule.
livia, permettimi di non essere molto d' accordo... per un semplice motivo... prima di tutto la struttura sarebbe davvero troppo spessa per rimanere adesa, in secondo luogo, ok che abbiamo i batteri aerobi che consumano ossigeno, ma non sono mica delle aspirapolveri! avete notato quanto ossigeno producono le piante in fotosintesi? ne producono tanto da arrivare a saturare l' ambiente acquatico in poche ore e quando questo accade l' ossigeno non si scoiglie e rimane sotto forma di bolla, e ne esce veramente tanto...
io dubito che uno strato di batteri sia capace di azzerare l'ossigeno che si produce da una foglia... anche perchè altrimenti sarebbero dolori per l' ambiente acquatico... il resto dell' ossigeno da dove arriverebbe? e inoltre come potrebbe avvenire la saturazione dell' acqua da parte dell' ossigeno?
e questo anche per le alghe... guardate delle alghe esposte alla luce, si ricoprono di bollicine di ossigeno...
ciao
... comunque stiamo scivolando OT
ma no dai... l' argomento è correlatissimo...
per gli stomi premetto che non so come sono fatti quelli di piante acquatiche, che problemi con la quantità d'acqua non dovrebbero averne, ma se sono strutturati come quelli delle piante terrestri il biofilm può tranquillamente girare intorno agli stomi, lasciandoli liberi...
non so di preciso nemmeno io come siano quelli delle piante acquatiche, ma il fatto che il biofilm possa lasciare lo spazio agli stomi sarebbe fattibile, ma inutile vito che l' ossigeno non fuoriesce dagli stomi ma come ho detto rpima dalle membrane cellulari...
ciao
io dubito che uno strato di batteri sia capace di azzerare l'ossigeno che si produce da una foglia... anche perchè altrimenti sarebbero dolori per l' ambiente acquatico... il resto dell' ossigeno da dove arriverebbe? e inoltre come potrebbe avvenire la saturazione dell' acqua da parte dell' ossigeno?
infatti non lo azzerano, semplicemente lo isolano...per definizione il biofilm non ha una superficie omogena e non copre comletamente ogni superficie, ma lascia libera buona parte dello strato che copre...
una prova del fatto che sulle foglie sono presenti tutti i tipi di batteri coinvolti nel ciclo dell'azoto è nel fatto che mettendo delle piante in acqua di osmosi in una vasca allestita con materiale sterile e inerte, senza aggiunta di bioattivatori il filtro matura lo stesso...e da dove vengono tutti i batteri se non dalle piante?
ok, non sempre sono presenti tutti i ceppi di batteri, ma normalmente le vasche maturano lo stesso e il ciclo si innesca, quindi i batteri ci sono...
ergo, in qualche modo dovranno pur aderire...la sola cosa che i batteri possono fare per isolarsi è produrre una matrice proteica...
inoltre l'ossigeno passa nella matrice, ma non lo si può trovare nella matrice alla stessa concentrazione dell'acqua, quindi è plausibile secondo me che i batteri aerobi siano capaci di azzerare la concentrazione di ossigeno dalla matrice...
quello che non entra nella matrice va a finire in acqua, anche ad alte concentrazioni...
be che ci sono batteri sulle piante e ovvio e non lo nega nessuno che centra...
mm io continuo a dubitare che una matrice proteica possa isolarli dall' ossigeno...
perchè se bastasse quello allora non ci sarebbe molto problema a riguardo di anaerobi e aerobi, bastewrebbe che tutti gli anaerobi fossero dotati di un guscio proteico che li protegge dall' ossigeno.
ad esempio gli azotofissatori che sono anaerobi obbligati non possono venire in contatto con l' ossigeno perchè questo inattiva la nitrogenasi, se bastasse uno strato proteico sicuramente sarebbero riusciti ad evolverlo e quindi adesso avremmo azotofissatori che girano indisturbati nelle cascate della marmora... #24
ci sono delle strutture rpoteiche e glucidiche...
si ha:
-capsula: di natura polisaccaridica, alla base della virulenza.
- guaina: simile a capsula, polisaccaridi e amminozuccheri, tipica di cellule acquatiche che la utilizzano per aderire tra di loro e alle superfici per creare biofilm.
- strati proteici: proteine in struttura cristallina formata da monomeri strutturali a riassociazione spontanea, presenti in molti batteri sia gram+ che gram- e anche negli archeabatteri.
- strati mucosi: idenica alla capsula ma non aderisce direttamente alla cellula, è utilizzato per scivolare su superfici.
questo è quello che so a riguardo, dubito però che la mia professoressa si sia dimenticata didirci una cosa così importante come l' isolamento dall' ossigeno...
ad ogni modo si possono cercare altre info...
su wikipedia c'è un piccolo articolo a riguardo...
http://it.wikipedia.org/wiki/Capsula_batterica
non vedo isolamenti dall' ossigeno... #24
Paolo Piccinelli
28-09-2009, 15:29
"timeo wikipedia et dona ferentes" :-))
-capsula: di natura polisaccaridica, alla base della virulenza
io sinceramente ricordo che la capsula è capace di isolare anche dall'ossigeno e azotobacter ha la capsula...quindi uno strato proteico può secondo me isolare dall'ossigeno...
comunque in caso la risposta non va cercata a livello di envelope secondo me...ma a livello di matrice...
andando a ragionamento (il poco che ricordavo è finito :-)) ) potrei ipotizzare che a produrre la matrice siano le specie batteriche che lavorano in aerobiosi perché l'energia necessaria per produrre una tale quantità di matrice deve essere parecchia e in termini energetici l'utilizzo di ossigeno è nettamente superiore rispetto ad altri substrati. tale matrice verrà sfruttata da altre specie batteriche che resteranno inglobate al suo interno...
ora, la specie che produce la matrice non sarà diffusa uniformemente in tutta la matrice perché i primi individui che cominciano a produrre proteine moriranno, mentre i nuovi individui resteranno più in alto, continuando a produrre matrici o non so che altro...se i batteri in fondo muoiono lasciano lo spazio per l'insediamento di specie batteriche diverse, capaci di sopravvivere in condizioni anossiche...
in ogni caso si viene a formare uno strato più in basso (più vicino al substrato) privo di cellule, che può essere in qualche modo utilizzato...
se uno strato proteico può isolare dall'ossigeno è anche possibile che si possano instaurare organismi anaerobi all'interno di una matrice...
scusami livia... ma le tipologie di rivedstimenti delle cellule batteriche sono scritte sopra, la più diffusa tra i batteri acquatici è la guaina, in questo caso non si distingue tra matrice e envelope...
ad ogni modo non riesco proprio a pensare al fatto che una proteina seppur in struttura quaternaria, seppur fitta possa impedire il passaggio dell' ossigeno...
quando una membrana selettivamente permeabile di una cellula formata da lipopolisaccaridi (fosfatidilcolina) fondamentalmente, e quindi con code idrofobe e teste idropfile, sia invece permeabile all' ossigeno...
la più diffusa tra i batteri acquatici è la guaina
si ma non è l'unica..
comunque ho cercato con google EPS oxygen e dalle introduzioni dei vari articoli venuti fuori mi sembra di aver capito che la matrice non fa passare ossigeno, o comunque ne fa diminuire la concentrazione dagli strati superiori a quelli inferiori...
io ho fatto un giretto su wikipedia, c'è un articolo abbastanza interessante... mettlo a fonte intera e alcune citaizoni...
http://it.wikipedia.org/wiki/Biofilm
La formazione di un biofilm inizia con l'ancoraggio di microrganismi liberamente fluttuanti ad una superficie. I primi "coloni" aderiscono alla superficie inizialmente attraverso deboli e reversibili forze di Van der Waals.
Se i batteri colonizzatori non sono immediatamente separati dalla superficie, possono ancorarsi più stabilmente utilizzando molecole di adesione cellulare, come i pili.
I primi colonizzatori facilitano l'arrivo di altre cellule mettendo a disposizione diversi siti di adesione cellulare e iniziano a costruire la matrice che permette l'integrità del biofilm. Alcune specie non sono in grado di attaccarsi autonomamente ad una superficie, ma spesso riescono ad ancorarsi alla matrice o ai colonizzatori precedenti. Una volta che la colonizzazione ha avuto inizio il biofilm cresce tramite divisioni cellulari e integrazione di batteri esterni, anche di altre specie.
Un biofilm contenente differenti specie prende solitamente il nome di consorzio batterico, ed è quantitativamente più frequente di biofilm composti da singole specie, più rari e possibili solo a determinate condizioni. Ogni specie presente nel consorzio svolge differenti funzioni metaboliche e presenta solitamente diverso trofismo, richieste di ossigeno o nicchia ecologica. In questo modo il consorzio è più efficiente senza che le diverse specie entrino in conflitto tra loro
I biofilm sono composti principalmente da cellule microbiche e matrice extracellulare (EPS). La percentuale di EPS si aggira tra il 50% e il 90% ed è considerata la materia prima del biofilm. Le proprietà chimico-fisiche di questa matrice possono variare molto, ma è principalmente composta da polisaccaridi. L’EPS può essere altamente idratato poiché può incorporare grandi quantità di acqua nella sua struttura tramite legami idrogeno, ma in alcuni casi l’EPS può anche essere idrofobico. La composizione e la struttura dei polisaccaridi determina la conformazione primaria della matrice. In alcuni batteri infatti, lo scheletro della struttura può contenere residui di esosi legati tra loro con legami β-1,3 o β-1,4 , che conferiscono maggiore rigidità, minore deformabilità e in alcuni casi possono influenzare la solubilità. La composizione dell’ EPS non è generalmente uniforme ma può variare spazialmente e temporalmente, infatti la quantità di EPS cresce con l’età del biofilm. Inoltre questa matrice può associare con ioni metallici, cationi divalenti a altre macromolecole, come proteine, DNA, lipidi ed anche acidi umici. A causa della sua elevata idratazione la matrice previene l’essiccamento di alcuni biofilm naturali. Inoltre può contribuire alla resistenza agli antibiotici (un gruppo di bioingegneri ha infatti scoperto che i batteri all’interno del biofilm possono essere eliminati da antibiotici convenzionali se la struttura di queste comunità sessili viene perturbata da ultrasuoni o da campi elettrici a corrente continua) impedendo il trasporto di massa e la diffusione di queste sostanze attraverso il biofilm, probabilmente legando queste molecole direttamente. Alcuni studi hanno mostrato che la stabilità della struttura del biofilm è legata alla presenza di zuccheri neutri, polisaccaridi acidi e aminozuccheri.
non vedo citazioni a riguardo dell' isolamento all' ossigeno dato dalla matrie... poi certamente posso sbagliarmi, ma fino ad ora non o trovato nulla che da anche sol un segnale a tal proposto, si fa un lieve riferimento al fatto che nel biofil coesitano spece con diversi fabbisogni di ossigeno, ma questo non lo nega nessuno.
perchè io dico i denitrificanti sicuramente sono presenti nel biofilm anche supiante ec, il problema è che essendo aerobi facltativi, basta ceh vengano in contatto con l' ossigeno per entrare in una fase in cui non uilizano la denitrificazione per crearsi energia, ma bensì la respirazione.
quindi il punto è, sicuramente ci ono, ma stanno denitrificando o no?
ciao
sinceramente non è che mi fidi molto di wikipedia...comunque il fatto che non lo dica non significa che non sia così...
ieri dando un'occhiata ad alcuni articoli ho trovato dei riferimenti al fatto che la concentrazione di ossigeno diminuisce negli strati più interni....
ad esempio ho trovato questo:
http://www.theobio.uni-bonn.de/people/jan_kreft/eps.html
livia... che eikipedia non è onnipotente ci sto anche... però dai scusami... non c'è mai un riferimento a questo punto...
anche il link che mi hai dato tu dice solo che all' intenro del biofilm la quantità di ossigeno si riduce... ma mi pare ovvio visto che viene consumato...
Paolo Piccinelli
29-09-2009, 10:53
faby, ammettiamo anche che passi l'ossigeno... agli anaerobi serve nitrato per vivere ed il nitrato viene dall'ossidazione dell'ammoniaca prima e dei nitriti poi... secondo me, ora che l'azoto arriva agli anaerobi l'ossigeno è già stato tutto utilizzato dagli strati esterni ;-)
faby, ammettiamo anche che passi l'ossigeno... agli anaerobi serve nitrato per vivere ed il nitrato viene dall'ossidazione dell'ammoniaca prima e dei nitriti poi... secondo me, ora che l'azoto arriva agli anaerobi l'ossigeno è già stato tutto utilizzato dagli strati esterni
sì paolo, come ho detto prima il discorso può anche funzionare in teoria, anche se secondo me le variabili sono moltissime e sullo stesso biofilm l' anaerobiosi all' interno può esserci o meno col variare del tempo.
ma cmq questo è un diuscorso che può valere se il tuo substrato non ossigena, se hai un substrato del biofilm come una foglia o un alga il discorso non penso proprio che possa valere...
come ho già scritto diverse volte prima, il punto secondo me è... sicuramente i batteri denitrificanti esistono nei biofilm in tutte le zone dell' acqaurio, ma non è detto che questi stiano realmente denitrificando perchè se gli arriva dell' ossigeno fanno respirazione e non utilizzano il nitrato.
questo è quello che penso io, certo che posso anche sbagliarmi, ma fino ad ora non ho trovato nulla che mi dica che questa teoria non può essere valida.
le matrici di per se non bloccano l' ossigeno (sempre secondo me..), perchè cmq mi sembra davverso strano che su ormai diversi documenti che guardo e appunti di lezioni di microbiologia non venga MAI citata una matrice in grado di isolare dall' ossigeno... sarebbe una grave dimenticanza.
il discorso che dici tu può essere fattibile, anche se bisogna vedere se il consumo di ossigeno degli aerobi è sufficiente ad azzerare l' ossigeno prima della zona di anaerobi... #24 però questo discorso ci sta di più, ma torna, a mio parere, il discorso su quali superfici?
io sono dell' idea che per le cause che ho citato sopra, secondo me le superfici esposte alla luce, le superfici vegetali, e le superfici che vengono esplorati dalla fauna non arrivano a denitrificare. di conseguenza il discorso si restringe, come al solito, alle zone di filtri, tubi, fondo... e poco altro... questo sempre a mio parere.
ciao
Paolo Piccinelli
29-09-2009, 11:04
di conseguenza il discorso si restringe, come al solito, alle zone di filtri, tubi, fondo... e poco altro... questo sempre a mio parere.
...quindi torniamo al mio filtro basso e tracagnotto!! :-D
Paolo Piccinelli,
a mio parere in pratica sì...
ad ogni modo ho chiesto alcune info, in particolare se è possibile che nei biofilm si chiuda il ciclo dell' azoto e se esiste una qualsiasi struttura esxtracellulare in grado di isolare dall' ossigeno, via mail alla mia professoressa di microbiologia, vedremo se troverà il tempo di rispondermi...
ciao
Nemesis84
29-09-2009, 11:38
io una idea di filtro potenzialmente valido me la sono fatta (e siccome avevo voglia di pasticciare con sketchup ve la propongo)
dalla parte alta arriva il flusso, magari con "coperchio" sostituibile di perlon.
In questo modo, avendo gli scomparti filtranti in parallelo inveche che in serie il flusso sarà maggiore nel centro in quanto spugna o altro a bassa resistenza, degradante verso l'esterno fino alla sabbia (2-3 mm?) con flusso bassissimo. Nella sabbia si svilupperà il biofilm vero e proprio.
Ovviamente lo scarico sarà sotto, con spugna molto grossa o retina in modo che il materiale non venga ciucciato fuori... sotto si può lasciare uno spazio per eventuali sedimenti.
Un problema potrebbe essere l'intasamento progressivo. Ma in questo modo dosando le dimensioni del materiale si potrebbe variare anche il flusso indipendentemente nelle varie sezioni ed instaurare almeno in parte condizioni favorevoli, il resto fa da filtro normale. Addirittura lasciando senza niente la sezione centrale la differenza tra il centro e l'esterno diventerebbe abissale.
Spero si capisca qualcosa, non è in scala e sarà la terza volta che uso sketchup! Oltre al fatto che la fluidodinamica per me è una materia oscura.
Non vorrei essere scivolato ot
Ciao a tutti,
dopo diversi anni di paturnie mentali riguardo alla costruzione del miglior filtro possibile, ho scoperto che forse il filtro non serve affatto!
Attualmente sto' conducendo una vasca di circa 300 litri munita di sump con un solo filtro meccanico e somministrazione di ossigeno sotto pressione.
Tutta la parte biologica é affidata esclusivamente al fondo (una specie di DSB dolce).
Inoltre somministro carbonio organico.
Ebbene, nell'allestimento precedente sono arrivato a non cambiare l'acqua per più di un anno pur avendo i valori chiave NH4, NO2, NO3, ecc non rilevabili con i comuni test.
Essendo una vasca piantumata mi sarei aspettato un decadimento delle condizioni vegetali in quanto l'acqua risultava priva di nutrienti ed io ovviamente non fertilizzavo...invece tutte le piante sono migliorate, anche quelle ritenute difficili come ad es la Pogostemon stellata.
Tutto questo per dire che all'interno del fiocco o del biofilm batterico possono coesistere contemporaneamente batteri nitrificanti e denitrificanti, cosa del resto nota da anni a chi si occupa di impianti di depurazione industriale.
La limitante del processo di denitrificazione é proprio il carbonio organico, presente in quantità insufficiente.
Del resto basta leggere i post relativi al metodo Vodka nel marino.
Un saluto
Luca
Paolo Piccinelli
30-09-2009, 17:21
Attualmente sto' conducendo una vasca di circa 300 litri munita di sump con un solo filtro meccanico e somministrazione di ossigeno sotto pressione
Io ho una cosa ancora diversa... 670 litri con sump (percolatore e spugna per il filtraggio meccanico)
avendo il fondo in sabbia finissima mi devo affidare ad un vano di raccolta fanghi in sump, al momento il vano è quasi vuoto perchè gira da pochissimo... infatti non ne ho fatto accenno per ora.
all'interno del fiocco o del biofilm batterico possono coesistere contemporaneamente batteri nitrificanti e denitrificanti, cosa del resto nota da anni a chi si occupa di impianti di depurazione industriale.
La limitante del processo di denitrificazione é proprio il carbonio organico, presente in quantità insufficiente.
a questo io tento di sopperire lasciando che i resti vegetali si decompongano in vasca e fornendo DOC mediante abbondante torba... per ora so solo che i composti dell'azoto stanno a zero, più avanti spero anche di poter dire il PERCHE'!! :-))
ostiato,
perfetto :-)
il punto è cmq che il tuo discorso conferma in parte ciò che dicevamo.
il fatto che hai solo una filtrazione meccanica nel filtro non significa automaticamente che non hai biologico contemporaneamente, sulle spugne e su qualsiasi materiale filtrante si instaurano colonie batteriche. però ok va bene.
come dici tu appunto il gorsso della filtrazione biologica avviene nel tuo fondo. sicuramente la maggior parte delle reazione aerobie che portano al nitrato, e poi anche parte delle reazioni anaerobie che eliminano il nitrato.
è anche vero però che dici di avere molte piante questo significa che le stesse assorbono molti nutrienti.
il fatto che dici di avere i nitrati e fosfati a 0 con piante molto rigogliose mi suona un po' male, probabilmente hai dei valori di nitrato e fosfato che non sono ben rilevabili con i test casalinghi.
torno a dire che il fatto che vi siano colonie nitrificanti e denitrificanti non lo nega nessuno, bisogna solo vedere se le denitrificanti stanno denitrificando o respirando ossigeno.
ad ogni modo, anche io nella mia vasca ho sempre i nitrati bassissimi, l' uptake vegetale è sicuramente molto alto, infatti sono costretto ad aggiungere nitrato per mantenere la vegetazione altrimenti si vedono immediatamente i segni di sofferenza.
La limitante del processo di denitrificazione é proprio il carbonio organico, presente in quantità insufficiente.
certo, è per questo che non andebbero eliminate le parti che apportanosostanza organica, e quindi non va sifonato il fondo.
Faby,
sostenere che le piante consumino così tanti nitrati da essere evidente un loro consumo credo sia un errore: la quantità di azoto necessaria alle piante per crescere é veramente minima, parliamo di pochi punti percentuale sulla sostanza secca.
Esempio: diciamo che una foglia cresce completamente nel giro di una settimana, ora taglia la foglia, disidratala e pesala; l'azoto costituisce il 3-4% (se non ricordo male) di quei microgrammi.
Io sono convinto che la maggior parte del consumo di nutrienti in vasca sia opera dei batteri, quindi se i tuoi nitrati si riducono significa che i denitrificanti sono in condizioni di anaerobiosi.
Anche a me suonava male che le piante crescessero in assenza di nutrienti in acqua, ma mi sono dovuto arrendere all'evidenza dei fatti.
Luca
ostiato...
so cosa è un analisi foliare e le percentuali che ne scaturiscono sono molto variabili a seconda della specie quindi non la puoi prendere come assunto...
inoltre il nitrato alle piante, non serve come molecola intera, bensì ne utilizzano esclusivamente N, cioò significa non puoi confrontare assolutamente una percentuale di N nella foglia con il quantitativo di nitrato in vasca.
ad ogni modo vorrei anche ricordarti che l' azoto è un macronutritivo e pertanto, per definizione, deve essere presente con concentrazioni > di 1000mg/kg di peso secco, il che ad ogni modo non è per niente poco.
poi oltre a questo devi aggiungere che le piante non riescono ad estrarre i nutrienti fino ad azzerare le quantità, per una semplicissima questione fisiologica, ma questo anche i batteri. di conseguenza sarà necessaria in acqua una concentrazione dell' elemento maggiore di quanto realmente necessita la pianta.
poi ancora per precisare, in una soluzione di Hoagland (la soluzione più conosciuta, importante ed utilizzata per le colture in idroponica) si utilizzano concentrazioni di azoto pari a 224ppm di N che equivale a dire 224 mg/l di azoto... questo per i motivi di cui sopra.
ad ogni modo delle piante acquatiche non conosciamo gli asporti e di conseguenza ci dobbiamo tarare su valori intermedi.
ciao
Daccordo con te che ogni pianta può avere concentrazioni diverse, ma facciamo una media, alla fine non é possibile che una pianta abbia il 20% di azoto ed un'altra lo 0.5%, diciamo che mediamente ne contengono circa l'1.5% (riporto i miei dati, correggi pure se ti sembrano errati).
Ammetterai che é ben misera cosa rapportato ad es al carbonio che costituisce circa il 45% della sostanza secca.
Non confondo la percentuale di azoto nella pianta con quella nella vasca, ma dico solo che l'azoto le piante lo prendono dal nitrato, quindi se tu hai 15 mg/litro di nitrati in vasca (puramente a titolo di esempio) e mi dici che il valore si azzera nel giro di una settimana...quanti kg di foglie devono sviluppare questi vegetali?
Inoltre 1 grammo su 1000 (0.001%) a me sembra molto poco, soprattutto confrontato con altri elementi.
Riguardo alla concentrazione necessaria per l'assorbimento mi trovi ancora daccordo, semplicemente la domanda che mi sono posto é se queste concentrazioni non siano da rivedere (al ribasso).
Luca
ostiato,
be di solito al massimo si hanno 3% di S.S di azoto... ma questo però lo devi rapportare al peso secco della pianta e il valore denll' azoto presente al nitrato...
cmq ok certo che le piante non sono le sole ad assorbire l' azoto, ma cmq un acquario molto piantumato ha un alto fabbisogno di nitrati.
inoltre scusami, ma la pianta mettiamo che abbia quel tipo di asporti, ma un batterio denitrificante?
cioè la denitrificazione è un processo molto più lento, certo che i batteri sono più piccoli e quindi ne abbiamo molti, ma si sa per certo che i soli denitrificanti non potranno mai stare al passo dei nitrificanti, a meno di avere una colonia enorme rispetto ai nitrificanti stessi.
riguardo la mia vasca, tra l' altro ho anche il cavetto riscaldante sottosabbia che crea anche un movimento lento nel substrato e quindi però una leggera ossigenazione... quindi dubito che si verifichi una vera denitrificazione...
cmq la soluzione di hoagland la conosci? guarda un poco le concentrazioni dei vari elementi, quella dell' azoto è la più alta (ovvio non si considera O, C, H).
ti ricordo che la soluzione di hoagland è stata studiata direttamente sui fabbisogni della maggior parte delle piante in modo da trovarsi al massimo della disponobilità senza avere consumo di lusso.
ovvio che non possiamo avere una soluzione di hoaglan in vasca con quelle concentrazioni, altrimenti altro che alghe, ma è un indicazione delle percentuali necessarie realmente alle piante.
Nemesis84
30-09-2009, 21:48
ostiato, interessante la tua vasca. Per curiosità hai una foto o un topic della vasca con questo metodo? Da quanto è attiva? E' "allo stato brado" o rispetta anche i canoni estetici? (della serie è da salotto?)
Bisognerebbe consderare il carico organico della vasca. Pesci, lumache ecc. Se ci sono solo piante è facile che sia in equilibrio solo con il fondo.
Non mi addentro nel dsb, ne conosco solo il principio ma a occhio come diceva faby per quanto sia in anaerobiosi e spesso il fondo, l'azoto organico sarà lento a permeare nel fondo e quindi lenta la denitrificazione in N". Quindi o basso carico organico o tanta area di fondo (esempio vasca di 2 mq x 15 cm di altezza). Con un carico da vasca "comune" credo che la superficie sia insufficiente.
Con cosa aporti carbonio? Torba o addirittura la vodka come nel marino?
Paolo Piccinelli
01-10-2009, 08:08
Anche a me suonava male che le piante crescessero in assenza di nutrienti in acqua, ma mi sono dovuto arrendere all'evidenza dei fatti
L'azoto in un ambiente eutrofico o ipertrofico come l'acquario non è mai fattore limitante della crescita vegetale, come pure il fosforo... i fattori limitanti sono i microelementi, uno su tutti il ferro.
probabilmente non vengono rilevati nitrati, come non li rilevo io nella vasca coperta di eichornia... ma ciò perchè il 99% dei vegetali acquatici preferisce assorbire azoto in forma ammoniacale rispetto al nitrato (costa molto meno in termini energetici).
...ma stiamo ancora scivolando OT! :-))
Paolo Piccinelli, mi sa che ti conviene aprirne un altro e chiedere del filtro punto, questo oramai è troppo teoretico, una volta in mano ai biologi è finita! :-D
L'azoto in un ambiente eutrofico o ipertrofico come l'acquario non è mai fattore limitante della crescita vegetale, come pure il fosforo... i fattori limitanti sono i microelementi, uno su tutti il ferro.
è molto relativa questa frase scusami... non per nulla si dividono i microelementi e macroelementi ragazzi... non è così perchè agli scienziati piace complicarsi la vita, ma proprio per questione di esigenza della pianta stessa.
scusami paolo, ma nella vita nulla è certo, e anche nella scienza non si deve dire "MAI" perchè il 99%delle volte si sbaglia, perchè nella biologia e nelle scienze biologiche ci sono sempre moltissime eccezzioni (citazione del mio prof di biologia, un grande)...
io direi che in un acquario "PUO'" non essere un fattore limitante la concentrazione di azoto e fosforo, ma questo solo se l' ambiente acquatico produce a sufficienza compostio azotati e fosfati, se questo non accade allora sì che diventano limitanti, eccome che lo diventano...
scusami ancora, ma il ferro ha un fabbisogno molto basso in percentuali, se poi il discorso è che è meno facile per le piante trovarlo nella forma assorbibile allora è diverso (ad ogni modo le piante producono fitosiderofori in grado di bloccare e "trascinare" il ferro fino alla radice)
il fatto che i vegetali acquatici preferisce assorbire l'ammonio è in parte vero e in parte no. questo perchè la maggior parte delle piante che abbiamo nei nostri acquari sono realmente palustri e si adattano a vivere anche sommerse, quelle realmente solo acquatiche sono poche.
è vero comunque che le piante acquatiche spesso tendono ad assorbire l' ammoniaca, è vero da un più basso dispendio energetico, ma ha il grandissimo difetto di essere altamente tossica per i tessuti vegetali e quindi deve essere immediatamente organicata attraverso il ciclo GS-GOGAT, non può quindi essere immagazzinata come invece le piante fanno all' interno dei vacuoli con il nitrato.
di conseguenza le piante acquatiche (le piante terrestri solitamente non assorbono ammonio) possono assorbire sia ammonio che nitrato.
per l' OT... sì un po' sì... ma gli argomenti sono abbastanza correlati... il fatto è che questo tipo di discussioni non si possono dividere in più topic perchè poi altrimenti non ci si capisce più nulla...
Uhmmm, quante cose, vedo di rispondere in modo coerente!
Faby, la denitrificazione é un processo tutt'altro che lento ed i batteri ad essa deputati (che sono eterotrofi anaerobi facoltativi) hanno dei tassi di riproduzione misurabili in ore, a differenza dei nitrificanti (autotrofi aerobi obbligati) che hanno tassi di riproduzione misurabili in giorni.
Inoltre i denitrificanti non assorbono azoto, ma usano i nitrati per respirare, prendendone gli atomi di ossigeno e rilasciando azoto atmosferico.
Considera che in un depuratore i batteri sono in grado di abbassare la concentrazione di ossigeno disciolto da 8 a 2 nel giro di pochi minuti...quindi.
La soluzione di Hoagland non la conosco, però mi fido #36# : probabilmente in idroponica si possono permettere tali concentrazioni proprio perché devono ottenere alti tassi di crescita e non devono combattere contro le alghe; in ambiente terrestre le piante hanno anche un metabolismo diverso.
Nemesis, ti assicuro che basta veramente pochissimo materiale di fondo per sostenere tutte le reazioni biochimiche, addirittura nel DSB alcuni studi sostengono che sia sufficiente uno strato di 2.5 cm.
Io apporto carbonio sottoforma di comune zucchero (saccarosio).
Paolo...sono daccordo con faby :-))
Ah, ecco la mia vasca, la foto risale ad un mesetto fa
Luca
Paolo Piccinelli
01-10-2009, 13:15
solo se l' ambiente acquatico produce a sufficienza compostio azotati e fosfati, se questo non accade allora sì che diventano limitanti, eccome che lo diventano...
faby, se fossimo in queste condizioni non avrebbe senso cercare la denitrificazione, non credi?!? ;-)
il discorso è che è meno facile per le piante trovarlo nella forma assorbibile
ancora... stiamo parlando dell'acquario dove, durante il fotoperiodo, il ferro è rapidamente sequestrato nella forma non utilizzabile dalle piante... non a caso quasi tutti i fertilizzanti per acquario sono ricchi di ferro chelato in vari modi e praticamente privi di P e N. ;-)
Il topic non si intitola "grande enciclopedia dell'azoto"... mi interessa capire, in vasche con nitrati rilevabili, se esistono modi per eliminarli senza ricorrere ai cambi. :-)
...se vogliamo fare discorsi generali, purtroppo AP non basta e finiamo come il topic sui filtri esterni che alla 25a pagina è ancora impantanato in teorie inutili per i nostri fini.
Io cerco di capire se, nella vasca "mediamente popolata e piantumata" , ha senso rincorrere la denitrificazione oppure no... e, in caso di risposta affermativa, come! ;-)
Tornando al filtraggio, documentandomi con fonti mie, ho trovato che aggiungendo una minima quantità di solfato di alluminio si può moltiplicare di diversi ordini di grandezza la flocculazione di batteri, proteine e composti organici sospesi...
qualcuno sa se sia dannoso per i pesci?
Paolo Piccinelli
01-10-2009, 13:19
Paolo...sono daccordo con faby
su cosa? #13 #13 #13
PS bella vasca e belle piante! :-))
io risposndo solo a queste ultime cose, poi se pensi che si sta deviando troppo mi eclisso.
Faby, la denitrificazione é un processo tutt'altro che lento ed i batteri ad essa deputati (che sono eterotrofi anaerobi facoltativi) hanno dei tassi di riproduzione misurabili in ore, a differenza dei nitrificanti (autotrofi aerobi obbligati) che hanno tassi di riproduzione misurabili in giorni.
Inoltre i denitrificanti non assorbono azoto, ma usano i nitrati per respirare, prendendone gli atomi di ossigeno e rilasciando azoto atmosferico.
Considera che in un depuratore i batteri sono in grado di abbassare la concentrazione di ossigeno disciolto da 8 a 2 nel giro di pochi minuti...quindi
lo so che i batteri denitrificanti respirano il nitrato, questo sempre se in anaerobiosi. però il tasso di riproduzione dei batteri non mi indica proprio nulla a riguardo dell' attività denitrificante, anche perchè bisogna proprio vedere se quei tassi sono estratti sono visti su una popolazione di denitrificanti in aerobiosi (e allora ci sto) o in anaerobiosi. e soprattutto è assurdo paragonare una popolazione in aerobiosi con una in anaerobiosi, perchè l' aerobiosi è altamente più energetica come processo.
il fatto che appunto in un depuratore i batteri abbassano la concentrazione di ossigeno mi indica l' alta efficienza dei batteri aerobi, non degli anaerobi...
La soluzione di Hoagland non la conosco, però mi fido : probabilmente in idroponica si possono permettere tali concentrazioni proprio perché devono ottenere alti tassi di crescita e non devono combattere contro le alghe; in ambiente terrestre le piante hanno anche un metabolismo diverso.
è ovvio che in acquario non possiamo avere quelle concentrazioni, l' ho scritto anche prima, il punto sono le proporzioni tra i nutrienti.
ancora... stiamo parlando dell'acquario dove, durante il fotoperiodo, il ferro è rapidamente sequestrato nella forma non utilizzabile dalle piante... non a caso quasi tutti i fertilizzanti per acquario sono ricchi di ferro chelato in vari modi e praticamente privi di P e N.
paolo, lo so benissimo. #24 non mi sembra il caso di stare ad elencare tutte le varie forme di ferro presenti in acqua, il punto è che il tuo discorso è valido solo perchè nelle comuni vasche si ritiene che il nitrato e il fosfato siano sufficienti.
ehm ragazzi non avete mai fatto un piano di concimazione e? sarà per questo motivo che a me ste cose sembrano così ovvie... #24
Io cerco di capire se, nella vasca "mediamente popolata e piantumata" , ha senso rincorrere la denitrificazione oppure no... e, in caso di risposta affermativa, come!
secondo me non è necessario indurla, perchè una parte è presente e cmq a mio parere anche se fosse indotta comporterebbe alcuni problemi, per primo lo spazio in cui creare le condizioni. secondo il rischio di avere solo una parziale denitrificazione.
Tornando al filtraggio, documentandomi con fonti mie, ho trovato che aggiungendo una minima quantità di solfato di alluminio si può moltiplicare di diversi ordini di grandezza la flocculazione di batteri, proteine e composti organici sospesi...
qualcuno sa se sia dannoso per i pesci?
l' alluminio è tossico per tutti gli animali che sappia io, e anche per alcun vegetali.
inoltre ok che ti floccula, però ti si lega anche con molti microelementi (in primis il ferro) con cui fa aggregati stabili non più scindibili facilmente.
Scusa Paolo, dicevo di essere daccordo con faby relativamente al discorso dei microelementi e del fatto che le piante necessitano di quantità estremamente limitate degli stessi.
Se la domanda é: vale la pena indurre la denitrificazione? la mia risposta é si.
In base alle mie esperienze ho notato solo effetti positivi sia dal punto di vista economico (riduzione dei cambi) sia dal punto di vista biologico (maggiore stabilità del sistema, assenza di alghe infestanti, piante rigogliose).
Premesso che non vi siano poi problemi di spazio (il nostro acquario non é un depuratore industriale e la mole di sostanze da metabolizzare é molto ridotta) in quanto la superficie presente in acquario é più che sufficiente (ci sono anche articoli che lo dimostrano), la denitrificazione di solito avviene in modo completo, in quanto un processo parziale porterebbe all'accumulo di nitriti, facilmente rilevabili in vasca.
Considerate che durante la denitrificazione può avvenire un processo che si chiama luxury uptake relativo al fosfato: in pratica i batteri denitrificanti sono in grado di assorbire molto più fosforo di quanto realmente necessario, sequestrandolo all'acqua.
x faby: riguardo ai batteri volevo solo farti notare che si parla di eterotrofi anaerobi facoltativi: significa che possono lavorare sia in ambiente aerobico che anaerobico; il tasso di crescita é inoltre un buon indice del metabolismo batterico, perciò non é proprio un dato astruso; infine il metabolismo non subisce variazioni esagerate in ambiente anaerobico, perciò l'utilizzo del nitrato come donatore di elettroni segue più o meno la stessa curva dell'ossigeno.
Luca
la denitrificazione di solito avviene in modo completo, in quanto un processo parziale porterebbe all'accumulo di nitriti, facilmente rilevabili in vasca.
be sì se la reazione si ferma a nitrito... peccato che la reazione consta di:
NO3 - No2 - NO - N2O - N2
quindi ci si può fermare ad uno degli altri prodotti noti come NOx, gas serra.
Considerate che durante la denitrificazione può avvenire un processo che si chiama luxury uptake relativo al fosfato: in pratica i batteri denitrificanti sono in grado di assorbire molto più fosforo di quanto realmente necessario, sequestrandolo all'acqua.
intendi la formazione di polimeri di riserva? sì vero, però non so quantificare... #24
riguardo ai batteri volevo solo farti notare che si parla di eterotrofi anaerobi facoltativi: significa che possono lavorare sia in ambiente aerobico che anaerobico; il tasso di crescita é inoltre un buon indice del metabolismo batterico, perciò non é proprio un dato astruso; infine il metabolismo non subisce variazioni esagerate in ambiente anaerobico, perciò l'utilizzo del nitrato come donatore di elettroni segue più o meno la stessa curva dell'ossigeno.
infatti, e io ti facevo notare di saperlo, basta che leggi le pagine precedenti, l' ho scritto in quasi tutti i post, dicendo appunto che il punto è: stanno denitrificando o no? riferendomi al fatto che se sono in aerobiosi non denitrificano(perchè respirano l' ossigeno)
ad ogni modo prima hai scritto che i batteri denitrificanti sono autotrofi... io so che sono chemioeterotrofi cioè utilizzano NO3 come accettore di elettroni, e sostanza organica come donatrice di elettroni che viene mineralizzata a CO2.
cmq scusa però i processi in anaerobiosi sono notoriamente più lenti e meno energetici rispetto a quelli in aerobiosi, infatti in anaerobiosi il ciclo di krebbs non avviene in modo completo, per questo motivo in aerobiosi si produce pi energia che in anaerobiosi.
Nemesis84
01-10-2009, 16:50
Tornando al filtraggio, documentandomi con fonti mie, ho trovato che aggiungendo una minima quantità di solfato di alluminio si può moltiplicare di diversi ordini di grandezza la flocculazione di batteri, proteine e composti organici sospesi...
qualcuno sa se sia dannoso per i pesci?
E' una intuizione ottima, la usano nei trattamenti dell'acqua potabile ed industriale.
Però mi tocca smontarti subito: da quello che ho trovato:
http://fins.actwin.com/aquatic-plants/month.9908/msg00363.html
e la successiva risposta di tal chimico del WVU NRCCE (decifro solo west virginia university, ma suona competente): http://fins.actwin.com/aquatic-plants/month.9908/msg00367.html
Inn sostanza il solfato d'alluminio impedisce lo scambio gassoso a livello branchiale.
Peccato. Bisognerebbe trovare degli altri agenti "flocculanti" o "aggreganti" magari rifacendosi ai trattamenti industriali delle acque, ma compatibili. Il filone è quello giusto imho.
Paolo Piccinelli
01-10-2009, 17:04
Il filone è quello giusto imho.
Ne parlavo stamattina con un guru dei discus e siamo finiti a parlare di fanghiglia nei filtri... lui ha delle sump con 15 cm di melma sul fondo per le batterie e, quando fa la pulizia, ne ciuccia metà...
Mi dice di avere nitrati nulli anche alimentando con cuore di bue e simili... usa anche un agente flocculante, ma non si ricordava quale (se lo ricordava, ma non me lo ha voluto dire) ;-)
...indagherò! #24
ma di flocculanti ce ne sono diversi tipi oltre l' alluminio...
anche i solfati di ferro ad esempio...
Paolo Piccinelli
01-10-2009, 17:35
http://www.enologicafriulana.it/content.php?menu=350007
cerca, cerca... i flocculanti a base di cellulosa sono usati anche in enologia... bingo? #24
intendi la formazione di polimeri di riserva? sì vero, però non so quantificare... :-/
Ne assorbono moltissimo, partendo da centinaia di mg/l arrivano a poche unità di mg/l.
prima hai scritto che i batteri denitrificanti sono autotrofi...
No, ho scritto che sono eterotrofi anaerobi facoltativi.... se ho scritto autotrofi allora ho sbagliato.
Luca
ostiato,
sì vero hai ragione, ho letto male, scusa :-)
marchio86
22-10-2009, 23:33
Per eliminare il problema del biofilm come si fa? tutti i vostri commenti sono troppo complicati .-)
marchio86, il biofilm non è un problema, è semplicemente la struttura che i batteri assumono quando si trovano su una superficie immersa in acqua, non va assolutamente eliminato ;-)
marchio86
23-10-2009, 19:44
si però avere questa sostanza oleosa a pelo d'acqua non è un bel vedere...
marchio86, il discorso non era su quello, ma sul biofilm che si forma sulle superfici sommerse...
se tu hai il problema sulla superficie lo risolvi muovendo la superficie dell'acqua...punta il getto della pompa in modo che la superficie venga smossa...
marchio86
24-10-2009, 12:40
già fatto ma non si elimina ...
marchio86, l'unico metodo è quello, non ce ne sono altri, puoi anche lasciarla li comunque, non ti crea nessun problema in vasca...comunque non è questo il topic adatto a discutere questa cosa... ;-)
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