Эксперимент по установлению нитрификации при разных уровнях добавляемого аммония (страница 2)

В среде аквариумистов бытует мнение, что нитрификация якобы ингибируется высокими содержаниями аммония, и мне это мнение всегда казалось ошибочным, как минимум потому что "высокое" или "низкое" содержание аммония значит не меньше, чем PH среды, который определяет, сколько аммония будет в форме проникающего сквозь клеточные мембраны аммиака.

Также мне было интересно, как быстро запустится азотный цикл, если в воду не добавлять никаких серьезных "затравок" для нитрификаторов. Итак, было взято две литровые бутылки, в них была залита водопроводная вода (без дехлоринатора) и по 20мл воды из дождевой бочки (в расчете на минимальную стартовую флору). В одну бутылку я добавил 0.5ppm аммония, а в другую - 10ppm аммония. Моя водопроводная вода очень жесткая и имеет PH примерно 7.5, а также богата фосфатами и нитратами. Вот так я запустил два образца:

Бутылки были поставлены открытыми в темное и достаточно теплое место (примерно 20 градусов). Ждать хоть какой-то активности пришлось долго, и вот такую картинку я наблюдал примерно месяц:



Но где-то через 30 дней наметился прогресс. Вот сегодняшний замер аммиака:


и нитритов:


Как видно, в образце с 10ppm аммония окислилось до нитрита примерно 8ppm исходного аммония. В образце с 0.5ppm аммония окислилось примерно 0.25ppm аммония. Из этого можно сделать такой предварительный вывод: чем больше аммония, тем быстрее размножаются колонии нитрификаторов первой стадии. Второй вывод: никакого ингибирующего эффекта от 10ppm аммония на установление нитрификации нет. Третий вывод: без затравки нитрификация первой стадии встает не за неделю, как написано во всевозможных "аквариумных" статьях, а за гораздо-гораздо более длительное время.

Понятно, что если мы сажаем растения, рыб, засовываем не очень чистые коряги и грунт, то нитрификаторов может оказаться изначально побольше, но в чистой среде месяц без движухи - это вообще запросто.

Дальше планирую поддерживать концентрацию 0.5 / 10 аммония в бутылках (придется менять воду, так как в какой-то момент в бутылке с 10ppm явно посыпется KH/PH) и смотреть, как будет устанавливаться нитритная фаза, и влияет ли на это концентрация аммония.

Constantin_K
А где они в осмосной воде берут фосфор? Без него тоже как бы жизнедеятельность не очень получается.

Угу, я задаюсь тем же вопросом: калий, фосфор, железо - вот это все из воздуха не получить. Допустим, в осмотической воде какая-то часть ионов просочится через мембрану (без ионопоглотителя там все равно остается не меньше 1% от исходного ионного состава). Но вот в дождевой воде единственным источником биогенных элементов является разве что пыль. И вот этого хватает водорослям, да... А люди пытаются задушить водоросли то Редфилдом, то снижением фосфатов, то еще какой дичью

vstakhov
А люди пытаются задушить водоросли то Редфилдом, то снижением фосфатов, то еще какой дичью

Почитала тут про циано, оказывается, что им не нравится дисахарид, то есть сахароза (отличается от просто сахара!).


Источник 1:
A role for osmotic stress-induced proteins in the osmotolerance of a nitrogen-fixing cyanobacterium, Anabaena sp. strain L-31

https://www.research...

Абстракт.

The molecular basis of tolerance to osmotic stress was investigated with a cyanobacterium, Anabaena sp. strain L-31. The inherent osmotolerance of this strain (50% growth inhibition at 350 mM sucrose) was enhanced by adaptation with 100 mM sucrose for 30 min. Addition of 10 mM KNO3 during growth also conferred significant osmoprotection, but addition of 3 mM NH4Cl did not. Exposure of cells to 350 mM sucrose induced the expression of at least 12 osmotic-stress-induced proteins (OSPs) within 30 min, in the molecular mass range of 11.5 to 84 kDa. Exposure of cells to 100 mM sucrose or to 10 mM nitrate also induced all the OSPs, but addition of ammonium did not. The observed correspondence between the presence of OSPs and osmotolerance strongly suggests a role for OSPs in osmotolerance of Anabaena sp. strain L-31.

Смысл работы в том, что решили вызвать осмотический стресс внутри цианобактерий (не путать с жизнью в осмосе). Изначально условия содержания были BG-11 medium (что это значит: http://microbiology.... )

В общем, как видно из таблицы, в среду добавляли разные концентраци сахарозы, смотрели, потом добавляли нитрат калия и хлорид аммония, опять смотрели. Потом записали в таблицу. Интересно, что аммоний не особо помог ситуации с сахарозой.

Что пишут про сахарозу и хлореллу (новый игрок):

При действии сахарозы выявлено изменение формы клеток, указывающее на циторриз. Величина среднего эффективного коэффициента диффузии воды (по данным ЯМР) снижалась, что также свидетельствует об уменьшении размеров клеток. Сахароза действовала на хлореллу как непроникающее осмотически активное вещество. Для пресноводной микроводоросли хлореллы токсическое действие NaCl в условиях умеренного солевого стресса, по-видимому, представляет меньшую угрозу, чем частичное обезвоживание, вызываемое сахарозой.

Источник 2:
А.Ю. Алябьевa, И. Н. Андрееваa, *, А. А. Пономареваa, В. В. Сальниковa, М. А. Сусловa
ВЛИЯНИЕ УМЕРЕННОГО ГИПЕРОСМОТИЧЕСКОГО СТРЕССА НА УЛЬТРАСТРУКТУРУ И ПОКАЗАТЕЛИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МЕТАБОЛИЗМА CHLORELLA VULGARIS (CHLOROPHYTA)

Инед
Больших различий не вижу. В разбавленной ясно только, что с такой яркой розовой окраской нитрит больше чем 2. Нитрит высокий, но сколько - не понятно.

Вот еще разбавил в 5 раз:



Визуально никакой разницы я не вижу, так что нитрит я бы определил где-то в районе 20+ppm, что опять же соответствует ожиданиям.

vstakhov

Мощно накопился Сегодняшняя разбавленная проба визуально кажется даже еще ярче розовая чем была вчерашняя меньше разбавленная.

Olga K Button
Смысл работы в том, что решили вызвать осмотический стресс внутри цианобактерий (не путать с жизнью в осмосе).

Интересно, у меня сахароза тоже вызывала остановку нитрификации: Seachem Stability. Практика использования.

Про осмотический стресс я не подумал тогда...

vstakhov
Дальше планирую поддерживать концентрацию 0.5 / 10 аммония в бутылках (придется менять воду, так как в какой-то момент в бутылке с 10ppm явно посыпется KH/PH) и смотреть, как будет устанавливаться нитритная фаза, и влияет ли на это концентрация аммония.

В общем, нитритная стадия тоже встала, причем, и в образце с 10ppm аммония, и в образце с 0.5ppm аммония. Так что основной вывод опыта в том, что высокие уровни аммония (до 10ppm) не растягивают, но и не ускоряют особо развитие азотного цикла, хотя биомасса бактерий в образце с 10ppm аммония намного выше по понятным причинам. Так что при запуске аквариума без рыб не нужны никакие тесты и не нужно особо жалеть аммония.

Еще интересно, что KH в образце с 10ppm аммония упал с 12 до 5, а в образце с 0.5ppm аммония - с 12 до 11. То есть, с запуском на аммиаке обязательно надо следить за KH/PH, особенно при становлении нитритной фазы.

В дальнейших планах добавить в каждый образец аммония и выставить эти бутылки под сильный свет. Хочу понять, будет ли разница в образовании водорослей в образцах.

Изменено 7.1.22 автор vstakhov