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Nitrat

Aus Korallen Wiki - Arten, Haltung, Vermehrung, Zucht, DIY, Meerwasser
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Einleitung

Nitrat (NO3) enthält als wesentlichen Bestandteil Stickstoff (N). Das Salz ist gut löslich in Wasser und spielt eine besondere Rolle für Korallen als sog. Makronährstoff. Zuviel Stickstoff führt zur Überdüngung der Zooxanthellen, die damit unkontrolliert zu Nahrungskonkurrenten der Korallen werden, und die meisten Korallen färben sich Braun. Algen brauchen reichlich Nitrat - besser also ihn niedrig zu halten. Nitratanionen selbst sind weitgehend ungiftig.

In der Natur ist der Nitratgehalt extrem gering und so nehmen Korallen nehmen von Natur aus Ammonium auf, das durch die in den Korallenriffen lebenden Fische zur Verfügung steht. Ammonium ist eine deutlich einfacher zu erschließende Stickstoffquelle als Nitrat, an das sie sich allerdings auch als Stickstoffquelle gewöhnen können.

1 mg Nitrat entsprechen 0.2259 mg Stickstoff (22,59 %)

Die Bevorzugung von entweder Ammonium oder Nitrat durch die Koralle ist reguliert. Nach wissenschaftlichen Untersuchungen[1] bei Phyotoplankton ist, je nach Akklimatisation entweder das eine, oder das andere aufgenommen worden, aber nicht beides gleichzeitig. Das führt zu folgenden wichtigen Erkenntnissen:

  • Es kann bei einer Stickstofflimitierung von Korallen nicht direkt zu einer Besserung kommen, wenn nicht das gewohnte Ammonium oder Nitrat zur Verfügung gestellt wird.
  • Beides gleichzeitig zu dosieren, macht für Korallen keinen Sinn.
  • Es ist oft nachgewiesen worden, dass die Anwesenheit von Ammonium die Aufnahme von Nitrat in die Zelle hemmt.

Stickstoffkreislauf

Stickstoff wird von allen Lebewesen benötigt, da er Bestandteil von Aminosäuren in Proteinen, von Nukleinsäuren und von anderen essentiellen chemischen Stoffen der Lebewesen ist. Korallen nehmen deshalb bei ihrem Wachstum Stickstoff aus der Umgebung auf (Stickstoff-Assimilation) und er wird nach ihrem Absterben aus der toten Biomasse wieder freigesetzt. Deshalb ist es u.a. wichtig tote Tiere schnell aus dem Becken zu entfernen!

Nitrifikation

Als Nitrifikation bezeichnet man die bakterielle Oxidation von Ammonium (NH4) / Ammoniak (NH3) zu Nitrit (NO2) und dann zu Nitrat (NO3). Diese Bakterien arbeiten mit Sauerstoff und finden sich überall in den Biofilmen, besonders an großen, gut durchströmten Oberflächen wie z.B. Schaumstofffiltern und Rieselfiltern (sog. Nitratschleudern).

Denitrifikation

Unter Denitrifikation versteht man die Umwandlung des im Nitrat (NO3) gebundenen Stickstoffs zu molekularem Stickstoff (N2) durch bestimmte Bakterien. Dies geschieht nur in sauerstofffreien Zonen wie z.B. in dicken Sandschichten, Lebendgestein etc.

Auf die richtige Menge kommt es an

Optimaler Bereich: 2 - 10 mg/l
Natürliches Meerwasser: 0,01 - 0,5 mg/l

Das Verhältnis Nitrat zu Phosphat sollte für die verschiedenen Verbraucher in einem gewissen Verhältnis stehen (siehe Redfield-Verhältnis). Wenn zu wenig Nitrat vorhanden ist (d.h. Stickstofflimitierung), dann kann vor allem die Nitrifikation und zu geringerem Anteil auch die Denitrifikation gestört werden.

Viele Aquarianer schwören auf eine Nitrat-Konzentration von knapp oberhalb der Nachweisgrenze. Ziel ist besseres Wachstum von einigen Korallen und eine Orientierung an der niedrigen Konzentration im Meer. Kurzpolypige Steinkorallen (SPS) erhalten eine deutlich hellere Färbung, wodurch einige Farbvarianten attraktiver werden. Becken ganz ohne Nitrat sind allerdings auch nicht das Optimum, meist führt das zum Ausbleichen und langsamen Absterben der Korallen. In eingefahrenen Aquarien wird die Nitrat-Konzentration durch Algenwachstum und durch den Abbau anaerober Bakterien stetig reduziert (Stickstoffkreislauf).

Sich an den natürlichen Werten zu orientieren, kann isoliert betrachtet zu einer Nährstofflimitierung führen. In der Natur nehmen Korallen viel Nahrung auf (z.B. Zooplankton), und können erst so in nährstoffarmen Umgebungen überleben und auch wachsen. Versuche in Aquarien bestätigen das - dazu einfach die Korallen mit deutlichen Anzeichen einer Nährstofflimitierung adequat füttern, und die Farben sowie die allgemeine Erscheinung kommen schnell wieder zurück.

SPS hält man am besten beim untersten Wert (2 mg/l). In Mischbecken kann bei dieser Dosierung der Bestand an anderen Korallen-Ordnungen (z.B. Weichkorallen) mitunter leiden. In diesem Fall ist man mit einem Wert von 5 - 10 mg/l auf der sicheren Seite und verliert dann allerdings etwas Farbenpracht bei den SPS.

Maximal 20 mg/l sind in Becken mit LPS und Weichkorallen möglich, sofern kein übermäßiges Algenwachstum stattfindet. Wenn keine Steinkorallen (SPS & LPS) gehalten werden, kommen alle anderen Korallen-Ordnungen bis 40 mg/l zurecht.

Um einen Überblick über die Wasserwerte zu bekommen, gibt es hier eine Liste.

Nitrat kann auch überschüssige Energie von stark beleuchteten Korallen aufnehmen, also quasi als Blitzableiter fungieren.

Natürliche Indikatoren

Bei natürliche Indikatoren gilt, dass nur Veränderungen als Kriterium genommen werden können; ein Blick auf den derzeitigen Zustand allein reicht nicht aus.

  • Clavularia viridis
Nitrat über 20 mg/l: Braun-grün bzw. blass (Das sehr ähnlich aussehende Affenhaar (Briareum asbestinum) behält seine Farbe auch bei höheren Nitratwerten)
Mangel: Fluoreszierend grün
  • Acropora formosa
Mangel: Reagiert als erste SPS, indem sie am Fuß weiß wird.

Zu viel Stickstoff

Eine erhöhte Nitrat-Konzentration ist nicht toxisch für Korallen, aber es führt zu:

  • deutlich gesteigerter Vermehrung von Zooxanthellen (Bei gleichzeitig niedrigen Karbonatwerten treten diese in Konkurrenz zur Koralle. Das führt zu langsamerem Wachstum. Besonders anfällig sind Stein-Korallen (SPS)), sodass sich Korallen braun färben
  • verstärktem Algenwuchs
  • Erhöhte Wahrscheinlichkeit von Dinoflagellaten (“braune Pest”) oder anderer Meerwasser-Plagen

Nährstofflimitierung

Alle Korallen, Tiere und Bakterien brauchen Nährstoffe zum Leben. Gemäß dem Redfield-Verhältnis braucht es vor allem Phosphor, Stickstoff und Kohlenstoff in verschiedenen Megenverhältnissen. Sobald ein Nährstoff nicht mehr vorhanden (s.g. Nullwerte / nicht mehr messbare Werte) ist, stellt dieser den limitierenden Faktor dar.

Generell spricht man von einer Nährstofflimitierung, wenn im Wasser kaum noch nachweisbar Phosphat (PO4) oder Nitrat (NO3) messbar sind.

Maßnahmen

Nitrat reduzieren bevor er entsteht

  • Ein leistungsfähiger Abschäumer ist wichtig. Je "nasser" dieser eingestellt ist, desto mehr organisches Material wird entfernt
  • Nur Frischwasser ohne Nitratbelastung zuführen, dazu Verwendung Umkehrosmose-Anlage oder Vollentsalzer bei Ausgangswasser mit hohem Nitrat-Gehalt
  • Fischbesatz reduzieren
  • weniger füttern
  • tote Lebewesen schnellstmöglich aus dem Becken entfernen
  • Detritus entfernen
  • Ausreichende gut verteilte Strömung im ganzen Becken
  • Riff-Hinterspülung
  • Nitratschleuder reduzieren, häufig reinigen und nicht Trockenlaufen lassen
  • Lebendgestein hat den Vorteil in einem geschlossenen System die Vortufen von Nitrat zu wandeln und das ein Großteil der Nitratproduktion dort abläuft, wo das Nitrat auch gleich zu elementarem Stickstoff weiterverarbeitet werden kann. So wird eine Freisetzung von Nitrat in diesem geschlossenem System verhindert!

Vorhandenes Nitrat abbauen

  • Wenn eine Nährstofflimitierung die Ursache ist, dann ist diese zu allererst zu beheben
  • Abschäumen, bzw. Abschäumerleistung erhöhen hilft ein wenig. Nitrat selbst wird nicht entfernt, nur die Vorstufen davon!
  • passende Bakterienkulturen zugeben
  • Wasserwechsel (10% pro Woche sind Standard, bis 30% sind ohne großes Risiko möglich)
  • Algenrefugium (TOP: Entfernt auch Phosphat (PO4), greift langsam ausgleichend in die Beckenbiologie ein)
  • Spezielle Nitratfilter mit Biopellets (neuartige Methode, weitgehend anfängerfreundlich)
  • Sandbettfilter (DSB) (nicht ganz so einfach, wenig anfängertauglich)
  • Schlammfilter
  • Wodka-Methode
  • Zeolith-Filter
  • Nitratfilter auf Schwefelbasis (risikoreich)

Nitrat erhöhen

  • Fischbesatz erhöhen
  • Die natürlichste Methode ist eine stärkere Fütterung der Aquariumbewohner
  • Wenn zuviel Lebendgestein vorhanden ist, kann eine zu starke Denitrifikation die Ursache sein
  • Es kann helfen den Abschäumer "trocken" einzustellen
  • Auch wenn es oft empfohlen wird: Das stundenweise Abschalten eines Abschäumers bringt kein / selten Erfolg
Über eine Dosierung

Die Zugaben sollten am besten verteilt über den Tag erfolgen. Bei Nullwerten beginnt man zunächst mit einer Steigerung von max. 1 mg/l Nitrat pro Tag. Um den erhöhten Wert zu messen sollte man einen Tag warten.

Eine andere Lösung, die nicht Nitrat dosiert, aber die Vorstufe davon und sich ggf. besser für Korallen eignet ist Ammonium.

Wenn die zugegebenen Lösungen nach ein paar Tagen keinen messbaren Erfolg erreichen, dann kann die Taktzeit der Dosierung nahezu stündlich sein. Wenn dennoch keine nachweisliche Besserung in Sicht ist und Messfehler ausgeschlossen werden können, dann kann auch über eine vorsichtige Reduzierung von vorhandenem Lebendstein nachgedacht werden. Dabei unbedingt die Vorstufen der Nitrifizierung kontrollieren (Ammonium, Ammoniak, Nitrit)!

Messung

Die meisten Wassertests sind entweder giftig und damit meist genau, oder ungiftig und damit ungenau. Wichtig ist meist der Bereich von 0 bis 10 mg/l, der leider meist zu grob abgestuft ist. Sehr gute Tests haben sogar mehrere Abstufungen im Bereich von 0 - 2 mg/l (wichtig bei Nährstofflimitierung).

Eine Übersicht über die am Markt vorhandenen Wassertests finden sie hier.

Einzelnachweise

Weblinks