Una sintesi di «Ecologia dell’acquario di piante»

Capitolo V. Le fonti di sostanze nutritive per le piante

Nei miei acquari, le tre principali fonti di sostanze nutritive necessarie per le piante sono i pesci, l’acqua ed il fondo. In questo capitolo metterò a confronto queste fonti di nutrienti utilizzando uno dei miei acquari come modello di studio.

Ho iniziato lo studio seguente tentando di individuare le potenziali carenze di nutrienti nelle mie piante; ai tempi ero preoccupata che queste potessero aver bisogno di micronutrienti costosi e difficile da reperire.

A. L’acquario modello e la metodologia utilizzata

Come acquario modello per i miei calcoli ho usato una vasca da 50 galloni (circa 190 litri) contenente pesci arcobaleno (Melanotaenia affinis). Dato che l’acquario contiene pesci adulti ed è attivo da diverso tempo non ero preoccupata dall’accumulo di nutrimenti a causa dei pesci, delle piante e dei batteri che si verifica in un acquario appena avviato.

La rimozione dei nutrienti principali da questa vasca era fatto con potature periodiche delle piante (ogni 2-3 settimane). Non credo che altri mezzi di rimozione dei nutrienti erano significativi dato che pulizia e cambi d’acqua erano ridotti al minimo.

Per uniformità e semplicità, tutti i dati in questo capitolo sono espressi e calcolati sulla base del peso secco ed espresse in termini di singoli elementi.

Mangime per i pesci: per una settimana ho alimentato i pesci due volte al giorno e tenuto traccia delle quantità di mangime aggiunto: ogni settimana inserivo 9,3 g di mangime che ci porta a circa 40 g al mese.

Acqua e cambi d’acqua: l’acquario contiene circa 175 litri netti di acqua dura (la mia acqua di rubinetto ha 137 ppm di bicarbonati con un GH quindi di 17 °dGH). Ogni 3 mesi, cambiavo circa il 40% dell’acqua, quindi circa 75 litri per una media di 25 litri al mese. Inoltre aggiungevo circa 15 litri al mese d’acqua per sostituire le perdite dovute all’evaporazione. Così, potremmo dire che l’acquario riceveva un ingresso di acqua nuova medio mensile di 40 litri (25 L più 15 L).

Fondo: il fondo della vasca era composto da circa 10 kg (circa 1 pollice = 2,5 cm) di terriccio da giardino coperto da 20/30 kg di ghiaia (1,2/2 pollici = 4/5 cm ).

Potature delle piante: per questo studio ho asciugato e pesato tutte le potature delle piante raccolte per 13 settimane. Le potature raccolte pesavano in totale 61 g, che fa circa 20 g al mese.

Questo mi ha indicato che ci dovevano essere abbastanza nutrienti in acqua (o introdotti nella vasca) per sostenere 20 g di crescita delle piante ogni mese. Per calcolare quanto di ogni elemento concorreva a comporre i 20 g, ho usato la concentrazione minima di ogni elemento che dovrebbe essere presente nella pianta secca supponendo coincidesse con la concentrazione critica [ndr: è la concentrazione minima sotto la quale le piante cominciano a mostrare segni di carenza]. Poiché le piante immagazzinano le sostanze nutritive in eccesso, le mie piante sicuramente contenevano più della concentrazione critica di ogni elemento; tuttavia, ho voluto basare i miei calcoli successivi di apporto nutritivo solo su ciò di cui le piante hanno bisogno, non sull’eccesso che può capitare con l’accumulo di sostanze nei loro tessuti. La Tabella V-1 indica la quantità di ciascun elemento che è necessario per le mie piante per supportare i 20 g di crescita mensili.

(1) Le quantità di nutrimenti di cui “le mie piante hanno bisogno” mostrate nella Tabella V-1 sono state calcolate dividendo i valori di concentrazione critica dell’Elodea occidentalis per 50 (20 g sono 1/50 di un kg). Il valore del carbonio (C) di 8.000 si basa sul fatto che le piante acquatiche sono composte da circa il 40% di carbonio, cioè contengono 400.000 mg di carbonio per kg di peso secco.

B. Gli alimenti per i pesci

Tutti gli alimenti per i pesci, siano essi vivi, congelati o essiccati, sono composti da organismi o resti di organismi (germe di grano, farina di gamberetti, ecc.) e non da prodotti chimici inorganici. Dato che tutti gli organismi condividono un’uniformità chimica sottostante e da un bisogno simile di alcuni elementi, gli alimenti per i pesci contengono tutte le sostanze nutritive di cui le piante hanno bisogno.

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La Tabella V-3 riporta i nutrimenti che i 40 g di mangime per pesci forniscono alle piante per la crescita di 20 g al mese nel mio acquario modello. Il carbonio è il nutriente meno fornito dagli alimenti per pesci. Nell’acquario modello, il cibo per pesci fornisce solo un rifornimento di carbonio per circa 2 mesi (al contrario, il cibo per i pesci fornisce un rifornimento per circa 80 mesi di manganese).

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C. Il terriccio come fonte di sostanze nutritive per piante

Il terriccio comune da giardino è una fonte estremamente concentrata di sostanze nutritive, soprattutto oligoelementi. Ad esempio, 10 kg di un tipico terriccio fornirebbe alle piante del mio acquario modello ferro per 330.000 mesi (tabella V-4). Anche se gran parte del ferro è per lo più composto da ossidi insolubili, il suolo dovrebbe comunque fornire alle piante ferro per sempre.

Al contrario, il terriccio non fornisce sufficienti sostanze nutritive importanti come carbonio, azoto e potassio. In aggiunta possiamo osservare che le sostanze nutritive fornite dal suolo, a differenza di quelle fornite con gli alimenti dei pesci o con l’acqua, non saranno fisse ma tenderanno ad esaurirsi. Pertanto, anche se l’apporto di carbonio per 25 mesi sembra adeguato, questo andrà lentamente ad esaurirsi.

Gran parte del carbonio del suolo è in forma organica ed è rilasciato sotto forma di CO₂ durante la decomposizione. La CO₂ rilasciata nell’acqua viene utilizzata dalle piante per la fotosintesi.

Per calcolare come il carbonio del terreno sarebbe stato rilasciato, ho usato il tasso di rilascio della CO₂ descritto come valore di riferimento del sedimento di un lago naturale e pari a 0,23 g al giorno per kg di terriccio. Questo sedimento conteneva una moderata quantità di materia organica (9,3%) e supportava una crescita lussureggiante delle piante acquatiche. Utilizzando questo tasso di CO₂ rilasciata, ho calcolato che 10 kg di terriccio in un acquario rilascerebbe 69 g di CO₂ al mese:

0,230 g di CO2/kg dai sedimento al giorno X 10 kg di sedimenti X 30 giorni al mese = 69 g di CO₂ rilasciata al mese.

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D. L’acqua come fonte di sostanze nutritive per le piante

Circa la metà della popolazione degli Stati Uniti, soprattutto quelli nelle zone rurali, riceve l’acqua potabile da falde sotterranee (pozzi pubblici e privati); l’altra metà, spesso nelle città, la riceve da fonti di superficie (fiumi, laghi artificiali, ecc) e viene spesso trattata per eliminare i metalli. È quindi difficile generalizzare il livello di nutrienti forniti dall’acqua potabile poiché le concentrazioni degli elementi variano notevolmente a seconda della fonte dell’acqua, da come viene gestita (trattamento delle acque, tubi metallici, ecc.) e dalla geografia regionale. Una determinata regione che prende l’acqua da fonti sotterranee probabilmente conterrà più sostanze nutritive, soprattutto Ca, Fe, K, Mg, Mn, S, e Zn, rispetto all’acqua delle città. Inoltre le procedure di trattamento delle acque rimuoveranno i metalli pesanti dall’acqua tra cui notevoli quantità di Fe, Mn, Cu e Zn.

I valori degli elementi contenuti nell’acqua potabile descritti nel seguito del capitolo fanno riferimento ad alcune città degli Stati Uniti e in molti casi sono differenti che quelli che possiamo ritrovare nelle acque potabili italiane.

Per permettere agli utenti di calcolarsi autonomamente l’apporto di elementi introdotti in acquario con la loro acqua riportiamo la seguente traduzione riportata dall’autrice come nota:
Per descrivere i calcoli relativi all’apporto di nutrimenti, userò il potassio (K) come esempio. Poiché l’acqua potabile presa come riferimento contiene circa 2 mg/l di K, 40 litri di acqua aggiunta ogni mese contengono 80 mg di K. Dato che le piante nell’acquario modello richiedono 160 mg/mese di K (vedi Tabella V-1), le aggiunte d’acqua mensili di 80 mg di K divise per i 160 mg di K richiesti dalle piante forniscono una fornitura per 0,5 mesi di K.

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E. Disponibilità dei nutrimenti per le piante in acquario

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Apparentemente, le mie preoccupazioni sulle carenze di micronutrienti non erano fondate. È dimostrato che iI terriccio nell’acquario modello ha fornito molti micronutrienti, tra i quali un enorme eccesso di ferro. La leggera clorosi che ho osservato occasionalmente nelle mie piante probabilmente non era dovuta a carenza di ferro ma ad altri fattori, come l’allelopatia e la tossicità dei metalli.

Il carbonio, che non è fornito in maniera sufficiente da nessuna fonte, è probabilmente la sostanza nutriente limitante per la crescita sommersa delle piante acquatiche. La materia organica del fondo dovrebbe fornire sufficiente carbonio per diversi mesi, ma in seguito, il mangime dei pesci ne diventerebbe la fonte primaria. Tuttavia, il carbonio introdotto con il mangime è poco (confrontandolo con gli altri nutrienti) e può facilmente essere perso per la dispersione della CO₂ in aria. Questa carenza spiega perché le procedure che forniscono alle piante più carbonio (ad es. introducendo artificialmente CO₂ o permettendogli di crescere emerse) stimolano così fortemente la crescita delle piante.

In vasche con acqua tenera possono verificarsi, in alcune specie di piante, carenze di potassio, magnesio e calcio. Ferro e manganese potrebbero essere carenti solo in vasche senza fondi di terriccio o accumuli di melma. La melma è probabilmente una ricca fonte di ferro, manganese, rame, zinco, fosforo e calcio. Le vasche di piante senza un’adeguata presenza di pesci probabilmente esaurirebbero rapidamente le principali sostanze nutritive come azoto, potassio e fosforo.

Alla fine ho concluso che era inutile aggiungere fertilizzanti al mio acquario.

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