A klasszikus akvapónia egy fenntartható és erőforrás-hatékony termelési rendszer, melyben egyszerűen megfogalmazva a halas rendszer (Recirculated Aquaculture System - RAS) tápanyagdús vize egy talajnélküli integrált növénytermesztő egységen átáramolva megtisztul, miközben tápanyagot szolgáltat a növények számára. Nagyszerűsége az egyszerűségében rejlik. Az akvapónia környezetbarát mivolta elvitathatatlan, mégis jelentős hátrányokkal rendelkezik egy professzionális RAS vagy hidropóniás rendszerrel szemben hatékonyságát tekintve. A klasszikus (coupled vagy single-loop) rendszerekben, ahogy az angol elnevezés is mutatja egy körforgást találunk. A haltartály vize direkt módon egy szivattyú segítségével a növénynevelő tálcába kerül. Itt történik meg a víz szűrése és a nitrifikáció, vagyis az ültetőközeg szolgál biofilterként. Ez a rendszer ugyanazt a vízminőséget biztosítja a halak és a növények számára, mely azonban kompromisszumokra készteti a felhasználót. A fő probléma abból adódik, hogy a halak és a növények nem ugyanazt a vízminőséget igénylik. A víz kémhatása egy nagyon fontos tényező, mert nem csak növények és a halak, hanem a nitrifikáló baktériumok tevékenységéhez más-más pH érték szükséges. A rendszer alapja és mozgatórugója a nitrogén-ciklus. Ez a halak által kopoltyún keresztül kiválasztott disszociált ammóniával (NH4+) kezdődik, mely a fehérje metabolizmus terméke. Ebből disszociálatlan ammónia (NH3) keletkezik, mely erős idegméreg. Analitikai módszerekkel csak az NH3 és az NH4+-ion összege mérhető. A halak számára mérgező NH3 százalékos aránya a mért összes ammónián belül elsősorban a víz pH-értékének, másodsorban a vízhőmérsékletnek a figyelembe vételével számítható. Egyszerűsítve, minél magasabb a víz pH értéke, annál nagyobb az NH3 aránya az összes ammónián belül. Az ammónia minél gyorsabb „eltávolítása” miatt van szükség biofilter (az akvapóniában maga az ültetőközeg) alkalmazására, melyen a nitrifikáló baktériumok oxidálják az ammóniát nitritté (Nitrosomonas), majd egy második körben oxidálják a nitritet nitráttá (Nitrobacter). Valahogy így:
Nitrosomonas
55 NH4++
76 O2 + 109 HCO3- → C5H7O2N
+ 54 NO2-+ 57 H2O + 104 H2CO3
Nitrobacter
400NO2- + NH4+
+4H2CO3 +HCO3- +195 O2 → C5H7O2N +3H2O
+400 NO3-
A nitrát nem toxikus a halak
számára, a növényeknek pedig hasznosítható tápanyag. Ahhoz, hogy ez az
egyszerűen felvázolt folyamat optimálisan működjön, 7,3 és 8,0 közötti pH-ra
van szükség. Az alábbi sztöchimetrikus egyenleten azonban jól látszik, hogy az ammónia
oxidációja során protonvesztés lép fel.
NH 4++ 1.5 O2 → 2H++ H2O + NO2
NO2- + 0.5O2 → NO3
A halak fajtól függetlenül viszonylag tág intervallumban toleránsak a pH-ra. Összességében a 6,5 – 8,5 közötti tartomány megfelel számukra. Érzékenyek azonban a pH hirtelen változására, amennyiben már akár 0,3 értékkel változik a kémhatás bármely irányba pár órán belül, az komoly stressz a halak számára.
A növények számára az optimális kémhatás az enyhén savas régióban van. Ennek fő oka, hogy a legtöbb tápanyag az 5,5 és 6,5 közötti tartományban felvehető számukra. A hidropóniás rendszerek tápoldatos vizét ennek érdekében savanyítják, pl. salétromsav adagolásával.
A makro- és mikroelemek együttes
ellátása szempontjából a semlegeshez közel álló, enyhén savas pH-értékek
tekinthetők optimálisnak. A mikroelemek vegyületei – a molibdén kivételével –
savanyú közegben oldódnak legnagyobb mértékben. Erősen savanyú közegben a
mikroelemek (pl. Mn) toxikus felhalmozódása következhet be. Lúgos közegben a
tápelemek többsége rosszul oldódik.
Általánosságban elmondható, hogy a
legtöbb tápanyag 5–7 pH érték között tartható oldatban. Ha a pH 5 alá süllyed,
akkor elsősorban a kationtartalom felvétele lesz gátolt, viszont 7 pH felett az
anionok felvétele nehézkes. A növények számára amúgy is magas (7 feletti) pH
növeli még a kicsapódás mértékét is.Tápanyagok felvehetősége a pH függvényében (www.emporiumhydroponics.com)
Növény |
pH |
Optimális hőmérséklet |
Bazsalikom |
5,5 - 6,0 |
20 - 25 °C |
Karfiol |
6,0 - 6,5 |
21 - 25 °C (fejképzés 10 -15 °C) |
Saláta |
5,8 - 6,2 |
15 - 22 °C |
Uborka |
5,5 - 7,0 |
20 - 28 °C |
Padlizsán |
5,5 - 7,0 |
22 - 26 °C |
Paprika |
5,5 -6,5 |
22 - 30 °C |
Paradicsom |
5,5 -6,6 |
22 - 26 °C |
Bab,
borsó |
5,5 - 7,0 |
23 - 26 °C |
Mángold |
6,0 - 7,5 |
16 - 24 °C |
A fent részletezettekből jól látszik, hogy milyen bonyolult dolog az
akvapóniás rendszer megfelelő kémhatásának a beállítása. Ha a növények számára
kedvező alacsony pH-t választjuk, csökken a nitrifikáció, és az esetleges
mineralizáció is, így hiába lennének képesek felvenni a tápanyagot, ha azok nem
alakulnak ki. És a halak számára sem a legoptimálisabb az alacsony pH. Ha a
halak és a mikroorganizmusok számára enyhén lúgos kémhatást választjuk, akkor
pedig hiába van tápanyag a rendszerben, a magas pH és HCO3– tartalom
zavarja, illetve lehetetlenné teszi egyes tápanyagok felvételét a növények
számára. A legtöbb akvapóniás termelő, legyen az hobbi vagy üzemi méretű, a
relatív tápanyaghiánytól szenved, mert a víz pH-ja magas. A legtöbb
akvapóniában ezért még a rövid tenyészidejű és nem túl tápanyagigényes növények
is hiánytüneteket mutathatnak. Leggyakrabb a klorózis, mely alapvetően a vas és
a magnézium hiányára vezethető vissza. Másik jelentős problémát a kálium hiánya
okozza, ami például paradicsom és padlizsán termésfejlődéséhez elengedhetetlen.
Klorózis tünetei akvapóniában nevelt bab levelén (Varga Vid)
Megoldás lehet, ha a pH-t egy nagyon szűk sávban tartva
igyekszünk kihasználni azt, hogy van egy minimális átfedés a növények, a halak
és a nitrifikáló baktériumok számára optimális tartományok között. Ez egyrészt
nagy odafigyelést és szakértelmet kíván, másrészt a növények számára nem a
legmegfelelőbb, hiszen az általuk preferált tartomány felső határán van.
![]() |
Optimális pH tartományok |