En esta entrada veremos los nuevos ratios Triton, la utilidad del análisis N-DOC, así como el ciclo del nitrógeno en el acuario marino de arrecife.
Esta entrada del bog está divida en 2 partes:
- Detalle de los ratios Triton
- Analsis del test N-DOC
Si quieres ir directamente al análisis pincha aquí.
Extracto-resumen del artículo de Triton: "The Triton "Reefkeeping" Ratios"
Los acuaristas de acuario marino de arrecife siempre han sido conscientes de la interconexión de la química y la biología, procesos donde ligeras variaciones en los elementos y compuestos químicos tienen el potencial de
causar importantes respuestas biológicas o bioquímicas
Asimismo, las proporciones entre especies químicas también deben tenerse en cuenta.
Un concepto fundamental relacionado con lo química orgánica del agua de mar es la relación de Redfield en la que la relación elemental molar de C: N: P de la mayor parte del fitoplacton es (106: 16: 1) reportado.
Superficialmente, puede parecer una buena idea hacer coincidir estos ratios en sistemas cerrados y muchos acuaristas han añadido fuentes de carbono y nitrógeno sin entender realmente la cascada de reacciones que causan o poder probar las especies químicas realmente involucradas.
En este artículo informamos por primera vez sobre la proporciones típicas (en lo sucesivo, TRITON ratios) que se encuentran en sistemas cerrados de agua de mar bajo técnicas modernas de mantenimiento de acuarios marinos de arrecife.
Ratios Triton
Los ratios Triton son una herramienta para solucion de problemas para el acuarista moderno de acuario marino de arrecife con acceso a pruebas de laboratorio analítico. Cuando se usa correctamente ello permite al acuarista manenter una equilibrio más natural de los compuestos orgánicos encontrados en el agua de mar, proporiconando un mejor conocimiento y control del matenimiento.
Los ratios Triton son como sigue:
- Ratio entre Nitrógeno y Nitrógeno en el ion nitrato (N:NO3/N)
- Ratio entre Nitrógeno - Carbón - Fósforo (N:C:P)
- Ratio entre Carbón Inorgánico y Carbón Orgánico (C/i:C/o)
- Ratio entre Nitrógeno - Carbón Orgánico - Fósforo (N:C/i:C/o: P)
En el pdf se explica la metodología llevada a cabo para hacer el estudio, se omite porque en este artículo queremos ayudar a comprender los ratios
Las pruebas llevadas a cabo por Triton has mostrado que la relación N:NO3/N es importante para entender el ciclo del nitrógeno en el acuario marino de arrecife.
Típicamente, el ciclo del nitrógeno es entendido centrándose en una serie de reacciones efectuadas por las bacterias tal y como se ve en la siguiente imagen:
Ciclo del nitrógeno simplificado como es entendido por muchos acuaristas
Sin embargo, otras moléculas orgánicas portadoras de nitrógeno enrtran en juego y son cada vez más importantes en sistemas cerrados.
Por ejemplo, las proteínas se descomponen en aminoácidos, estos a su vez en amoníaco / amonio (NH4 / NH3) antes de terminar en nitrato (NO3) a través de las reacciones de oxidación:
Representación esquemática del ciclo de nitrógeno extendido con el lazo microbiano
Es importante resalta que el amoniaco (NH4) (a mitad del ciclo del nitrógeno) es más bio-disponible y rico en energía como nutriente para las bacterias que como nitrato (NO3) al final.
Consecuentemente, estos organismos / reacciones orgánicas tienen el potencial de influir en la química del agua de mar en acuarios marinos de arrecife. Así conocemos mejor el camino tradicional para llegar al nitrato (NO3)medido utilizado mediante los tests de gotas.
De hecho, medir el nitrato (NO3) por sí solo es centrarse en medir el nitrógeno (N) "sobrante" en el sistema orgánico después de que todo lo demás haya reaccionado biológicamente.
Desde hace mucho tiempo se sabe que el exceso de materia orgánica conduce a altos nutrientes y problemas que involucran bacterias, cianobacterias y algas en acuarios marinos de arrecife cerrados. Tradicionalmente en exceso de materia orgánica como las proteínas se han eliminado utilizando un skimmer de proteínas. Sin embargo, la suposición de que para mantener los nutrientes "bajos" solo necesitamos medir el nitrtato NO3 y de este modo cuidar la salud del sistema es demasiado simplista. Representa solo una parte de la historia.
A pesar del uso de skimmers de proteínas, la cascada de reacciones bioquímicas que se ven en la imagen anterior continúan, en mayor o menor grado, invisibles e inmediblespor el acuarista.
Es fundamental entender que estas reacciones no garantizan su influecnia directa en el nitrato, de modo que es posible un entorno rico en nutritentes que no sea detectado por una prueba de nitrato.
TRITON se propuso resolver este problema mediante la realización de investigaciones encaminadas a comprender las vías de los nutrientes del nitrógeno con mayor detalle y modelar cómo influyen en el comportamiento de agua de mar en acuarios utilizando su gran base de datos de observaciones analíticas.
El objetivo final es llegar a "puntos de ajuste" (set points) que permiten que el acuarista mantenga la estabilidad óptima del sistema para el crecimiento y la salud de los corales mientras inhibe el desarrollo de respuestas biológicas no deseadas de bacterias, cianobacterias y algas.
Gracias a este trabajo se pudo encontrar las proporciones típicas y clave de especies químicas orgánicas e inorgánicas para el mantenimiento de acuarios marinos de arrecife estables y saludables, los llamados Ratios Triton.
Ratios Triton
Ratio entre Nitrógeno y Nitrógeno en el ion nitrato (N:NO3/N)
Ratio Triton en moles ➜ 1:3
Este ratio contrasta cuánto nitrógeno está unido al nitrato y cuanto a otras especies químicas.
Para el acuarista este ratio puede servir para:
Evaluar el rendimiento del skimmer de proteínas (tamaño o eficiencia)
Detectar el exceso de amonio / amionoácidos debido a un pobre control de nutrientes o una dosificación a ciegas de fuentes de carbono o nitrógeno.
Entender la causa principal de brotes de bacterias, cianobacteria o algas.
Manteniendo el ratio Triton ( N:NO3/N ) en 1 : 3 asegura un equilibrio competetivo entre los productores primarios y mantiene la cianobacteria "dentro de los límites" como buenos metabolizadores de nitrógeno.
Un mejor entendimiento de este ratio tiene el ptencial de dar incluos más control al acuarista y es un foco de investigación en curso en Triton.
Ratio entre Nitrógeno, Carbono y Fósforo (N : C : P)
Ratio Triton en moles ➜ 147 : 12400 : 1
Este "ratio de nutrientes" es uno de los más extendidos entre los acuariastas, pero también uno de los menos entendidos.
Los acuristas conocen el ratio Redfield(1 mol P : 16mol N : 106mol C) y es usado con guía para acuarios marinos de arrecife. Este ratio es potencilamente peligroso, movido por un marketing erróneo y una escasa comprensión de la ciencia en la industria de los acuarios en general.
El ratio Redfield es una medida estequiométrica derivada del análisis de la biomasa del fitoplacton en el océano abierto, pero no del agua en sí misma. Es importante resaltar que no diferencia entre carbono orgánico e inorgánico y no debería ser aplicado a agua marina en sistemas cerrados como son los acuarios de arrecife, ya que podría llevar al acuarista a ajustar a 0.24mg el carbono inorgánico, lo que supone 117 veces menos que el agua de un arrecife. Esto mismo aplicado al carbono orgánico podría llevar a una cantidad 10 veces inferiro al agua de mar en el arrecife.
Los valores del ratio Redfield para nitrógeno y fósforo también necesitan ser reevaluados ya que a menudo presentan una gran variación en ambientes bajos de nutrientes como son los arrecifes de coral.
Sin embargo, en los acuarios de arrecife, la absorción de estos nutrientes no necesita estar equilibrada ya que tanto el nitrógeno como el fosfato se pueden exportar del sistema mediante la desnitrificación, skimmers o resinas anti fosfato.
Usando un analizador elemental CHNS modificado porTRITON realizaron los análisis sobre muestras de acuarios marinos suministrados por los propios acuaristas de todo el mundo para determinar el apropiado punto de ajuste para el ratio N-C-P par el agua de mar de acuarios marinos de arrecife. Esta relación es un gran avance para entender mantenimiento moderno de acuarios de arrecife.
Mantener el ratio o relación TRITON N-C-P es el fundamento de la química del agua equilibrada en el mantenimiento de acuarios de arrecife y es fundamental para hacer que el acurio prospere bien! La desviación de esta relación es desfavorable para el crecimiento y salud de los corales, y en última instancia puede conducir a problemas con bacterias / cianobacterias incluso si las otras medidas de la química (por ejemplo, análisis de ICP) son buenas
Ratio entre Carbono inorgánico y Carbono orgánico ( C/i : C/o )
Ratio Triton en moles ➜ 9 : 1
Este ratio es novedoso y resultará desconocido para los acuaristas ya que hasta ahora no ha sido posible los acuaristas considerar el carbono inorgánicos y orgánicos por separado. Las pruebas N-DOC proporcionan una nueva herramienta de alta resolución para comprender el comportamiento del carbono en acuarios de arrecife.
El propósito principal de este ratio es medir el impacto de la suplementación de carbono inorgánico proporcionando una medida de la eficacia con la que se está metabolizado.
Los valores deben mantenerse en equilibrio debido a que la suplementación con carbono inorgánico es muy importante, si no el parámetro más importante en el mantenimiento de acuarios marino de rrecife. No solo indica los iones de carbonato necesarios para la formación del esqueleto en corales duros,caracoles y almejas, sino que también el CO2 (como H2CO3 "ácido carbónico") necesario para la fotosíntesis.
Ratio entre Nitrógeno, Carbono inorgánicos, Carbono orgánico y Fósforo. ( P : C(i) : C(o) : N )
Ratio Triton en moles ➜ 1: 11150 : 1250 : 147
Esta ratio Triton es una medida optimizada para sistemas de acuarios marino de arrecife. Una vez más está en desacuerdo con valores del mundo natural que se sabe que varían con la latitud, profundidad e incluso el tiempo del año.
Esta relación vuelve a aprovechar la capacidad de las pruebas N-DOC para diferenciar entre formas inorgánicas y orgánicas de carbono que proporcionan una
poderosa herramienta de resolución de problemas para problemas específicos como puede ser un pobre crecimiento y coloración del coral.
Por ejemplo, si el carbono orgánico C(o) y el carbono inorgánico C(i) son bajos pero el nitrógneo N y el fósforo P son altos, entoces suplementar con un metal alcalinotérreo y sal de carbono orgánico como acetato de calcio puede solucionar el desequilibrio reduciendo los nutrientes debido a la metabolización del acetato y al aumento de carbono inorgánico C(i) desde el ácido carbónico (H2CO3) formado a partir de CO2.
Nota: este no sería el caso si el carbono orgánico C(o) es alto ya que esto también puede causar problemas.
Lograr y mantener los ratios Triton
Basado en las variaciones típicas que vemos en nuestras pruebas de agua de mar N-DOC, TRITON Lab ha desarrollado suplementos para ayudar a los acuaristas a lograr y
mantener los ratios de TRITON. Triton da junto con los resultados de la prueba consejo y la dosificación necesaria es adaptada específicamente al tamaño del acuario.
Nota: el valor de fósforo utilizado en el análisis de los ratios TRITON se obtiene de una muestra reciente de test ICP
Conclusión
Con la llegada de las pruebas N-DOC, el aficionado tiene finalmente tiene acceso a una forma de detectar y medir la presencia de elementos químicos orgánicos claveen el mantenimiento de acuarios de arrecife.
El desarrollo de los ratios TRITON ofrece un nuevo y potente marco de comprensión para mantener las condiciones óptimas para el crecimiento y salud de los corales mientras inhibe interacciones indeseables entre nutrientes, bacterias, cianobacterias y algas en los acuarios marinos.
Las ratios TRITON iluminan hasta ahora las vías de nutrientes mal entendidas y no medidas.
Junto con las pruebas de ICP, empoderan al acuarista moderno para participar en una nueva era de información, basado en la ciencia, con alta resolución
Análisis Triton N-DOC
Bueno, ahora que ya hemos revisado los Ratios Triton veamos cómo podemos utilizar la información que nos proporciona el análisis N-DOC.
Como resumen indicaré que los Ratios Triton son:
Nitrógeno y Nitrógeno en el ion nitrato (N:NO3/N) en moles ➜ 1:3
Nitrógeno, Carbono y Fósforo (N : C : P) en moles ➜ 147 : 12400 : 1
Carbono inorgánico y Carbono orgánico ( C/i : C/o ) en moles ➜ 9 : 1
Nitrógeno, Carbono inorgánicos, Carbono orgánico y Fósforo. ( P : C(i) : C(o) : N ) en moles ➜ 1: 11150 : 1250 : 147
Para ello utilizaré los datos que me he obtenido en mi análisis de N-DOC. Lo primero que hay que hacer es seleccionar de la lista desplegable cómo se encuentra nuestro acuario.
Las opciones disponibles en este momento son:
- Mi acuario está bien
- Problemas con cianobacteria
- Problemas con corales duros
- Tengo un sistema ULNS (sistema de nutrientes ultra bajos).
Esta información la necesita para darnos sus recomendaciones posteriores.
En primer lugar nos econtramos con TCO2 que es el nivel de carbono inorgánico. El valor recomedando es 27mg/l y el agua de mi acuario tiene un valor de 26,85mg/l. Está dentro del rango aceptable, para ello utiliza un gráfico de colores en la parte derecha. En este caso se encuentra un poco desplazado a la izquierda y como veremos más adelante me recomienda una corrección.
En segundo lugar tenemos el TOC que indica el nivel de carbono orgánico que hay en el acuario. Una de las funciones principales del carbono orgánico es la de alimentar correctamente a las bacterias desnitrificantes. En este caso el valor recomendado por Triton es 4mg/l y en mi acuario se observa 3,28mg/l, estando por debajo del ideal, pero dentro del rango aceptable. Veremos más adelante cuál es la propuesta de Triton para afinar este punto.
En tercer lugar vemos el TC que representa el carbono total, la suma del carbono inorgánico y orgánico. El valor ojetivo es 31mg/l, mi cuario tiene 30,14mg/l, siendo un poco bajo pero dentro de los límites correctos.
En cuarto lugar vemos el TNb, que indica el nivel de nitrógeno total que hay en el acuario, sumando todos los compuestos nitrogenados. En este caso el valor recomendado es 0,4mg/l y en mi acuario se encuentra 2,68mg/l estando muy lejos del ideal y ello se refleja en la zona roja del gráfico. Muy a tener en cuenta porque esto puede desatar una plaga de algas indeseables, entre otras consecuencias.
En el quinto punto nos indica la dureza de carbonato en grados dKH, siendo 7,2 (2,57meq/l) el valor observado, siendo ideal con respecto al valor de agua de mar, pero que Triton recomienda un poco más alto (8dKH) para tener mayor seguridad. Es importante recalcar que este cálculo de KH se utiliza bajo la suposición de que el pH del acuario tiene un valor de 8,2 y el boro está en 4mg/l
Veamos ahora la segunda parte del análisis N-DOC, aquí veremos ya el primer ratio Triton
Ratio entre Nitrógeno y Nitrógeno en el ion nitrato (N:NO3/N) en moles ➜ 1:3
Los valores obtenidos son
Podemos ver que el nitrógeno total está en 2,68 y el valor máximo que puedo tener de nitrato es 11,85mg/l. En caso de que mi test diese un valor superior a 11,85mg/l indicaría que el test está en mal estado.
El ratio ideal N/NO3 es 3, y en mi caso sería 8,04mg/l (es el resultado de multplicar 2,68x3).
En el formulario puedes introducir el valor del nitrato de tu acuario (es importante que sea el valor del día que enviaste el NDOC para ser analizado) y te indica en el gráfico dónde se encuentra este valor.
Y por último muestra el ratio N:C:P, para ellonecesita el valor del fósforo [P] que debe introducirse desde un ICP o desde una lectura de fósforo o fosfato medido en casa. En mi caso escojo el valor del ICP que envié a la vez del NDOC. En este caso Triton no muestra números sino gráficos en los que se puede ver cómo está de equilibrado el acuario
Como ya veímos en los datos el nitrógeno está muy elevado, y el fósforo también está en valores altos. La relación entre carbono orgánico e inorgánico se encuentra en equilibrio.
Ahora veamos qué aconseja Triton. La zona de ayuda se divide en 2 pestañas, una de la observación detectada y otra de las acciones propuestas. En las observaciones indica:
En este análisis indica que mi nivel de carbono inórganico está bien, pero luego veremos que puede haber una pequeña corrección.
Indica también que el nivel de carbono orgánico es correcto pero sugiere la adición de Trtiton BioBase para mejorar la biodisponibilidad de los oligoelementos, anticiparnos a posibles problema de cianobacteria y conseguir los ratios Triton equilibrados.
La base fundamental del análisis se centra en el problema de exceso de nitrogóeno dando como sugerencias incrementar el fotoperiodo del refugio, el uso de BioBase y revisión del sistema de filtración. El problema de este nitrógeno tan alto puede desencadenar la cianobacteria, crecimiento de algas indeseables y oscurecimiento de los corales.
En la parte de Acción en mi caso vuelve a indicar lo mismo.
En la parte de dosificaicón indica que se puede hacer una correccion sobre el carbono inorgánico con su producto CO3 para un mejor valor ya teniendo en cuenta los litros del acuario que he indicado en la configuración de mi acuario
y con esto estaría listo el repaso a un N-DOC. Puedes acceder a él: Análisis N-DOC
Puedes complementar esta lectura con unos videos muy interesantes para ampliar los conocimientos sobre el mantenimiento de tu acuario y las posiblidades que ofrece N-DOC