Związki azotu - formy występowania i najważniejsze reakcje

Źródłem azotu w wodzie w naturalnym zbiorniku wodnym jest azot atmosferyczny, który dostaje się do niej na przykład poprzez wiązanie go przez bakterie i niektóre gatunki sinic (Nostoc i Anabaena). Nie wszystkie sinice przyczyniają się do wzbogacania wody w azot, np.sierpie (Aphanizomenon flos aquae) oraz Microcystis aeruginosa – dwa gatunki sinic najliczniej występujące w naszych wodach – nie mają zdolności wiązania azotu atmosferycznego.

W wodzie azot występuje w formie rozpuszczalnej, w postaci jonów: azotanowego (NO₃), azotynowego (NO₂) i amonowego (NH4), a także w postaci cząsteczek N₂ i związków organicznych (rozpuszczonych lub w zawiesinie, pochodzących z rozkładu np. białek roślinnych).

Forma azotynowa (NO₂) w otoczeniu tlenowym jest nietrwała i ulega utlenieniu do azotanów natomiast w środowisku beztlenowym ulega redukcji do postaci amonowej. Obecność tych procesów tłumaczy znikome stężenia azotynów w wodach powierzchniowych i w akwarium.

Azot podobnie jak fosfor jest w większości magazynowany w osadach dennych (według Kajaka około 90% zasobów). Stąd tak duże stężenia nawozów w podłozach typu ADA Aqua Soil Amazonia.

Powietrze rozpuszczone w wodzie jest również ważnym źródłem azotu – jego cząsteczkową formę (N₂) wykorzystują sinice oraz bakterie przyczyniając się do zwiększenia jego puli w zbiorniku wodnym.

W zależności od warunków tlenowych dochodzi do jednego z dwóch fundamentalnych procesów związanych z przemianami azotu w wodzie – przy obecności tlenu zachodzi nitryfikacja, natomiast w przypadku jego braku – denitryfikacja.

Nitryfikacja polega na utlenieniu amoniaku do azotynów a następnie azotanów, które są łatwo przyswajalną dla roślin formą azotu. Proces nitryfikacji przeprowadzają kolejno bakterie z grupy Nitrosomonas i Nitrobacter.

Procesem odwrotnym do nitryfikacji jest denitryfikacja, podczas której azotany przechodzą w amoniak (NH₃), który ulega przekształceniom w wolny azot cząsteczkowy (N₂). Denitryfikacji sprzyjają beztlenowe warunki panujące w podłożu a bakteriami przeprowadzającymi ten proces są autotrofy chemosyntetyzujące, np. Micrococcus denitrificans.

Mechanizmy umożliwiające przedostanie się azotu do słupa wody są analogiczne do mechaniki transportu fosforu.

Azotany z podłoża przedostają się do słupa wody w wyniku działania kilku różnych mechanizmów, które zależą od warunków chemicznych i ekologicznych (np. ilości bentosu).

Są to przede wszystkim procesy falowania i resuspensji osadów. Warto zauważyć, że intensyfikacja mechanizmów dostarczania azotu z podłoża do toni wodnej rośnie odwrotnie proporcjonalnie do stężenia azotanów w wodzie. Może się i tak zdarzyć, że zmącone cząsteczki osadu pochłoną zawarty w toni wodnej azot przyczyniając się w ten sposób to regulacji jego stężenia w wodzie (Kajak 2001). Ilość uwolnionego azotu zależy silnie od powierzchni podlegającej falowaniu, czyli powierzchni tzw. „aktywnego dna”.

Procesy uwalniania azotu z osadów dennych są niezbędnym czynnikiem w mineralnym żywieniu roślin łodygowych, gatunków pływających w toni lub na powierzchni wody, czyli tych, które nie posiadają odpowiednio przystosowanego systemu korzeniowego do pobierania substancji z podłoża. Dodatkowo w przypadku gatunków błotnych rosnących w zanurzeniu (z dobrze rozwiniętym systemem korzeniowym) transport azotu do toni wodnej intensyfikuje procesy asymilacji tego pierwiastka (w grę wchodzi wtedy również pobieranie przez organy zielone).

W gęsto zarośniętych akwariach, gdzie proces falowania ma mniejsze znaczenie - azotany ulegają bardzo powolnemu przedostawaniu się do słupa wody co sprzyja stosowaniu bardzo żyznych podłoży w przypadku akwariów ukierunkowaych na ekspozycję roślin.

Uwaga od autora artykułu:
Im mniej ingerencji w podłoże tym bardziej stabilne będzię Twoje akwarium.
Pamiętaj, że żyznych substratów nie należy odmulać!