Fotosinteza - oxigenul si rolul plantelor acvatice in iazuri

Oxigenul este o componenta vitala a vietii acvatice. Iazul are nevoie de oxigen pentru a putea sustine viata. Cu exceptia unor bacterii si alte vietati "extremofile" care traiesc in adancul oceanelor chiar si in lipsa oxigenului, iazurile si lacurile naturale se degradeaza rapid si iremediabil in asemenea conditii.
Pentru ca iazul nostru sa nu devina o balta moarta, incercam in cele ce urmeaza sa clarificam tema oxigenului si sa gasim solutii pentru ameliorarea calitatii apei.



Plantele, spre deosebire de animale sau chiar omul, fotosintetizeaza la lumina soarelui.

Fotosinteza plantelor acvatice si a algelor presupune combinarea dioxidului de carbon CO2 si a apei H2O pentru a produce carbohidrati, adica energie (glucide, lipide, proteine) eliminant ca "deseu" sau "produs secundar" de pe urma reactiilor = Oxigenul O2.   

6 CO₂ + 6 H₂O + lumină solară → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

In lipsa luminii insa, plantele, algele, si toate organismele fotosintetizante vor lega o cantitate considerabila de oxigen.

Nivelul oxigenarii variaza si pe urma altor factori, ca de pilda: cantitatea de lumina, nori, umbra,  lungimea orelor luminoase, presiunea atmosferica, masa biologica din apa, cantitatea si tipul plantelor acvatice, etc...

Nivelul Oxigenului si ciclul azotului in apa

Nici un biotop acvatic nu poate contine prea mult oxigen, oxigenul fiind conditia de baza pentru trai si dezvoltare nu numai pentru pesti ci si pentru bacteriile benefice aerobe ce cresc in filtrul biologic, sau se dezvolta in iaz pentru a converti amoniul si nitritii in nitrati, conform ciclului azotului din apa.

Deci, dupa cum observati rolul plantelor nu este pur decorativ ci este unul din factorii importanti care prin aportul de oxigen contribuie la mentinerea vietii acvatice.

Bancurile de nuferi (si cele similare: lotusi, dovleac de apa, etc) au un alt rol important si anume, in lupta pentru mentinerea calitatii apei prin absorbirea nitratilor si fosforului. Astfel nuferii ne ajuta la prevenirea infloririi algelor, putand duce la sufocarea pestilor. 

Majoritatea plantelor acvatice sunt excelente absorbante de nitrati si fosfor.

In lipsa plantelor care asimileaza nitratii si fosfatii algele vor predomina apa. O inflorire prea abundenta a algelor va avea efecte catastrofale. Pentru a intelege aceasta problema trebuie sa ne reintoarcem la fotosinteza. 

Iarna - chiar daca la cote foarte reduse - fotosinteza este, totusi, prezenta. Nivelul oxigenului poate varia destul de puternic sub gheata, de la limite foarte scazute (in caz de acoprire a stratului de gheata cu zapada care nu permite patrunderea soarelui), la foarte ridicate (izolarea de catre gheata a apei nu permite eliberarea gazelor, din acest motiv cantitatea de gaze, in speta Oxigenul, va fi mai mare decat maximul posibil - (similar cu bioxidul de carbon din lichidul aflat sub presiune)

Factorii ce determina modificarile concentratiei de oxigen din apa:

Lumina

Lumina este factorul esential si indispensabil in fotosintetizare, deci in producerea naturala a oxigenului. Ciclul sinusoidal si ciclic al orelor cu lumina / intuneric pare sa fie factorul cel mai important, dar nu este asa. Natura a reusit sa se conformeze diferentelor date de anotimpuri, necesitatile lor de fotosinteza sau respiratie se regleaza in armonie cu aceste schimbari.

Umbra

Plantele acvatice au nevoie de mult soare, in cazul in care inverzirea apei este o problema, se recomanda ecranarea temporara a apei. Subliniez cuvantul "temporar", deoarece o ecranare de lunga durata va afecta serios biotopul acvatic original.
Cu timpul plantele de pe tarmul iazului, stuful, papura, etc se vor dezvolta prea mult, umbra lor putand fi mai profunda decat ceea ce ar fi necesar. 

Plante acoperitoare

O cantitate excesiva de plante care acopera suprafata apei (nuferi, zambile si salata de apa) impiedica, pe de o parte, fotosinteza plantelor acvatice submerse, iar pe de alta parte, impiedica absorbtia oxigenului din aer. Recomandarea este ca iazul sa fie acoperit in proportie de 30-50% din luciul apei (mai mult in cazul zonelor prea fierbinti si cu expunere prelungita la soare).

Temperatura apei

Concentratia de oxigen in apa difera in functie de temperatura apei. 

Exemplu de variatie a concentratia de oxigen in raport de temperatura apei:

·         Temperatura apei de 0°C, > concentratia maxima de oxigen este de 14,16 mg/l,

·         Temperatura apei de 35°C, > concentratia maxima de oxigen este de 7,04 mg/l,

(se observa clar ca nivelul de absorbtie difera  considerabil in functie de temperatura apei)

Eliberarea gazelor din apa calda este mult mai rapida decat dintr-o apa rece (turnati apa minerala calda si rece intr-un pahar si veti observa diferenta)

Diferentele de presiune atmosferica

Putin cunosc faptul ca o cadere brusca a presiunii atmosferice au ca efect eliberarea brusca a gazelor din apa. Fenomenul este similar cu deschiderea unui recipient cu bautura racoritoare carbogazoasa, unde diferenta presiunii face ca bulele de gaz sa se elibereze din lichid.

Stratificarea apei iarna si vara

Primavara si Toamna, temperaturea apei si al aerului este quasi-identica. Din acest motiv  chiar si o mica adiere de vant poate provoca omogenizarea apei.

Vara si iarna se poate observa o stratificare bine conturata a apei.

Vara apa se stratifica foarte bine evidentiat. Daca ati inotat vreodata intr-un lac ati putut constata ca un stratul de la suprafata este caldut iar mai jos este brusc mai rece - ati atins limita de stratificare -continuand in adancime cu apa tot mai rece, chiar insuportabil de rece.

Iarna apa de cca 4-5 grade C se mentine la fundul iazului, deoarece densitatea cea mai mare a apei este la aceasta temperatura. Acest miracol al lumii face o exceptie de la regulile fizicii potrivit careia frigul tinde in jos iar caldura urca. In caz contrar apa ar trebui sa inghete de la fund si nu de la suprafata.

Stratificarea impiedica miscarea apei, deci o oxigenare exterioara, datorata vantului. Tot stratificarea impiedica descompunerea namolului prin permiterea mentinerii unui mediu acid la baza. Un iaz neanimat sufera de hipo-oxigenare - pestii fiind primii care vor suferi din acest motiv.

Gheata si zapada.

 Gheata este un izolator de gaze. Din cauza ghetii gazele nu pot scapa in atmosfera si raman dizolvate in apa chiar si peste cota de saturatie. 

Daca in cazul oxigenului acest lucru nu ar trebui sa fie o problema, gazele de putrefactie rezultate din procesele de descompunere anaerobe din namol - si foarte toxice - raman si ele dizolvate in apa. Rezultatul putand fi catastrofal. Pestii intoxicati vor fi gasiti morti in stratul superior al ghetii. La sosirea vremii mai calde privelistea iazului cu pestii descompusi plutind in gheata va fi destul de sumbra.

Acesta este motivul pentru care o copca de gheata este mereu binevenita.

 mai multe despre copca de gheata gasiti in blogurile urmatoare: 

• copca de polistiren pt prevenirea inghetii:  
• protejati iazul contra inghetului cu copca de polistiren
  
• pregatirea iazului pentru iarna

 Dar cum in majoritatea cazurilor zapada acopera stratul de gheata, intunericul din apa nu faciliteaza deloc fotosinteza. In acest caz este recomandat, daca este posibil, sa se elimine zapada de pe stratul de gheata pentru a reporni productia de oxigen ale algelor, planctonilor si plantelor acvatice.

Concentratia maxima de oxigen

Apa, in functie de temperatura, are o limita maxima de absorbtie a oxigenului, valoare peste care vantul sau miscarea apei (diuze, cascade, pompe de aerare) nu pot capta mai mult oxigen. 

Exista insa doua exceptii: Concentratii peste limitele de 100% sunt de origine vegetala, provenite de pe urma fotosintezei plantelor, cianobacteriilor si a planctonilor.

Prin barbotarea suplimentara a apei (vant, pompare) concentratia de oxigen nu mai poate fi marita in continuare, ci din contra, va scadea pana la nivelul maxim de 100%.

Concentratia maxima de oxigen se poate masura dupa-amiaza iar cea mai redusa, inainte de zori.

Sistemele de biofiltrare

Sistemele de biofiltrare contribuie de asemenea la scaderea concentratiei de oxigen, din cauza ca bacteriile nitrificatoare sunt mari consumatoare de oxigen. Atentie! Un nivel scazut de oxigen, sau oprirea pentru o perioada de cateva ore a sistemului de filtrare va distruge iremediabil colonia de bacterii aerobe nitrificatoare!

Aciditatea apei.

Daca iazul contine o cantitate mare de sediment neaerat, apa se acidizeaza. Acidizarea apei va reduce considerabil activitatea organica, deci si fotosinteza. O apa acida va fi incarcata cu gaze de putrefactie ce vor inlocui oxigenul si dioxidul de carbon. 

Pestii si vietatile acvatice

O cantitate excesiva de pesti intr-un iaz prea mic va duce inevitabil la dezoxigenare. Rariti neaparat populatia. Un iaz mic cu pesti multi nu poate fi intretinut in mod natural, avand in vedere faptul ca nici in natura nu se gasesc lacuri minuscule in care sa existe populatii de pesti.

Semnal clar de oxigenare slaba este atunci cand dimineata devreme pestii inoata la suprafata, si „trag la pipa”.  Nu confundati insa aceasta reactie a pestilor cu activitatea de colectare a planctonilor dimineata devreme. La prima vedere poate semana ambele activitati.

Concentratia de oxigen poate fi ridicata cu ajutorul pompelor de recirculare dar si a pompelor de aerare.

Pentru digerarea hranei pestii au nevoie de oxigen mai mult. Din acest motiv se recomanda hranirea pestilor dimineata sau inaintea de masa.

Concluzii

Masurarea concentratiei de oxigen

Masurarea concentratiei de oxigen are sens doar in cazul masuratorilor extreme, din zori de zi sau dupa masa (orele 14-15), la fel ca si in cazul masuratorilor pH-ului. In cazul iazurilor ornamentale mici, investitia in instrumente de masurare a concentratiei a oxigenului nu este intotdeauna pe deplin justificata.

Respectarea sfaturilor anterioare va duce la mentinerea concentratiei de oxigen in limitele normale. 

 De stiut:

• Concentratia excesiva de oxigen duce la variatii exreme ale pHului, dar si la distrugerea coloniilor de alge si macrofite – care va aduce ulterior la scaderea concentratiei de oxigen.
•  Concentratia slaba de oxigen este rezultatul unei activitati slabe de fotosinteza, a concentratiei prea mari a vietuitoarelor consumatoare de oxigen (zooplanctoni, pesti), sau a nivelului ridicat de descompunere a materialului organic.
• Pentru a preveni scaderea drastica a nivelului de oxigen iarna, eliminati zapada de pe luciul ghetii. Primind lumina chiar prin gheata, fotosinteza va functiona in continuare. 
• Mentineti deschis o copca de aer pe perioada de iarna.
• O pompa de aerare este binevenita intotdeauna la un lac. Chiar daca utilizarea lor nu este totdeauna necesara, in caz de nevoie va elimina riscurile create de o dezoxigenare drastica.
  

Surse aditionale

• www.lac.ro - notiuni de hidrobiologia apei
• thegardenpondblog.org.uk/
• diurnal changes of disolved oxygen content
• factors influencing the total disolved oxygen content
• http://www.longline.co.uk/site/products/aquaculture/POND/features/
• http://www.pescar-sportiv.ro/utile/10/Meteosensibilitatea.htm

participati la dezbaterea acestui subiect >