Nitrificerende bacteriën bestaan niet (Door Dr Bruno Jacobs; Dierenarts)

Tenminste niet in de handel want in onze filters en vijvers zijn ze wel degelijk aanwezig. Ze zijn er levensnoodzakelijk voor het omzetten van stikstofhoudende afvalstoffen die giftig zijn voor de vissen (wij komen daar later op terug).

Deze nitrificerende bacteriën (dit wil zeggen dat zij een invloed hebben op de verwijdering van nitrieten) zijn zeer gevoelig. De meest bekende zijn Nitrosomonas en Nitrobacter. Zij kunnen alleen maar overleven en zich ontwikkelen binnen strikte levensomstandigheden waaraan wij proberen te voldoen in onze vijvers.

- Hen levend houden in potjes en flesjes zoals in de handel is echter onmogelijk. Als bewijs haal ik een paar voorbeelden aan die ik verzamelde bij het ondervragen van verschillende wetenschappers, specialisten op dit gebied. Dit met de bedoeling dit artikel te schrijven.

- Er worden enorme bedragen geïnvesteerd om na elk weekend de waterzuiveringssystemen van slachthuizen opnieuw op te starten. Slachthuizen hebben zeer sterk vervuild afvalwater. Het is sterk vervuild met stikstof (N) omdat eiwitten gemiddeld 6% stikstof bevatten. Maar hun bacteriologische filters kunnen niet correct functioneren omdat de bacteriën niet op een regelmatige wijze gevoed worden (door de lage aanvoer in het weekend bijvoorbeeld). Het zelfde fenomeen treedt op in vijvers wanneer het circulerende water te lang stilstaat (defect, onderhoud, etc). Na veel wetenschappelijk onderzoek heeft men een bacteriestam ontwikkeld die men bijna een maand kan bewaren in een koelkast op 4 °C. Het is onmogelijk deze bacteriën op een andere manier te bewaren en dus zeker niet onder de vormen die wij in de handel kennen.

- Het tweede voorbeeld komt van onderzoekers. Er werd een wetenschappelijk onderzoek opgezet om een antwoord te vinden op een aantal problemen in de professionele viskweek. Een bewaarbare nitrificerende bacterie zou er erg nuttig zijn om bacteriologische filtersystemen op te starten of te verbeteren. Maar het onderzoek werd stopgezet en geen enkele test betreffende efficiëntie of giftigheid werd afgewerkt.

Kortom, op dit ogenblik kan men geen nitrificerende bacteriën vinden in de handel. Nochtans... verschillende serieuze merken commercialiseren hen voor het welzijn van het evenwicht in onze vijver. Boerenbedrog dus? Neen, maar wel verkeerde informatie. De bacteriën die in de handel komen bestaan maar ze hebben geen enkel direct effect op de vorming of afbraak van nitriet. Om hun werking en eigenschappen te begrijpen is het nodig om even stil te staan bij de stikstofcyclus die in onze vijvers plaatsgrijpt.

De stikstofcyclus

De eerst stap bestaat uit de afbraak van grote moleculen met als resultaat de productie van moleculaire ammoniak. Dit gebeurt dank zij bacteriën (maar geen nitrificerende), schimmels, insectenlarven, aanwezig in het milieu en niet vastzittend op een drager (men vindt hen in het water, de modder, overal waar er afval is waarmee zij zich voeden). Om het duidelijk te houden noemen wij hen "detritovoren".

De 2e en 3e stap worden gerealiseerd door de fameuze nitrificerende bacteriën en eindigen met de oxidatie van ammoniak in nitrieten (nitrosatie) en vervolgens in nitraten (nitratatie). Deze bacteriën moeten op een drager vastzitten (vandaar het belang van de filtersubstraten in filters en moerasbedden).

Uiteindelijk gaan deze nitraten dienen als meststof voor de planten (stap 4, de cyclus is gesloten) of ze worden omgezet in luchtstikstof (stap 5) door anaërobe bacteriën (dit wil zeggen dat ze in afwezigheid van zuurstof functioneren).

Om efficiënt te zijn moeten de bacteriën die in de handel verkocht worden (en waarvan men weet dat ze dus niet tussenkomen in de stappen 2 en 3) dus logischer wijze werken op één van de twee andere stappen (1 of 5) of op allebei.

En dat is het geval: deze sporen, bewaarbaar in potjes, komen tussen in de afbraak van organisch materiaal (stap 1, "detritovoren"). Ze hebben meer bepaald een amylolytische, proteolytische en/of lipolytische activiteit. Dit wil zeggen ze breken zetmeel, proteïnen en/of vetten af. Men kan zeggen dat ze omzeggens alle plantaardig en dierlijk materiaal afbreken. Ze werken dus een stap vòòr de nitrificatie en bereiden het werk voor van de bacteriën in onze filters. Afval is hun voeding, hun afvalstoffen zijn eenvoudige moleculen zoals ammoniak, de voeding voor de nitrificerende bacteriën.

Wat zijn de eigenschappen van de in de handel verkochte bacteriën ?

- Er zijn allerlei stammen die ieder een bepaalde activiteit hebben en dus een ander effect. Sommige werken op de afbraak van moleculen, andere beëindigen dit werk of komen tussen langs een omweg. Het beoogde doel is altijd het bekomen van eenvoudige moleculen. Het is dus van belang voor ons om een zo groot mogelijke diversiteit aan stammen te hebben; dit om te kunnen tussen komen in een maximum aan mogelijke reacties (de gecommercialiseerde producten bevatten meestal 2 tot 4 verschillende stammen bacteriën en schimmels).

- Zij zijn fragiel en zullen zich alleen maar ontwikkelen wanneer de omstandigheden optimaal zijn voor hun ontwikkeling, te beginnen met een hoog gehalte aan zuurstof.

- Ze zweven vrij rond (niet vastzittend) en zijn dus gevoelig aan behandeling met UV (wat niet het geval is voor de nitrificerende bacteriën die op een drager zitten en dus normaal gezien niet in de UV-straler terechtkomen). Men zal er dus over moeten waken dat bij het "inzaaien" van bacteriën de UV-lamp voor enkele dagen uitgeschakeld wordt. Dit om de bacteriën de mogelijkheid te geven zich te installeren en te vermenigvuldigen.

- Sommige stammen ontwikkelen onder bepaalde omstandigheden een slapende vorm die erg sterk is. Men noemt dit sporulatie (het vormen van sporen). Bacteriesporen zijn inactief en beschermd door een soort schelp die hen zeer resistent maakt. Dit is een enorm voordeel wat betreft de bewaring (niet gesporuleerde bacteriën zijn ook efficiënt maar bewaren slecht. Het is dus beter ze te vermijden).

- Zij zijn niet ziekteverwekkend en kunnen dus geen ziektes overbrengen op vissen of op hun verzorgers.

- Zij gaan in competitie met de natuurlijke flora van de vijver die uiteindelijk terug de overhand zal nemen. Men moet dus regelmatig opnieuw inzaaien.

- Sommige stammen hebben een dénitrificerende werking. Dit wil zeggen dat ze tussen komen in stap 6. Deze stammen zijn zeldzaam en bevinden zich voor zover ik weet in slechts één gecommercialiseerd product. Hun effect op het verwijderen van nitraten is vooral van belang in aquaria daar ophoping van nitraten zelden voorkomt in vijvers. Nochtans is deze bijzondere eigenschap ook interessant voor vijvers want al de hierboven beschreven reacties zijn het resultaat van een evenwicht, wat impliceert dat:

- in sommige omstandigheden de reacties in de omgekeerde richting kunnen lopen (NO3- → NO2-→ NH4+). Dank zij deze dénitrificerende bacteriën wordt het NO3- omgezet in luchtstikstof die in de atmosfeer ontsnapt (stap 5). De omgekeerde reactie wordt dus minder waarschijnlijk door gebrek aan nitraten (NO3-).

- de reactie zal makkelijker verlopen wanneer de aan het eind van de reactie gevormde stof verwijderd wordt (verplaatsing van het evenwicht). Dus, het verwijderen van nitraten gaat de efficiëntie van al de nitrificatie-reacties bespoedigen door het evenwicht te verplaatsen naar de vorming van nitraten (en dat is net wat wij willen).

Tot slot, en dat hebben wij al eerder gezien, zijn zij erg gevoelig en hun ontwikkeling en activiteit hangt nauw samen met de omstandigheden waarin zij worden geplaatst. Het is dus van belang om regelmatig een aantal parameters te testen en corrigeren: zuurstofgehalte maar ook pH, hardheid, Een goed bacterieproduct bevat dus een hoge concentratie bacteriën, een grote variëteit aan stammen en ze zullen voor 100% gesporuleerd zijn om een optimale bewaring te garanderen. Men zoekt naar kiemen die zich met een hoge snelheid ontwikkelen, die weinig eisend zijn wat betreft het milieu, die kunnen overleven in afwezigheid van zuurstof (modder) en die een dénitrificerende activiteit ontwikkelen.

De bacteriën die ik zelf met succes gebruik hebben deze eigenschappen. Ze kunnen meer dan 2 jaar bewaard worden en ontwikkelen zich goed onder de volgende omstandigheden:

In de handel

Wat betreft de concentratie, deze varieert tussen 3 miljoen en 100 miljoen kiemen per gram geanalyseerd product. Het percentage kiemen onder de vorm van sporen varieert van 35 tot 100 %. Het aantal stammen (bacteriën of schimmels) varieert van 2 tot 5. 1-en dénitrificerende werking is zeer zeldzaam. Een snelle berekening vertrekkende van de gebruiksaanwijzingen leert ons dat men ongeveer 1500 tot 4000 miljoen kiemen inzaait per kubieke meter om een effect te bekomen, en dat meestal alle weken.

Werking

We hebben begrepen hoe de bacteriepreparaten een invloed hebben op de filtratie en op de nitrieten. Nu moeten we nog trachten te begrijpen hoe ze helpen bij het tegengaan van groen water. Er zijn twee effecten mogelijk: de actie van bacteriën of de actie van "oplossende" stoffen, toegevoegd aan het preparaat.

1. Het effect van bacteriën.

Om zich te ontwikkelen hebben algen organisch materiaal nodig en nitraten. De bacteriën verwijderen deze afvalstoffen echter zodat er minder overblijven voor de algen. Men vermoedt ook dat de bacteriën in competitie gaan met groene algen. Ze gebruiken een deel van de microvoeding van deze laatste. Als er minder voeding is kunnen de algen zich niet meer ontwikkelen en gaan verdwijnen.

* : zelfs al ontwikkelen de bacteriën zich bij 5°C, het is zinloos ze te gebruiken beneden 10-12°C want hun activiteit is dan te zwak. ** : hoe meer zuurstof hoe efficiënter de bacteriën; een oververzadiging aan O2 (meer dan 100%) is echter zeldzaam in onze vijvers en nefast voor de vissen

2. Het effect van toegevoegde stoffen.

Het merendeel van de preparaten bevat buiten de bacteriën nog chemische stoffen die een onmiddellijk effect hebben op de algen. Men vindt in de preparaten floculeermiddelen, tensio-actieve stoffen en soms zelfs gevaarlijke anti-alg stoffen die beslist af te raden zijn zoals kopersulfaat (dit soort stoffen staat uiteraard niet vermeld op het etiket van het preparaat). Een floculeermiddel is een stof die de eigenschap heeft om substanties die in het water zweven te doen samenklonten (kleine stukjes afval, algen,). Tensio-actieve stoffen werken eerder als zeep en worden minder gebruikt. Deze stoffen gaan dus helpen het troebele water helder te maken door stof en algen te laten neerslaan op de bodem, waar ze zullen aangepakt worden door de «détritivoren». Het effect van floculeermiddelen is kortstondig. Men voegt ze toe, ze klonteren samen en zinken en daarmee is de kous af. Op korte termijn is hun effect veel spectaculairder dan dat van alleen bacteriën omdat men binnen een paar uur al resultaat zie terwijl bacteriën trager werken maar wel op lange termijn. De combinatie van beiden is dus interessant omdat er een synergetische werking van uitgaat. Toch moet men enkele principes respecteren want er bestaan twee types van floculeermiddelen: 1) de natuurlijke, zoals de skeletten van zeealgen of van coccolieten, hebben een floculerend effect; 2) de chemische zijn efficiënter (en dus frequenter te vinden in de bereidingen), maar zijn slecht voor de vissen want zij kunnen de mucus (slijm) doen aglomereren of bijvoorbeeld de kieuwen verstoppen. Zolang de vissen niet ziek worden zal men dit niet merken maar ze worden er wel door verzwakt. Sommige producten bevat geen of erg weinig floculeermiddelen; ze betrouwen dus enkel en alleen of de efficiëntie van de bacteriën en dat lukt ook.

Gebruiksaanwijzing

1. Men controleert de physico-chemische parameters van het water en men past ze aan indien nodig.

2. Men behandelt vanaf 10°C (hieronder is het niet nutteloos maar wel minder efficiënt).

3. Men dooft de UV lamp alvorens bacteriën toe te voegen en zet haar pas na 2 à 3 dagen terug in werking.

4. Men zaait de bacteriën over gans het vijveroppervlak en niet enkel in de filter (anders hebben de floculeermiddelen geen enkel effect).

5. In het begin behandelt men gedurende verschillende opeenvolgende dagen, later op regelmatige tijdstippen (frequentie hangt af van het product, dikwijls 1 tot 4 maal per maand) om de microflora op peil te houden.

6. Om de activiteit te verhogen kan men de bacteriën "wakker maken" in een kom gevuld met vijverwater en sterk belucht met een aquariumpomp. Men laat ze er gedurende 6 tot 24 uur (in functie van de temperatuur) maar niet langer. Vervolgens giet men deze "soep" in de vijver, ervoor zorg dragend dat er geen te groot temperatuursverschil is tussen de kom en de vijver.

7. Men voegt stoffen toe die het zuurstofgehalte verhogen en de redox-potentiaal (Biobooster of Oxy-gen).

8. Indien er geen effect is kan men de dosis of de frequentie meerdere malen verhogen (dit is het enige product waarvoor dit geldt; bij al de andere is dit gevaarlijk !!). Er kan misschien ook een permanent milieuprobleem zijn (te zwaar belaste vijver, slecht water,).

Mogelijk gevaar

Geen enkel, per definitie. Het gaat hier om natuurlijke producten (met uitzondering van bepaalde merken anti-alg of chemische floculeermiddelen). Toch kunnen er soms ongelukken gebeuren ten gevolge van de activiteit van de bacteriën: een massale vernietiging van algen of bodemvuil veroorzaakt een grote vraag naar zuurstof. Wanneer de vijver slecht belucht wordt kunnen de vissen sterven door zuurstoftekort. Men moet dus, zeker in het begin, voorzichtig zijn en zoveel mogelijk beluchten. Er bestaan producten die het zuurstofgehalte van het water verhogen en deze zijn aanbevolen wanneer men bacteriën toedient (in ieder geval in het begin) en zij verhogen het effect van de bacteriën.