基本的なステップと注意点
アクアリウムの水質管理は、生物の生息環境を人工的に再現するための重要なプロセスです。以下にその手順と注意点を詳しく説明します。
1. 水道水の投入とフィルターの使用
まず、水槽に水道水を注ぎ、多孔質のろ材が入ったフィルターとエアレーションで水を循環させます。このステップは、水槽内の水質を一定に保つために必要です。しかし、これだけでは生体の維持や成長が期待できる水質をつくることは難しいです。
2. パラメーターの測定
水道水を投入した後、アンモニア、硝酸塩、亜硝酸塩などのパラメーターを測定します。これらのパラメーターは生物の生存に直接影響を与えるため、定期的に測定し、適切な範囲内に保つことが重要です。
3. バクテリアの導入
次に、バクテリアを導入します。バクテリアは、アンモニアを亜硝酸塩、次いで硝酸塩に変換する役割を果たします。これは水槽内の窒素循環の一部であり、生体が生存するためには必要不可欠なプロセスです。
4. 水草の植栽
バクテリアを導入した後、水草を植えます。水草は水槽内の酸素供給源となり、また水質を浄化する役割も果たします。
5. パイロットフィッシュの投入
水草を植えた後、パイロットフィッシュを投入します。パイロットフィッシュは水槽内のバクテリアのバランスを整える役割を果たします。
以上がアクアリウムの水質管理の基本的なステップです。これらのステップを遵守することで、生体が健康に成長する環境を作ることができます。アクアリウムは自然の一部を再現するものであり、その美しさとともに、生物の生命を預かる責任も伴います。その責任を理解し、適切な管理を行うことが、成功したアクアリウム作りの鍵となります。
バクテリアとソイル・水草、パイロットフィッシュの役割
パイロットフィッシュ、ソイル、水草が存在しない場合でも、バクテリアと酸素だけで生体が成長できる水質になる可能性はあります。しかし、それは非常に困難であり、以下の理由から推奨されません。
バクテリアの役割:
バクテリアはアンモニアを亜硝酸塩、次いで硝酸塩に変換する役割を果たします。これは水槽内の窒素循環の一部であり、生体が生存するためには必要不可欠なプロセスです。しかし、バクテリアだけではこれらの物質を十分に処理することは難しく、水質が安定しない可能性があります。
ソイルと水草の役割:
ソイルと水草は水槽内の生態系の重要な部分です。ソイルはバクテリアの生息地を提供し、水草は光合成により酸素を供給し、またアンモニアや硝酸塩などの窒素化合物を吸収して成長します。これらが存在しない場合、水質の安定化が難しくなります。
パイロットフィッシュの役割:
パイロットフィッシュは水槽内のバクテリアのバランスを整える役割を果たします。パイロットフィッシュがいない場合、バクテリアのバランスが崩れ、水質が不安定になる可能性があります。
これらの要素を含む水槽を設定することが、健康な生態系を維持するためには最善の方法と言えます。
ミネラルの役割
ミネラルは窒素循環において重要な役割を果たします。以下にその詳細を説明します。
植物のミネラル吸収
植物は根からミネラルを吸収します。これらのミネラルは、土壌中に存在し、水に溶けて根に吸収されます。吸収されたミネラルは、植物の成長や生理活動に必要な栄養素として利用されます。
窒素固定
窒素固定は、大気中の窒素を生物が利用できる形（アンモニアや硝酸塩など）に変換する過程を指します。この過程は、特定の微生物（例えば、根粒細菌）によって行われます。これらの微生物は、ミネラルを含む土壌中で生活し、ミネラルを栄養源として利用します。
窒素の循環:
窒素は、生物の体を構成する重要な元素であり、生物間や生物と無生物の間で循環します。窒素の循環には、植物の成長、微生物の活動、動物の排泄など、多くの生物と環境要素が関与します。これらの過程では、ミネラルが重要な役割を果たします。
以上のように、ミネラルは窒素循環において重要な役割を果たします。ミネラルは植物の成長を支え、微生物の生存と活動を可能にし、窒素の循環を促進します。
アンモニアから硝酸への変化
アンモニアの発生
アンモニアの発生は主に生物の体内で起こります。具体的には、以下のような過程を経てアンモニアが生成されます。
蛋白質の摂取と分解: まず、食事から摂取した蛋白質が体内で分解されます。この分解は主に肝臓で行われます。
アミノ酸への変換: 蛋白質はアミノ酸に分解されます。この過程でアンモニアが発生します。
アミノ酸の分解: アミノ酸はさらに分解され、その過程でアンモニアが生成されます。具体的には、アミノ酸の窒素は、ASTなどによるアミノ基転移反応（tarnsamination）、GDHなどによる酸化的脱アミノ反応（transamidation）を経て、アンモニアとなります。
尿素への変換と排泄: 生成されたアンモニアは、尿素回路で尿素に変換され、最終的に体外に排泄されます。
以上がアンモニアが発生する主な過程です。
硝化（アンモニアから亜硝酸、硝酸への変化）
アンモニアから亜硝酸への変化: アンモニアは、好気性環境（酸素が豊富な水中）でアンモニアを酸化する細菌によって亜硝酸に変換されます。 この反応を行う主な細菌はニトロソモナス属やニトロソスピラ属などです。
亜硝酸から硝酸への変化: 亜硝酸は、同じく好気性環境で活動する別の種類の細菌によって硝酸に変換されます。 この反応を行う主な細菌はニトロバクター属やニトロスピラ属です。
これらの反応は、アンモニアと亜硝酸の毒性を低下させ、生体にとって比較的無害な硝酸を生成することで、水槽内の生物に安全な環境を提供します. ただし、硝酸も一定以上の濃度になると生体に影響を及ぼすため、定期的な水替えや脱窒などの処理が必要となります.
ソイルとミネラルの投入とコケの生え方
１，ソイルとミネラルの投入
ソイルは水草の栄養源となり、また水質を安定させる役割も果たします。ソイルを選ぶ際には、水草の種類や成長条件を考慮することが重要です。また、ソイルを水槽に入れる際には、以下の点に注意する必要があります。
- ソイルの洗浄：ソイルは通常の砂利と違い、洗わずに使用する底床材です。ソイルは粒が崩れやすく、水洗いしてしまうと泥になり使えないようになってしまいます。空の水槽に袋からそのまま入れましょう。
- ソイルの厚さ：ソイルの厚みの目安は3cm～6cmほどです。背の低い水草といえども根を張るので最低2cmは欲しいところ。薄いとそれだけ根から吸収する栄養が少なくなってしまいますが、敷きすぎると水槽が狭くなってしまうので程々に。手前は浅く、奥につれて深くなるように盛るのがオススメ。
ミネラルは体に必要な栄養素で、体内で合成できないため食事などから摂取する必要があります。ミネラルは体の構成成分になったり、体内の機能や代謝などの生命活動を維持したりする役割を担っています。
２， コケの生え方
アンモニアから亜硝酸塩、硝酸塩への変化は、好機性環境（酸素が多い水中）で活動する細菌によって行われます。この過程でコケが生える可能性があります。特に、栄養系のソイルを使用している場合、水中に栄養素が多く溶け出すため、コケが生えやすくなります。コケが発生してしまう場合は、水換えの頻度を多くして、水中の栄養素を薄めるようにしましょう。