Запуск рифового аквариума на сухом камне

Чем сухой базовый камень отличается от живого, почему он может выделять фосфат, как источник аммиака и посев запускают нитрификацию и почему такие аквариумы созревают медленнее.

Сухой камень и живой камень

Живой камень — это океанический камень, помещённый в морской аквариум. Сам камень не живой: это арагонитовый скелет давно погибших кораллов и других известковых организмов, а «живым» его делают бактерии, водоросли, губки и беспозвоночные, заселяющие поверхность и поры. Базовый, или сухой, камень — арагонитовая порода, на которой и внутри которой ничего не растёт. Он бывает природным, часто добытым из древних рифов на суше, или искусственным — отлитым из дроблёного арагонита, песка и цемента. Сухой камень дешевле живого и постепенно заселяется, когда находится в аквариуме.

Компромисс работает в обе стороны. Сухой камень не приносит вредителей — актиний аиптазий, раков-богомолов или паразитических плоских червей, а поскольку на нём нечему погибать, акваскейп можно строить и перестраивать без спешки. Но он не приносит и микрофауны, и готового нитрифицирующего сообщества, поэтому биофильтр приходится выращивать с нуля. Есть и фоновый фактор — запрет добычи: в 2008 году CITES запретила сбор живого камня на Тонга, Маршалловых островах и островах Кука из-за чрезмерного изъятия; проверяйте актуальный статус.

Фосфат и органические остатки в сухом камне

Природный сухой камень — высушенный коралловый скелет с глубокой сетью пор. Хобби-редакционные источники отмечают, что в порах может оставаться высохшая органика — мёртвые губки, мелкая фауна, растительный материал — и при её разложении фосфат может вымываться в воду. Такой фосфат способен подпитывать вспышки водорослей, типичные для новых аквариумов. В аквариумном исследовании Бик с соавторами измеренный фосфор был низким при запуске и вырос после добавления живого камня и зрелого грунта, хотя показания фосфора колебались на протяжении всего эксперимента.

Практический вывод — измерять, а не предполагать. Замачивание камня в морской воде с циркуляцией до использования и тест этой воды на фосфат показывают, выделяет ли его конкретная партия. Если выделяет, тот же хобби-источник упоминает фосфатсорбирующие наполнители как временную меру. Ни один из рассмотренных научных источников не приводит цифр, сколько фосфата выделяет сухой камень и как долго, и не сравнивает типы камня.

Запуск нитрификации: источник аммиака

Нитрификация превращает аммиак в нитрит, а затем в нитрат. В аквариуме на сухом камне микробы, выполняющие эту работу, должны попасть в систему и размножиться до запуска животных, и для роста им нужен аммиак. Публичные аквариумы используют те же приёмы, что и любители: посев живым камнем, наполнителем фильтра или грунтом из зрелых систем, внесение корма, дозирование чистого аммиака или бутилированные нитрифицирующие культуры. Когда аквариум Шедд перезапускал продезинфицированную морскую экспозицию на 5000 галлонов с новым арагонитовым песком, окисление аммиака запустили суспензией из кальмара и рыбы, а затем около месяца дозировали хлорид аммония в возрастающих количествах до первых животных.

Подача аммиака временная и контролируемая. В той же работе аммиак назван токсичным для морских животных примерно с 0,2 ppm. Регулярные тесты на аммиак и нитрит показывают, когда формирующийся фильтр успевает за дозой; авторы из Шедд подчёркивают, что до запуска животных системе нужны достаточное время и достаточная подача аммиака. Как pH и температура смещают баланс между токсичным аммиаком и аммонием, описано в ammonia-ammonium-equilibrium-guide; общая последовательность — в nitrogen-cycle-guide.

Какие микробы делают работу

Команда Шедд ожидала, что на старте будут доминировать аммоний-окисляющие бактерии. Вместо этого основными окислителями аммиака оказались аммоний-окисляющие археи рода Nitrosopumilus, пик которых пришёлся на период добавления аммония. Полные окислители аммиака (comammox Nitrospira), обычные в пресноводных фильтрах, в морских аквариумах не обнаружены. Авторы делают вывод, что новой морской системе нужны достаточное время и достаточный аммиак, чтобы до прихода животных выросла сильная популяция архей. Сами микробы описаны в aquarium-microbiome-and-biofilm-guide и ras-nitrification-microbiology-guide.

Бактериальная инокуляция и посев

Самые сильные данные об ускорении стерильного старта касаются переноса материала из работающей системы. В исследовании Бик с соавторами в двух новых морских аквариумах на коммерческом песке аммиак, нитрит и нитрат росли первые 12 дней. Когда на 12-й день добавили выдержанный живой камень и грунт из зрелого аквариума, аммиак и нитрит сразу снизились, а сообщество грунта в течение часов сместилось к типичному морскому составу, включающему таксоны азотного цикла. Авторы заключают, что живой камень улучшает круговорот биогенов в новом аквариуме. Несколько кусков живого камня или часть живого песка, добавленные к сухому камню, служат той же цели и вдобавок приносят микрофауну.

Бутилированные нитрифицирующие культуры — распространённый инокулят, но в работе Шедд сказано, что об эффективности этих и других приёмов посева известно мало. Ни один из рассмотренных рецензируемых источников не показывает, что бутилированный продукт сокращает запуск на сухом камне.

Сроки в сравнении с живым камнем

Фиксированного срока нет. В системе Шедд дозирование аммония началось на 10-й день, живой корм внесли на 37-й, рыб — на 41-й. В хобби-редакционном отчёте о рифе на сухом камне, запущенном на хлориде аммония и бактериальных добавках, запуск занял заметно дольше обычных для живого камня нескольких недель. Готовность фильтра определяют тесты воды, а не календарь.

Завершение азотного цикла ещё не означает зрелости аквариума. В том же отчёте вспышки водорослей на сухом камне описаны как более стойкие и обширные, чем на живом; автор связывает это с множеством пустых ниш на голом камне, и вспышки в итоге прошли при обычном уходе. Хобби-источники называют диатомовые, цианобактерии и динофлагелляты обычными проблемами нового аквариума. Эта последовательность разобрана в reef-tank-ugly-phase-and-maturation-guide, а камень с устоявшейся жизнью — в live-rock-guide.