아쿠아포닉스에서 물고기 폐기물은 암모니아를 생성하고, 유익한 세균은 이를 먼저 아질산염으로, 그 다음 식물에 안전한 영양소인 질산염으로 변환합니다. 질소 순환이라고 불리는 이 생물학적 루프는 아쿠아포닉스를 자립 지속 가능하게 만드는 엔진입니다.
아쿠아포닉스에서 질소 순환이란 무엇인가요?
질소 순환은 물고기 폐기물을 식물 식량으로 변환하는 생물학적 과정입니다. 물고기는 아가미와 소변을 통해 암모니아를 배출합니다. 방치하면 암모니아는 0.5 mg/L 이상의 농도에서 물고기에게 치명적입니다. 질소 순환은 두 그룹의 세균을 사용하여 이 문제를 해결합니다.
첫 번째 그룹인 Nitrosomonas 세균은 배양 기질, 탱크 벽, 파이프 표면을 군락화합니다. 암모니아(NH₃)를 소비하고 아질산염(NO₂⁻)으로 변환합니다. 아질산염은 실제로 암모니아보다 물고기에게 더 독성이 있습니다 — 0.25 mg/L만으로도 대부분의 어종에 스트레스를 줄 수 있습니다. 두 번째 그룹인 Nitrospira 세균은 아질산염을 질산염(NO₃⁻)으로 변환합니다. 질산염은 물고기에게 훨씬 덜 해롭고 식물이 뿌리를 통해 흡수하는 주요 질소 영양소입니다.
결과는 폐쇄 루프 시스템입니다: 물고기가 세균에게 영양을 주고, 세균이 물을 해독하고, 식물이 해독된 물을 소비하면서 동시에 물고기를 위해 물을 정화합니다.
암모니아, 아질산염, 질산염 순환 단계에서는 무슨 일이 일어나나요?
세 단계를 이해하면 수질 검사 결과를 해석하고 시스템이 건강한지 알 수 있습니다.
단계 1 — 암모니아 급등. 처음 물고기(또는 다른 소스의 암모니아)를 추가하면 암모니아 수준이 상승하는 것을 볼 것입니다. 이것은 정상입니다. Nitrosomonas 세균이 군락화하고 번식하기 시작합니다. 세균 군락이 처리할 만큼 충분히 커지면 암모니아는 정점에 이른 후 감소해야 합니다.
단계 2 — 아질산염 급등. Nitrosomonas 세균이 번식하고 암모니아를 효율적으로 처리함에 따라 아질산염이 축적되기 시작합니다. 이것은 종종 물고기에게 가장 위험한 단계입니다. 이 기간 동안 아질산염을 1 mg/L 미만으로 유지하기 위해 부분 물 교환이 필요할 수 있습니다.
단계 3 — 질산염 존재. 암모니아가 거의 0에 가깝고, 아질산염이 거의 0에 가깝고, 측정 가능한 질산염 수준이 있을 때 시스템은 완전히 사이클링된 것입니다. 식물이 소비하거나 가끔 물 교환을 하지 않으면 질산염은 계속 축적됩니다.
| 매개변수 | 미사이클 시스템 | 사이클링 진행 중 | 완전 사이클링 |
|---|---|---|---|
| 암모니아 | 상승 | 하강 | < 0.5 mg/L |
| 아질산염 | 0 | 상승 후 하강 | < 0.5 mg/L |
| 질산염 | 0 | 0-5 mg/L | 5-40 mg/L |
새 아쿠아포닉스 시스템을 사이클링하는 데 얼마나 걸리나요?
대부분의 시스템은 수온, 세균의 공급원, 그리고 프로세스를 어떻게 관리하느냐에 따라 완전히 사이클링하는 데 3-6주가 걸립니다.
물고기 없는 사이클링은 초보자에게 권장되는 방법입니다. 물고기를 추가하지 않고 암모니아 소스 — 순수 암모니아 방울, 부패하는 물고기 먹이, 또는 소량의 소변 — 를 추가합니다. 이렇게 하면 물고기 건강을 위험에 빠뜨리지 않고 적극적으로 사이클을 실행할 수 있습니다. 매일 암모니아를 2-4 mg/L로 투여하고 투여 후 24시간 내에 암모니아와 아질산염 모두 거의 0에 가까워질 때까지 사이클을 모니터링합니다. 이것은 보통 4-6주가 걸립니다.
물고기와 함께 사이클링은 첫날부터 시스템에 물고기를 넣습니다. 물고기가 암모니아와 아질산염 급등에 노출되기 때문에 더 위험합니다. 이 경로를 선택한다면 최종 의도 밀도의 25-50%로 방양하고, 적게 먹이고, 1-2일마다 수질을 검사하고, 암모니아 또는 아질산염이 1 mg/L를 초과할 때마다 물 교환을 수행하십시오.
접종 소스 사용으로 사이클링 시간을 크게 단축할 수 있습니다. 건강한 아쿠아포닉스 또는 수족관 시스템에서 확립된 기질 한 컵을 추가하면 많은 수의 유익한 세균 군락이 도입됩니다. 일부 운영자는 이 방법을 사용하여 2주 이내에 사이클링을 완료했다고 보고합니다. 수족관 상점의 필터 기질이나 스폰지도 접종 소스로 사용할 수 있습니다.
온도는 중요합니다: 세균은 25-30°C(77-86°F)에서 번성합니다. 18°C(64°F) 미만의 추운 조건에서는 사이클링이 정체될 수 있습니다. 설치가 서늘한 환경에 있다면 사이클링 단계 동안 잠수식 히터를 고려하십시오.
질소 순환 중 수질을 테스트하는 방법은?
정확한 수질 테스트는 사이클링 중 및 일상적인 운영에서 필수적입니다. 두 가지 주요 테스트 방법이 있습니다.
액체 테스트 키트(API Freshwater Master Test Kit 등)는 테스트 스트립보다 정확하고 아쿠아포닉스의 표준 권장 사항입니다. 암모니아, 아질산염, 질산염, pH를 테스트합니다. 사이클링 중에는 매일, 시스템이 확립된 후에는 2-3일마다 테스트하십시오.
디지털 미터는 pH와 용존 산소에 잘 작동하지만 암모니아나 아질산염을 안정적으로 측정할 수 없습니다. 디지털 미터를 액체 테스트 키트의 대체재가 아닌 보완재로 사용하십시오.
각 단계에서 찾아야 할 것:
- 사이클링 중: 둘 다 거의 0에 가까워지기 전에 높은 암모니아(1-4 mg/L), 그 다음 높은 아질산염(1-5 mg/L) 예상
- 확립된 시스템: 암모니아와 아질산염은 0.5 mg/L 미만을 유지해야 하고; 질산염은 5-40 mg/L; pH는 6.8-7.2
테스트 결과 로그를 유지하십시오. 확립된 시스템에서 암모니아의 급격한 급등은 과도한 먹이 공급, 죽은 물고기, 또는 화학 오염 사건(장비의 비누 잔류물 등)으로 인한 세균 사망을 나타냅니다.