Mineralstoffdüngung und Wasseraufbereitung

Guido Kossmann, Bayreuth

Literatur-Angaben zu empfehlenswerten Mineralstoffkonzentrationen weichen mitunter voneinander ab. Die in (Tab. 7) aufgeführten Angaben repräsentieren mittlere Bereiche für Aquarien mit Fischbesatz. In reinen Pflanzenaquarien empfiehlt es sich den Abgaben für Mineralstoffdünger nach Hoagland (Tab. 8) zu folgen.

N	NH₄⁺	NOH₂^-	NO₃^-
	0,1-0,5 I)	0 II)	< 20 IV) 3-8 II)

P	PO₄^3-	0,1-0,5 I) 0,1-0,2 II)

Fe		0,01-0,1I 0,05-0,1 II)

Redfield- Verhältnis	N/P	15 III)

Carbonat-Härte	°dH	3-10 I)

Leitfähigkeit	[μS cm-1]	100-1000 im Leitungswasser IV

I) Krause (1985) II) Kremser (o.A.) III) Buddendorf (2003) IV) Dennerle (o.A.)

Tab. 7: Wichtige Mineralstoffkonzentrationen und chemische Parameter für ein gesundes Pflanzenwachstum in Aquarien mit Fischbesatz

Durch regelmäßige Wasserwechsel niedrig gehaltene Abweichungen zwischen Leitungswasser
und Aquarienwasser stabilisieren die chemische Umwelt für aquatische Tiere)!

In der aquaristischen Praxis werden zumeist empfehlenswerte Mineralstoffkonzentrationen für die Elemente N, P und Fe angegeben. Von den Hauptnährelementen liegen Ca und Mg sowie S meist in ausreichender Form vor. Nicht selten treten jedoch K-Mangelsymptome an Wasserpflanzen auf. Die Messung von K⁺ ist jedoch aufwendig. In der Praxis empfielt sich die Messung von Fe, welches als Indikatorelement für Spurenelementmangel genommen werden kann. Da ein Kaliummangel häufig auch Spurenelementmangel nach sich zieht, kann dann folgend durch Applikation eines verstärkt Kalium enthaltenden ausgewogenem Spurenelementdüngers ein Mineralstoffungleichgewicht behoben werden. Ein reiner Eisendünger würde also bei vorliegendem Kaliummangel alleine nichts (!) bewirken.

Redfield-Verhältnis

Buddendorf (2003) verweist auf eine mögliche Minimierung des Algenwachstum in Aquarien durch beeinflußung des Verhältnis der Nährelemente N / P (Redfield-Verhältnis). Das Algenwachstum ist von dem Verhältnis der Nährelemente N / P (Redfield-Verhältnis) beeinflußt. Bei einem RV > 20 ist treten verstärkt Grünalgen 1) auf, während bei RV < 10 hauptsächlich Grün-Blaualgen 2) aufkommen. Bei RV 10 bis 20 tritt ein nur geringes Algenwachstum auf. Zur Algen-Bekämpfung kann durch Zugabe von KNO₃(Kaliumnitrat) oder KH₂PO₄(Kaliumhydrogenphosphat) das RV auf 15 eingestellt werden (Buddendorf 2003). Der Redfield-Rechner ermöglicht eine Berechnung des RV durch Eingabe der NO₃^-und PO₄^-Konzentrationen und gibt Empfehlungen zu Wasserwechsel und Mineralstoffdüngung. Gibt der Redfield-Rechner einen Wasserwechsel als auch eine Zugabe eines Düngesalzes an, so sollte zunächst die maximal abweichende Konzentration durch Wasserwechsel eingestellt werden. (siehe Wasserwechsel-Rechner). Folgend kann dann anhand der vorliegenden Konzentrationen eine Zugabe mit dem Redfield-Rechner erneut berechnet werden.		Redfield- Rechner zum Downloaden (.xls)

Wie schon erwähnt, spielt die Carbonathärte eine wichtige Rolle bei der Pufferung des pH-Wertes von Aquarienwasser. Generell gilt, je höher die Carbonathärte, desto höher und stabiler ist der pH-Wert. Bei hohem pH weisen Spurenelemente infolge geringerer Löslichkeit eine niedrige Verfügbarkeit auf. CO₂ liegt bei hohem pH meist als nicht nutzbares HCO₃^- vor. Im angegebenen Carbonathärte-Bereich (Tab. 7) wird durch die Säurewirkung von CO2 der pH schnell auf 6,8 3) eingestellt, so dass die Verfügbarkeit von Spurenelementen (Scheffer et al. 2002) und CO2 (Walstad, 1999) sich verbessert.

Die elektrische Leitfähigkeit des Aquarienwassers ist ein Maß für dessen Salzgehalt. Nach Schmidt (1985) entspricht eine elektrische Leitfähigkeit von 10 μS cm^-1 bei 25 °C etwa einer Kochsalz-konzentration von 0,5 g l^-1. Krause (1985) nutzt die elektrische Leitfähigkeit zur Abschätzung der Gesamthärte. Diese ist im Leitungswasser meist durch die Konzentrationen von Ca und Mg gegeben (Institut für Umweltverfahrenstechnik, Universität Bremen (o. A.). Eine elektrische Leitfähigkeit von 30 μS cm^-1 entspricht etwa einer Gesamthärte von 1 °dH (Tunze et al. ,1994).

Wie aus der Tab. 7 zu entnehmen ist, schwankt die elektrische Leitfähigkeit in bundesdeutschen Raum erheblich. Für den Pflanzenwuchs ist weniger die Höhe als geringe Schwankungen der elektrischen Leitfähigkeit (Salzkonzentrationen) im Aquarium von Bedeutung (Dennerle, o. A.). Schwankungen im Salzgehalt führen zu osmotischem Stress 4) für Pflanzen und Tiere. Der Autor hält die Schwankungen des Salzgehaltes auf wöchentlicher Basis durch Teilwasserwechsel bei max. 25 % (270 ± 70 μS cm^-1). Vor einem Wasserwechsel ermöglicht die Überprüfung der elektrischen Leitfähigkeit einen schnellen, quantitativen Überblick über die Nutzbarkeit des Leitungswassers für die aquaristische Belange.

Da in reinen Pflanzenaquarien oder schwach besetzden Aquarien der Eintrag von Hauptnährelementen durch Futtergaben unterbleibt bzw. vernachlässigbar gering ist, müssen sowohl Haupt- als auch Spurenelemente in Form von Mineralstoffen gedüngt werden. Die in Tab. 7 angegebenen niedrigen Mineralstoffkonzentrationen für Aquarien mit Fischbesatz tragen der diesbezüglich ausgeprägten Empfindlichkeit aquatischer Tiere Rechnung. In Tab. 8 angegebene Konzentrationen nach Hoagland entsprechen einer Optimumversorgung für Landpflanzen. Sie sollten schrittweise auf 25 % bis auf maximal 50 % der angegebenen Konzentrationen erhöht werden.

Tab. 8 Mineralstoffkonzentrationen und Ansatz einer Mineralstoff-Düngerlösung nach Hoagland aus Finck (1991)

Element	Konzentration [mg l^-1]	Ansatz für 1 l Mineralstoffdünger	Molgewichte [g Mol^-1]
N P S	210 31 64	als Anionen mit K, Ca und Mg
K Ca Mg	234 200 48	5 ml 1 M KNO₃+ 1 ml 1 M KH₂PO₄ 5 ml 1 M Ca(NO₃)₂ 4 ml 1 M MgSO₄	101 / 136 164 120
Fe Mn Zn Cu	(0,60) 0,50 0,05 0,02	1,0 ml 0,5 % Fe-Tartrat alle 3 Tage 1,8 ml M/100 MnSO₄ 1,5 ml M/1000 ZnSO₄ 0,6 ml M/1000 CuSO₄	276 (20 % Fe) 151 161 160
B Mo	0,50 0,01	2,4 ml M/100 H₃BO₃ 0,6 ml M/1000 (NH₄)₆ Mo₇O₂₄	62 1164

M steht als Abkürzung für eine Stoffmenge pro Liter Wasser (Mol l^-1). Anhand der in Tab. 8 angegebenen Molgewichte kann die benötigt Menge eines Salzes zum Ansatz einer Vorratslösung berechnet werden. Eine 1 M KNO₃ wird angesetzt, indem man (39 + 14 + 3× 16) = 101 g KNO₃ in einem Liter demineralisierten Wasser löst.

Die in Tab. 8 angegebene Fe-Tartratlösung enthält 1,1 g Fe l^-1 (Fe-Tartrat = 276 g Mol^-1/ Fe = 56 g Mol^-1). Sie kann auch durch eine entsprechende Fe-EDTA oder FeCl₂-Lösung ersetzt werden.

Wasseraufbereitung

Kommt es im alkalischen Millieu (pH > 7) zu gestörtem Pflanzenwachstum, so kann durch den kombinierte Einsatz von demineralisiertem Wasser (Osmosewasser) und einer zusätzlichen CO₂-Versorgung der pH gesenkt werden.
Die Mischung des Leitungswassers mit Osmosewasser führt zu einer Senkung der Carbonathärte (Reduktion der pH-Pufferkapazität, Schmidt (1985). Die Carbonathärte sollte den in (Tab. 7) angegebenen Bereich nicht unterschreiten, da sonst die Gefahr besteht, dass die Pufferkapazität 5) gänzlich verloren geht und ein pH-Sturz (extreme Versauerung) droht. 6), Mit Hilfe des von Mayland (1985) und Schmidt (1985) publizierten Mischungskreuzes lässt sich das Mischungsverhältnis von Leitungs- und Osmosewasser leicht berechnen.

So benötig man zum Senken der Carbonathärte von 20 ° auf 5 °dH:

20               5   Es werden 5 Teile Leitungswasser (20 ° dKH) und 15 Teile Osmosewasser (0 ° dKH) zu einem
    ↘      ↗          Aquarienwasser mit einer Carbonathärte von 5 ° verschnitten. Durch Reduktion der Carbonat-
         5               härte werden nun verhältnismäßig geringe Mengen CO₂ benötigt um den gewünschten pH von
   ↗      ↘           6,8 einzustellen (ca. 25 mg l^-1 bei 25 °C nach Krause, 1985).
0                15

Soll die PO₄-Konzentration im Aquarienwasser von 5,00 auf 0,45 mg PO₄ l^-1 reduziert werden, muss Leitungswasser wiefolgt zugemischt werden:

5,00       0,20    0,20 Teile Aquarienwasser (5 mg PO₄ l^-1 ) und 4,55 Teile Leitungswasser (0,25 mg PO₄ l^-1 ) werden
    ↘      ↗          zu einem Aquarienwasser mit einer PO₄-Konzentration von 0,45 mg l^-1 gemischt. Ein
        0,45         geringfügiges Überschreiten der in Tab. 7 angegebenen PO₄-Konzentration wirkt sich bei
     ↗      ↘          Angleichung derNO₃-Konzentrationen (Rechner 1) nicht unbedingt negativ auf das Wachstum der 0,25       4,55      höheren Wasserpflanzen aus.

Wasserwechselrechner

Für die Berechnung zur Minderung von Mineralstoffkonzentration, Härtegraden oder Salzkonzentrationen muß das Beckenvolumen und die besagten Parameter für das Aquarienwasser sowie Zusatzwasser bekannt sein. Zur komfortablen Berechnung der Volumen benötigten Aquarien- und Zusatzwassers (Leitungswasser, Regenwasser, Osmosewasser) steht ein Wasserwechsel-Rechner in Form einer Excel-Worksheet zur Verfügung.
Die Werte können in die anthrazit gefärbten Felder eingegeben werden. Der Rechner kalkuliert die Anzahl der Wasserwechsel (max. Zusatz = 70 % Beckenvolumen) und das Volumen an Aquarien- und Zusatzwasser für die Verdünnung.

WASSER-
WECHSEL-
Rechner

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(.xls)

Bei der Berechnung sollte berücksichtigt werden, dass gelegentlich NO3- oder PO4-Konzentrationen im zur Verfügung stehenden Leitungswasser die angestrebten Konzentration übersteigen können. In diesem Fall sollte der Wasserwechsel mit demineralisiertem Wasser (Osmosewasser) oder einem mit demineralisiertem Wasser verdünnten Leitungswasser erfolgen. Die Pufferkapazität des Wasser muß hierbei im Auge behalten werden und ggf. mit speziellen Aufhärtesalzmischungen gearbeitet werden. Bei der Verwendung von verdünntem Leitungswasser sollte dessen Konzentration auf maximal 90 % der angestrebten Aquarienwasser-Konzentration eingestellt werden. Die Mischungsverhältnisse hierfür können ebenfalls mit dem Wasserwechselrechner berechnet werden. Hierbei wird die Leitungswasserkonzentration als Konzentration des Aquarienwassers (B8) und das demineralisierte Wasser als Frischwasser-Konzentration (B9) eingegeben.

WASSER-
WECHSEL-
Rechner

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(.ods)

1) Chlorophylacaee

2) Cyanobacteria

3) Krause (1985) und Tunze et al. (1994) geben für Tiere einen empfehlenswerten pH von 6,8-7,2 an

4) Physiologischer Stress durch Quellung- und Schrumpfung infolge salzbedingter Wasseraufnahme- und abgabe

5) Gelöste Carbonate können Säuren neutralisieren in dem sie H+ aufnehmen und so dem Wasser entziehen: HCO₃^- + H⁺ > H₂CO₃

6) Was zu einem pH-Sturz infolge Säureproduktion durch Atmungs-CO₂ (Mineralisation/Tier- und Pflanzenatmung) fund Nitrifikation führen kann