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Il fondo nella vasca dedicata alle piante di Fabrizio Lattuca

La scelta del materiale di fondo in un acquario di piante persegue finalità sia estetiche che pratiche. Si possono così scegliere sabbie bianchissime per costituire delle radure prive di vegetazione dal grande effetto scenico. Ma possiamo usare anche materiali adatti a fornire alle piante nutrienti importanti rendendo meno impegnativa la fertilizzazione dell’acqua e migliorando nel contempo la stabilità dell’acquario. Nell’ allestimento di un acquario di piante tra i primi e maggiori dubbi che colgono l’ appassionato ci sono sicuramente quelli legati alla scelta del materiale (o dei materiali) di fondo ed alla strutturazione di quest’ultimo.

 

La scelta del materiale di fondo in un acquario di piante persegue finalità sia estetiche che pratiche. Si possono così scegliere sabbie bianchissime per costituire delle radure prive di vegetazione dal grande effetto scenico. Ma possiamo usare anche materiali adatti a fornire alle piante nutrienti importanti rendendo meno impegnativa la fertilizzazione dell’acqua e migliorando nel contempo la stabilità dell’acquario. Nell’ allestimento di un acquario di piante tra i primi e maggiori dubbi che colgono l’ appassionato ci sono sicuramente quelli legati alla scelta del materiale (o dei materiali) di fondo ed alla strutturazione di quest’ultimo.

 

Cerchiamo allora di approfondire l’argomento, considerando come prima cosa quali sono gli scopi a cui deve adempiere il substrato in un acquario di piante e quali sono quindi le caratteristiche che dobbiamo ricercare.

 

Il ruolo del fondo in un acquario di piante

Cominciamo allora subito col dire che il substrato in un acquario di piante ha fondamentalmente quattro scopi:

 

1) Il primo e più immediato è semplicemente quello di fornire ancoraggio alle piante introdotte. Questo permette loro di radicare in esso e di mantenersi quindi saldamente in posizione verticale, evitando il galleggiamento ed il trascinamento ad opera della corrente. Anche se ciò può sembrare banale e scontato (ed in effetti lo è) rappresenta pur tuttavia una cosa di primaria importanza, poiché permette alle piante di essere soggette ad un fototropismo con direzione costante. Ciò vuol dire semplicemente che le piante, essendo ancorate al suolo, ricevono la luce sempre dalla stessa direzione (dalle lampade sopra la vasca). Questo consente loro di avere un riferimento costante, che permette una corretta ‘cognizione’ del basso e dell’alto e, conseguentemente, anche una corretta crescita.

 

2) Il secondo, e ben più importante, scopo è quello di fornire alle piante, tramite le loro radici, una fonte/riserva di nutrienti che possano sostenere la loro crescita. Per fare questo al meglio il substrato deve ovviamente avere delle peculiari caratteristiche chimiche e fisiche (come vedremo a breve). Questo è senz’altro il compito maggiore che viene assegnato al substrato in un acquario di piante, anche se non si deve sottovalutare il ruolo fondamentale giocato da una corretta nutrizione fogliare tramite l’acqua. In ogni caso comunque un terreno ricco di nutrienti, per quanto non indispensabile, può aiutare notevolmente lo sviluppo vegetale complementando la nutrizione liquida e semplificando notevolmente il lavoro dell’acquariofilo.

 

3) Al fondo compete comunque spessissimo anche una pura finalità estetica. In particolare nei cosiddetti ‘Acquari Naturali’ o ‘Acquari Zen’ anche il fondo, con parametri quali il colore e la granulometria, rappresenta un importante elemento compositivo per aumentare l’effetto scenico della vasca.

 

4) In ultimo non bisogna sottovalutare il ruolo che un substrato opportunamente scelto può avere nella filtrazione biologica dell’acqua di un acquario. Si consideri che lo strato superiore di substrato (diciamo approssimativamente i primi 2 centimetri) può avere una circolazione d’acqua ed ossigeno sufficienti a permettere lo sviluppo di una flora batterica capace di aiutare il filtro biologico nel suo compito, complementandone il lavoro. Scegliendo quindi opportunamente lo strato superficiale del fondo e garantendo un buon flusso d’acqua nelle sue vicinanze è allora possibile riuscire a sfruttare le sue caratteristiche fisiche per permettere una buona colonizzazione batterica della superficie esterna dei granelli che lo costituiscono.

 

Detto questo è inoltre importante sottolineare che il substrato scelto non dovrebbe mai alterare sensibilmente i parametri chimici dell’acqua, quali durezza, pH o contenuto di metalli pesanti. Substrati che lo fanno sarebbero da usare con estremo giudizio (e da scartare per gli acquariofili inesperti). Vediamo quindi quali materiali ha a disposizione l’acquariofilo, quali sono le loro caratteristiche e quali i punti di forza e le debolezze.

 

Caratteristiche dei substrati

Materiali diversi hanno ovviamente caratteristiche fisico-chimiche e peculiarità diverse. E’ importante allora conoscere innanzitutto quali siano i requisiti che più influenzano il comportamento di un substrato e quali caratteristiche quest’ultimo dovrebbe avere per potere essere utilizzato con successo in acquario. Vedremo quindi come la scelta di un tipo di materiale di substrato influenzerà la conduzione della vasca.

 

Granulometria. Rappresenta semplicemente il diametro medio del granello (supposto sferico) che costituisce il substrato.

 

Più questo è grande e più spazio rimane tra un granello e l’altro. Questo favorisce la circolazione di acqua tra i granelli e quindi la concentrazione di ossigeno interstiziale. In conseguenza di questo anche l’attività batterica nel substrato ne viene favorita. Inoltre questo può facilitare l’apporto alle radici di nutrienti provenienti dall’ acqua sovrastante e la dispersione all’ esterno di prodotti di rifiuto (p.es. metaboliti radicali e sostanze dannose provenienti dalla decomposizione batterica) accumulatisi all’interno del suolo. Di contro bisogna anche considerare che maggiore è la granulometria e minore risulta il rapporto superficie – volume per unità volumetrica di substrato. Mediamente minore risulta quindi la superficie di contatto tra radice e substrato.

 

Ed ancora, non necessariamente e non sempre avere uno spazio interstiziale elevato è una cosa utile. Oltre certi valori tutto questo può portare a difficoltà nell’assorbimento radicale per vari motivi, tra i quali appunto una minore superficie di contatto tra le radici ed i granelli di substrato ed una maggiore diluizione/dilavazione dei secreti radicali (ioni idrogeno, acidi organici, sostanze riducenti) necessari alle radici per l’assorbimento degli ioni nutritivi. Da considerare inoltre che anche una quantità eccessiva di ossigeno in zona radicale, se da una parte favorisce l’attività batterica aerobica nel substrato, da un’altra danneggia il processo di abbassamento del potenziale redox utile per la riduzione, la solubilizzazione ed il conseguente assorbimento di certi ioni metallici (ferro in primis).

 

Una granulometria eccessiva nello strato superiore del fondo può inoltre permettere alle sostanze fertilizzanti contenute negli strati inferiori di diffondersi in maniera incontrollata nell’acqua della vasca, creando problemi di bilancio nutrizionale e crescita algale. Insomma, per ciò che riguarda la granulometria, bisogna cercare quello che può rappresentare un buon compromesso nelle varie situazioni. Generalmente una granulometria del substrato (soprattutto della sua parte superiore) di circa 2 - 4 mm può rappresentare questo compromesso nella maggior parte dei casi e si può considerare adeguata ad una corretta crescita delle piante ed al loro assorbimento radicale.

 

Capacità di scambio cationico. Le particelle costituenti il substrato (granelli di sabbia, scagliette di argilla etc.) per loro natura posseggono generalmente una carica elettrica negativa superficiale la cui densità si accentua in prossimità dei bordi e delle punte.

Queste cariche elettriche negative non bilanciate, un pò come una calamita, attraggono le cariche positive che si trovano nei loro paraggi. Le cariche positive sono generalmente rappresentate null’altro che da cationi (ioni positivi) di sali minerali che vengono in contatto con le particelle costituenti il substrato. Ogni substrato ha le proprie caratteristiche fisico-elettriche (in funzione delle caratteristiche dei suoi componenti) e differisce quindi dagli altri per quanto riguarda questa sua capacità.

La cosiddetta Capacità di scambio cationico (di seguito indicata come CEC, dall’inglese Cation Exchange Capacity) è il parametro utilizzato per esprimere e quantificare questa capacità. L’ importanza di questa caratteristica e di questo parametro si può meglio comprendere riflettendo su come la maggior parte dei nutrienti necessari alle piante siano rappresentati in soluzione acquosa proprio da cationi. Basti pensare ai cationi ammonio (NH4+), potassio (K+), calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+) e tutti i cationi di microelementi (Fe3+, Zn2+ etc.).

La quantità di carica (sia quella negativa del substrato che quella positiva dei cationi minerali) viene generalmente espressa in termini di ‘Equivalenti’ o, più spesso ancora, in termini della sottounità ‘Milliequivalenti’ (opp. anche ‘Centiequivalenti’). Questo è necessario perchè, come sappiamo, singoli ioni diversi possono possedere quantità di cariche diverse. Così p. es. il Calcio (Ca2+) ne ha quattro mentre il Sodio (Na+) ne ha solo una. E’ ovvio quindi che, legandosi per attrazione elettrostatica, ad una particella di substrato lo ione Calcio ne saturerà due cariche negative, mentre lo ione Sodio solo una.

 

In un certo senso dunque lo ione Calcio ‘vale’ dal punto di vista prettamente elettrico quanto due ioni di Sodio. In particolare:

Una mole di Sodio = 23 g = 1 equivalente (cioè 1000 me.) perchè il Sodio ha una sola carica positiva. Una mole di Calcio = 40 g = 2 equivalenti (cioè 2000 me.) perchè il Calcio ha 2 cariche positive.

 

Di conseguenza poi un equivalente (o milliequivalente) di una qualunque elemento si otterrà dividendo il suo peso atomico (o la sua millesima parte) per la sua carica elettrica. Il parametro ‘Milliequivalenti’ dunque considera il tipo di ione (peso atomico/molecolare) insieme alla sua carica elettrica.

 

Quindi, per fare un esempio:

Un milliequivalente di Calcio = P.A./valenza = 40 mg./ 2 = 20 mg.
Un milliequivalente di Sodio = P.A./valenza = 23 mg/1 = 23 mg.
Allora un substrato che ha una CEC di 200 meq./100 g dunque può ‘bloccare’ a sè 4 g. di Calcio opp. 4,6 g di Sodio per ogni 100 grammi.

 

Come influisce tutto questo sulle caratteristiche del substrato è facilmente intuibile. Substrati con una alta CEC possono riuscire a mantenere al loro interno, elettricamente ‘legati’ cationi importanti per la nutrizione vegetale. Questo legame evita che questi cationi vengano dilavati ed asportati dal substrato, facendo quindi sì che rimangano a contato della radici delle piante. Quanto forte sia il legame elettrico catione – substrato dipende dalle diverse caratteristiche fisico-chimiche del catione e del substrato. In generale comunque si ha una situazione simile (in ordine decrescente di forza attrattiva): Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+=NH4+ > Na+ >H+ .... etc. (differenze si possono avere a seconda del materiale di substrato). La forza attrattiva che tiene legati questi cationi alle particelle di substrato è comunque una forza piuttosto debole, che non preclude alle radici delle piante la possibilità di ‘strapparli’ al substrato per assorbirli.

 

Questo avviene generalmente quando la radice scambia questo catione nutritivo con uno o più protoni (ione idrogeno) da essa emessi a questo scopo. In questi casi la particella di substrato acquisisce lo ione Idrogeno rilasciando il catione attualmente in suo possesso (p. es. Ammonio o potassio) che finirà per essere assorbito dalla pianta tramite le radici. Una sorta di nutrizione su richiesta insomma.

 

Densità. Questo parametro è fondamentalmente dettato dal rapporto superficie volume del singolo granello. Tiene cioè conto della ‘rugosità’ superficiale dei granelli costituenti il substrato. Un maggiore rapporto tra superficie e volume del singolo granello si traduce naturalmente in una maggiore superficie di contatto tra le radici ed il substrato ma anche in una maggiore superficie a disposizione per la colonizzazione batterica. Generalmente ancora un alto rapporto superficie/volume del singolo granello garantisce una bassa densità del substrato. Questa va vista come una caratteristica utile che fa sì che il fondo non si compatti e rimanga sciolto e facilmente permeabile all’acqua e penetrabile dalle radici. Materiali in possesso di questa caratteristica, quali quelli di origine vulcanica (come la pomice o la pozzolana) oppure anche vari tipi di argilla espansa risultano ottimi da questo punto di vista fintantoché non hanno tendenza a galleggiare.

 

Caratteristiche chimiche. Da prendere in considerazione prevalentemente il pH e la quantità di sali solubili. Come abbiamo già detto un buon substrato, pur apportando nutrienti alle radici, non dovrebbe modificare sensibilmente la chimica dell’ acqua sovrastante. Idealmente cioè dovrebbe contenere una grande quantità di sali utili alle piante, ma mantenerli bloccati a sè finché le piante li richiedono senza cederli all’acqua della vasca. Il pH è bene che sia nei dintorni della neutralità o leggermente acido. Per quello che riguarda i sali solubili invece bisogna prevalentemente stare attenti a che il materiale usato non rilasci in acqua metalli pesanti o sostanze tossiche e che non presenti forti componenti calcaree.

Il carbonato di Calcio/Magnesio eventualmente presente infatti, in acque ricche di CO2 e leggermente acide (come quelle normalmente presenti negli acquari di piante) potrebbe, sciogliendosi, causare un’ innalzamento della quantità di bicarbonati e di sali di Calcio e Magnesio con conseguente aumento dell’ alcalinità (durezza carbonatica), della durezza totale e della conducibilità. Conseguentemente, ferma restando la quantità di CO2 somministrata, anche il pH aumenterebbe a seguito dell’incremento dell’ alcalinità.

Tutto questo potrebbe portare a variazioni nella disponibilità dei nutrienti (prevalentemente il ferro) poiché le molecole chelanti normalmente usate per veicolare questi sali (p. es.EDTA) sono meno stabili all’ aumentare del pH e della concentrazione di Calcio e Magnesio. Inoltre anche l’aumento della conducibilità e lo sbilanciamento dei rapporti tra i cationi (calcio, magnesio, potassio in primis) possono rappresentare un problema.

 

Tutto questo rischierebbe allora di creare scompensi nella nutrizione vegetale e va dunque evitato. La classica prova raccomandata in questi casi è di versare sopra un campione di ghiaietto una piccola quantità di un acido (p. es. di acido cloridrico, il comune acido muriatico in vendita per uso domestico) ed osservare la reazione. La presenza di carbonati (calcare) nel ghiaietto verrà evidenziata dalla formazione di schiuma ed effervescenza. Questa è causata dalla trasformazione dei carbonati in cloruri ad opera dell’acido cloridrico con sviluppo di gas (CO2).

 

Materiali diversi, diversi utilizzi

Abbiamo visto quindi quali sono i principali parametri che influenzano il comportamento e, conseguentemente, l’uso di un substrato in un acquario di piante. E’ arrivato allora il momento di esaminare più in dettaglio i singoli materiali utilizzabili, caratterizzandoli in funzione di quanto già sappiamo, valutandone l’utilità e definendo quindi la migliore modalità di utilizzo per ognuno di essi.

 

Sabbia. La sabbia è un materiale inerte non calcareo costituito prevalentemente di biossido di Silicio (SiO2). Non ha di per sè proprietà nutritive, ha una bassissima CEC (pochi millieq./100 g.) ed anche le sue caratteristiche fisico-meccaniche non lo rendono un fondo particolarmente utile in una vasca di piante. Non possiede generalmente la consistenza ideale per permettere di ancorarvi facilmente degli steli di piante (a meno che non sia abbastanza alta) e, nonostante abbia un elevatissimo rapporto superficie-volume dovuto alla minutezza del granello, il singolo granello risulta piuttosto compatto e non possiede un rapporto superficie – volume elevato. Queste caratteristiche fanno sì che la sabbia tenda spesso a compattarsi impedendo un buon ricircolo di acqua, ossigeno e nutrienti con l’acqua sovrastante. In generale quindi non è affatto una buona idea usarla come strato superiore alto più di pochissimi centimetri in substrati con strati inferiori ricchi di materiale organico. Si rischierebbe infatti di impedire un corretto approviggionamento di ossigeno agli strati inferiori del substrato ed il binomio sostanza organica e scarsità di ossigeno facilmente potrebbe mostrare tutta la sua pericolosità (vedi paragrafo dedicato ai batteri). In questi casi bisogna stare particolarmente attenti a non disturbare il substrato causando la liberazione di sostanze tossiche nell’acqua sovrastante.Tutto questo fa sì che la sabbia in acquario debba essere utilizzata in maniera ben ponderata e, generalmente, soltanto in casi specifici e generalmente con finalità puramente estetiche. Può risultare utile allora come copertura in zone circoscritte oppure in zone più profonde del substrato mischiata ad altri materiali più fertili per meglio distribuirli ed aumentarne la superficie di contatto con le radici.

 

Ghiaietto. Il ghiaietto normalmente usato in acquariofilia ha una granulometria prossima ai 3 mm e può essere ricavato da rocce di varia natura. Generalmente i costituenti base di questo ghiaietto sono rocce inerti quarzifere e/o granitiche. Oggigiorno vi sono in commercio anche ghiaietti di quarzo colorati artificialmente. Essendo inerti la loro scelta dipende unicamente da valutazioni estetiche personali.
Il comune ghiaietto ha, come ed ancor più della sabbia, una bassa CEC (pochi milliequivalenti/100 g) ed ha inoltre un limitato rapporto superficie-volume. Anche il granello di per sè ha un basso rapporto superficie – volume (è di solito molto compatto).


Non ha quindi utilità rilevante come fonte di nutrimenti per le piante.


Possiede comunque le caratteristiche fisiche adeguate (come la pesantezza) per rappresentare un buono strato di copertura superiore del substrato. Risulta facile ancorarvi gli steli delle piante e riesce facilmente a bloccare e contenere gli strati di substrato inferiori eventualmente più fini o leggeri.


La scelta corretta della granulometria gioca ovviamente sempre un ruolo importante, ed in fondo è generalmente solo questo parametro che dà al ghiaietto caratteristiche ed utilità distinte da quelle della sabbia.
I granelli del ghiaietto infatti devono possedere le dimensioni adeguate per permettere l’instaurarsi di buoni scambi di acqua ed ossigeno all’ interno del substrato, evitando anaerobiosi, ma evitando anche che le sostanze nutritive presenti nello stesso si diffondano troppo velocemente nell’ acqua sovrastante.


In queste condizioni inoltre le sostanze di rifiuto della vasca si possono insinuare tra i suoi interstizi, scivolando verso strati inferiori dove verranno decomposti dai batteri aerobi che colonizzano il substrato in sostanze più semplici capaci di venire assorbite dalle radici delle piante.


Un discorso un pò diverso andrebbe fatto per ghiaietti di origine vulcanica (pomice, pozzolana etc.). Questi sono più leggeri ed hanno granelli dotati di una notevole porosità. Questo aumenta molto il rapporto superficie-volume del singolo granello (e conseguentemente dell’intero substrato) aumentando la superficie di contatto tra radice e substrato e fornendo anche una valida superficie di insediamento per le colonie batteriche. Purché non galleggino risultano ancora più utili del normale ghiaietto e rappresentano dei substrati ideali per un acquario di piante.

 

Argilla. Quella che chiamiamo comunemente argilla è un mix di particolato di origine minerale (prevalentemente silicati di alluminio), povero di sostanza organica e la cui granulometria (dimensione del granello) è minore o uguale a 2 micron (cioè 2 millesimi di millimetro). Un terreno è detto quindi argilla più in funzione di caratteristiche fisiche (dimensione del granello) che chimiche. Va da sè a questo punto che il termine argilla è un pò troppo generico e bisogna discriminare.


Si hanno così molti tipi di argilla distinguibili (adesso sì) anche dalle loro caratteristiche chimiche; tra le quali: vermiculite, smectite, illite, clorite, caolinite etc.
Dal punto di vista acquariofilo il parametro di gran lunga più importante per un’ argilla è la già discussa CEC.
In funzione della CEC decrescente (espresso in milliequivalenti su 100 gr). avremo quindi:


Vermiculite -> 120
Smectite -> 100
Illite -> 30
Clorite -> 30
Caolinite -> 5


I vantaggi per le piante di avere le radici immerse in un’ argilla con elevata CEC e ‘saturata’ con NH4+ opp. K+ sono dunque evidenti. Ovviamente (e qui sta il punto) bisogna assicurarsi di avere il corretto tipo di argilla (p. es. Vermiculite o Smectite) e quindi che questa abbia i propri siti di scambio saturati con i cationi desiderati (NH4+, K+, Mg++ etc.) anziché con altri non voluti (come p. es. il Sodio).
Supponendo di avere trovato il tipo giusto resta poi il problema di come usarla al meglio.


A tal proposito va detto che vale più ancora per l’argilla quanto detto in precedenza per la sabbia; e cioè che l’ argilla non va usata come uno strato uniforme sopra altri strati ricchi di sostanza organica. Questo perchè, nonostante l’argilla in sommersione non si compatti e rimanga facilmente penetrabile dalle radici, può comunque impedire gli scambi idrici e di ossigeno attraverso di essa. Questo ovviamente porrebbe gli strati inferiori del substrato a rischio anossia con conseguente rischio di putrefazioni batteriche.


Questo rischio è invece virtualmente assente in substrati poveri di sostanza organica.


Da considerare inoltre che l’ argilla va ben protetta con strati superiori che impediscanoalle minuscole particelle che la compongono di andare in sospensione nell’acqua dell’acquario rendendola torbida. Questo può succedere inoltre quando si sradicano delle piante per lavori di manutenzione.


Lo scambio di fluido con la colonna d’acqua rimane comunque molto importante per ‘riattivare’ l’ argilla, portandola costantemente in contatto con altri cationi, provenienti dall’ acqua sovrastante, che possano legarsi a lei nei suoi siti di scambio per potere poi venire assorbiti dalle radici continuando il ciclo.


Ricapitolando dunque l’ argilla presenta il vantaggio (ma solo se del tipo giusto) di innalzare la CEC del substrato, cosa che però può essere sfruttata al meglio in un substrato che, pur contenendola in basso, non impedisca il ricircolo dell’acqua attraverso di essa.


Va detto infine che esistono anche substrati costituiti da argilla granulare, espansa e resa solida tramite calcinazione. Questi, pur non avendo la CEC della normale argilla in polvere contengono al loro interno una buona quantità di sali minerali che vengono ceduti lentamente, non provocano problemi di intorbidamento dell’acqua e non prevengono gli scambi di acqua e di ossigeno attraverso di essa. Queste argille costituiscono ottimi strati inferiori di substrati.


In generale invece un uso ottimale della comune argilla in acquario si ottiene in due casi:


1) Mescolandola uniformemente ad un terriccio più sciolto (per esempio pomice vulcanica) per distribuirla più uniformemente ed in quantità tali da non compromettere il lento ricircolo di acqua attraverso il substrato (ottenuto anche tramite cavetto riscaldante) al fine di aumentare la CEC del substrato.


2) Ponendo le classiche palline di argilla fertilizzata interrate, in piccole quantità, in prossimità delle radici delle piante con funzione di deposito di nutrienti.

Akadama. Soprattutto negli ultimi anni si è assistito ad una ‘scoperta’ di questo materiale in ambito acquaristico. L’akadama si presenta in granuli costituiti da un mix di argille a struttura cristallina (fillosilicati) ed amorfe (allofane ed imogolite).

 

Si tratta quindi di un materiale a base prevalentemente di silicati di alluminio, originaria di alcune zone vulcaniche giapponesi. Per le sue caratteristiche fisico meccaniche viene da sempre considerato il substrato di elezione per la coltivazione dei bonsai. Vista la sua origine vulcanica questi granuli sono stati soggetti a temperature e pressioni che li hanno compattati e parzialmente solidificati facendo sì, da una parte, che non si disfino immediatamente, perdendo la propria forma non appena in contatto con l’acqua, ma all’opposto lasciando il granulo abbastanza morbido e friabile da permettere alle radici di penetrarlo. E’ un materiale ad elevata CEC che all’ inizio adsorbe avidamente molti cationi.

 

Subito dopo averlo inserito in acquario si assiste infatti per un certo periodo di tempo all’ abbassamento della concentrazione di Calcio e Magnesio (e non solo) in acqua. La quantità di calcio e magnesio adsorbita da questo materiale è facilmente verificabile (e quantificabile) dall’abbassamento della durezza totale, come misurabile con un qualunque test colorimetrico. Passata questa fase l’Akadama si rivela un terriccio esente da ulteriori problemi ed in possesso di ottime qualità e caratteristiche.

In virtù della sua CEC mantiene a contatto delle radici i cationi adsorbiti dall’acqua. Si sfalda limitatamente e si compatta poco, mantenendosi facilmente permeabile alle radici, permettendo anche discreti scambi idrici e gassosi. In vista di queste caratteristiche risulta essere un ottimo substrato, che può dare il suo massimo mescolato ad una certa quantità di substrati più fertili nello strato inferiore del fondo e coperto da un ultimo e sottile strato di ghiaietto.

Questo fa sì che l’elevata CEC dell’Akadama riesca a mantenere confinate all’interno del substrato molte delle sostanze (quali l’ammonio) che la componente più fertile tende a rilasciare. Il sottile strato superiore di ghiaietto serve a rafforzare questo effetto evitando anche la dispersione della piccola quantità di melma prodotta dallo sfaldamento dell’ Akadama, pur permettendo alle radici delle piante di raggiungere gli strati inferiori più ricchi di nutrienti.

 

Torba. La torba è un tipo di suolo composto da resti di piante parzialmente decomposte. Si rinviene generalmente in luoghi umidi come paludi ed acquitrini, laddove il basso pH e la scarsità di ossigeno impediscono una completa decomposizione dei residui vegetali. Ha un alto titolo di cellulosa e lignina (a seconda anche delle essenze di provenienza) ed è ricca di acidi organici ed umici/fulvici. Gli acidi fulvici in particolare (componente solubile di questi acidi) risultano molto importanti grazie alle loro capacità di chelare e rendere così biodisponibili minerali importanti per la nutrizione vegetale (quali il ferro ed altri microelementi).
La torba ha una CEC piuttosto alta (100-150 meq./100g) ed in effetti viene ancora oggi usata come materiale filtrante per abbassare la durezza dell’acqua grazie alla sua capacità di trattenere cationi quali calcio e magnesio scambiandoli con ioni idrogeno.


Esistono comunque vari tipi di torba, le cui caratteristiche variano notevolmente.
Prevalentemente comunque possiamo dividere le varie torbe in due categorie: le torbe bionde (di sfagno) e le torbe brune.
Le torbe bionde di sfagno (come quelle provenienti dal nord Europa o dal Canada) in effetti non potrebbero neanche essere definite torbe, poiché non hanno subito i processi di decomposizione tipici che portano alla costituzione delle torbe vere e proprie.

Il risultato è appunto una ‘torba’ molto chiara caratterizzata da un pH molto basso (generalmente tra 3,5 e 4,5).
Generalmente non rilascia grandi quantità di materiale organico, però il bassissimo pH può creare dei problemi. Prima di tutto un pH eccessivamente basso può danneggiare direttamente le radici delle piante causandone l’ imbrunimento e la morte.

Anche prima di arrivare a questo comunque gli ioni idrogeno entrano in competizione con altri cationi creando problemi nell’assorbimento delle sostanze. Un pH troppo basso nel substrato inoltre può causare la solubilizzazione di eccessive quantità di ferro, alluminio ed altri metalli eventualmente presenti nel fondo con conseguenze disastrose. Va ricordato infatti che, nonostante molti di questi sali siano indispensabili per la nutrizione vegetale, un loro eccesso è potenzialmente letale per pesci e piante. Questo in conseguenza sia dello stress ossidativo che riescono ad ingenerare all’interno delle cellule e sia come effetto di vera e propria tossicità.

Ecco che va assolutamente evitato di miscelare in proporzioni rilevanti torbe acide e substrati lateritici (ferro) oppure argillosi (alluminio).
Si può prevenire questo mescolando alla torba del carbonato di calcio o di magnesio (o misto come p. es. la roccia dolomitica polverizzata). Come si può facilmente immaginare però questo non rappresenta una soluzione facile da mettere in atto (dosaggio) per cui è generalmente preferibile evitare l’ uso di questo tipo di torbe nel substrato o usarle in piccola quantità.
Il secondo tipo di torba disponibile è rappresentato dalla torba bruna. Questo tipo di torba è formato da residui vegetali che hanno subito appieno il processo di decomposizione-umificazione (come testimoniato dal colore scuro). Possiede anch’essa una elevata CEC ma a differenza della torba di sfagno ha un pH solo leggermente acido che si attesta generalmente tra 6,5 e 7,0. Non presenta quindi i problemi tipici della torba di sfagno e può essere usata con più tranquillità.


L’uso ottimale si ottiene posizionandola negli strati inferiori, mescolata ad altro materiale che ne permetta una distribuzione più uniforme (quale argilla espansa, pozzolana, akadama) e, magari, una piccola quantità di terriccio lateritico.


Va evidenziato che esiste anche una torba in granuli che, per la sua struttura, risulta estremamente utile e semplice da usare.
Una volta all’interno del substrato la cellulosa e la lignina che costituiscono la torba verranno lentamente decomposte producendo una buona quantità di anidride carbonica (CO2) che sarà molto utile per sostenere la crescita delle piante per un tempo anche piuttosto lungo (in funzione della quantità totale di torba utilizzata). Gli acidi umici e fulvici presenti nella torba svolgeranno importanti funzioni di mobilizzazione di elementi traccia, prevenendo eventuali tossicità ed anzi incrementandone la biodisponibilità. L’elevata CEC della torba inoltre sarà molto utile per immobilizzare e mantenere a contatto delle radici importanti cationi nutritivi.

 

Laterite. La Laterite è un tipo di suolo molto povero di macronutrienti e perciò di bassissima fertilità presente in varie zone del mondo, specialmente in climi tropicali. Nonostante risulti di per sè sterile ed inadatto alla crescita di specie vegetali può risultare però molto utile sotto certe circostanze come additivo nel substrato di un acquario.


In acquariofilia fu introdotta diversi anni fa dalla tedesca Dupla, che ne fece uno dei punti cardine della sua strategia di gestione di un acquario.


Il tipo di terreno di nostro interesse è un suolo bruno-rossastro costituito da particelle di diversa dimensione (ma usualmente molto piccola, andanti da quelle dell’ argilla a quelle della sabbia in percentuali variabili) e composto per la quasi interezza da ossidi ed idrossidi (prevalentemente di silicio e di metalli quali alluminio e ferro.
In particolare l’alta percentuale di ossidi ferrici (in fondo ruggine) conferisce alla laterite il suo tipico colore.


La Laterite può essere localmente rinvenuta in tutte le regioni del mondo che sono soggette (o lo sono state in epoche antecedenti) a climi tropicali o subtropicali, laddove suoli ricchi di argille sono soggetti a dilavamento prolungato ad opera di acque (piovane o altro) tenere ed acide. Questo porta all’ allontanamento da questi suoli della componente più leggera, nonché dei composti organici e dei minerali più solubili come carbonati, fosfati, nitrati, solfati e silicati. Alla lunga vengono dunque mantenuti e concentrati solo i sali meno solubili, quali gli ossidi e gli idrossidi di silicio, alluminio e ferro. Tutto questo richiede generalmente dei tempi molto lunghi (anche ere geologiche).


Da rimarcare infine come la laterite non sia un’ argilla (ha una bassa quantità di silicato di alluminio) e sia molto povera di sostanza organica e di sali minerali utili alle piante. Quella piccola porzione di argilla presente nella Laterite è generalmente caolinite con una bassa CEC.


Proprio questa è la differenza tra la laterite autentica e dei suoli che, a prima vista simili, possono identificarsi come suoli a componente lateritica ma che non sono laterite. Questi ultimi suoli sono in effetti generalmente delle argille che appaiono bruno-rossastre per via di una certa componente ferrosa. Ovvio che le caratteristiche chimico-fisiche ed il comportamento in acquario siano diversi.

La laterite risulta utile in acquario per due motivi:


1) Per bloccare e mantenere nel substrato anioni importanti per la nutrizione vegetale; primo tra tutti l’anione Fosfato. La laterite infatti, grazie al suo contenuto di ossidi di ferro e di alluminio, fa con gli anioni un pò quello che le migliori argille fanno con i cationi. Li adsorbe e li lega alla sua struttura esterna. Non si può parlare di CEC (non è definito il suo equivalente per gli anioni) ma il risultato è analogo.


2) Fornire un elemento importante quale il ferro alle radici delle piante.


Va detto che tra i due il punto fondamentale è senz’altro il primo, poiché ci sono ormai molti mezzi per fornire ferro alle piante. Non vi sono invece altri materiali e modi per per esplicare il lavoro che la laterite svolge come dal punto uno suddetto.


Naturalmente anche per la laterite valgono le considerazioni fatte per l’argilla circa la struttura del substrato. Il loro uso infatti risulta essere simile. In particolare bisogna far sì da permettere un buon ricircolo d’acqua e nutrienti attraverso il substrato e la laterite. Questo ricircolo è essenziale per sfruttare appieno le caratteristiche della laterite poiché permette l’ apporto costante a contatto della stessa dell’ anione fosfato presente nell’acqua della vasca. La laterite, immobilizzandolo e trattenendolo nel substrato, ne abbatte quindi la concentrazione nell’acqua che ritorna in vasca dal substrato.


Ecco allora che la laterite va usata negli strati inferiori del substrato distribuita uniformemente in un piccolo strato (magari miscelata ad altro materiale allo scopo di mantenere la permeabilità dello strato e l’uniformità della distribuzione). Il tutto va coperto con del materiale di granulometria adeguata a contenere la laterite evitando intorbidamenti all’acqua ma allo stesso tempo tali da non impedire il ricircolo. Come visto in precedenza qualche centimetro di substrato di granulometria tra 2 e 4 mm risulta adeguato.

 

Ancora va detto di come la laterite (così come anche i materiali ad elevato CEC) trovi nel cosiddetto ‘cavetto riscaldante’ il suo migliore alleato. Come vedremo più in dettaglio tra breve questo è in grado di facilita un corretto flusso di acqua e nutrienti attraverso il substrato.

 

Substrati commerciali

Un pò tutte le aziende che operano nel settore dell’acquariofilia mettono in commercio uno o più dei loro substrati. Generalmente si tratta di miscele di alcuni dei materiali da noi analizzati (sabbia, torba, argilla, pomice etc.) più una certa quantità di fertilizzante a lenta cessione. Due aziende in particolare hanno però proposto qualcosa di diverso negli ultimi anni.
I substrati normalmente offerti dalle aziende del settore come substrati fertili sono sostanzialmente delle miscele di sabbie di varia origine e terricci a base di torba opportunamente arricchiti con macro e micro elementi fertilizzanti. Vi entrano spesso a far parte anche dei materiali lateritici e della pomice o pozzolana. Questi substrati vanno utilizzati come strato di fondo e vanno poi ricoperti con materiale inerte con puro scopo di contenimento (generalmente ghiaietto).


In questo contesto sono sempre state pochissime le alternative. Negli ultimi anni in particolare la Statunitense Seachem (con la Flourite) e la Giapponese ADA con alcuni suoi substrati (ad esempio l’aquasoil Amazzonia) hanno proposto delle novità.


Queste due aziende infatti hanno commercializzato dei substrati, fertili con modalità ed in misura diverse, che possono usarsi come unici costituenti del fondo.
I loro due substrati già citati, in particolare, meritano quindi qualche parola.

 

ADA Aqua soil Amazonia. Si tratta di un materiale in granuli tondeggianti bruno scuri costituito prevalentemente da terre allofane, argille (come testimoniato dal suo contenuto di silicati di alluminio) e da ossidi di ferro miscelati e compattati. Contiene inoltre della sostanza organica ed altri minerali. In acqua si ammorbidisce e si può sbriciolare se sottoposta a pressione. Si mantiene quindi permeabile alle radici ma causa intorbidamento.

Ha una CEC discreta (tra 30 e 40 meq./100 g.) ed anche a causa di questo tende ad abbattere la durezza dell’ acqua nel primo periodo successivo all’ introduzione in acquario (adsorbendo calcio e magnesio). La sostanza organica che contiene, inoltre, causa nel primo periodo del suo utilizzo un rilascio notevole nell’ acqua dell’ acquario di ammonio. Questo fornisce molti nutrienti alle piante ma l’eccesso può causare un iniziale proliferazione algale.

Le due cose citate (abbassamento della durezza ed aumento dei composti azotati) costringono generalmente l’acquariofilo a consistenti e ravvicinati cambi d’acqua nel primo periodo dell’ allestimento. Passata questa prima fase ‘esplosiva’ (e problematica) si rivela un buon materiale. Riesce a fornire molti nutrienti (in particolare ferro e sostanze azotate) per un discreto periodo (non molto lungo comunque) alle piante e si può usare come substrato unico.

 

Seachem Flourite. La Flourite sembra in fondo dall’argilla sottoposta a calcinazione (cottura al forno) per indurirla e si presenta in forma di scaglie relativamente grosse, dalla forma irregolare e di vario colore. È un materiale piuttosto ricco di nutrienti (similmente all’aquasoil), ma ha una CEC molto bassa (pochi meq/100 g.) e la sua consistenza dura fa sì che questi nutrienti non vengano rilasciati in acqua con velocità apprezzabile.


Come conseguenza anche la velocità di assorbimento radicale non può essere molto elevata. Insomma non può fornire alle piante gli elementi di cui è in possesso con elevata velocità e, conseguentemente, non può garantire la rapidissima crescita possibile nel primo periodo in una vasca dotata di substrato ben fertilizzato. Questo però non va visto necessariamente come una limitazione e possiede anzi dei lati molto positivi.

In particolare la Flourite non presenta i problemi iniziali di destabilizzazione dell’acqua e probabili sviluppi algali per via dell’ ‘inquinamento’ causato dal rapidissimo rilascio di ù nutrienti tipico dell’ Aquasoil.
Conseguentemente non si esaurisce in breve tempo come fa l’Aquasoil e risulta quindi un substrato di notevole durata. Vista la sua durezza non si sfalda una volta posizionato e questo garantisce assenza di intorbidimento e ricircolo di acqua ottimale attraverso il substrato.


Anche la flourite, come l’aquasoil, può essere usata come substrato unico.

 

Dunque... che fondo scegliere?

Visti i vari tipi di substrato e le loro caratteristiche è allora inevitabile chiedersi quale sia la scelta migliore. La risposta a questa domanda è fondamentalmente che il substrato migliore in assoluto…. non esiste. Scelte diverse possono tra l’altro dare anche risultati analoghi in funzione di molti parametri e la scelta non può neanche prescindere da considerazioni soggettive legate all’ acquariofilo che gestisce l’acquario.


Nella scelta del substrato, al di là delle caratteristiche dei singoli materiali, entrano in gioco parametri quali il tipo di piante mantenute, la loro quantità, la velocità di crescita desiderata, il tipo di manutenzione necessaria e tanti altri.


Ma anche la disponibilità di tempo dell’ appassionato, lo scopo che si prefigge dal suo acquario, le sue conoscenze tecniche e non solo questo.


Rimarcando innanzitutto che ottimi acquari si ottengono anche con del ghiaietto inerte se si è esperti ed accorti con la fertilizzazione liquida, vediamo quali sono le possibili alternative.


I substrati costituiti da più strati con diversa concentrazione di nutrienti danno la possibilità di fornire alle piante dei fertilizzanti nella zona radicale evitando che queste sostanze vengano solubilizzate nell’ acqua sovrastante inquinandola. In questi casi si posiziona nello strato inferiore del substrato la componente più fertile e nello strato superiore la componente più inerte con scopi di contenimento della prima.


Questo tipo di approccio risulta ottimo in acquari con piante che assorbono molto dal loro apparato radicale, in vasche dalle quali non si pretende una crescita velocissima e nelle quali si presuppone non si debba alterare frequentemente la disposizione delle piante.


Pensiamo a vasche a bassa manutenzione e piante come Echinodorus e Cryptocoryne. La classica vasca da salotto insomma di chi vuole avere un bell’acquario che rimanga stabile per un discreto periodo e che non richieda un grosso impegno di tempo e lavoro.


In vasche invece molto ‘spinte’ (per esempio con forte illuminazione e diffusione di CO2) e popolate da una grande quantità di piante a stelo in rapida crescita risulta meno conveniente adottare un fondo costituito da varie stratificazioni. Queste vasche sono caratterizzate infatti dalla necessità di effettuare molte manutenzioni con conseguenti potature, sradicamenti e riposizionamenti di piante.


In questi casi è sostanzialmente inutile mettere in posa un substrato con varie stratificazioni che poi vengono rimescolate durante le operazioni di manutenzione. Può risultare inoltre rischioso per l’equilibrio della vasca portare in superficie i materiali concimati che erano destinati agli strati di fondo. In questi casi conviene adottare uno strato unico ed una diversa strategia.


Gli strati unici hanno invece il difetto di portare direttamente a contatto con l’acqua della vasca i nutrienti di cui sono costituiti. Quindi se sono molto concimati rischiano di inquinare l’acqua con conseguenti instabilità e pericolo di sviluppi algali. Viceversa, se sono scarsamente concimati, questo pericolo è molto minore ma è anche molto minore il ruolo e l’utilità che questi substrati possono avere nella nutrizione delle piante e, di contro, risulta maggiore l’importanza di una corretta nutrizione liquida.


Gli strati unici, ovviamente, possono venire rimescolati in seguito ad interventi di manutenzione della vasca senza alterare le caratteristiche del substrato e senza alcun inconveniente di carattere estetico.
Chi vuole uno strato unico può utilizzare dei substrati commerciali quali p. es. la Flourite della Seachem opp. i substrati ADA.
Chi preferisce utilizzare una stratificazione può usare negli strati più bassi del fondo un terriccio fertilizzato commerciale (di varie case) ricoperto da uno strato superiore di materiale meno fertile quale ghiaietto, pozzolana o anche akadama.


Chi volesse usare dei substrati ‘fai da te’ invece può strutturare il fondo come segue:


Strato inferiore di circa 2 – 3 cm. a base di: Pozzolana o argilla espansa o anche akadama (circa il 60 %) per aumentare la superficie di contatto e, possibilmente, la CEC.
Una certa quantità di torba bruna (circa il 30%) per aumentare la CEC e fornire carbonio organico e CO2 derivante dalla lenta decomposizione. Una quantità minore di terriccio lateritico (10 %) per fornire ferro e permettere l’adsorbimento di una certa quantità di fosfati.


Strato superiore di circa 3 cm. costituito da materiale di granulometria adeguata e che può essere del semplice ghiaietto o pozzolana opp. anche qualcosa di meno ‘inerte’ come l’akadama.
In acquari più grandi può essere aumentato tutto in proporzione.


Si può comunque, in alternativa, anche adottare un unico strato di materiale più o meno inerte come ghiaietto, pozzolana, akadama. etc. e poi inserire nel substrato delle sfere o degli stick concimanti laddove si ritiene che siano necessari.


Questo tipo di approccio può ovviamente essere utilizzato anche adottando un substrato unico di tipo commerciale (p. es. flourite).

 

Il fondo come riserva di nutrienti

Le piante acquatiche riescono a ricavare la maggior parte dei nutrienti a loro necessari sia dal substrato che dall’acqua senza particolari preferenze. In una vasca di piante è bene quindi fornire nutrienti sia attraverso l’acqua che il fondo. Una corretta fertilizzazione del fondo, in particolare, risulta importante per ‘tamponare’ eventuali squilibri momentanei tra i nutrienti che possono insorgere in acqua.
Si parla spesso delle preferenze di assorbimento da parte delle piante, cioè se queste preferiscano assorbire i nutrienti dalle foglie piuttosto che dalle radici.


In realtà le piante non si pongono problemi ed acquisiscono i nutrienti da dove sono più presenti senza grandi preferenze tra assorbimento fogliare (acqua) o radicale (substrato). Si basano per l’assorbimento sulla facilità con cui riescono ad effettuare lo stesso, data a sua volta prevalentemente dalla concentrazione dei nutrienti stessi.


Abbiamo accennato al fatto che è possibile ottenere un’ ottima crescita vegetale anche utilizzando un substrato inerte e fertilizzando invece la colonna d’acqua. Ciononostante risulta più semplice per il normale acquariofilo approfittare di questa possibilità ed abbinare alla fertilizzazione liquida dell’acqua l’uso di un substrato fertile.
Questo conferisce maggiore ‘robustezza’ al sistema acquario.


In questa situazione il fondo si esaurirà più lentamente poiché parte dei nutrienti usati dalle piante proverranno dall’acqua e le piante non confideranno solo sul substrato per l’approvvigionamento dei nutrienti.
Nello stesso tempo, qualora un nutriente dovesse diventare momentaneamente carente in acqua le piante potrebbero ricorrere alle riserve accumulate nel substrato per continuare a crescere evitando sintomi di carenza.


E’ proprio in questo che la fertilizzazione del fondo si rivela di straordinaria utilità. Sfruttando le caratteristiche del fondo infatti è possibile caricarlo di nutrienti come non è possibile fare con l’acqua. Ecco allora che il substrato può rappresentare una riserva di nutrienti da venire utilizzati all’occorrenza, quando la loro mancanza in acqua provocherebbe stasi e problemi nella crescita. Questo facilita molto la vita rendendo meno pressante il controllo dei parametri chimici dell’acqua ed il dosaggio dei nutrienti nella stessa. Questo, in mancanza della ‘riserva’ costituita dal fondo, richiederebbe una grande esperienza ed un impegno costante.

 

Spessore del fondo e ruolo dei batteri

Considerando unicamente le piante e le loro necessità di sviluppo radicale si può pensare che un substrato darà risultati tanto migliori quanto più è profondo. Più spazio avranno infatti le piante per il loro sviluppo radicale e ad uno sviluppo radicale maggiore equivale un più efficiente assorbimento.


In effetti in un acquario bisogna tenere conto di vari altri fattori, primo tra tutti la quantità di sostanza organica in esso contenuta.


Molto semplicemente possiamo dire che lo spessore ideale del fondo spazia tra un estremo inferiore ed uno superiore. Questi due sono dettati, rispettivamente, dalla necessità di fornire uno spazio adeguato allo sviluppo radicale e dai fenomeni chimico-biologici che si innescano nel substrato in funzione, essenzialmente, della quantità di ossigeno e di sostanza organica al suo interno.


A sua volta la quantità di ossigeno dipende dal ricircolo d’acqua che si riesce ad instaurare nel substrato, cosa che dipende dalla sua compattezza e dalla presenza di fattori che possano favorirlo (cavetto riscaldante, forte sviluppo radicale).


Lo spessore minimo del substrato è chiaramente funzione delle piante che vi trovano alloggio. Piccole piante di primo piano hanno generalmente sviluppo radicale ridotto e possono crescere anche in un substrato profondo pochissimi centimetri.


Piante più grandi (pensiamo a dei grossi Echinodorus) possono sviluppare un apparato radicale imponente e si avvantaggerebbero di un substrato parecchio profondo.
Come abbiamo detto però subentrano altri fattori che poco hanno a che fare con le piante, bensì con la trasformazione cui va incontro la sostanza organica all’interno del substrato ad opera degli onnipresenti batteri.
Così, in particolare, un substrato costituito unicamente da ghiaietto inerte o sabbia non fertilizzati può anche essere molto profondo (decine di centimetri) senza paura di incorrere in problemi.


Uno con grande quantità di sostanza organica deve necessariamente essere meno profondo poiché si rischierebbe anossia con possibile produzione di sostanze pericolose. Tutto questo poiché il fondo è una entità viva, in cui si svolgono importanti processi chimici ad opera dei batteri residenti. Questi processi influenzano la chimica del substrato e la disponibilità dei nutrienti e vanno quindi conosciuti.

 

Vediamo quindi cosa succede ad opera dei batteri addentrandosi all’interno di un substrato.

Il ruolo dei batteri. In un acquario sussistono innumerevoli colonie batteriche, che si sviluppano nutrendosi delle sostanze organiche e minerali presenti. Il substrato, come abbiamo già detto, fornisce un ottimo mezzo di ancoraggio per lo sviluppo di vaste colonie di svariate specie di batteri. Ognuna di queste specie ha ovviamente le sue necessità vitali e nutritive.


Tra le prime colonie batteriche che si sviluppano in un substrato vi sono vari ceppi di batteri eterotrofi che trasformano la sostanza organica in presenza di ossigeno. La sostanza organica è fornita dai residui vegetali, di mangime e dalle deiezioni dei pesci che si accumulano sulla superficie del substrato e dai materiali organici che abbiamo volutamente introdotto al suo interno.


Le sostanze prodotte, ammonio in primis, forniranno il substrato nutritivo per le colonie di batteri che operano la nitrificazione e che trovano anch’essi alloggio sulla superficie dei granelli del substrato (così come nel filtro e su varie superfici). Anche questi ceppi batterici trasformano il loro nutrimento in presenza di ossigeno, consumandolo.


L’ossigeno è fondamentalmente fornito dall’acqua dell’acquario. Man mano che ci si addentra all’ interno del substrato, ma solo in presenza di sostanza organica, l’ossigeno viene consumato dall’attività batterica e la sua concentrazione diminuisce velocemente.


Questo innesca un cambiamento metabolico in varie popolazioni batteriche (che riescono così ad operare in scarsità di ossigeno) ed allo stesso tempo anche un progressivo cambiamento di popolazioni batteriche.
Così ceppi che abbisognano di ossigeno cedono via via il passo ad altri che possono (o addirittura devono) vivere e nutrirsi della sostanza organica in scarsità di ossigeno o addirittura in sua assenza.
La diminuzione del potenziale redox che accompagna quella dell’ossigeno influenza particolarmente questo cambiamento permettendo alle popolazioni batteriche nel substrato di usare elementi altri che l’ossigeno come accettori di elettroni per potere portare a compimento la trasformazione della sostanza organica.


Così, la diminuzione di potenziale redox e di ossigeno può innescare dapprima la riduzione dei nitrati in composti dell’azoto più semplici quali ossidi di azoto (N2O, NO) o addirittura azoto gassoso (N2).
Successivamente anche gli stati ossidati (trivalenti) di Ferro e Manganese possono essere utilizzati come accettori di ossigeno venendo ridotti in bivalenti maggiormente solubili.


In totale assenza d’ossigeno ed a livelli di potenziale redox prossimi a zero infine batteri appartenenti al ceppo dei Desulfovibrio possono addirittura utilizzare l’anione Solfato come accettore di elettroni per degradare composti organici semplici come p.es. l’acido acetico, producendo nel contempo grandi quantità di Idrogeno Solforato (H2S).
Andando oltre e raggiungendo potenziali redox negativi altri ceppi batterici possono addirittura innescare la produzione di metano.
Inutile dire che queste sostanze possono essere molto dannose per le radici delle piante o essere addirittura letali per gli ospiti della vasca qualora un rimescolamento del substrato dovesse portare ad una loro improvvisa liberazione nell’acqua della vasca.


In generale invece va detto che, anche qualora si formassero, a meno di improvvise movimentazioni del substrato non rappresenterebbero un grosso problema. Infatti, normalmente, ad una loro eventuale produzione nel fondo del substrato farebbe seguito la loro diffusione verso gli strati superiori, dove la presenza di condizioni diverse (redox ed ossigeno) ed i ceppi di batteri residenti provvederebbero prontamente a ridurle in composti via via meno pericolosi.


Tra l’altro il ferro presente nel substrato (p. es. da laterite) riesce a detossicare l’idrogeno solforato reagendo con esso per formare Solfuro ferrico (FeS). La sua presenza si può spesso individuare tramite uno strato di colore nero in prossimità del fondo del substrato (visibile attraverso il vetro).


Tutto questo, va ribadito, in presenza di sostanza organica nel substrato, poiché in mancanza di questa i batteri non si svilupperebbero per mancanza di materiale nutritivo. Ecco perchè i substrati sterili quali quelli costituiti da semplice sabbia o ghiaietto possono essere anche molto alti. Con substrati via via più alti invece bisogna prestare molta attenzione a non introdurre un eccesso di sostanza organica mettendo altresì in atto quegli accorgimenti che possano garantire un buon ricircolo d’acqua e di ossigeno (bassa densità del substrato, cavetto riscaldante etc.).


Va rimarcato inoltre come le piante non abbiano problemi a sviluppare le proprie radici in ambienti anossici, riuscendo anche a trasportare da loro l’ossigeno nella propria rizosfera.
I problemi legati ai substrati anossici sono allora semplicemente legati alla trasformazione anaerobica della sostanza organica ed alle sostanze prodotte dai batteri a partire da questa all’interno del substrato.

 

Riscaldare il fondo?

Il cavetto riscaldante fece la sua comparsa parecchi anni fa ad opera di una nota casa tedesca. Negli ultimi anni il suo uso è andato diminuendo molto, anche per via dei costi elevati a cui era/è proposto dalle aziende del settore. Molti inoltre sono tuttora scettici circa la sua utilità. Ciononostante il riscaldamento del fondo ad opera del cavetto sottosabbia può portare dei sensibili benefici in un acquario ed a questi si deve la nostra trattazione.

Sono passati ormai molti anni da quando l’ azienda tedesca Dupla propose l’uso del cavetto riscaldante a basso voltaggio da collocare sul fondo dell’acquario (abbinato alla laterite) come uno dei cardini della propria strategia acquaristica Varie altre aziende, tra cui l’altra tedesca Dennerle seguirono la scia e fecero altrettanto.

Il cavetto riscaldante non è altro che una resistenza elettrica a filo immersa in una guaina impermeabile siliconica che si riscalda quando è percorsa da corrente elettrica. Il riscaldamento del fondo tramite cavetto serve principalmente a:

1) Aiutare l’instaurarsi di correnti convettive nel fondo che possano favorire un ricircolo di acqua e nutrienti attraverso di esso.

2) Riscaldare il fondo evitando alle piante i cosiddetti ‘piedi freddi’ (dovuti prevalentemente alle stanze fredde in inverno).

3) Incrementare il metabolismo cellulare radicale e batterico. Per quello che riguarda il punto uno va detto che la circolazione d’ acqua favorita dal cavetto sottosabbia serve prevalentemente ad abbattere vari ioni nutritivi in acqua, portandoli a contatto con certe particelle nel substrato che posseggono la capacità di adsorbirli e quindi ivi immobilizzarli. Lentamente poi questi ioni possono anche essere assorbiti dalle piante tramite le radici.

E’ palese quindi che, per verificarsi la situazione suddetta, il cavetto sottosabbia deve essere associato a due tipi particolari di substrato, quali:

1) Un substrato ad alta CEC come la torba opp. l’argilla (per le loro capacità di adsorbire cationi quali ammonio, potassio, calcio, magnesio.

2) Un substrato a base di ossidi di ferro ed alluminio come la laterite per la sua capacità di adsorbire gli anioni come il fosfato.

Deve essere inoltre associato a materiali che non impediscano il ricircolo dell’ acqua e, conseguentemente, lo scambio di nutrienti tra substrato stesso e colonna d’acqua sovrastante.

Dunque il cavetto serve essenzialmente a guidare verso il fondo i nutrienti ed a mantenerli lì sfruttando la capacità che hanno particolari substrati nel trattenerli.

Non sarebbe saggio invece usare il cavetto in presenza di substrati fertilizzati ed in assenza di materiali ad alta CEC e di laterite. In questi casi infatti il flusso non sarebbe un’alleato poiché servirebbe unicamente a favorire il rilascio in acqua dei nutrienti contenuti nel substrato. I risultati sarebbero facilmente prevedibili.

Ma vediamo adesso più in dettaglio come si usa e come funziona il cavetto sottosabbia.

Bisogna innanzitutto dire che questo va posizionato a serpentina sul fondo dell’acquario, scostato un paio di centimetri dal fondo. Sotto di esso è bene disporre del substrato di granulometria grossolana che seva unicamente a sostenere il cavetto permettendo un buon ricircolo d’acqua. Il cavetto va poi disteso sopra questo strato avendo cura di distanziare le spire di 4 – 5 centimetri e di coprire con esse tutto il fondo dell’ acquario. Su di esse va poi disposto uno strato di materiali ad alta CEC (argilla espansa, torba, argilla, akadama etc.) e del materiale in grado di adsorbire gli anioni (ossidi di ferro come quelli presenti nella laterite) avendo cura che il tutto non si compatti troppo. Come ultimo strato si può mettere a copertura del ghiaietto di varia natura e della giusta granulometria (3 – 4 mm.) che permetta la copertura degli strati sottostanti e ne prevenga l’ eventuale galleggiamento, ma senza impedire nel contempo il ricircolo idrico.

Il flusso è favorito dalla differenza di temperatura tra le spire e le zone ad esse intermedie, instaurandosi al raggiungimento di una differenza soglia (delta). Al di sopra di questa soglia una maggiore differenza sarà in grado di causare un maggiore ricircolo. Ovviamente però non possiamo salire troppo di temperatura, perchè le radici delle piante ne soffrirebbero. I batteri nitrificanti stessi non amano temperature sensibilmente superiori ai 30 gradi e non conviene salire sopra 35 gradi.

Ecco quindi che una temperatura del substrato di circa 34 – 35 gradi centigradi si configura come limite massimo. Da precisare che, proprio a causa di questa restrizione, il cavetto riscaldante non può venire utilizzato come mezzo per riscaldare l’acqua della vasca.

Il riscaldamento della vasca dovrà giocoforza essere affidato ad un normale termoriscaldatore che funzionerà in maniera indipendentemente dal cavetto riscaldante sottosabbia.

Nel dettaglio quello che poi succede in relazione al cavetto è che nelle zone ad esso sovrastanti l’acqua riscaldata tenderà a salire, venendo rimpiazzata da quella più fredda proveniente dalla vasca sovrastante che scenderà insinuandosi nel substrato nelle zone non riscaldate tra due spire adiacenti. Si creano quindi dei cicli di acqua fredda – calda all’interno del substrato con conseguente ricircolo di nutrienti.

I nutrienti provenienti dalla vasca vengono spinti dentro il substrato insieme all’acqua più fredda ed una volta nel substrato vengono adsorbiti dai materiali che conosciamo lasciando che nella vasca sovrastante torni un’acqua più calda e povera di nutrienti. Ovviamente il substrato sovrastante il cavetto costituisce un disturbo al corretto instaurarsi dei suddetti moti convettivi e perchè tutto funzioni è necessario che il substrato non sia compatto al punto da impedire il flusso e l’instaurarsi della necessaria alternanza tra zone più calde (che genereranno il flusso ascendente) e zone più fredde (che permetteranno l’instaurarsi del flusso discendente).

Va da sè che il ricircolo di acqua instaurato dal cavetto fa sì che sia garantito anche il punto 2 della nostra trattazione. Il ricircolo infatti fa sì che il substrato non possa assumere temperature molto più basse di quelle dell’acqua sovrastante. Questo invece può rappresentare un problema per gli acquari tenuti in stanze poco riscaldate nel periodo invernale. In queste vasche la temperatura dell’ acqua è garantita dal termoriscaldatore ma il substrato, in mancanza di un adeguato ricircolo/riscaldamento, può assumere la temperatura della stanza che ospita la vasca che può essere anche di parecchi gradi inferiori. Per farla breve, le piante non gradiscono di avere stelo e foglie a 25 gradi ed apparato radicale a 15.

Si stima che mediamente un aumento di 10 gradi porta ad un incremento del metabolismo cellulare del 100% e questo ci può fare comprendere quanto sia necessario garantire temperature adeguate all’interno del substrato se si vuole che le piante sfruttino appieno le capacità di assorbimento del proprio apparato radicale. Analogamente un aumento di temperatura nel substrato porta ad un incremento dell’ attività batterica con conseguente più rapida mineralizzazione delle sostanze organiche presenti nel substrato in nutrienti per la massa vegetale.

Da questo si evince come anche il punto 3 della nostra trattazione non vada sottovalutato.

In conclusione vorremmo precisare che il cavetto non è l’ unico modo di riscaldare il fondo. In commercio ci sono anche delle apposite piastre da posizionare generalmente sotto la lastra di vetro che costituisce il fondo della vasca. Va detto che queste piastre sono senz’altro utili per quanto riguarda i punti 2 e 3 suddetti, ma servono poco per quello che riguarda il punto 1. L’instaurarsi di buoni moti convettivi infatti è dettato dalla alternanza di regioni calde e fredde nel substrato e questo viene impedito dalla uniformità con cui queste piastre distribuiscono il calore al substrato.

 

Rifertilizzare il fondo

Supponendo di avere optato per un fondo fertilizzato, è ovvio chiedersi quanto possa durare. Le variabili in gioco sono veramente tante e la risposta a questo quesito è particolarmente complicata. In ogni caso prima o poi, esauritasi le riserve di nutrienti nel substrato, ci toccherà riallestire la vasca. Ovviamente non sempre questo è fattibile e si preferisce quindi rifertilizzare. Vediamo come.

Quanto dura un substrato fertilizzato? Dare una risposta precisa a questa domanda è praticamente impossibile, poiché tutto dipende da una grande quantità di variabili, tra le quali comunque fondamentali risultano la quantità iniziale di nutrienti in esso, la velocità con cui li cede e di contro la velocità con cui li assorbono le piante. La velocità di assorbimento della massa vegetale a sua volta dipende dalla quantità e dal tipo di piante presenti e dal loro tasso di crescita (che dipende a sua volta da svariati altri fattori). Dipende inoltre da come è strutturato il fondo, dal ricircolo di acqua in esso, dalla sua CEC e da una miriade di altre variabili secondarie.

In generale va detto che un fondo fertilizzato in partenza, anche il fondo meglio costruito, non dura più di 1 - 2 anni.

Alla fine si presentano varie alternative:

La più radicale è ovviamente quella di disfare l’acquario e rifarlo a partire dal substrato. La vita media di molte vasche è in effetti inferiore a questo periodo, per cui la durata dettata dall’esaurimento dei nutrienti nel fondo non rappresenta in questo caso una limitazione.

Oppure si può scegliere di mantenere il substrato invariato, confidando nei nutrienti apportati dalla quantità di sostanze derivanti da decomposizione (sedimento) che vi si accumulano (cibo per pesci, materiale animale e vegetale in decomposizione etc.). In certi casi (presenza di una fauna ittica consistente) la quantità di sedimento e nutrienti che vi si accumulano può risultare addirittura eccessiva. In ogni caso, come abbiamo visto, si può sopperire ad una minore fertilità del substrato fornendo una maggiore quantità di nutrienti nell’ acqua sovrastante.

In generale può risultare molto utile l’introduzione ed il mantenimento in vasca di una popolazione di lumache del genere Melanoides (M. Tuberculata). Queste lumache vivono nel fondo nutrendosi di detriti e conseguentemente trasformandoli. Nel fare questo rovistano nel fondo rimescolando la superficie e permettendo la distribuzione del materiale organico negli strati inferiori. Risultano inoltre degli ottimi indicatori dello stato del fondo, poiché sono piuttosto sensibili a varie sostanze tossiche che potrebbero svilupparsi all’interno del substrato. Evidenziano allora questa eventualità con la fuga dal substrato stesso e la scalata delle pareti di vetro della vasca.

Si possono inoltre rifertilizzare delle zone circoscritte del fondo con degli sticks fertilizzanti inseriti sotto le piante a maggiore sviluppo radicale e/o che richiedono maggiore quantità di nutrimento per questa via.

In commercio vi sono vari prodotti di diverse marche commercializzati con questo scopo.

Chi volesse provare a far da sè può inserire una piccola porzione di stick fertilizzanti a lenta cessione in uso per le piante da appartamento all’interno di una certa quantità di argilla dando al tutto una forma sferica e badando bene a mantenere il fertilizzante al centro della sferetta. La sferetta di argilla va quindi fatta asciugare e successivamente inserita nel substrato sotto le piante che si ritiene ne abbiano bisogno.

L’argilla impregnandosi d’acqua diventerà più morbida permettendo alle radici di penetrarla e di arrivare al fertilizzante al suo interno. Nel frattempo però l’argilla intorno a questo non perderà la sua forma ed anche grazie alla sua CEC impedirà agli elementi fertilizzanti situati al suo interno di disperdersi velocemente con rischio di sovrafertilizzazione e dei problemi che ne derivano (alghe in primis).

Consigliamo infine di scegliere, tra gli stick fertilizzanti in commercio, quelli con il più alto titolo in potassio ed il più basso in fosforo ed Azoto. Sarebbe preferibile inoltre che l’azoto presente si trovi in maggior misura sotto forma nitrica e solo marginalmente sotto forma ureica e/o ammoniacale.

Un altro ottimo consiglio in questi casi è quello di calcolare le quantità totali di fosforo ed azoto ed utilizzare quella quantità di fertilizzante che anche se fosse rilasciata in acqua tutta allo stesso tempo non innalzerebbe i valori di fosfati e nitrati in maniera preoccupante. Questi valori potrebbero essere considerati ad esempio 30 mg/l di nitrati e 4 mg/l di fosfati.

E’ questa ovviamente una ipotesi di caso peggiore che ragionevolmente non si verificherà comunque mai e che ci consentirà di stare tranquilli.

Dobbiamo inoltre ricordare ancora una volta che l’impiego congiunto nel substrato di elementi ad alta CEC, di ossidi di alluminio e/o (preferibilmente) di ferro in unione ad un buon ricircolo di acqua attraverso il substrato stesso (come quello ottenibile tramite un cavetto riscaldante) possono garantire una notevole ‘durata’ del substrato, con conseguente stabilità della vasca a lungo termine.

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