Řízení amoniaku v rybnících

Koncentrace amoniaku je obecně nejnižší v létě a nejvyšší v zimě.

V zimě

Obvykle se předpokládá, že v zimě amoniak nepředstavuje problém, protože množství krmení je velmi nízké. (Ryby se krmí pouze v nejteplejších dnech zimy, obvykle když je teplota vody vyšší než 50 °F). Koncentrace amoniaku však bývá v zimě vyšší (2,5 až 4,0 mg/l nebo i vyšší) než v létě (méně než 0,5 mg/l) (obr. 3).

Relativně nízkou koncentraci během léta lze přičíst intenzivní fotosyntéze řas, která amoniak odstraňuje. Během zimy řasy přijímají jen málo amoniaku, ale přísun amoniaku pokračuje, především z rozkladu organických látek, které se nahromadily na rybničním sedimentu během vegetačního období. Obecně lze říci, že velikost a trvání vysokých koncentrací amoniaku během pozdního podzimu a zimy souvisí s celkovým množstvím krmiva přidaného do rybníka během předchozího vegetačního období.
Třicetidenní chronické kritérium pro amoniak (jako dusík) v zimě se pohybuje v rozmezí přibližně 1,5 až 3,0 mg/l v závislosti na pH. Koncentrace amoniaku v zimním období toto kritérium obvykle překračují. To může u ryb způsobit stres v ročním období, kdy je imunitní systém ryb kvůli nízké teplotě potlačen.

Po rozpadu vodního květu řas

Některé rybníky mají velmi hustý vodní květ řas, kterému dominuje jeden nebo dva druhy. Z důvodů, které nejsou dobře známy, dochází u těchto květů k velkolepému kolapsu, často nazývanému „havárie“, kdy všechny řasy náhle uhynou. Když k tomu dojde, koncentrace amoniaku prudce vzroste, protože hlavní mechanismus odstraňování amoniaku – pohlcování řas – je eliminován. Rychlý rozklad odumřelých řas snižuje koncentraci rozpuštěného kyslíku a pH a zvyšuje koncentraci amoniaku a oxidu uhličitého. Po rozpadu květu řas se koncentrace amoniaku může zvýšit na 6 až 8 mg/l a pH může klesnout na 7,8 až 8,0. Čtyřdenní chronické kritérium, které je vhodné použít po rozpadu květu řas, se pohybuje v rozmezí přibližně 2,0 mg/l při pH 8,0 až 3,0 mg/l při pH 7,8. V případě, že se koncentrace amoniaku v řasách zvýší, je třeba ji snížit. Proto může koncentrace amoniaku po rozpadu květu řas překročit 4denní chronické kritérium.

Příležitostně v pozdních odpoledních hodinách na konci léta nebo na začátku podzimu

Sezónní kolísání koncentrace amoniaku závisí na hustotě řas a fotosyntéze. Když jsou tyto faktory vysoké, je koncentrace amoniaku nízká. Denní kolísání koncentrace toxického, neionizovaného amoniaku závisí na změnách pH (v důsledku fotosyntézy) a v mnohem menší míře na teplotě (obr. 2). Koncem léta nebo začátkem podzimu se koncentrace amoniaku začíná zvyšovat, ale denní změny pH zůstávají velké. V těchto situacích mohou být ryby vystaveny koncentracím amoniaku, které překračují akutní kritérium, po dobu několika hodin denně. Pokud je pozdě odpoledne pH přibližně 9,0, je akutní kritérium přibližně 1,5 až 2,0 mg/l celkového amoniakálního dusíku. Koncentrace celkového amoniakálního dusíku v létě jsou obvykle nižší než 0,5 mg/l, takže ryby pravděpodobně nebudou stresovány, pokud je pozdně odpolední pH nižší než 9,0.
Je obtížné přesněji určit riziko toxicity amoniaku kvůli nedostatkům v metodice používané při výzkumu. Téměř všechny testy toxicity amoniaku jsou prováděny v systémech, které udržují konstantní koncentraci amoniaku. Tyto podmínky neodrážejí kolísající koncentrace NH3 v rybnících. Proto je třeba být opatrný při aplikaci výsledků výzkumu na výrobní situace. Například v jedné studii byl růst sumce velkého vystaveného konstantní koncentraci amoniaku 0,52 mg/l NH3 snížen o 50 % ve srovnání s rybami, které nebyly vystaveny této koncentraci. Krátká (dvou- až tříhodinová) denní expozice 0,92 mg/l NH3 (jaká může nastat v rybnících) však neměla vliv na růst a poměr konverze krmiva. Dalším komplikujícím faktorem je skutečnost, že mnoho ryb se může aklimatizovat na opakované vystavení vysokým koncentracím neionizovaného amoniaku.

Možnosti řízení amoniaku

V ojedinělých případech je koncentrace amoniaku natolik vysoká, že způsobuje problémy. Jaké praktické kroky lze podniknout, pokud k tomu dojde? Stručná odpověď zní – nic moc.
Teoreticky existuje několik způsobů, jak snížit koncentraci amoniaku, ale většina přístupů je pro velké rybníky používané v komerční akvakultuře nepraktická. Následuje diskuse o některých možnostech, jejich praktičnosti a účinnosti.

Zastavení krmení nebo snížení krmné dávky

Primárním zdrojem téměř veškerého amoniaku v rybnících jsou bílkoviny v krmivu. Když se bílkoviny krmiva zcela rozloží (metabolizují), vzniká v rybách amoniak, který se vylučuje žábrami do vody v jezírku. Proto se zdá být rozumné dojít k závěru, že hladinu amoniaku v rybnících lze regulovat manipulací s rychlostí krmení nebo množstvím bílkovin v krmivu. To je do jisté míry pravda, ale záleží na tom, zda ji chcete kontrolovat krátkodobě (dny) nebo dlouhodobě (týdny nebo měsíce).
Krátkodobě má prudké snížení krmné dávky jen malý okamžitý vliv na koncentraci amoniaku. Ekologický důvod je založen na složitém pohybu velkého množství dusíku z jedné z mnoha složek ekosystému jezírka do druhé. Snahu snížit hladinu amoniaku zadržováním krmiva lze v podstatě přirovnat k pokusu zastavit plně naložený nákladní vlak jedoucí maximální rychlostí – lze to provést, ale trvá to dlouho.
Producenti mohou snížit riziko v dlouhodobém horizontu úpravou krmné dávky i hladiny bílkovin v krmivu. Omezte krmivo na množství, které bude spotřebováno. V polovině léta by maximální denní dávka krmiva měla být 100 až 125 liber na akr. Konzervativním krmením lze minimalizovat možnost vysokého obsahu amoniaku v rybnících a rizika spojená se subletální expozicí (nemoci, špatná konverze krmiva, pomalý růst).

Zvýšit provzdušňování

Toxická forma amoniaku (NH3) je rozpuštěný plyn, proto někteří producenti považují provzdušňování rybníků za jeden ze způsobů, jak se zbavit amoniaku, protože urychluje difúzi plynného amoniaku z vody v rybnících do vzduchu. Výzkum však prokázal, že provzdušňování je při snižování koncentrace amoniaku neúčinné, protože objem vody ovlivněný provzdušňovači je ve srovnání s celkovým objemem jezírka poměrně malý a protože koncentrace plynného amoniaku ve vodě je obvykle poměrně nízká (zejména ráno). Intenzivní provzdušňování může ve skutečnosti koncentraci amoniaku zvyšovat, protože dochází k suspendování rybničních sedimentů.

Přidání vápna

Dlouho se předpokládalo, že vápnění rybníků snižuje koncentraci amoniaku. Ve skutečnosti by použití vápníků, jako je hydratované vápno nebo pálené vápno, mohlo potenciálně špatnou situaci ještě zhoršit, protože by způsobilo náhlé a velké zvýšení pH. Zvýšení pH posouvá amoniak směrem k formě, která je pro ryby toxická. Vápník obsažený ve vápně navíc může reagovat s rozpustným fosforem, čímž jej z vody odstraní a učiní jej pro řasy nedostupným.
V rybnících s podobnou hustotou řas jsou denní výkyvy pH ve vodách s nízkou alkalitou extrémnější než ve vodách s dostatečnou alkalitou (více než 20 mg/l jako CaCO3; viz publikace SRAC č. 464). Vápnění proto může zmírnit extrémní hodnoty pH, zejména ty, které se vyskytují v pozdních odpoledních hodinách, kdy je podíl celkového amoniaku, který je v toxické formě, nejvyšší. Tato technika je však účinná pouze u rybníků s nízkou alkalitou. Většina rybníků s chovem ryb má dostatečnou alkalitu. Zvýšení alkality nad 20 mg/l ve formě CaCO3 nepřinese další přínos. Vápnění navíc neřeší základní příčiny vysoké koncentrace amoniaku; pouze posouvá distribuci amoniaku z toxické formy na netoxickou tím, že zmírňuje vysoké pH v odpoledních hodinách.

Hnojení fosforem

Většinu amoniaku vylučovaného rybami přijímají řasy, takže vše, co zvyšuje růst řas, zvyšuje příjem amoniaku. Z této skutečnosti vychází myšlenka hnojení rybníků fosforečným hnojivem, aby se snížila hladina amoniaku. Za „normálních“ podmínek však řasy v rybnících kvetou velmi hustě a rychlost jejich růstu je omezena dostupností světla, nikoli živin, jako je fosfor nebo dusík. Proto přidání fosforu nijak nepřispívá ke snížení koncentrace amoniaku, protože řasy již rostou tak rychle, jak je to za převládajících podmínek možné.
Nejvyšší koncentrace amoniaku v rybnících se objevují po rozpadu květu řas. Hnojení, zejména fosforem, může urychlit obnovení květu, ale většina rybníků má dostatek rozpuštěného fosforu (a dalších živin) pro podporu květu a další nepotřebuje.

Zmenšete hloubku rybníka

Růst řas (a tedy i rychlost příjmu amoniaku řasami) v rybnících je omezen dostupností světla. Cokoli, co zvyšuje množství světla, zvyšuje příjem amoniaku. Teoreticky budou husté porosty řas v mělkých jezírkách odstraňovat amoniak účinněji než stejně husté porosty v hlubších jezírkách. Celkově však pravděpodobně existuje více výhod spojených s hlubšími rybníky (např. snadnější výlov ryb, úspora vody, stabilnější teploty, menší vliv sedimentace na interval mezi renovacemi).

Zvětšit hloubku rybníka

Je zřejmé, že hlubší rybníky obsahují více vody než mělčí rybníky. Proto by při daném množství krmení měla hlubší jezírka vykazovat nižší koncentrace amoniaku, protože je zde více vody, která ředí amoniak vylučovaný rybami. Ve skutečnosti hlubší rybníky obvykle nemají dostatek vody k významnému zředění amoniaku v porovnání s velkým množstvím amoniaku, který neustále proudí mezi různými biotickými a abiotickými složkami rybníků. Kromě toho je v hlubších rybnících větší pravděpodobnost stratifikace a spodní vrstva rybniční vody (hypolimnion) se může obohacovat amoniakem a ochuzovat o rozpuštěný kyslík. Když se tato vrstva vody při „obratu“ smísí s povrchovou vodou, může dojít k vážným problémům s kvalitou vody.

Vypláchněte rybník vodou ze studny

Amoniak lze z rybníků vyplavit, i když čerpání obrovského objemu vody, které je k tomu u velkých komerčních rybníků potřeba, je nákladné, časově náročné a zbytečně neekonomické. Je také klamavě neúčinné jako nástroj pro řízení amoniaku. Předpokládejme například, že koncentrace amoniaku v plném rybníku o rozloze 10 akrů je 1 mg/l. Koncentrace amoniaku po nepřetržitém čerpání 500 g/min po dobu 3 dnů (což odpovídá asi 8 palcům vody) bude 0,90 mg/l, což představuje pokles o pouhých 0,10 mg/l.
Namísto pouhého protékání vody rybníkem jako ve výše uvedeném příkladu nyní předpokládejte, že se z rybníka před doplněním vody ze studny vypustí asi 8 palců vody. V tomto případě bude pokles koncentrace amoniaku o něco větší (na 0,83 mg/l), ale ani tento pokles není v nouzové situaci dostatečný, zejména když se vezme v úvahu dodatečná doba potřebná k vypuštění vody před opětovným naplněním. Rozdíl v obou scénářích proplachování souvisí s mísením vody z rybníka s čerpanou vodou před vypouštěním v prvním případě.
Stejně jako provzdušňování pádlovým kolem vytváří zónu s dostatečnou koncentrací rozpuštěného kyslíku, čerpání podzemní vody vytváří zónu s relativně nízkou koncentrací amoniaku v sousedství přítoku vody. Účinnost tohoto postupu je sporná, protože neřeší hlavní příčinu problému a plýtvá vodou. Proplachování rybníků je nejen neúčinné, ale také velmi nežádoucí kvůli obavám z vypouštění odpadních vod z rybníků do životního prostředí.

Přidání bakteriálních doplňků

Běžné vodní bakterie jsou nezbytnou součástí neustálého koloběhu amoniaku v ekosystému rybníka. Někteří lidé se domnívají, že amoniak se v jezírkách hromadí kvůli přítomnosti nesprávného druhu nebo nedostatečného počtu bakterií. Pokud by to byla pravda, problém by vyřešilo přidávání koncentrovaných preparátů bakterií. Výzkumy s mnoha značkami bakteriálních doplňků však trvale přinášejí stejný výsledek:
Standardní hospodaření v jezírku vytváří velmi příznivé podmínky pro růst bakterií. Růst a aktivita bakterií je omezena spíše dostupností kyslíku a teplotou než počtem bakteriálních buněk. Také nejhojnější typ bakterií v mnoha doplňcích (a v rybniční vodě a sedimentu) je zodpovědný za rozklad organických látek. Pokud by tedy bakteriální změny urychlily rozklad organické hmoty, koncentrace amoniaku by se ve skutečnosti zvýšila, nikoli snížila.
Další druh bakterií v změnách oxiduje amoniak na dusičnany. Jejich přidáním se koncentrace amoniaku rychle nesníží, protože bakterie musí růst několik týdnů, než se vytvoří dostatečně velká populace, která by mohla ovlivnit hladinu amoniaku.

Přidání zdroje organického uhlíku

Pokud je koncentrace rozpuštěného kyslíku dostatečná, může přidání zdroje organického uhlíku, například nasekaného sena, do intenzivních rybníků snížit koncentraci amoniaku. Mnoho bakterií v rybnících „hladoví“ po organickém uhlíku, a to i přes přidávání velkého množství krmiva. Organická hmota v rybnících (odumřelé buňky řas, zbytky výkalů ryb, nesežrané krmivo) neobsahuje optimální poměr živin pro růst bakterií. Dusíku je pro růst bakterií více než dost, takže se jeho přebytek uvolňuje do vody v jezírku.
Přidávání organické hmoty s vysokou koncentrací uhlíku v poměru k dusíku podporuje „fixaci“ nebo „imobilizaci“ amoniaku rozpuštěného ve vodě. Zapojení amoniaku do bakteriálních buněk balí dusík do částicové formy, která není pro ryby toxická. Nevýhodou tohoto přístupu je, že je obtížné aplikovat velké množství organické hmoty do velkých rybníků a účinek na koncentraci amoniaku není rychlý. Navíc bude nutné zvýšit provzdušňování, aby se vyřešila potřeba kyslíku velkým množstvím rozkládající se organické hmoty.

Přidání iontoměničů

Některé v přírodě se vyskytující materiály, tzv. zeolity, mohou adsorbovat amoniak z vody. Jejich použití je praktické v akváriích nebo jiných malých systémech intenzivního chovu ryb, ale nepraktické pro rybníky s velkým objemem ryb.
Někteří chovatelé krevet v jihovýchodní Asii zkoušeli provádět měsíční aplikace zeolitu v množství 200 až 400 liber na akr. Výzkum však ukázal, že tato praxe je při snižování koncentrace amoniaku v rybnících neúčinná, a proto se od ní nyní upustilo.

Přidání kyseliny

Teoreticky se přidáním kyseliny (např. kyseliny chlorovodíkové) do vody sníží pH. To může posunout rovnováhu amoniaku ve prospěch netoxické formy. Ke snížení pH v dobře zásobených jezírkách je však zapotřebí velké množství kyseliny, která by musela být rychle promíchána v celém jezírku, aby se zabránilo vzniku „horkých míst“, která by mohla ryby usmrtit. Přidání kyseliny by navíc zničilo velkou část pufrační kapacity (zásaditosti) rybníka dříve, než by mohlo dojít ke změně pH. Po snížení koncentrace amoniaku by ošetřené rybníky mohly vyžadovat vápnění, aby se obnovila pufrovací kapacita. Práce se silnými minerálními kyselinami představuje bezpečnostní riziko pro pracovníky farmy i pro ryby.

Jak často by se měl amoniak měřit?

Z výše uvedeného pojednání byste se mohli domnívat, že měření amoniaku v rybnících je zbytečné. Koneckonců výzkum ukázal, že krátkodobé denní vystavení mnohem vyšším koncentracím amoniaku, než jaké se měří v komerčních rybnících, nemá vliv na růst ryb. A ve vzácných případech, kdy se amoniak stane problémem, s tím nemůžete nic dělat. Existují však některé zvláštní okolnosti, kdy se vyplatí hladinu amoniaku sledovat.
Na jihu Spojených států se koncentrace amoniaku ve většině rybníků obvykle začíná zvyšovat v září a vrcholí přibližně v polovině října, tedy asi 5 až 6 týdnů po posledním úseku vysokého krmení. Zhruba o 2 až 4 týdny později pak vrcholí koncentrace dusitanů. To je obecný vzorec. Neplatí pro všechna jezírka a problémy s amoniakem nebo dusitany se mohou objevit s různou intenzitou kdykoli, zejména mezi zářím a březnem.
Takže velikost zvýšené koncentrace amoniaku na začátku podzimu může naznačit závažnost nárůstu dusitanů, který bude následovat. Sůl může ryby chránit před nitritovou toxikózou (viz publikace SRAC č. 462). Pokud je do rybníků přidáno dostatečné množství soli k dosažení hladiny chloridů 100 až 150 mg/l, není důvod měřit amoniak ani jako prediktor vysokých koncentrací dusitanů.
Amoniak by se měl měřit každý druhý den po rozpadu květu řas a každý týden v chladnějších měsících roku, aby se identifikovaly rybníky, které mohou mít potenciální problém s dusitany. Jindy než v těchto obdobích pravděpodobně není nutné amoniak v rybnících měřit.
Abychom to shrnuli, chovatelé ryb by neměli být znepokojeni, pokud se koncentrace amoniaku zvýší, ačkoli vysoká hladina amoniaku často naznačuje, že koncentrace dusitanů může brzy vzrůst. V takovém případě by se chovatelé měli zaměřit spíše na ochranu ryb před otravou dusitany přidáním soli než na snahu zvládnout problém s amoniakem. Mimořádná ostražitost po havárii řas je pravděpodobně také opodstatněná. Obvykle koncentrace amoniaku opět klesne, jakmile se květ znovu usadí.
Protože je jen málo věcí, které lze udělat pro nápravu problémů s amoniakem, jakmile se objeví, je klíčem k řízení amoniaku používání takových postupů chovu ryb, které minimalizují pravděpodobnost těchto problémů. To znamená chovat ryby v přiměřené hustotě, provádět výlovy co nejčastěji, aby se zabránilo příliš velkému množství stojatých ryb, a používat správné postupy krmení, které maximalizují podíl krmiva spotřebovaného rybami.

Klikněte sem a přečtěte si o zvládání nárůstu amoniaku při chovu krevet.