Gestire l’ammoniaca nei laghetti per pesci
La concentrazione di ammoniaca è generalmente più bassa durante l’estate e più alta durante l’inverno.
Durante l’inverno
Si presume generalmente che l’ammoniaca non sia un problema in inverno perché i tassi di alimentazione sono molto bassi. (I pesci sono alimentati solo nei giorni più caldi dell’inverno, di solito quando la temperatura dell’acqua è superiore a 50 °F.) Tuttavia, la concentrazione di ammoniaca tende ad essere maggiore durante l’inverno (da 2,5 a 4,0 mg/L, o anche di più) che durante l’estate (meno di 0,5 mg/L) (Fig 3).
La concentrazione relativamente bassa durante l’estate può essere attribuita all’intensa fotosintesi delle alghe, che rimuove l’ammoniaca. Durante l’inverno, le alghe assorbono poca ammoniaca, ma la fornitura di ammoniaca continua, principalmente dalla decomposizione della materia organica che si è accumulata sul sedimento dello stagno durante la stagione di crescita. In generale, la grandezza e la durata delle alte concentrazioni di ammoniaca durante il tardo autunno e l’inverno possono essere collegate alla quantità totale di mangime aggiunto a uno stagno durante la stagione di crescita precedente.
Il criterio cronico di 30 giorni per l’ammoniaca (come azoto) in inverno varia da circa 1,5 a 3,0 mg/L, a seconda del pH. Le concentrazioni di ammoniaca durante l’inverno di solito superano questo criterio. Questo può causare stress nei pesci in un periodo dell’anno in cui il sistema immunitario dei pesci è soppresso a causa della bassa temperatura.
Dopo la caduta di una fioritura di alghe
Alcuni stagni hanno fioriture di alghe molto dense dominate da una o due specie. Per ragioni che non sono ben comprese, queste fioriture sono soggette a un collasso spettacolare, spesso chiamato “crash”, dove tutte le alghe muoiono improvvisamente. Quando questo accade, la concentrazione di ammoniaca aumenta rapidamente perché il principale meccanismo di rimozione dell’ammoniaca – l’assorbimento delle alghe – è stato eliminato. La rapida decomposizione delle alghe morte riduce la concentrazione di ossigeno disciolto e il pH e aumenta le concentrazioni di ammoniaca e anidride carbonica. Dopo l’arresto di una fioritura di alghe, la concentrazione di ammoniaca può aumentare fino a 6-8 mg/L e il pH può scendere a 7,8-8,0. Il criterio cronico di 4 giorni, il criterio adatto da applicare dopo l’arresto di una fioritura delle alghe, varia da circa 2.0 mg/L a pH 8.0 a circa 3.0 mg/L a pH 7.8. Pertanto, la concentrazione di ammoniaca dopo l’arresto di una fioritura di alghe può superare il criterio cronico di 4 giorni.
Occasionalmente durante il tardo pomeriggio di fine estate o inizio autunno
La variazione stagionale della concentrazione di ammoniaca dipende dalla densità delle alghe e dalla fotosintesi. Quando queste sono alte, la concentrazione di ammoniaca è bassa. La variazione giornaliera della concentrazione di ammoniaca tossica e non ionizzata dipende dai cambiamenti del pH (dalla fotosintesi) e, in misura molto minore, dalla temperatura (Fig 2). Alla fine dell’estate o all’inizio dell’autunno, la concentrazione di ammoniaca comincia ad aumentare ma le variazioni giornaliere del pH rimangono grandi. In queste situazioni, i pesci possono essere esposti a concentrazioni di ammoniaca che superano il criterio acuto per alcune ore al giorno. Se il pH del tardo pomeriggio è circa 9.0, il criterio acuto è circa 1.5 – 2.0 mg/L di ammoniaca-azoto totale. Le concentrazioni di ammoniaca-azoto totale durante l’estate sono tipicamente meno di 0.5 mg/L, quindi è improbabile che i pesci siano stressati se il pH del tardo pomeriggio è inferiore a 9.0.
È difficile essere più precisi sul rischio di tossicità dell’ammoniaca a causa delle carenze nella metodologia usata nella ricerca. Quasi tutti i test di tossicità dell’ammoniaca sono condotti in sistemi che mantengono una concentrazione costante di ammoniaca. Queste condizioni non riflettono le concentrazioni fluttuanti di NH3 negli stagni. Di conseguenza, bisogna fare attenzione quando si applicano i risultati della ricerca a situazioni di produzione. Per esempio, in uno studio, la crescita del pesce gatto esposto a una concentrazione costante di ammoniaca di 0,52 mg/L NH3 è stata ridotta del 50% rispetto ai pesci non esposti. Tuttavia, una breve esposizione giornaliera (da 2 a 3 ore) a 0,92 mg/L NH3 (come potrebbe verificarsi negli stagni) non ha influenzato la crescita e il rapporto di conversione del mangime. Il fatto che molti pesci possano acclimatarsi all’esposizione ripetuta ad alte concentrazioni di ammoniaca non ionizzata è un ulteriore fattore di complicazione.
Opzioni di gestione dell’ammoniaca
In rare occasioni la concentrazione di ammoniaca diventa abbastanza alta da causare problemi. Quali misure pratiche possono essere prese se questo accade? La risposta breve è: non molto.
Teoricamente, ci sono diversi modi per ridurre la concentrazione di ammoniaca, ma la maggior parte degli approcci sono poco pratici per i grandi stagni usati nell’acquacoltura commerciale. Di seguito è riportata una discussione su alcune opzioni, la loro praticità e la loro efficacia.
Smetti di alimentare o riduci il tasso di alimentazione
La fonte primaria di quasi tutta l’ammoniaca negli stagni per pesci è la proteina del mangime. Quando le proteine del mangime vengono completamente scomposte (metabolizzate), l’ammoniaca viene prodotta all’interno del pesce ed espulsa attraverso le branchie nell’acqua del laghetto. Pertanto, sembra ragionevole concludere che i livelli di ammoniaca nei laghetti possano essere controllati manipolando il tasso di alimentazione o il livello di proteine del mangime. Questo è vero in una certa misura, ma dipende dal fatto che si voglia controllare nel breve periodo (giorni) o nel lungo periodo (settimane o mesi).
Nel breve periodo, forti riduzioni del tasso di alimentazione hanno poco effetto immediato sulla concentrazione di ammoniaca. La ragione ecologica di ciò si basa sul complesso movimento di grandi quantità di azoto da uno dei molti componenti dell’ecosistema dello stagno ad un altro. In sostanza, cercare di ridurre i livelli di ammoniaca trattenendo il mangime può essere paragonato al tentativo di fermare un treno merci a pieno carico che viaggia alla massima velocità – può essere fatto, ma richiede molto tempo.
I produttori possono ridurre il rischio a lungo termine regolando sia il tasso di alimentazione che il livello proteico del mangime. Limitare l’alimentazione alla quantità che verrà consumata. In piena estate, il tasso massimo di alimentazione giornaliera dovrebbe essere da 100 a 125 libbre per acro. Con un’alimentazione conservativa, il potenziale di alta ammoniaca negli stagni e i rischi associati all’esposizione sub-letale (malattie, scarsa conversione del mangime, crescita lenta) possono essere minimizzati.
Aumentare l’aerazione
La forma tossica dell’ammoniaca (NH3) è un gas dissolto, così alcuni produttori credono che l’aerazione dello stagno sia un modo per sbarazzarsi dell’ammoniaca perché accelera la diffusione del gas ammoniaca dall’acqua dello stagno all’aria. Tuttavia, la ricerca ha dimostrato che l’aerazione è inefficace nel ridurre la concentrazione di ammoniaca perché il volume d’acqua interessato dagli aeratori è piuttosto piccolo rispetto al volume totale del laghetto e perché la concentrazione di gas di ammoniaca nell’acqua è tipicamente abbastanza bassa (specialmente al mattino). L’aerazione intensiva può effettivamente aumentare la concentrazione di ammoniaca perché sospende i sedimenti del laghetto.
Aggiungi calce
Si è pensato a lungo che calcare i laghetti diminuisca la concentrazione di ammoniaca. In realtà, l’uso di agenti calcarei come la calce idrata o la calce rapida potrebbe effettivamente peggiorare una situazione potenzialmente negativa, causando un brusco e grande aumento del pH. L’aumento del pH sposta l’ammoniaca verso la forma che è tossica per i pesci. Inoltre, il calcio nella calce può reagire con il fosforo solubile, rimuovendolo dall’acqua e rendendolo indisponibile alle alghe.
Negli stagni con una densità algale simile, le fluttuazioni giornaliere del pH nelle acque di stagno a bassa alcalinità sono più estreme di quelle nelle acque con sufficiente alcalinità (maggiore di 20 mg/L come CaCO3; vedi Pubblicazione SRAC n. 464). Pertanto, la calcinazione può moderare i valori estremi di pH, in particolare quelli che si verificano durante il tardo pomeriggio quando la frazione di ammoniaca totale che è nella forma tossica è più alta. Tuttavia, questa tecnica è efficace solo in stagni con bassa alcalinità. La maggior parte dei laghetti per pesci ha un’alcalinità sufficiente. Aumentare l’alcalinità oltre i 20 mg/L come CaCO3 non fornirà ulteriori benefici. Inoltre, la calcinazione non affronta le cause alla radice dell’alta concentrazione di ammoniaca; sposta solo la distribuzione dell’ammoniaca dalla forma tossica a quella non tossica moderando l’alto pH nel pomeriggio.
Fertilizzare con fosforo
La maggior parte dell’ammoniaca escreta dai pesci è assorbita dalle alghe, quindi qualsiasi cosa che aumenta la crescita delle alghe aumenterà l’assorbimento di ammoniaca. Questo fatto è alla base dell’idea di fertilizzare i laghetti con fertilizzanti al fosforo per ridurre i livelli di ammoniaca. Tuttavia, in condizioni “normali”, le fioriture di alghe nei laghetti per pesci sono molto dense e il tasso di crescita delle alghe è limitato dalla disponibilità di luce, non da nutrienti come il fosforo o l’azoto. Pertanto, l’aggiunta di fosforo non fa nulla per ridurre la concentrazione di ammoniaca perché le alghe stanno già crescendo il più velocemente possibile nelle condizioni prevalenti.
Le più alte concentrazioni di ammoniaca negli stagni per pesci si verificano dopo la caduta di una fioritura di alghe. La fertilizzazione, in particolare con il fosforo, può accelerare il ristabilimento della fioritura, ma la maggior parte degli stagni hanno abbastanza fosforo disciolto (e altri nutrienti) per sostenere una fioritura e non hanno bisogno di altro.
Ridurre la profondità dello stagno
La crescita delle alghe (e quindi il tasso di assorbimento di ammoniaca da parte delle alghe) negli stagni per pesci è limitata dalla disponibilità di luce. Tutto ciò che aumenta la luce aumenta l’assorbimento dell’ammoniaca. Teoricamente, una densa fioritura di alghe in stagni poco profondi rimuoverà l’ammoniaca più efficacemente della stessa densa fioritura in stagni più profondi. A conti fatti, tuttavia, ci sono probabilmente più benefici associati a stagni più profondi (ad esempio, facilità di raccolta dei pesci, conservazione dell’acqua, temperature più stabili, effetto ridotto della sedimentazione sull’intervallo tra le ristrutturazioni).
Aumentare la profondità dello stagno
Ovviamente, stagni più profondi contengono più acqua di stagni più superficiali. Quindi, ad un dato tasso di alimentazione, gli stagni più profondi dovrebbero avere concentrazioni di ammoniaca più basse perché c’è più acqua per diluire l’ammoniaca escreta dai pesci. In realtà, gli stagni più profondi di solito non hanno abbastanza acqua per diluire significativamente l’ammoniaca rispetto alle grandi quantità di ammoniaca in costante flusso tra i vari compartimenti biotici e abiotici negli stagni. Inoltre, gli stagni più profondi hanno maggiori probabilità di stratificarsi e lo strato inferiore dell’acqua dello stagno (l’ipolimnio) può arricchirsi di ammoniaca e impoverirsi di ossigeno disciolto. Quando questo strato d’acqua si mescola con l’acqua di superficie in un “turnover”, possono verificarsi gravi problemi di qualità dell’acqua.
Risciacquare il laghetto con acqua di pozzo
L’ammoniaca può essere lavata dai laghetti, anche se pompare l’enorme volume d’acqua necessario per farlo nei grandi laghetti commerciali è costoso, richiede tempo e spreca inutilmente. È anche ingannevolmente inefficace come strumento di gestione dell’ammoniaca. Per esempio, supponiamo che la concentrazione di ammoniaca in un laghetto di 10 acri sia di 1 mg/L. La concentrazione di ammoniaca dopo aver pompato 500 gpm continuamente per 3 giorni (equivalente a circa 8 pollici di acqua) sarà 0,90 mg/L, un calo di soli 0,10 mg/L.
Invece di far semplicemente scorrere l’acqua attraverso uno stagno come nell’esempio precedente, ora supponiamo che circa 8 pollici di acqua vengano scaricati dallo stagno prima di riempirlo nuovamente con acqua di pozzo. In questo caso, la diminuzione della concentrazione di ammoniaca sarà leggermente maggiore (a 0,83 mg/L), ma anche questa diminuzione non è sufficiente in una situazione di emergenza, in particolare se si considera il tempo extra necessario per drenare l’acqua prima del riempimento. La differenza nei due scenari di risciacquo è legata alla miscelazione dell’acqua del laghetto con l’acqua pompata prima dello scarico nel primo caso.
Proprio come l’aerazione della ruota a pale crea una zona di sufficiente concentrazione di ossigeno dissolto, il pompaggio dell’acqua freatica crea una zona di concentrazione di ammoniaca relativamente bassa adiacente all’afflusso dell’acqua. L’efficacia di questa pratica è discutibile perché non affronta la causa principale del problema e spreca acqua. Sciacquare gli stagni non solo è inefficace, ma altamente indesiderabile a causa delle preoccupazioni per il rilascio degli effluenti dello stagno nell’ambiente.
Aggiungi emendamenti batterici
I comuni batteri acquatici sono una parte essenziale del costante ciclo dell’ammoniaca in un ecosistema di stagno. Alcune persone credono che l’ammoniaca si accumuli nei laghetti perché è presente il tipo sbagliato o un numero insufficiente di batteri. Se questo fosse vero, l’aggiunta di formulazioni concentrate di batteri risolverebbe il problema. Tuttavia, la ricerca con molte marche di emendamenti batterici ha dato costantemente lo stesso risultato: La qualità dell’acqua non è influenzata dall’aggiunta di questi integratori.
La gestione standard del laghetto crea condizioni molto favorevoli alla crescita batterica. La crescita e l’attività dei batteri è limitata più dalla disponibilità di ossigeno e dalla temperatura che dal numero di cellule batteriche. Inoltre, il tipo di batteri più abbondante in molti emendamenti (e nell’acqua dello stagno e nei sedimenti) è responsabile della decomposizione della materia organica. Pertanto, se gli emendamenti batterici accelerano la decomposizione della materia organica, la concentrazione di ammoniaca in realtà aumenterebbe, non diminuirebbe.
Un altro tipo di batteri negli emendamenti ossida l’ammoniaca in nitrato. Aggiungerli non ridurrà rapidamente la concentrazione di ammoniaca perché i batteri devono crescere per diverse settimane prima che ci sia una popolazione abbastanza grande da influenzare il livello di ammoniaca.
Aggiungi una fonte di carbonio organico
Se la concentrazione di ossigeno disciolto è adeguata, l’aggiunta di una fonte di carbonio organico, come il fieno tritato, ai laghetti per pesci intensivi può ridurre la concentrazione di ammoniaca. Molti batteri negli stagni per pesci sono “affamati” di carbonio organico, nonostante l’aggiunta di grandi quantità di mangime. La materia organica nei laghetti per pesci (cellule di alghe morte, solidi fecali dei pesci, mangime non consumato) non contiene il rapporto ottimale di nutrienti per la crescita batterica. L’azoto è più che sufficiente per la crescita batterica, quindi l’eccesso viene rilasciato nell’acqua del laghetto.
L’aggiunta di materia organica con un’alta concentrazione di carbonio rispetto all’azoto promuove la “fissazione” o “immobilizzazione” dell’ammoniaca dissolta nell’acqua. L’incorporazione dell’ammoniaca nelle cellule batteriche impacchetta l’azoto in una forma particolata che non è tossica per i pesci. Il lato negativo di questo approccio è che è difficile applicare grandi quantità di materia organica a stagni di grandi dimensioni e l’effetto sulla concentrazione di ammoniaca non è rapido. Inoltre, l’aerazione dovrà essere aumentata per far fronte alla richiesta di ossigeno da parte di grandi quantità di materia organica in decomposizione.
Aggiungere materiali a scambio ionico
Alcuni materiali presenti in natura, chiamati zeoliti, possono assorbire l’ammoniaca dall’acqua. Questi sono pratici da usare negli acquari o in altri sistemi di detenzione intensiva dei pesci su piccola scala, ma impraticabili per stagni di grande volume.
Alcuni allevatori di gamberi nel sud-est asiatico hanno provato a fare applicazioni mensili di zeolite da 200 a 400 libbre per acro. Tuttavia, la ricerca ha dimostrato che questa pratica è inefficace per ridurre la concentrazione di ammoniaca negli stagni e ora è stata abbandonata.
Aggiungi acido
In teoria, l’aggiunta di acido (come l’acido cloridrico) all’acqua ridurrà il pH. Questo può spostare l’equilibrio dell’ammoniaca per favorire la forma non tossica. Tuttavia, una grande quantità di acido è necessaria per ridurre il pH in stagni ben tamponati e dovrebbe essere mescolata rapidamente in tutto lo stagno per evitare “punti caldi” che potrebbero uccidere i pesci. Inoltre, l’aggiunta di acido distruggerebbe gran parte della capacità tampone (alcalinità) del laghetto prima che possa verificarsi qualsiasi cambiamento nel pH. Una volta che la concentrazione di ammoniaca viene abbassata, i laghetti trattati potrebbero richiedere una calcinazione per ripristinare la capacità tampone. Lavorare con acidi minerali forti è un pericolo per la sicurezza dei lavoratori agricoli e dei pesci.
Quanto spesso dovrebbe essere misurata l’ammoniaca?
Dalla discussione precedente, si potrebbe supporre che la misurazione dell’ammoniaca nei laghetti non sia necessaria. Dopo tutto, la ricerca ha indicato che una breve esposizione giornaliera a concentrazioni di ammoniaca molto più alte di quelle misurate nei laghetti commerciali non influisce sulla crescita dei pesci. E, nelle rare occasioni in cui l’ammoniaca diventa un problema, non c’è niente da fare. Tuttavia, ci sono alcune circostanze speciali in cui vale la pena monitorare i livelli di ammoniaca.
Negli Stati Uniti meridionali, le concentrazioni di ammoniaca nella maggior parte dei laghetti di solito iniziano ad aumentare in settembre e raggiungono il picco verso la metà di ottobre, circa 5 o 6 settimane dopo l’ultimo periodo di alti tassi di alimentazione. Poi, circa 2 o 4 settimane dopo, le concentrazioni di nitrito raggiungono il picco. Questo è un modello generale. Non si applica a tutti i laghetti, e i problemi di ammoniaca o nitriti possono verificarsi con intensità variabile in qualsiasi momento, soprattutto tra settembre e marzo.
Quindi, la grandezza dell’aumento di ammoniaca all’inizio dell’autunno può indicare la gravità del picco di nitriti che seguirà. Il sale può proteggere i pesci dalla tossicosi da nitriti (vedi la pubblicazione SRAC n. 462). Se viene aggiunto abbastanza sale agli stagni per raggiungere livelli di cloruro da 100 a 150 mg/L, non c’è motivo di misurare l’ammoniaca anche come predittore di alte concentrazioni di nitriti.
L’ammoniaca dovrebbe essere misurata ogni due giorni dopo la caduta di una fioritura di alghe e settimanalmente nei mesi più freschi dell’anno per identificare gli stagni che possono avere un potenziale problema di nitriti. Oltre a questi momenti, probabilmente non è necessario misurare l’ammoniaca negli stagni per pesci.
Per riassumere, i produttori di pesce non dovrebbero allarmarsi se la concentrazione di ammoniaca diventa elevata, anche se un alto livello di ammoniaca spesso indica che le concentrazioni di nitriti potrebbero presto aumentare. In questo caso, gli allevatori dovrebbero concentrarsi sulla protezione dei pesci dall’avvelenamento da nitriti aggiungendo sale, piuttosto che cercare di gestire il problema dell’ammoniaca. Anche la vigilanza extra dopo un crollo delle alghe è probabilmente giustificata. Di solito, la concentrazione di ammoniaca scenderà di nuovo una volta che la fioritura si sarà ristabilita.
Poiché c’è poco che si possa fare per correggere i problemi di ammoniaca una volta che si verificano, la chiave per la gestione dell’ammoniaca è di usare pratiche di allevamento dei pesci che riducano al minimo la probabilità di tali problemi. Questo significa stoccare i pesci a una densità ragionevole, raccogliere il pesce il più spesso possibile per evitare che il raccolto in piedi sia troppo grande, e usare buone pratiche di alimentazione che massimizzino la proporzione di cibo consumato dai pesci.
Clicca qui per leggere come gestire i picchi di ammoniaca nell’allevamento dei gamberi.