Bạn muốn cột nước luôn sạch, nghèo dinh dưỡng để giảm rêu hại và tốt cho động vật, nhưng cây thủy sinh không bị thiếu dinh dưỡng. Thì việc hiểu về cách tồn tại của NH4 và NO3 là điều cần thiết.
Nếu bạn chưa đọc bài tổng hợp kiến thức dinh dưỡng trong bể thủy sinh của AHL, hãy đọc trước khi bước vào nội dung chuyên sâu này.
Xem thêm: Tổng hợp kiến thức về dinh dưỡng trong bể thủy sinh
Tại sao cần hiểu về Nitrogen trong bể thủy sinh?
Một vài người chơi muốn giảm lượng nitrate (NO3) xuống mức thấp để các loại cây màu đỏ như rotala lên màu rực rỡ hơn. Cũng có nhiều người chơi theo phong cách ADA (lean water, rich substrate), tức dinh dưỡng chủ yếu đến từ nền, cột nước cực kỳ nghèo dinh dưỡng để giảm khả năng rêu hại và nước “tinh khiết” hơn.
Theo quan sát của riêng AHL và kinh nghiệm của nhiều người chơi thủy sinh, khi thức ăn chủ yếu là NH4 (amoni), cây thủy sinh có xu hướng mập thân, lá dày, cảm giác mềm mướt hơn. Còn khi NO3 (nitrate) là thức ăn chính, cây thủy sinh thường tăng trưởng nhanh, ổn định, nhưng lá và thân nhìn hơi khô, ít mọng nước và cây cũng nhạt màu hơn. Dù vậy, khi NH4+ tồn tại trong cột nước lại dễ dàng gây ra rêu hại.
Khi hiểu nguyên tắc của Nitrogen trong bể thủy sinh, bạn có thể tự ý kiểm soát, quyết định cây của bạn trông như thế nào.
Cây thủy sinh hấp thụ Nitrogen như thế nào?
Khi dùng NO3 là thức ăn chính, cây thủy sinh sẽ dùng các enzyme để khử NO3 → NO2 → NH4. Quá trình này là đảo ngược của chu trình nitơ. Điều này dẫn đến cây mất 1 phần năng lượng. Và nó còn ảnh hưởng đến tỷ lệ Carbon : Nitơ bên trong cây, cùng với các vấn đề sinh lý khác, nên nhìn có vẻ “khô hơn”.
Trong thử nghiệm của AHL, việc dư thừa NO3 làm cây vóng cao, đốt dài, lá to nhưng nhìn khô và mỏng. Đặc biệt với Trân Châu Ngọc Trai (Micranthemum ‘monte carlo’), lá nhìn rất khô khốc và khá yếu.
NH4 lại là nguồn Nitrogen rẻ hơn nhiều. Trong khi cây phải tiêu tốn nhiều năng lượng để khử NO3 thì NH4 có thể hấp thụ trực tiếp. Bạn có thể tưởng tượng cây ăn NO3 giống 1 người lao đông vất vả mới có đủ thức ăn và năng lượng tiếp tục dùng cho việc lao động. Còn cây ăn NH4 như 1 người có sẳn thức ăn, chỉ việc ăn và làm đẹp.
Điều này làm cho cây thủy sinh rất thích NH4 và sẽ ưu tiên hấp thụ NH4 trước NO3 khi môi trường tồn tại cả 2. Nhưng rêu hại cũng vậy, rêu hại có cấu trúc sống đơn giản hơn thực vật nhiều, việc khử NO3 đối với rêu hại còn khó khăn hơn. Vậy nên rêu hại cực kỳ thích NH4, và rất không thích lắm NO3. Khi tồn tại trong cột nước NO3 ít gây rêu hại hơn NH4 đáng kể. Trong bể thủy sinh ổn định, NH4 sinh ra sẽ được cây thủy sinh hấp thụ nhanh chóng, nếu dư sẽ được hệ vi sinh xử lý thành NO3, điều này tạo ra sự cân bằng. Tuy nhiên, nếu bạn bổ sung NH4 trực tiếp qua các loại phân hóa học vô cơ như NH4Cl, điều này sẽ làm cân bằng bị phá vỡ tạm thời. Phần NH4 dư ra sẽ được sinh vật cơ hội là rêu hại sử dụng.
Vì lý do trên, khi muốn bổ sung Nitrogen, phân nước dạng NO3 là lựa chọn hợp lý hơn. Đúng là NH4 tốt cho cây, nhưng rêu với lợi thế vị trí tồn tại không cố định (mặt kính, mặt lũa, đầu in, out…) chúng dễ dàng bắt được NH4 bạn châm vào nhiều hơn là cây trong hồ của bạn.
Tuy nhiên, khi bạn muốn cây ăn NH4 để “mướt” hơn, hoàn toàn có cách. Để làm được điều này, bạn cần biết những điều phía dưới đây.
Làm sao để quyết định cây sẽ ăn NH4 hay NO3?
Đây mới là phần tuyệt kỹ, cách giúp bạn hack hệ thống. Đặc biệt là nếu bạn muốn cây ăn NH4 mà rêu hại thì không có để ăn.
Khác biệt về cách tồn tại của NH4 và NO3 trong hồ thủy sinh
Đầu tiên, bạn cần nhớ NO3– là 1 anion yếu mang hóa trị 1 và các muối của nó (khi kết hợp với kim loại như KNO3, Ca(NO3)2 ) rất dễ tan. Nên nó tồn tại trong cột nước, ở nền cũng tồn tại trong dòng chảy và có thể leak (rò rỉ) lên cột nước rất dễ dàng khi chênh lệch nồng độ.
NH4+ thì là 1 cation mang điện tích dương. Điều này làm cho nó bị các bộ nền có CEC (khả năng trao đổi cation) tốt giữ lại, dù yếu hơn nhiều so với các cation hóa trị 2, 3 khác. Và khi NH4 dư thừa vô tình bị đẩy lên khỏi nền, hệ vi sinh trong bể của bạn lập tức chuyển hóa nó thành NO3.
Vị trí tồn tại tối ưu của NH4 và NO3 trong hồ thủy sinh
Vì những lý do trên, rõ ràng việc giữ NH4 trong nền là tối ưu. Khi ở trong nền, NH4 bị nền giữ lại do cơ chế CEC, cụ thể là bề mặt của các viên soil nền tốt như ADA Amazonia hoặc các cốt nền chuyên nghiệp như JBL Aquabasic Plus có các bề mặt mang điện tích âm, và các cation mang điện tích dương sẽ bị hút theo nguyên tắc khác cực thì dính lại với nhau.
Khi tồn tại bên dưới nền, cây thủy sinh có thể dùng rễ để khử và lấy NH4 ra dùng trực tiếp. Vi lượng hút qua nền cũng theo nguyên tắc này. Còn rêu hại, chúng tồn tại phía trên, và không có rễ để hút được NH4 dưới nền nên NH4 nền an toàn trong vấn đề rêu hại.
Còn với NO3, rêu hại không thích NO3 lắm, dù thiếu quá thì dùng tạm vẫn ổn. Vì lý do đó NO3 nên được coi là nguồn Nitrogen đệm an toàn trong nước. Tức là bạn duy trì 2 – 10 ppm NO3 trong nước để đảm bảo cây của bạn không thiếu hụt Nitrogen, vì NH4 ở nền bạn không đo được, còn NO3 trong nước hoàn toàn có thể. Với 2 – 10ppm NO3, điều kiện cây thủy sinh khỏe mạnh, ánh sáng, CO2 ổn định, các dinh dưỡng khác đầy đủ. Bạn không cần phải lo về rêu hại.
Chốt lại trên quan điểm của AHL: “NH4 là nguồn Nitrogen tốt nên được giữ ở nền, NO3 là nguồn Nitrogen khó hấp thụ hơn, nên được dùng để dự phòng thiếu hụt ở cột nước”.
Bảng 1: Ưu nhược điểm của NO3 và NH4 trong bể thủy sinh
| Loại N | Ưu điểm | Nhược Điểm | Phù hợp với |
|---|---|---|---|
| NO3 | – Ít gây rêu dù nồng độ cao. – Ở nồng độ cao, cây không bị giới hạn N nên thường tốc độ phát triển nhanh hơn. – Dễ đo lường và không gây hại cho cá tép. – Có thể bổ sung dễ dàng bằng KNO3. | – Ở nồng độ cao, cảm giác nước “già” hơn do TDS trong nước cao. – Cây thủy sinh mất năng lượng để sử dụng NO3 nên thường bị đánh giá là cảm quan không mướt mắt. – Dù ít nhưng vẫn có khả năng gây tảo hại khi hệ mất cân bằng. Đặc biệt là rêu bụi xanh bám kính (GDA). – Nước có nồng độ NO3 cao, các ống in out, mặt kính thường dơ hơn do bám rêu, dù những loại rêu này không phải là rêu cứng đầu. | – Bể thủy sinh dùng phân nước theo phương pháp EI. – Bể thủy sinh muốn giữ nồng độ NO3 nhất định cho các loại cây trên giá thể như lũa, đá. – Người chơi muốn tăng tốc độ phát triễn của cây nên cần bổ sung NO3 để Nitơ không phải là yếu tố giới hạn. |
| NH4 | – Cây thủy sinh có thể hấp thụ ngay mà không cần tiêu hao năng lượng. – Cây thủy sinh thường mướt, cảm giác mọng nước hơn. – Cây màu đậm hơn do dễ dàng tổng hợp N cho diệp lục. | – Có thể gây bùng rêu, tảo hại ở nồng độ thấp. – Ở các bể có độ pH > 7, thường dùng các loại đá hoặc san hô làm tăng pH, dễ chuyển hóa thành NH3 gây chết cá, tép. – Thực vật, rêu, tảo, vi sinh đều hấp thụ NH4 rất mạnh nên thường khó kiểm soát hơn. | – Người chơi muốn kiểm soát form cây, ưu tiên cây đẹp, mướt. – Người chơi muốn nước “nhẹ” hơn. Ít ion tự do trong nước hơn, nước trong vắt hơn (Crystal Clear). – Người chơi có kỹ thuật setup nền và có kiến thức quản lý nguồn N trong hệ sinh thái. |
Làm sao để đảm bảo cây thủy sinh “ăn” NH4 ở nền thay vì NO3 trong cột nước?
Cây thủy sinh hấp thụ NH4 và NO3 thường dựa vào nơi rễ và lá tiếp xúc với chúng. Việc này dẫn đến khi nồng độ NO3 trong nước quá cao, NO3 sẽ tiếp xúc với lá cây nhiều hơn, làm NO3 trở thành nguồn Nitrogen chính của cây.
Vậy để cây hấp thụ NH4 trong nền nhiều hơn thì bạn chỉ cần giữ NO3 trong cột nước ổn định và tăng NH4 trong nền lên.
Cách tăng NH4 nền, giữ NO3 trong nước ổn định
Trong môi trường bể thủy sinh, chu trình nitơ diễn ra liên tục, NH3/NH4 → NO2 → NO3. Điều này làm NH4 tiêu hao còn NO3 liên tục được tạo ra trong cột nước.
Vậy để tăng NH4 nền và giữ NO3 trong nước ổn định ở mức thấp, chúng ta cần giữ NH4 tồn tại lâu hơn và giảm tốc độ chu trình nitơ ở nền. Để giữ NH4 tồn tại lâu hơn thì như ở trên AHL đã nói, CEC của bộ nền là một trong những yếu tố rất quan trọng, bộ nền có CEC cao sẽ giữ NH4 lâu hơn, NH4 sẽ không bị trôi lên cột nước, khi rễ cây tiết acid thì NH4 sẽ được nhả ra để cây sử dụng.
Bộ nền giàu humic, fluvic cũng giúp giữ NH4 tồn tại lâu hơn, vì những chất này là các axit hữu cơ, sẽ làm pH vùng nền thấp đi. Các vi khuẩn trong chu trình nitơ hoạt động tốt hơn trong môi trường có pH cao. Điều này, làm giảm tốc độ của chu trình nito và cũng giữ NH4 tồn tại thay vì NH3.
Một bộ nền đủ kín, cũng đủ thoáng sẽ là môi trường lý tưởng để giữ NH4. Ở những nơi sâu trong nền, lượng oxy ít ỏi sẽ làm giảm khả năng hoạt động của vi khuẩn tham gia chu trình nitơ, nhóm vi khuẩn vốn dĩ cần rất nhiều oxy. Khi các vi khuẩn dị dưỡng phân giải hữu cơ thành NH4, chúng tiêu hao lượng lớn oxy, điều này làm cho không còn đủ oxy để NH4 → NO3, góp phần giữ NH4 tồn tại lâu hơn.
Khi cây vươn rễ xuống vùng này, rễ nhả axit và oxy, kéo NH4 ra khỏi nền, sử dụng. Một phần oxy xung quanh vùng rễ hình thành 1 “ốc đảo” oxy nhỏ, tạo điều kiện cho các vi khuẩn phân hủy hữu cơ xung quanh và một phần NH4 dư thừa thành NO3, các vi khuẩn này sinh ra và chết đi liên tục cũng trở thành một nguồn nitrogen tái tạo xung quanh rễ. Điều này xây dựng 1 hệ ổn định dựa trên nền tảng liên tục có vùng kỵ khí và hiếu khí trong nền.
Tầm quan trọng của một bộ nền thủy sinh đối với NH4/NO3
Nói cách khác, NH4 tồn tại trong nền được lâu hay không, có tái tạo được nhiều lần hay không, bộ nền ban đầu đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Bộ nền cần phải có khả năng CEC mạnh, giàu axit hữu cơ như axit fluvic, axit humic, và tạo ra một độ dốc (gradient) oxy trong nền để liên tục có các vùng hiếu khí và kỵ khí. Vùng kỵ khí ở đây cần được hiểu là vùng oxy thấp nhưng vẫn thoáng để có không gian cho vi sinh, tức là nó nằm sâu, hoặc 1 vài điểm nhỏ hơi kín dẫn đến lưu lượng oxy thấp. Chứ không phải vùng bí, nén chặt, đó là nền chết sẽ sinh ra các chất độc.
Đây có thể cũng là lý do nền ADA Amazonia được nhiều người chơi nhận xét là trồng cây rất mướt, cây lên khỏe. Theo AHL họ thiết kế bộ nền rất thông minh, CEC cao, giàu humic, fluvic, và vùng gradient oxy tốt. Nếu chỉ nói do nền của họ giàu dinh dưỡng đầu vào, thì thực tế, cách chơi dùng một loại soil nền khác như (Gex, contro soil, tropical…) phủ bên trên một lớp cốt nền trộn. Lượng dinh dưỡng đầu vào chắc chắn gấp nhiều lần nền ADA Amazonia. Nhưng nền ADA Amazonia vẫn tạo ra sự khác biệt rõ ràng. Sự khác biệt đó có vẻ nằm ở việc ADA xem bộ nền là một hệ sinh thái có thể tái chế nguồn dinh dưỡng, giữ Nitrogen trong vòng tuần hoàn tái chế. Thay vì xem nó là 1 cục pin dự trữ dinh dưỡng để nhả từ từ ra nước.
Ở nền ADA: Hữu cơ → NH4 được giữ lại → Cây hấp thụ → nhả oxy tạo vùng hiếu khí → vi khuẩn → vi khuẩn, động vật nguyên sinh , rễ cây chết, phân cá, chất thải trong hệ → hữu cơ. Tạo ra một vòng tuần hoàn tái chế Nitrogen liên tục, và NH4 được giữ lại lâu hơn thay vì thành NO3.
Ở các nền dùng pin dinh dưỡng: Cốt nền nhả hữu cơ → NH4 không được giữ mạnh → đi lên cột nước → vi khuẩn chuyển hóa thành NO3 → biến mất mỗi lần thay nước.
Điều này không phải “dìm hàng” cốt nền trộn. Mà là sự khác biệt về tư duy khi xem nền là nơi một hệ sinh thái nhiều tầng hoạt động để giữ các chất dinh dưỡng khả dụng, và tái chế liên tục, tạo ra organic N. Hay là một cục pin dinh dưỡng nhả từ từ ra nước để cây hấp thụ.
Với tư duy hệ sinh thái, nền là nơi “phân phối, tái chế dinh dưỡng” thay vì “cục pin dinh dưỡng”, bạn sẽ dễ kiểm soát dinh dưỡng trong hệ sinh thái của mình hơn. Vì một cục pin dinh dưỡng chắc chắn khó kiểm soát được việc nó nhả bao nhiêu và nhả cái gì ra nước.
Thực tế các soil nền khác vẫn có CEC, một ít axit hữu cơ và nếu đủ sâu (hơn 5 cm) vẫn tạo ra được vùng gradient oxy như ADA Amazonia dù không mạnh bằng.
Làm cách nào để bổ sung NH4 khi bạn muốn giảm phụ thuộc vào NO3
NH4 trong bộ nền thường được cung cấp bởi quá trình phân hủy của các chất hữu cơ ngay trong hạt soil nền. Nhưng điều này không bền, ngay cả trồng cây trong chậu với loại đất hữu cơ giàu dinh dưỡng, chỉ vài tháng đất đã có khả năng trơ hơn, thì trong môi trường ngập nước như bể thủy sinh và bạn thay nước liên tục, trong chờ vào nguồn N tự cung cấp của nền đủ duy trì lâu dài là điều khó khả thi kể cả bạn có lót lớp cốt nền đậm đặc. Nguồn N chính nên đến từ các yếu tố được cung cấp liên tục như thức ăn cho cá, phân cá, rễ cây chết, các chất thải và phân nước bạn cung cấp vào. Điều này không có nghĩa bạn nên để chất thải cá ngập hết mặt nền mà không hút cặn vì nó sẽ tạo ra vùng bí nền thay vì kho dự trữ N sâu dưới nền.
Về bổ sung qua phân nước, NO3 là quá dễ dàng vì bạn có thể bổ sung trực tiếp bằng KNO3. Còn NH4 bạn có thể bổ sung bằng các nguồn Nitrogen dạng Organic như Urea, Glycine, Glutamic acid. Cây thủy sinh có thể hấp thụ trực tiếp các axit amin này, phần còn dư sẽ được hệ vi sinh phân hủy từ từ, chậm rãi thành NH4 thay vì 1 đợt bùng nổ NH4 từ những loại phân hóa học vô cơ như NH4Cl, NH4NO3 để ai cũng có phần kể cả rêu hại.
Trong chai ADA Brighty Nitrogen thành phần cũng là Urea. Và dù ít gây rêu hại hơn NH4 trực tiếp, Urea vẫn có khả năng gây rêu nếu bạn bổ sung quá nhiều, vượt khả năng xử lý của hệ sinh thái. Urea nên được bổ sung nhỏ giọt, mang ý nghĩa cung cấp thêm NH4 cho nền, thay vì là dinh dưỡng chính trong cột nước. Để đạt liều giống ADA bạn có thể bổ sung 8.6mg Urea cho mỗi 20 lít nước mỗi ngày. Tuy nhiên con số này quá nhỏ để có thể cân đếm chính xác. Bạn cũng có thể pha ra nước với 4.3g Urea cho 500ml nước RO/DI rồi dùng liều 1ml cho 20 lít nước. Vấn đề lúc này nằm ở việc khả năng bảo quản, bạn nên dùng loại Urea dùng trong thí nghiệm (AR Grade) để giảm tạp chất và bảo quản bằng tủ lạnh để giảm việc Urea bị phân hủy thành NH4/NH3. Nếu có điều kiện, bạn mua luôn chai Nitrogen của ADA về dùng đỡ tốn công.
Kết luận:
Để dễ dàng điều khiển được hệ sinh thái, NO3 nên được xem là nguồn đệm trong nước. NH4 nên được cung cấp qua nền.
Để giữ NH4 tốt trong nền thì bộ nền có vai trò quyết định. Và dù yếu hơn nhưng các aqua soil khác ngoài ADA vẫn có thể làm được.
Việc bón Nitrogen cho hệ, nếu NO3 thì bạn hoàn toàn có thể kiểm soát được. Nếu là NH4 hãy bắt đầu với các loại organic thay vì NH4 trực tiếp.
Nếu bạn còn bất kỳ thắc mắc nào cần giải đáp, hãy để lại bình luận. AHL sẽ trả lời nhanh nhất có thể.
Viết bởi: AHL – AquaHomeLab.vn