Akvaryum bitkileri ve demir (Fe)

Yazan: Tunç Ali Kütükçüoğlu, İstanbul

Kaynaklar: Handbuch Aquarienwasser (H. J. Krause), Baensch Aquarium Atlas Vol 2

Demirsiz bitki olmaz, fazla oksijenle demir olmaz, fakat az oksijenle de balık olmaz, bitkisiz akvaryum hiç olmaz... Doğanın bu açmaza çözümü: Çelatlar

Demir, omurgalı canlılar için olduğu kadar bitkiler için de yaşamsal önem taşır. Balıklar ve diğer omurgalı canlılar demir gereksinimlerini yedikleri besinlerden sağlarken, bitkiler, yaprakları ve kökleri aracılığıyla sudan aldıkları çözünmüş halde bulunan demirli bileşiklere bağımlıdırlar.

Bitkiler, fotosentez için gerekli olan yeşil klorofil pigmentini üretebilmek için demire gereksinim duyarlar. Doğrudan klorofilin yapısında yer almayan demir, klorofilin sentezlenmesi sırasında bir katalizatör (kolaylaştırıcı, hızlandırıcı) işlevi görür. Demir eksikliğinde bitkiler, yeterli klorofili üretemediği için yeterince fotosentez de yapamaz; böyle bir durumda CO2 ve mineraller gibi gerekli bütün diğer besin maddeleri suda bolca bulunsa bile açlık çeker, sararıp solarlar. Yeşil olması gereken yapraklardaki sararma genellikle demir eksikliğinin bir belirtisidir.

Gür bitkilerin yaşadığı tropik sularda tipik olarak 1 mg/litre'nin (1 ppm) üzerinde demir iyonu bulunur. Buna karşılık özel filtre işlemlerinden geçirilmiş şehir sularında demir miktarı çoğunlukla 0.1 mg/l'nin altındanır. Bazı bitki türleri, bu az miktardaki demirle dahi yetinebilirken özellikle hızlı büyüyen türler daha çok demire ihtiyaç duyarlar. Genelde, daha hafif ışık altında ve serin suda bitkiler daha az demirle yetinebilirler. Demir gereksinimi türden türe değiştiği için, aynı akvaryumdaki bazı bitki türleri sağlıklı gelişirken diğer türler demir eksikliğinden sararıp çürüyebilir.

Doğal sular test edildiklerinde çok farklı düzeylerde demir içerdikleri görülür. Havayla temas etmeyen yeraltı suları genelde diğer minerallerin yanında demir yönünden de zengindir; bu sularda demir konsantrasyonu birkaç mg/l'ye kadar çıkabilir. Akarsu ve nehir gibi havayla temas eden yüzey sularında ise demir düzeyi daha düşüktür. Akvaryumlarda ise demir, dışarıdan eklenmediği sürece hep eksikliği çekilen bir elementtir. Bitkilerin akvaryumda iyi gelişmemelerinin nedeni sıklıkla ya demir, ya da karbondioksit (CO2) eksikliğidir.

Demir iyonu iki farklı pozitif değer alabilir. Fe+2 ve Fe+3. Genelde Fe+2 bileşiklerinin çözünürlüğü yüksektir. Çelatlarla oluşturduğu bileşikler dışında (çelatlar konusuna sonra geleceğiz) FeCO3 veya Fe(OH)3 gibi Fe+3 bileşiklerinin ise çözünürlükleri yok denecek kadar düşüktür. Pratik bir yaklaşımla, Fe+3 bileşikleri suda hiç çözünmeden çöküp kalır (çökelir) diyebiliriz.

Demirin suda hangi formda (+2 veya +3) bulunacağı ise suyun pH derecesine ve redox potansiyeline bağlıdır. Akarsu ve göllerde yapılan ölçümlere göre, oksijen düzeyi 1 mg/l'nin altındaysa, demir, suda çözünebilir Fe+2 formunda bulunuyor ve konsantrasyonu birkaç mg/l'yi bulabiliyor. Bu oksijen düzeyinin düşük olduğu sulara tipik örnek, yeraltı sularının yüzeye çıktığı kaynaklardır. Bu kaynakların yakın çevresi, genelde sudaki zengin demir ve diğer mineraller nedeniyle birer bitki cennetidir. Kaynak suları havayla temas edip oksijence zenginleştikçe Fe+2 iyonları çok çabuk oksitlenerek Fe+3 formunda suda erimeyen fosfat, hidroksit veya karbonat bileşikleri oluşturarak çökelir. Böylece kaynaktan uzaklaştıkça sudaki demir düzeyi, sudaki oksijen düzeyinin artmasına bağlı olarak çok çabuk düşer. Bu tip kaynakların çevresinde, çökelmiş Fe+3 bileşiklerinin oluşturduğu kırmızı-kahverengi çamur birikintileri görmek mümkündür.

Akvaryumda da benzeri birikintiler filtrede toplanır. Havalandırılıp filtre edildiği için genellikle oksijen düzeyi yüksek olan akvaryumlarda demir hemen oksitlenerek Fe+3 bileşikleri oluşturur ve çökelir. Çökelen demirin, kahverengi-siyah çamur içinde neden özellikle filtrede toplandığına yazının devamındaki çelatlar konusunda değineceğiz.

Buraya kadar, oksijenin fazlasının suda erimiş demir bileşiklerinin, dolayısıyla da bir yerde bitkilerin düşmanı olduğundan söz ettik. Gelelim balıkların oksijen gereksinimine. Genelde akıntılı ve serin sularda yaşayan türler durgun ve sıcak sularda yaşayanlara göre daha çok oksijen gerektirirler. Bir örnek olarak, Amazon sularında yaşayan kırmızı neonun yaşadığı çeşitli biyotoplarda yapılan oksijen düzeyi ölçümleri 2.7 - 5.7 mg/l arasındadır. Amazon'un durgun sularına uyum sağlamış türler, O2 düzeyi ancak 1 mg/l düzeyine indiği zaman zorlanarak yüzeyden hava yutma hareketlerine başlarlar. Buna karşılık daha akıntılı sularda yaşayan türler için alarm zilleri, oksijen düzeyi henüz 3.6 mg/l düzeyine indiğinde çalmaya başlar. Daha yüksek 4-7 mg/l düzeylerindeki oksijenin ise balıklar üzerinde hiçbir olumsuz etkisi yoktur. Balıklar gün içinde dahi oksijen düzeyinin inip çıkmasına alışkındırlar; belirli bir sınıra kadar oksijen azlığını soluma hareketlerini sıklaştırarak hiçbir zarar görmeden telafi ederler. Önemli olan, oksijen düzeyinin, balıkların yüzeyden panik içinde hava yutmalarına yol açacak bir noktaya kadar düşmemesidir.

Havalandırılan ve/veya filtre edilen tropik akvaryumlarda tipik oksijen düzeyi 4-7 mg/l arasıdır. Bitkiler ise genellikle oksijen düzeyinin düşük olduğu akvaryumlarda daha iyi gelişirler. Bunun temel nedenleri, demirin yanında oksitlenmemiş (kullanılabilir) besin maddelerinin ve genellikle de CO2'nin suda daha fazla bulunması, su oksijene doymamış olduğu için fotosentez artığı oksijenin suya daha rahat bırakılması ve fotosentez işlemine daha uygun redox potansiyelidir. Suda demiri oksitlenmekten koruyan çelatların olması şartıyla (bu konuya birazdan geliyoruz), hem bitki, hem de balık yaşamı göz önüne alınarak önerilen optimal O2 değerleri sabah 3 mg/l, akşam 6 mg/l civarındadır.

Buraya kadar, akvaryumda balık beslemek istiyorsak bitkiden vazgeçmemiz (veya tersi) gerekir gibi bir görüntü ortaya çıkıyor. Çünkü balıklar için gerekli olan en az 3 mg/l oksijen düzeylerinde Fe+2 formundaki demir hemen oksitlenerek Fe+3 formunda suda çözünmeyen bileşikler oluşturarak çökeliyor ve dolayısıyla da bitkiler tarafından kullanılamaz bir hale geliyor. Fakat doğa görünürdeki bu açmazın bir çözümünü bulmuş.

Çelat denilen (chelate, chelator: birleştirici, bağlayıcı) karmaşık yapılı bazı organik moleküller, demir iyonlarının etrafını çevirip onları dışarı karşı adeta maskeleyerek oksitlenmelerine engel olurlar. Böylece çelatlar, oksijen düzeyinin (dolayısıyla redox potansiyelinin) yüksek olduğu sularda dahi demirin çökelmesini engeller. Sadece demire değil, magnezyum, mangan ve çinko gibi katyonlara (+ yüklü iyonlar) da bağlanıp dışarı karşı maskeleme görevi yapan farklı çelat bileşikleri vardır. Demir çelatları sayesinde akvaryumlarda yüksek oksijen düzeyine rağmen bitkiler için yeterli demir iyonu bulunabilir.

Demir, çelatlarla hem Fe+2, hem de Fe+3 formunda bileşikler oluşturabilir. Her iki çelat tipi de suda çok iyi çözünür. Bitkiler, suda erimiş demir-çelat bileşiklerinden demiri ayırarak kullanma yeteneğine sahiptirler.

Çelatlar, oksitlenmeye karşı koruyucu fonksiyonları nedeniyle besin taşıyıcıları olarak da anılırlar. EDTA, NTA ve EDDHA gibi sentetik çelat bileşiklerinin yanında birçok doğal çelat bileşiği de vardır. Atık maddelerin biyolojik filtrasyonda ayrıştırılması sonucu ortaya çıkan ve akvaryumda biriken organik maddelerin bir bölümü de doğal çelat işlevi görürler. Bu nedenle aşırı temiz tutulan akvaryumlarda bitkiler iyi gelişemez.

Oksijen düzeyinin 1 mg/l'nin üzerinde olduğu sularda -ki hemen her akvaryum böyledir- Fe+2 formundaki demir, derhal oksitlenerek Fe+3 formunda suda çözünmeyen bileşikler oluşturarak çökelir. Bu nedenle demir (örn. sıvı bitki gübrelerinde) akvaryuma mutlaka demir-çelat bileşiği olarak verilmelidir. Fakat biyolojik aktivitenin olduğu akvaryumlarda demir-çelat bileşiklerinin de ömürleri sınırlıdır. Diğer birçok organik atık gibi çelatlar da bakteriler tarafından parçalanırlar. Çelat parçalanınca maskesi düşüp açığa çıkan demir iyonu hemen oksitlenip tortu olarak çöker. Çelatların akvaryumdaki ömrü, birkaç günden bir haftaya kadar değişebilir ve bu süre, çelatın kalitesinden çok akvaryumdaki oksijen düzeyine -dolayısıyla da redox potansiyeline- bağlıdır. Bu nedenle, akvaryumdaki oksijen düzeyini bilmeden belirli bir doz sıvı gübrenin ne kadar süre yeterli olacağını söylemek mümkün değildir. Fakat her zaman için, haftada bir 7 ölçek yerine her gün 1 ölçek demirli sıvı gübre vermek bitkiler için daha avantajlıdır.

Akvaryumdaki sentetik ve doğal çelatların en çok parçalandığı, dolayısıyla çökelmiş demir yüklü kahverengi-siyah çamurun en çok biriktiği yer sünger filtre yüzeyleridir. Yapılan ölçümler, akvaryumdaki çözünmüş demir iyonları konsantrasyonu 0.01 mg/l'nin bile altındayken, filtre çamurunda 3000 mg/l üzerinde demir olabileceğini göstermiştir. Aerobik bakterileri barındıran ve yüksek redox potansiyelinde çalışan filtreler demiri sürekli yutarlar. Akvaryumdaki demir kaynakları ise yemler ve sıvı gübrelerdir. Balıklar, demir gereksinimlerini yedikleri yemlerden karşılarlar. Bitkiler ise tamamen suda çözünebilen Fe+2 bileşiklerine ve demir-çelatlara bağımlıdırlar.

Akvaryum kumunun altına serilecek ince bir tabaka kırmızı laterit kumu da uzun dönemli bir demir deposu işlevi görebilir. Kumun altında, su sirklasyonu çok az olduğu için oksijen düzeyi ve redox potansiyeli düşüktür. Böyle bir ortamda laterit suya Fe+2 iyonları verebilir. Bundan sonra önemli olan Fe+2 iyonlarının yukarıdaki oksijence daha zengin katmanlara çıkarken oksijenden önce çelatlarla karşılaşmasıdır. Bunun için de akvaryumun, kumunun derinliklerinde dahi organik atıklar birikecek kadar eskimiş olması gerekir.

Demir ve diğer birçok besin maddesinin oksitlenerek kullanılamaz hale gelmesine yol açacağı için kumda hızlı bir sirkülasyon yaratan taban filtreleri bitkiler için zararlıdır. Buna karşılık tabanda çok yavaş bir sirkülasyon yaratan düşük Watt'lı taban ısıtıcıları, bitkiler ve kum sağlığı için yararlı olabilir. Akvaryum tabanını ısı kaybına karşı izole ettikten sonra, ısıtıcının bağlı olduğu saatli şalteri ayarlayarak akvaryumu her gece düzenli olarak birkaç saat soğumaya bırakmak da kumda tıkanmaları önleyip besin maddelerinin oksitlenmeden taşınmasını sağlayacak çok yavaş taban akıntılarını oluşturabilir.

(Bu arada gece serinliği, özellikle Ramirezi ve Apistogramma türleri gibi sığ sularda yaşayan tropik türlerin sağlığı ve uzun ömrü için çok yararlıdır.)

0
Sayfaya verdiğiniz not: Hiçbiri