CentroNatura.net: Aquariologia e Ornitologia

micro e macro elementi

Fino ad ora abbiamo parlato di varie sostanze presenti in acqua: azoto, calcio, magnesio, idorgeno, carbonio, composti vari di natura complessa. abbiamo anche visto l'esistenza di un parametro che consente di darci un idea generale della quantità di sostanze disciolte in vasca: la conducibilità. tuttavia non ci siamo mai soffermati a lungo sull'utilità biologica di tali sostanze. infatti l'azoto lo abbiamo incontrato parlando di batteri, calcio e magnesio parlando di GH e cosi via... ma sono solo questi gli elementi nesessari?? certo che no! non abbiamo mai accennato a potassio, ferro, fosforo e altri importanti elementi. in questa pagina parleremo proprio di questi elementi evidenziandone l'importanza.

inizio subito col dire che il parametro che racchiude tutte le informazioni è la conbducibilità. tuttavia tale parametro ci dà un idea genereale della sitazione, certo non ci dice il livello di ferro in acqua. esistono quindi dei test appositi per gli specifici elementi. test a goccia per la precisione che misurano la quantità di ferro o potassio o quel che si voglia in acqua. c'è chi dice che per chi vuol fare le cose seriamente avere tutti i test possibili e immaginabili è un obbligo. secondo me il miglior test è l'acquario stesso. osservare l'acquario e capirne i problemi dalle foglie delle piante, dal comportamento dei pesci o da qualsiasi cosa sembri anomala è secondo me il modo migliore e senza dubbio anche il nostro portafoglio ne gioverà. certo ci vuole sempre un po di esperienza, ma quella si acquisce col tempo, neppure molto se siamo attenti osservatori; e ci vuole buon senso nella gestione, certamente inserire quantità industriali di fertilizzante tutte le settimane non è un buon comportamento e alla fine di questo articolo spero di avervene fatto almeno capire il perchè.

ma bando alle chiacchiere ed entriamo nel discorso.
innanzitutto vediamo perchè gli elementi sono separati in macro e micro elementi. questa distinzione deriva semplicemente dalla diversa concentrazione di tali elementi all'interno di una pianta. infatti guardando le percentuali in peso secco (quindi senza acqua) di tali elementi all'interno di una pianta è facile notare la differenza:

macroelementi:

elemento	percentuale	ppm
carbonio	45	450000
ossigeno	45	450000
idrogeno	6	60000
azoto	1.5	15000
potassio	1	10000
calcio	0.5	5000
magnesio	0.2	2000
fosforo	0.2	2000
zolfo	0.1	1000

e microelementi:

elemento	percentuale	ppm
cloro	0.01	100
ferro	0.01	100
manganese	0.005	50
boro	0.002	20
zinco	0.002	20
rame	0.0006	6
molibdeno	0.00001	0.1

quindi ad esempio, se prendiamo una pianta e la facciamo essiccare al sole (cosi da toglierne l'acqua, ecco perchè si dice in peso secco) il 45% del suo peso è costituito da carbonio,l' 1% da potassio, lo 0.01% da cloro e pensate un po solo lo 0.00001% da molibdeno, praticamente un nulla. eppure anche se presenti in cosi scarsa quantità i microelementi non sono assolutamente trascurabili. non si può costruire una casa se non si hanno tutti i materiali, anche quelli che potrebbero sembrare i più trascurabili.

introduciamo ora il concetto di fattore limitante, di cui forse abbiamo già parlato in precedenza.
il concetto è molto semplice. data una reazione chimica del tipo:

A+B → C

se manca A o B la reazione non avviene. tra A e B si considera fattore limitante quello che limita la reazione, in parole povere quello che finisce prima (supponendo che le quantità di A e di B necessarie siano esattamente le stesse).
possiamo ragionare molto semplicemente con la vita pratica. supponiamo di voler fare una torta al cioccolato, ok? bene ci servono farina, uova, burro, lievito e per finire cacao. benissimo, andiamo a vedere nel nostro mobiletto in cucina se abbiamo il tutto. le uova ci sono, il burro anche, la bustina di lievito non manca, di cacao ne abbiamo in abbondanza... e la farina? purtoppo non ne abbiamo abbastanza, supponiamo di averne 400 grammi anzichè 500. cosa facciamo, non facciamo la torta? certo che no, abbiamo proprio voglia di un po di torta al cioccolato. semplicemente faremo una torta più piccola. di conseguenza aggiusteremo proporzionalmente le quantità degli altri ingredienti. morale della storia? la farina è stata il nostro fattore limitante, ciò non significa che la reazione non sia avvenuta, semplicemente non è avvenuta al 100% delle sue possibilità anche se avevamo cacao a sufficienza per farne decine di torte.
la stessa identica cosa avviene con le piante. per costruire una cellulla servono tutti gli ingredienti, molibdeno incluso. se uno solo di essi viene a mancare niente cellulla e la pianta non cresce. per di più gli altri elementi non vengono assorbiti perchè la pianta non sa che farsene (infatti a noi è rimasto un bel po di cacao) quindi abbiamo un eccesso di sostanze tra le quali anche fosfati e nitrati che come sappiamo sono tossici, il che non ci piace.

se parliamo di micro o macro nutrienti ci riferiamo soprattutto alla flora del nostro acquario. infatti sono le piante in primis a giovare della presenza di nutrienti disciolti in acqua. ovviamente una buona vegetazione avrà un impatto positivo anche sulla fauna in vasca.
in genere ci interessiamo maggiormente a carenze di nutrienti, molto meno a presenze eccessive di questi. in primo luogo perchè carenze nutrizionali si manifestano prepotentemente sulle piante. tuttavia eccessi non vanno assolutamente bene, questo per tre motivi essenzialmente: come abbiamo detto un eccessiva conducibilità porta la pianta ad arrestare l'assorbimento di molecole da parte della pianta che quindi manifesta allo stesso modo sintomi di carenze o intossicazione; in secondo luogo se abbiamo un eccesso di nutrienti le alghe, a cui non dispiace assolutamente avere nutrienti in abbondanza, sono li pronte per metter su famiglia; infine non dobbiamo dimenticare che tutto ciò che appartiene alla classe dei metalli pesanti è tossico per qualsiasi organismo, pianta o pesce che sia.
come riconoscere il comportamento delle piante merita uno spazio apposito. pertanto qui ci limitiamo principalmente a dare una descrizione generale su ciascun nutriente:

MACROELEMENTI

potassio (K)
il potassio è fondamentale per le piante, carenze di potassio provocano un rallentamento della crescita notevole poichè è direttamente coinvolto nel processo di fotosintesi. è uno dei nutrienti per cui si ricorre maggiormente a fertilizzanti. in effetti anche se non è tra i più abbondanti in una pianta appena viene a mancare immediatamente la flora ne risente. questo dipende comunque dal tipo di pianta. senza alcun dubbio il genere Hygrophila è conosciuto come tra i più esigenti in termini di potassio. ne sono ghiottissime. un'altra interessante caratteristica sta nella loro sensibilità nei confronti di questo elemento, sono infatti delle ottime sentinelle. paradossalmente potremmo conoscere se in vasca abbiamo sufficiente potassio semplicemente guardando le foglie di queste utili piante.

magnesio (Mg)
un altro signor elemento. il magnesio è uno degli elementi costitutivi della clorofilla, ovvero quel pigmento verde presente nelle cellule vegetali necessario per la fotosintesi (che viene proprio chiamata fotosintesi clorofiliana). un indice della presenza di magnesio viene dalla misura del GH che ci fornisce proprio una misura del contenuto di calcio e magnesio. è interessante notare come la presenza di magnesio sia legata a quella del calcio. ecco perchè in genere si usa inserire calcio e magnesio in quantità proporzionali tra loro. di solito con un GH intorno ai 10 non avrete sicuramente problemi con il magnesio che raramente si somministra abitualmente. un semplice cambio d'acqua è più che sufficiente. per dirla tutta è sconsigliato aggiungere magnesio con una certa rutine poichè questo elemento porta ad un non assorbimento del potassio che come abbiamo visto è altrettanto importante. quindi cauti col magnesio e se proprio dobbiamo somministrarlo assicuriamoci che le piante ne manifestino la carenza. laddove decidessimo di inserirlo ovviamente conteniamoci con le quantità.

azoto (N)
L'azoto è uno dei componenti fondamentali per tutte quelle molecole come acidi nucleici (DNA per intenderci), proteine... insomma risulta essere fondamentale per gli esseri viventi, le piante del nostro acquario non fanno eccezione. come sappiamo le piante preferiscono assorbire l'azoto sottoforma di NH₄⁺ questo perchè la pianta non ha bisogno di convertirlo in un'altra forma per utilizzarlo. in mancanza di ammonio le piante iniziano ad assorbire altre forme più tossiche, ovvero nitrati e nitriti.

calcio (Ca)
il calcio è utilizzato dalle piante per l'attivazione di alcuni importanti enzimi all'interno della cellula vegetale; sempre in ambito cellulare è utilizzato per rendere la membrana cellulare permeabile alle sostanze esterne e quindi permettere l'assorbimento dei nutrienti a livello cellulare e inoltre è fondamentale per conferire struttura alla cellula stessa. normalmente se utilizziamo acqua di rete la quantità di calcio presente è sufficiente per sostenere la crescita delle piante. anche nel caso di acqua ottenuta da osmosi inversa, se tagliata con acqua di rete, non sorgono in genere problemi. problemi potrebbero sorgere con l'utilizzo di acqua d'osmosi pura (non avviene mai in acquario) o in presenza di molte molte lumache che utilizzano il calcio disciolto in acqua per nutrire la loro stessa conchiglia.

fosforo (P)
il fosforo è utilizzato per la produzione di ATP, il "carburante" dell'attività cellulare. esso infatti è la fonte di energia a livello cellulare, senza di essa la cellula non può lavorare. come l'azoto il fosforo viene utilizzato nella produzione di acidi nucleici. le piante lo utilizzano sotto forma di fosfati PO₄^3- prelevandolo principalmente dal terreno. la presenza di fosfati in acqua non deve essere vista con buon occhio poichè se presenti in eccesso sono rapidamente utilizzati dalle alghe per riprodursi. solitamente tutto il cibo che inseriamo in vasca e che rimane a fondo viene poi decomposto dai batteri e parte della decomposizione delle proteine origina fosfati.

zolfo (S)
assorbiti sottoforma di solfati SO₄^2- sono un componente costitutivo delle proteine. di norma non si verificano carenze di questo elemento poichè l'acqua di rete nè contiene già abbastanza, tuttavia se dovesse verificarsi una carenza di zolfo basta un semplice cambio d'acqua.

carbonio (C)
l'elemento costitutivo di qualunque essere vivente, non a caso quella sezione della chimica che studia le molecole organiche viene anche chiamata chimica del carbonio. le piante come ben sappiamo necessitano strettamente di carbonio per effettuare la fotosintesi. senza carbonio possiamo buttare tutti i nutrienti che vogliamo con estrema perizia senza ottenere nessun risultato. semplicemente perchè la pianta non sa che farsene senza una fonte di carbonio che possa utilizzare per sintetizzare le molecole organiche necessarie. come ben sappiamo le principali fonti di carbonio utilizzate dalle piante sono CO₂ e HCO₃^- (escludendo il carbonio liquido); quest'ultimo viene assorbito solo nel caso in cui l'anidride carbonica sia praticamente assente, il che come abbiamo visto richiede non molte ore di fotoperiodo. per questo è consigliato l'aggiunta artificiale di CO₂. scordiamoci di poter far affidamento sulla attività batterica per l'apporto di anidride carbonica, troppo esigua per il sostentamento della flora.

idrogeno (H) e ossigeno (O)
come per il carbonio questi due elementi sono alla base della totalità delle molecole organiche sebbene utilizzino il carbonio come "ossatura" cui unirsi. non dobbiamo assolutamente preoccuparci di questi due elementi poichè l'idrogeno è assorbito direttamente dall'acqua mentre l'ossigeno è assorbito sia dall'acqua che dalla rottura della molecola di CO₂.

MICROELEMENTI

cloro (Cl)
il cloro è il più richiesto tra i microelementi. la sua funzione è molto importante, infatti è fondamentale per i processi di osmosi cellulare, senza il quale i nutrienti non potrebbero essere assorbiti dalle cellule, e per mantere un equilibrio ionico ed elettrico all'interno della cellula (la cellula utilizza il cloro come "moneta di scambio" per gli altri nutrienti. cosi facendo escono tanti ioni negativi (cloro) quanti sono gli ioni positivi che entrano senza cosi alterare la carica elettrica della cellula). è inoltre utilizzato nelle reazioni di fotolisi (reazioni chimiche che prevedono l'utilizzo della luce) effettuate durante la fotosintesi. senza il cloro la fotosintesi non puù avvenire correttamente. credo sia lampante l'importanza di un nutriente che seppur richiesto in quantità minime è coinvolto in diversi importanti processi. in genere le quantità di cloro presenti nell'acqua di rubinetto sono più che sufficienti per garantire una crescita corretta.

ferro (Fe)
insieme al magnesio è uno degli elementi costitutivi della clorofilla, una carenza di ferro si manifesta immediatamente poichè le foglie perderanno il colore verde e tenderanno a diventare trasparenti. è utilizzato anche come componente per particolari enzimi ed è impiegato in alcune importanti reazioni a livello cellulare. il ferro è uno dei microelementi a cui prestare particolare attenzione. in genere le piante tendono ad assorbirlo molto rapidamente se presente in acqua, pertanto se vogliamo ottenere una gestione particolarmente spinta è consigliata l'aggiunta periodica di ferro. altrimenti possiamo affidarci al lento scorrere della decomposizione che provvederà, seppur in maniera più pacata, a fornire il ferro necessario alle piante. attenzione il ferro è anche un metallo pesante particolarmente tossico per pesci, crostacei o gasteropodi e in quantità eccessive anche per la flora. un rimedio naturale per combattere la tossicità del ferro o dei metalli pesanti in generale è di inserire piante galleggianti come la Lemna Minnor che avendo le radici a diretto contatto con la colonna d'acqua sono delle ottime "spazzine" nei confronti di nutrienti in eccesso.

manganese (Mn)
costitutivo della molecola della clorofilla, viene utilizzato anche nelle reazioni di fotolisi dell'acqua (la pianta scinde l'acqua in H⁺ e ossigeno. ecco spiegata la presenza di bolle sulle foglie quando l'attività fotosintetica è particolarmente intensa, in gergo acquariofilo otteniamo il cosiddetto effetto "pearling". questo non ci deve stupire affatto, anche le comuni piante terrestri operano la fotolisi dell'acqua e rilasciano ossigeno nell'atmosfera; è proprio la fotolisi dell'acqua operata dalle piante ad immettere ossigeno nell'atmosfera). è anche un attivatore di enzimi. in genere non è presente nell'acqua. tuttavia raramente le piante ne manifestano la carenza in un acquario avviato dove la decomposizione ha già preso un buon ritmo. vista l'importanza di questo elemento è comunque sempre meglio prestare attenzione.

boro (B)
assimilito sottoforma di BO₃^3- è richiesto per la sintesi del DNA. fattore a cui dobbiamo prestare importanza è che la presenza del boro permette l'utilizzo del calcio da parte della pianta, il boro è infatti implicato nei processi di scambio a livello della membrana cellulare. niente boro, niente calcio. garantisce infine una sana crescita delle radici. fortunatamente le minime quantità richieste sono facilmente soddisfatte dal quantitativo contenuto nell'acqua di rete.

zinco (Zn)
componente costitutivo di circa 60 enzimi.

rame (Cu)
componente costitutivo di oltre 30 enzimi.

molibdeno (Mb)
anche se è il meno richiesto tra tutti i nutrienti questo elemento è di fondamentale importanza. infatti esso è componente essenziale della nitrato-riductasi, ovvero di quell'enzima essenziale che consente alle piante di effettuare la riduzione dei nitrati in nitriti. non è contenuto nell'acqua tuttavia come per il manganese la decomposizione riesce a garantire un quantitativo sufficiente. in ogni caso i comuni fertilizzanti contengono una quantità di molibdeno più che sufficiente.

ora è venuto il momento di discutere un importante fattore per il corretto assorbimento dei nutrienti. infatti non basta assolutamente versare tutti i fertilizzanti in un unico momento e aspettare che le piante nè traggano i massimi benefici. fosse cosi semplice probabilmente non ci sarebbero problemi nutritivi nelle vasche. basterebbe versare quantità abbondanti di qualsiasi nutriente, starsene seduti e guardare l'acquario esplodere di un verde sgargiante.
ahimè la natura non funziona cosi, ma è basata su un tanto fragile quanto indispensabile equilibrio. di questo parleremo nel prossimo articolo.