Algen im Aquarium - Redfield Verhältnis gegen Algen.

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Algen im Aquarium.

Pinselalgen, Blaualgen, Fadenalgen endlich im Griff?
Dieser Bericht war lange angekündigt und zögerte sich wegen aufwendiger Recherchen und Versuchen immer wieder hinaus, weil wir hier auf kompetente Hilfe angewiesen waren um die Ausführungen auch mit entsprechenden Maßnahmen umsetzen zu können.

Mit beachtlichen Erfolgen innerhalb von Tagen, bei vielen unserer Kunden, können wir nun den Aquarianern wieder Hoffnung machen ihre Algenprobleme ohne Chemie und  nur mit richtiger Wasserzusammensetzung in den Griff zu bekommen.

Zur Vorgeschichte:
AquaRichtig vertrat stets in allen Ausführungen, dass Algen rein gar nichts mit hohen Nitrat oder Phosphat Werten zu tun haben.
Deswegen wurden wir auf Seiten der allgemeinen Verunsicherung oft angegriffen und in Frage gestellt, oder erhielten teils unverschämte Besserwisser-Mails.
Tatsachen aber sind, dass 90% unserer Kunden keine Probleme mehr mit Ihren Aquarien haben, was inzwischen Hunderte von Referenz-Mails zu all unseren Produkten belegen.
Unsere Zeolith-Studie vor 4 Jahren war neben unserer Bio CO2 Anlage der Durchbruch zum Erfolg für Tausende von Aquarianern.
Auffällig war für uns, dass hin und wieder Aquarianer die vollbiologisch und nicht dazu mechanisch mit Zeolith filterten, sogar in Weichwasser mit pH 6,2 Algen in das Becken bekamen.

Aquarianer, die ernsthaft sowohl vollbiologisch als auch mechanisch mit Zeolith filterten konnten oft zusehen wie schon bestehende Algen verschwanden und bei Neueinrichtungen erst gar nicht entstanden.
Hier schrieben wir dieses der reduzierenden Wirkung des Zeolith durch die Aluminium Verbindungen zu.
Erst als wir bei einem Aquarianer aus der Region, dessen Becken voll von Pinsel, Blau, Braun und Grünalgen war Wasserproben machten, stellten wir fest, dass das Wasser völlig in Ordnung war und auch der Redox-Wert besser nicht hätte sein können.
 
Weil wir nicht Algen vernichten, sondern Ursachen erforschen wollten, schlossen wir an das 240 Liter Becken einen 5 Liter Zeolithfilter an und harrten der Dinge, die da kommen würden.
In der ersten Woche passierte das, was immer mit Zeolith-Filterung passiert, dass die Fische agiler waren, das Wasser klarer und sich neue Pflanzenspitzen ohne Algenbefall zeigten.
Die Algen zeigten sich unbeeindruckt, aber nach 10 Tagen rief der Kunde an und teilte uns mit, dass die Algen grau würden und sich auflösten.
Wir wieder mit der Test-Ausrüstung los um zu sehen, was sich da verändert haben könnte.

Die Messungen von 14 Werten ergaben keinen wesentlichen Unterschied zu den noch 5 Tagen zuvor und Anfangs gemachten Messungen.
Die Überraschung kam bei dem Test des Ammonium, der bei der 1. Messung bei einen Gehalt von 2,6 mg/l lag. Bei der 2. Messung 1,7 mg/l und bei der 3. Messung nicht mehr nachweisbar war. Auch bei den weiteren Messungen über den Zeitraum von 4 Wochen, in dem die Scheiben des zu gealgten Aquariums immer freier wurden, konnten wir kein Ammonium mehr messen.
Das Becken war nahezu frei von Algen, als ein erneuter Befall mit Algen eintrat. Messung Ammonium ergab wieder keinen Wert, doch dafür stellten wir fest, dass Kalium nicht mehr messbar war, Eisen nur noch minimalst vorhanden, Phosphat von vorher 2,5 mg/l war auf 0,02 mg/l gesunken und Nitrat von 25 mg/l auf <5 mg/l gefallen war.
 
Hier begann dann der eigentliche Versuch, für den wir durch Gerd Richter's Fachbuch "Stoffwechselphysiologie der Pflanzen" die Anregung bekommen haben.. Entgegen aller aquaristischen Fachliteratur, scheinbar widersinnig, gaben wir eine Hohe Dosis Nitrat zu.
Algen vermehrten sich ab dem Tag nicht mehr, verschwanden aber auch nicht wieder.
Nun gaben wir in den nächsten aufeinanderfolgenden Tagen Eisen, Phosphat und Kalium zu und siehe da, die Algen bildeten sich wieder zurück.
Wir hielten die Werte Nitrat (25mg/l), Phosphat (1,5 mg/l), Eisen (1,0 mg/l) und Kalium (25 mg/l) dann mit diesem Level, bei dem jeder Aquarien-Guru sich die Haare raufen würde und siehe da, das Aquarium wurde in einem Zeitraum von 4 Wochen komplett, aber wirklich komplett frei von Algen, verbunden mit fantastischem Wachstum der Pflanzen.
 
Zwei weitere Versuche bei Kunden aus der Region, mit nicht ganz so vielen Algen brachten das gleiche total verblüffende Ergebnis. Aquarianer die diesem Beispiel folgten berichteten das gleiche und nun wollten wir es genau wissen, wie dieses möglich war.
Wir kontaktierten unsere zukünftigen Biologen und einer davon selbst Aquarianer, der auch als angehender Biologe hin und wieder Algenprobleme hatte griff das Thema dann auf und machte verschiedene Versuche mit dem Ergebnis, welches unsere Erfahrung in etwa bestätigte.
Nun war dieser nicht mehr zu halten und kniete sich richtig neben seinem Studium hinein. Dabei machte er die Feststellung, dass wir rein zufällig Erfolge erzielt hatten die wahrscheinlich aber nicht von Dauer gewesen wären.
Er fand heraus, dass ein amerikanischer Biologe, ein Tom Barr schon 2005 den sogenannten Estimative Index entwickelt und publiziert hat.

Bei weiteren Recherchen fand er heraus, dass drei weitere Forscher schon 1963 das Redfield Verhältnis, nach einem von ihnen benannt publizierten.
Beachtliche Erfolge gegen Grünalgen und Blaualgen wurden mit dieser Methode verzeichnet.
Nun war der Grundstein gelegt und tatkräftig von zwei Mitstudenten unterstützt, wurden viele Versuche mit verschiedenen Düngern gemacht die aber nicht befriedigend verliefen weil sich für beide Studien die Dosierung als schwierig gestaltete.
Zudem wurde die Qualität mancher Dünger beanstandet die teils sogar Ammonium enthielten, oder zuviel Eisen auf die angegebene empfohlene Dosis.
Sogenannte NPK Dünger gestalteten es schwierig das Redfield Verhältnis oder den Estimative Index mit einer NPK Lösung um zu setzen.
Darum wurden erst einmal eigener Dünger entwickelt um gezielt Nitrat, Phospat und Kalium in Einzeldosen zu geben zu können.
Nicht genug damit, von dem Ehrgeiz gepackt, wurde dann auch gleich noch ein Komplexdünger und ein Eisendünger her gestellt.
Bei dem Komplexdünger wurde ein gesteigertes Pflanzenwachstum in Versuchsaquarien von ca. 25% gegenüber herkömmlichen Komplexdüngern fest gestellt.
Algenpopulationen in diesen Versuchsbecken wurden binnen Tagen im Keim erstickt und verschwanden, bzw. entstanden in weiteren Becken nicht.Interessant dabei war, dass  sich das Pflanzenwachstum mit gedrosselter CO2 Zufuhr auch erheblich verringerte < als 30 mg/l, < als 20 mg/l, < als 10 mg/l
Dieser Versuch wurde darum gemacht, weil auch Tom Barr bei dem Estimative Index von einer CO2 Sättigung des Wassers von 30 mg/l ausgeht.
Der Normal-Aquarianer der CO2 zuführt, ob mit Bio oder Druckgas-Anlage muss sich aber keine CO2 Sorgen machen, denn mit entsprechender Einstellung/Düngung des Wassers wachsen seine Pflanzen auf jeden Fall befriedigend ohne dass es zu Stagnation oder Algen kommt.

Was ist nun das Redfield Verhältnis?
Wir wissen, dass Algen dort entstehen wo für diese ein großes Nährstoffangebot vorliegt und für Pflanzen einfach zuwenig, um mit den Algen in Nährstoff-Streit zu treten.
Für Pflanzen zuwenig bedeutet, dass ein essentielles/lebenswichtiges Element (oder mehrere - Algen haben geringere Ansprüche) gar nicht oder zu gering im Wasser vorhanden ist.

Die Redfield-Studie richtet sich nach dem Minimalgesetz von Justus Liebig welches besagt, dass ein limitierter oder nicht vorhandener Faktor das Wachstum einschränkt und behindert.
Andere Nährstoffe im Überfluss können diesen fehlenden nicht ersetzen und den Mangel nicht ausgleichen.
Nach heutiger Forschung können manche Spurenelemente durch andere Stoffe zeitweise ersetzt/überbrückt werden was aber für die Makro und Mikro-Elemente nicht möglich ist.
Mangel an diesen kann also durch nichts ausgeglichen und muss zugedüngt werden.

Das Blaualgen-Problem basiert auf dem Minimumfaktor Stickstoff Nitrat, dessen nicht oder nur geringes Vorhandensein das aufkommen der Blaualgen enorm begünstigt.
Da nicht alle Aquarien mit Blaualgen befallen sind in denen kein Nitrat messbar ist, aber oft andere Algen neben kümmernden Pflanzen, gibt es vermutlich noch ein fehlendes Element außer Nitrat, welches die Blaualgen dann sicher gedeihen lässt.

Alfred C. Redfield und Tom Barr sind beides Meeresbiologen und ich möchte Sie hier nicht mit Einzelheiten der Forschungsergebnisse traktieren, zumal der Aquarianer hier erst einmal keinen Zusammenhang sieht.
Die Redfield Studie basiert z. B. auf der Zusammensetzung der atomaren Anteile des Meeres-Planktons in Nitrat, Phosphat und Calcium.

Aquaristisch publizierte Charles Buddendorf 2003 dass sich mit dem Redfield-Verhältnis das Algenwachstum in Aquarien minimieren lassen könne. Damit hatte er recht, denn die Erfolge dieser Methode sind unbestritten, wenn auch immer noch umstritten, besonders was die später folgenden Ausführungen von Tom Barr (Magnesium als Makro-Element für Algen und CO2 Gehalt von 30 mg/l) angeht.

Dass dieses Verhältnis von 16 : 1 Nitrat zu Phosphat auch für die höher entwickelten Aquarienpflanzen gilt stellte sich in zahlreichen Versuchen heraus.
Stimmt dieses Verhältnis nicht, dann ist eines der beiden Elemente zuerst aufgebraucht, wenn auch noch minimiert vorhanden und das Wachstum stagniert. Es sollte also immer ziemlich nahe dem Optimal-Wert gehalten werden.
Da wir nicht atomaren Stickstoff messen können, sondern nur Nitrat und Phosphat muss das Verhältnis molekular angepasst werden.
Das sogenannte Buddy-Verhältnis (nach Charles Buddendorf) ergibt hier angepasst, wie von Andreas Groß in Wikipedia sehr gut beschrieben, ein Verhältnis von 10,33 mg/l : 1 mg/l für Nitrat und Phosphat.
Link zu den Ausführungen von Andres Groß wo man auch einen Redfield-Calculator einer niederländischen Seite einsehen und benutzen kann dürfen wir hier leider nicht setzen.
Sie finden diesen unter andreasmgross.de/text/verwendung_des_Redfield-verhältnisses_für_die_beseitigung_von_Grün-_und_Blaualgen
Den kompletten Link senden wir Ihnen auch gerne zu.

Die Berechnung ist ganz einfach, indem man Nitrat und Phosphat durch deren Werte teilt.
Beispiel Andreas Groß:
Nitrat 15 mg/l, Phosphat 3,0 mg/l
15 N : 3 P = 5 was ein zu niedriger Wert wäre.

Der optimale Bereich N liegt bei 10,33 und P bei 1
10,33 N : 1 P = 10,33 RV

Der grüne RV Bereich liegt gem. dieser Berechnung zwischen RV 7 - 13 wo mit Sicherheit keine Blaualgen existieren können und wenn, dann minimal Grünalgen.

Außerhalb dieses grünen RV Bereiches, also unter 7 sind Blaualgen zumindest sehr wahrscheinlich und könnten auftreten.
Oberhalb des grünen RV Bereiches, also über 13 ist eine Grünalgenplage auch Fadenalgen zu erwarten 

Versuche belegten, dass bei einem ausgeglichenen Verhältnis N und P Blaualgen und Grünalgen keine Chance haben sich im Aquarium zu etablieren und bestehende Algen sehr schnell verschwanden.

Dieses Verhältnis im Aquarium zu schaffen ist kein Hexenwerk, denn je nach Bedarf kann man N oder P mit den dafür geschaffenen AquaRichtig-Düngern zu geben und seine Pflanzen mit allen wichtigen Elementen versorgen.

Nun kommen wir zu Tom Barr's Estimative Index der sich noch leichter verwirklichen lässt zumal man gemäß dessen Ausführungen auch ohne Messung der Werte verfahren kann.
Zum Schluss dieses langen Berichtes vergleichen wir dann Estimative Index und Redfield Verhältnis mit den Meinungen der Biologie Studenten dazu.Tom Barr studierte Biologie mit dem Fachgebiet Wasserpflanzen und der Estimative Index öffnete ihm Tür und Tor zu einer erfolgreichen zukünftigen Karriere.
Zahlreiche Publikationen in Fachzeitschriften und Anerkennung durch viele Organisationen gewährleisten, dass man ernst nehmen kann was wir hier versuchen wieder zu geben.
Erst einmal sind wir sehr froh, dass ein Forscher ganz klar sagt, dass hohe N und P Werte nichts mit Algen zu tun haben und Ammonium das für Algen verantwortliche Makro-Element dieser ist.

Auch Tom Barr bestätigt unsere für unsere Kunden sehr erfolgreiche wöchentliche Dünge-Empfehlung um Mangelerscheinungen vor zu beugen.

Der Estimative Index beruht darauf, dass die Werte der Makro-Elemente geschätzt werden können und auch bei hohem Nitrat und Phosphat Gehalt keine Algen entstehen wenn man eine Nährstoffanreicherung mit wöchentlich 50% Wasserwechsel verhindert.
Hier natürlich auch voraus gesetzt, dass Pflanzen auch alle weiteren wichtigen Elemente zur Verfügung haben und keine Wachstumsstörungen durch einen Minimum-Faktor entstehen.

Hier finden Sie zu der Webseite Estimative Index:
barreport.com/estimative-index/62-estimative-index-dosing-no-need-test-kits.html
Den kompletten Link senden wir Ihnen auch gerne zu.

Zugegeben, ein gewöhnungsbedürftiger Gedanke, dass laut Tom Barr Nitrat bei 5 - 30 mg/l, Phosphat bei 1 - 2 oder mehr mg/l, Eisen bei 0,4 oder mehr mg/l, Kalium bei 10 - 30 mg/l und CO2 bei 30 mg/l, ausgehend von KH/GH 3 - 5  liegen sollten.Verblüffend war nur, dass wir bei dem Kunden, wie am Anfang der Seite beschrieben ähnlich katastrophale Werte zufällig einstellten und die Algen wieder verschwunden sind die sich schon wieder ausbreiten wollten.
Mit dem Wissen über immensen Verbrauch der Makroelemente durch Pflanzen decken sich unsere Angaben in etwa ebenfalls mit denen von Tom Barr, wobei hier Pflanzenbestand, Beleuchtung und andere Faktoren sicher eine Rolle spielen.
Hier dazu der Auszug aus unserer Zeolith-Beschreibung:
Gesunde Pflanzen verbrauchen täglich, je nach Beckengröße und Pflanzenbestand zwischen 1,0 - 7,0 mg/l Nitrat und 0,3 - 1,0 mg/l Phosphat, dagegen aber nur 0,05 - 0,5 mg/l Ammonium!
Algen dagegen können Nitrat und Phosphat nur schwer und minimal in den Stoffwechselkreislauf einbauen und nehmen Ammonium als Makroelement auf.
Minimieren wir das Ammonium durch mechanische Filterung mit Zeolith, haben Algen das nachsehen. Haben Sie Algen, dann werden Sie diese schneller los als Sie glauben, wenn Sie ausreichend alle Elemente zudüngen die Pflanzen brauchen damit hier kein Mangel mehr vorliegen kann.
Tom Barr erwähnt in seinem Report noch einen Begriff neben Ammonium, nämlich Urea und dass Ammonium und Urea in geringsten Dosen zu Algen führen.
Urea ist Latein und bedeutet ganz einfach Harnstoff.
Harnstoff ist ein Kohlensäurediamid und hat nichts mit Harnsäure zu tun.
Harnstoff ist eine organische Verbindung die als Endprodukt des Stoffwechsels von  Stickstoffverbindungen ausgeschieden wird.
Die meisten Fische geben diesen Harnstoff aus dem Protein/Aminosäure/Stoffwechsel über die Kiemen in Form von Ammoniak direkt in das Wasser ab.
Bei pH Werten unter 7 wovon wir bei Tom Barr's Wasserwerten und CO2 Verhältnis ausgehen können geht der Ammoniak direkt in Ammonium über - als Makro-Element für Algen.
(Dies ist vermutlich auch die Erklärung dafür warum starker Fischbesatz meist auch mit starkem Befall von Algen verbunden ist.)  
Eliminierung dessen mit wöchentlichem Wasserwechsel verhindert hier also die Algen mit Zudüngung der angeführten Stoffe bei jedem Wasserwechsel.
Da stellt sich die Frage ob nicht der wöchentliche Wasserwechsel von 50% der maßgebende Faktor neben der ausreichenden Versorgung der Pflanzen mit allen Stoffen ist.
Dieses praktizieren wir schon seit Jahren mit indirektem Wasserwechsel und mechanischer Zeolith-Filterung zur Aufnahme des Ammonium.

Redfield Verhältnis und Estimative Index stehen sich hier also nichts nach, wobei das Redfield Verhältnis konkreter ist auch wenn man diesem nach die Werte Nitrat/Phosphat messen muss was ohnehin schon jeder von Algen geplagte Aquarianer getan hat.
Eindeutig liegt die Entscheidung bei dem Redfield Verhältnis welches durch Messungen leichter zu kontrollieren ist.
Zudem birgt der Estimative Index die Gefahr, dass durch reichliche Eisendüngung irgendwann die Pinselalgen auf den Plan kommen, besonders wenn das Verhältnis nicht mehr stimmt, was der Aquarianer ohne Test gar nicht kontrollieren kann.
Es ist zu Ungewiss über den Daumen zu sagen welche Pflanzen wie viel Nitrat und Phosphat aufnehmen und was man bei dem wöchentlichen Wasserwechsel zugeben muss um nicht irgendwann 50 mg/l Nitrat und 5 mg/l Phosphat im Becken zu haben, oder eben auch zuwenig.
Was ist mit den Pinselalgen höre ich jetzt die Geplagten dieser stöhnen, denn die wurden hier gar nicht erwähnt.
Werden nicht vergessen, denn bei den Versuchen stellte sich heraus, dass diese - übrigens bekamen Hunderte Aquarianer nur mit mechanischer Zeolith-Filterung Ihre Pinselalgen los - die auf jeden Fall auf zu viel Ammonium/Eisen im Wasser zurück zu führen sind.
Möglicherweise spielen auch beide Faktoren und/oder weitere eine Rolle für Pinselalgen-Befall.
Auch viele Aquarianer bestätigen es, dass die Pinselalgen erst richtig los legten nachdem sie reinen Eisendünger als Zusatzdünger verwendet haben.
Möglicherweise darum, weil das Verhältnis der Elemente nicht stimmte, denn in den Versuchen zeigte es sich, dass Pinselalgen nach dem Redfield Verhältnis und Filterung mechanisch über Zeolith  in den meisten Fällen tatsächlich verschwanden.
Wir gehen davon aus, dass schon zu viel Eisen im Wasser sein könnte, wenn es als Wochenration zugegeben wird. Pflanzen können eine große Zahl Eisen-Ionen in sogenannten Kavernen aufnehmen und brauchen dieses essentielle Spurenelement nicht auf Vorrat im Wasser wovon nur die Algen profitieren können.
Die Aufnahme von Eisen erfolgt rasch in der Pflanze in Form von FE2+Ionen und Versuche zeigten, dass bei  geringer Düngung alle 3 Tage die Algen stagnierten und sogar verschwanden.
Leider ist der Bedarf an Eisen auch schwer ein zu schätzen und hier muss man, wendet man dieses Verfahren an schnell reagieren und zudüngen wenn jüngere Blätter Anzeichen von Chlorose zeigen während die Blattadern grün bleiben.
Es wird von den Studenten noch in Erwägung gezogen einen Komplexdünger ohne Eisen ein zu setzen und statt dessen wie oben beschrieben Eisen separat zu düngen.
Wie auch immer die Entscheidung ausfällt bekommen wir die Dünger bis 15. 04. 09 verbindlich geliefert.
Definitiv wird der Komplexdünger nun ohne Eisen her gestellt, denn weitere Versuche in den letzten Tagen zeigten, dass dies berechtigt ist.
In verschiedenen Becken mit eingesetzten Pinselalgen entwickelten sich diese mit Komplexdünger mit Eisen zigmal schneller als in Becken mit Komplexdünger ohne Eisen, wobei hier auf das Eisen aber nicht verzichtet wurde.
Es wurde lediglich Eisen gemäß eines Spurenelementes zu gegeben. Über optimale Dosierung bekomme ich noch Nachricht.
Sicher ist auf jeden Fall, dass unser Komplexdünger aus zwei Flaschen zur gezielten Dosierung bestehen wird.

Ein Fass ohne Boden, denn wieder bekam ich eine Menge Abhandlungen über Phykologie/Algologie = Algenkunde und Biologie/Chemie über Eisen und Aufnahme dessen von Pflanzen.
Kommentar dazu:
Wir düngen Aquarien zuviel mit Eisen welches in zahlreichen Elementen von Komplexdüngern schon enthalten sei.
Faszinierend der Kommentar, dass Bakterien als Stoffwechselprodukt einen eisenhaltigen Stoff  frei setzen der von höheren Pflanzen direkt aufgenommen werden kann !?!
Mein Wochenende ist durch die reichhaltige Lektüre wieder gesichert!

Dass Pinselalgen oder Algen nichts mit Eisen zu tun haben sollen wird oft  falsch vertreten, geradezu fanatisch dementiert, denn Algen als Nahrungsmittel sind darum so gesund weil sie u. a. sehr viel Eisen enthalten.
Gerade vor einigen Wochen war ein Forschungs-Schiff mit vielen Wissenschaftlern in den Polarkreis unterwegs.
Die Fracht des Schiffes bestand aus 6 Tonnen Eisen um dieses in das Meer zu geben damit dort eine Algenblüte entsteht.
Alles im Sinne des Klima-Wandels zur CO2 Aufnahme durch Algen und diese Mühe würde man sich nicht machen wenn Algen nicht auf Eisen reagieren würden.
Es gibt nun für mich zu dem Thema Algen nichts weiter zu sagen, als dass ich zuversichtlich bin, dass wir diese mit richtiger Düngung und einem ausgewogenen Verhältnis aller Elemente ohne Mittelchen und große Mühen in den Griff bekommen können.
Viele Faktoren spielen bei Aquarienproblemen eine Rolle und auch das Licht ist ein wesentlicher Punkt der durchaus für Algen mitverantwortlich sein kann.
Engelmann wies z. B. nach, dass eine photosynthetische Sauerstoffproduktion bei Algen nur bei Einstrahlung bestimmter Qualitäten sichtbarer Strahlung nachweisbar ist.
Unser Tipp nur Warmton-Tageslicht-Röhren ein zu setzen hat sich bei unseren Kunden bestens bewährt.  Wobei Röhren mit 6500 Kelvin Pflanzenwuchs begünstigen und Algenwuchs nicht fördern.










 







  
   
 



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