Spoorelementen Toevoegen? Zin…of onzin?

Op de vorige pagina over spoorelementen hebben we al kunnen lezen dat planten verschillende elementen nodig hebben om te groeien. Dit waren o.a.:
C O H N P S K Ca Mg Fe Cu Zn Mo Mn B Cl Na Ni Si Se Co

Van die hele reeks elementen moet een plant niet te weinig hebben, dan wordt de groei belemmerd. Maar teveel van een element is ook niet goed! Ook dan kan de groei belemmerd worden! Nou dat maakt het er allemaal niet gemakkelijker op.

Het wordt nog erger, elementen kunnen de werking van elkaar namelijk ook versterken of verzwakken. Wat bedoelen we daar nou mee?

Nou als er bijvoorbeeld voldoende ijzer in een aquarium aanwezig is, maar ook erg veel fosfaat dan wordt het ijzer gebonden aan het fosfaat en kunnen de planten er nog niets mee. Hetzelfde geldt voor andere elementencombinaties. Een overmaat aan Calcium bemoeilijkt de opname van kalium. In water met een hoge GH hebben de planten dus meer moeite om Kalium op te nemen.

Wanneer het ene element het andere tegenwerkt dan noemen we dat Antagonisten. In het geval van het hinderen van de opname van kalium door het calcium spreken we dan ook van Kalium-Calcium Antagonisme.

Andersom kan ook. Dat de aanwezigheid van een element de opname van een ander element bevorderd. Bijvoorbeeld veel stikstof stimuleert de opname van Magnesium. In het onderstaande diagram (Ook wel bekend als het Diagram van Mulder) is de onderlinge samenhang van de elementen wat overzichtelijker weergegeven. Blauw zijn de antagonisten waarbij de pijlrichting aangeeft welk element gehinderd wordt. Wijzen op één lijn twee pijlen verschillende richtingen op dan hinderen de twee elementen elkaar over en weer. Rood zijn de stimulanten, de pijlrichting geeft aan welk element gestimuleerd wordt.

Even een paar voorbeelden die we uit het Diagram van Mulder kunnen halen.

• Fosfor (ook fosfaten) remmen de opname van ijzer (Naast algen nog een reden het fosfaat gehalte laag te houden!)
• Omgekeerd ook IJzer remt de opname van fosfor
• Calcium remt de opname van ijzer, Mangaan, fosfor (De reden dat zacht water dus meestal beter is voor een goede plantengroei)
• Stikstof remt de opname van zwavel
• Stikstof bevordert de opname van Magnesium

Nou da’s heel mooi allemaal, dat al die elementen ook onderling elkaar beïnvloeden dat maakt de zaak er dus niet bepaald eenvoudiger op!

Wat zijn de onderlinge verhoudingen in onze sporenelementen?

Een bijzonder lastige vraag!
Op de vorige pagina over sporenelementen zagen we al dat de beschikbaarheid van sporenelementen van de pH afhangt Bij een pH rond de 6,8 zitten we op het ideale punt wat beschikbaarheid van sporenelementen betreft. Welke sporenelementen we allemaal nodig hebben dat zagen we ook al genoemd. Dan rest nog de vraag….hoeveel sporenelementen hebben we nodig en in welke verhouding?

Nou om maar gelijk met de deur in huis te vallen.
Een optimale onderlinge verhouding van sporenelementen is er niet!
De ene plant wil meer ijzer, de andere plant juist weer meer calcium. Dus eigenlijk moet je voor elke plant een apart aquarium hebben met een eigen samenstelling aan sporenelementen. Dat gaat natuurlijk niet en dus moeten we het doen met een soort gemiddelde samenstelling aan sporenelementen.

En wat is dan een gemiddelde samenstelling? Nou da’s dus ook niet 1,2,3 te zeggen en zo zien we dus dat elke fabrikant van plantenvoedingen z’n eigen samenstelling aan sporenelementen in elkaar steekt. En omdat elke plant zijn eigen optimum heeft qua sporenelementen kan het best zijn dat fabricaat X het uitstekend doet voor plant Y maar het weer slechter doet bij plant Z. Een ander fabricaat kan het best weer andersom wezen. Afijn de optimale samenstelling voor sporenelementen bestaat dus niet. Als je dus plantenvoeding wilt kopen en op zoek bent naar de beste dan is het een kwestie van gewoon wat experimenteren. en voor plantenvoedings middeltjes geldt dus duidelijk de stelling: “De duurste hoeft niet de beste te wezen!”

Om toch een beetje een indruk te geven hoe een “gemiddelde” samenstelling van sporenelementen eruit kan zien heb ik even de onderstaande tabel in elkaar gestoken. Dat geeft in ieder geval een beetje een gevoel voor de onderlinge verhoudingen. We zien bijvoorbeeld dat we bij de sporenelementen het meeste aan ijzer nodig hebben, en eigenlijk erg weinig aan Koper, Boor en Molybdeen.

In de tabel zijn de verhoudingen van de verschillende elementen die in een plant zitten ten opzichte van stikstof (N) weergegeven. In de grafiek vinden we de elementen ten opzichte van elkaar uitgezet. Molybdeen is hierbij in de grafiek op 1 gesteld. Wat vinden we uit deze tabel en de grafiek?

Stapels Kalium

Per 100 gram stikstof heeft een plant 50 gram kalium nodig! De verhouding stikstof:kalium is dus 2:1 (laatste kolom van de tabel) Da’s dus nogal veel! Een aquarium heeft meer kalium nodig dan je zo op je gevoel af zou denken. Er is zelfs meer Kalium nodig dan Calcium!

Over fosfor/stikstof en die eeuwige Redfield

Aan fosfor is per 100 gram stikstof 11 gram nodig. Een verhouding (in mol) van N:P van 20:1.
Ehhh….N:P verhouding in mol…da’s toch die Redfield Ratio??
Yup, dat klopt!
We zien dus dat de N:P ratio van onze “gemiddelde” plant op ca. 20:1 ligt. Veel planten hebben een nog lagere ratio (10:1 komt ook voor). Andere planten een hogere ratio. Precies op een verhouding van 16:1 regelen…..Da’s dus niet nodig, elke plant heeft eigenlijk z’n eigen optimale Redfield Ratio omdat de ene plant nu eenmaal meer stikstof vraagt dan de andere. Over het algemeen genomen is het het beste wat overmaat aan stikstof te hebben. De N:P dus hoger als 16 te hebben. Daar komen we nog op.

Eindelijk een sporenelement, IJzer

We kijken eerst nog eens verder. Bijvoorbeeld IJzer. De verhouding van N:Fe ligt voor de gemiddelde plant op 267:1 (in grammen)
Wat kunnen we daar eens van zeggen?, want het ijzergehalte in ons aquarium meten we nog wel eens.
Nou in nitraat (NO3) zit 22,6% stikstof. Als we dus 10 mg/ltr nitraat meten dan hebben we 10*0,226= 2,26 mg/ltr stikstof in het water. We moeten dus aan ijzer bij 10 mg/ltr nitraat minimaal 2,26/267 = ca. 0,0085 mg/ltr ijzer in de bak hebben. Da’s dus maar erg weinig! Willen we zeker wezen van voldoende ijzer dan kunnen we eens 2-3x zo hoog gaan zitten. Da’s dan 0,025 mg/ltr. Dan zit er zeker genoeg ijzer in het water.

Toch wordt er vaak ijzer gedoseerd. Nee, een gehalte van 0,1 mg/ltr moet het volgens de gangbare normen wel zijn. Dan zitten we bij 10 mg/ltr nitraat al een factor 12x te hoog. Doseren aan de hand van nitraatgehalte doen we al helemaal niet. We plonsen dus meestal er gewoon zomaar extra ijzer er bij in tot we rond de 0,1 mg/ltr zitten. Met de onderstaande tabel kunnen we toch wat gerichter doseren. Een overdosering van 2-3x is voldoende.

Veel planten (vooral moerasplanten) halen al voor een groot deel het ijzer via de wortels. Toevoegen van ijzer aan het water is dus meestal niet nodig. Lage concentraties zijn al voldoende. Voldoende waterbeweging om die elementen bij de plant te brengen is belangrijker dan een hoge concentratie aan elementen in het water en voorkomt ook nog eens dat elementen antagonistische eigenschappen gaan vertonen.

Over ijzer en fosfaten

Een ander probleem met het toedienen van ijzer is dat als we een fosfaatgehalte hebben dat een beetje boven de 0,5 mg/ltr ligt de reactie van ijzer en fosfaat goed aan de gang gaat en het ijzer slaat neer als onoplosbaar ijzerfosfaat. Dat we dan op den duur algen op de plaatsen waar het ijzerfosfaat neerslaat kunnen verwachten is dan ook niet vreemd. Het beste is nog ijzer via de bodem toe te dienen bijvoorbeeld via leem of klei.

Over ijzer en chelaten

Over Fe2+ en Fe3+ Net als alle atomen bestaat ijzer uit protonen, neutronen en elektronen. Als er net zoveel protonen als elektronen zijn dan is een molecuul in evenwicht. Het heeft dan geen lading. IJzer in evenwicht wordt geschreven als Fe. Maar ijzer staat nogal gemakkelijk elektronen af. De positieve protonen zijn dan in de meerderheid. IJzer kan 2 of 3 elektronen afstaan. Als het twee elektronen afstaat dan is er een positieve lading van 2+ en noemen we het ijzer atoom 2-waardig, het is dan Fe2+. Staat een ijzermolecuul drie elektronen af dan spreken we van 3-waardig ijzer en is het Fe3+. Het probleem is nu dat de meeste planten geen Fe3+ kunnen opnemen maar wel Fe2+. IJzer vormt in water meestal Fe3+. Daar kunnen planten dus weinig mee. Alleen als de pH laag genoeg is en de redox voldoende laag is (een teken van een zuurstofarm milieu) dan is ijzer als Fe2+ aanwezig. Om nu ijzer ook bij hogere pH’s en hogere zuurstofgehalten als 2-waardig ijzer in het water te houden kunnen we dit 2-waardig ijzer koppelen aan chelaten. Chelaten? Chelaten, mischien heb je er wel eens van gehoord. Wat zijn dat nou eigenlijk? Nou chelaten zijn organische moleculen die zich om ijzer heenvouwen. Ze voorkomen zo dat het ijzer met andere stoffen een verbinding aangaat. Planten kunnen 2-waardig ijzer met chelaat en al wel opnemen.

Jaahhhh zeg je dan maar mijn ijzer zit aan chelaten gebonden. Dat bind zich dan toch niet met fosfaten? Dat is inderdaad zo…..tijdelijk…..Maar chelaten zijn niet stabiel. Vooral bij hogere pH’s valt het al snel uit elkaar. Even een voorbeeld. IJzer gekoppeld aan de chelator EDTA is stabiel bij een pH van 1,5-6. Erboven valt het al snel uit elkaar. Zeker onder invloed van sterk licht kan het ijzer chelaat in een paar uur al voor 50% uiteen zijn gevallen. Dag duur supplement. We meten de volgende dag….en we zien dat al het ijzer is verdwenen. Afgebroken dus. Een ijzer Chelator als DTPA is stabiel in de pH range 1,5-7 en da’s al een stuk beter. Kijk dus even op de verpakking van je supplement welke chelator wordt gebruikt. Voor andere elementen als Cu, Mn, Zn is EDTA geen probleem da’s stabiel tot een pH van 10!

IJzer en de wet van Malthus

Mooi is dat, zo’n chelator is dus niet echt stabiel. Het kan nog erger hoor. We zitten nog met de Wet van Malthus. Ehhhh, wa’s dat nou weer?
Nou die wet zegt dat de groei van organismen net zo lang door blijft gaan tot er gebrek aan voedsel ontstaat. (De wet gaat (tot nu toe) ook op voor de mensheid…..helaas!) Met andere woorden onze bakkies groeien net zolang door tot er honger ontstaat. En da’s altijd zo! Als er honger is dan gaan bakkies op zoek naar stoffen die ze kunnen gebruiken als energiebron. En daar passen onze chelaten ook prima in! Als we dus regelmatig doseren dan zullen bacteriën zich hierop gaan instellen en chelaten als energiebron gebruiken. Wederom, dag IJzer…..Dat komt zo dus niet bij de planten maar blijft in het filter hangen. Dagelijks doseren is dus niet al te best. Liever 1x in de week dan elke dag.

De overige sporenelementen, ijzer als ijkpunt

Andere sporenelementen zijn in nog kleinere hoeveelheden benodigd als ijzer en zijn door ons aquarianen niet of nauwelijks te bepalen. Maar als we met een plantenvoedingsmiddel het ijzergehalte al 10-12x te hoog doseren dan is de kans zeer groot dat ook de overige sporenelementen overgedoseerd worden omdat de sporenelementen immers in verhouding tot elkaar in zo’n voedingssupplement zitten. We kunnen dus plantenvoeding beter doseren op basis van het gemeten ijzergehalte.

We voegen dus zoveel van een plantenvoeding (waarin naast ijzer ook de andere sporenelementen in zitten) toe tot het ijzergehalte de waarde in de tabel heeft die overeenkomt met het nitraatgehalte. Dan zitten we qua dosering altijd beter dan dat we het maar op het gevoel doen.

Is extra toedienen plantenvoeding/sporenelementen nodig?

Kan ik heel kort in zijn.
Nope..

Nou ja, da’s wel heel kort door de bocht. Ik hou er niet echt van allerlei middelen in het aquarium te gooien. En plantenvoeding hoort er ook bij. Hoe krijg je dan een goede voorziening van sporenelementen voor de planten?

Het antwoord daarop is simpel
MINERALISATIE

Als je zorgt dat het voer dat je in de bak brengt goed mineraliseerd dan weet je dat vroeg of laat alle elementen weer terug de kringloop in komen omdat het voer weer door bacteriën wordt afgebroken. Hou je dikke lagen mulm in de bak dan blijven al die sporenelementen en voedingstoffen op de bodem. En die zuig je dan later weer vrolijk af. Jammer toch?

Nou hoe we een goede mineralisatie kunnen krijgen dat is al beschreven op de pagina over mineralisatie. Het komt er op neer te voeren met voedsel dat veel stikstof en relatief weinig koolstof bevat.

Wanneer we er nu ook voor zorgen dat het filter ook niet teveel van al die elementen vasthoudt (bijvoorbeeld door denitrificatie) dan ben je al aardig op weg om een plantenbak te krijgen die zonder toevoeging van sporenelementen kan werken.

Als nu het voer de juiste verhouding in elementen heeft, de filtering niet tegenwerkt dan zijn we dus op de goede weg. De vraag is nu heeft het voer de goede verhouding in elementen om de planten van voeding te voorzien. Ehhhhm, nee, niet helemaal. Er zijn veel processen die dit nog es in de war sturen. In verversingswater zit al een bepaalde concentratie aan elementen. Het verversingswater kan er voor zorgen dat de door het voeren toegevoerde hoeveelheid elementen teveel wordt. of andersom, te weinig worden. Dat maakt e.e.a. er ook al niet simpeler op. Gelukkig is het niet altijd even kritisch.

De methode die ik uiteindelijk hanteer is door de voedselhoeveelheid en de samenstelling ervan wat te variëren het nitraatpeil op ca. 5-10 mg/ltr te houden. Het voer is hierbij arm aan koolstof en rijk aan stikstof en demineraliseerd dus erg snel en behoorlijk volledig. Voldoende sporenelementen dus voor de planten. Maar Kalium, we zagen het al er is veel van nodig! dat blijft toch wat krap. D’r zit nu eenmaal relatief weinig kalium in gewoon voer ook het verversingwater helpt hierin niet. Dit kalium voeg ik dan maar extra toe. Het kalium voeg ik toe in de vorm van Patentkali. Een theelepel per 14 dagen op een bak van 500 liter is voor mij al voldoende. Dit patenkali bestaat uit een mengsel van hoofdzakelijk Kaliumsulfaat en Magnesiumsulfaat. De GH zal dus ook wel wat stijgen maar een theelepel patentkali per 14 dagen merk je niet zo. Patentkali is bij een goede tuinhandel wel te verkrijgen (De mijne komt van de Welkoop) en is ook nog eens erg goedkoop. Met zo’n zakje kun je jaaaren vooruit.

Als ik nou mijn ijzergehalte meet dan zit ie op zo’n 0,02 mg/ltr erg weinig (wel slecht af te lezen!), maar voldoende De lotus is mooi rood (Door leem in de bodem) en andere snelgroeiende rode planten doen het prima! Van gebreksverschijnselen geen sprake.

Je hebt natuurlijk wel kans dat langzamerhand aan bepaalde elementen toch een tekort of een gebrek ontstaat. Dit kan dan wat recht getrokken worden door 1x per half jaar een zeer grote waterverversing van ca. 70% door te voeren. Noem het maar de bak “resetten”. Overtollige concentraties worden afgevoerd. Tekorten door leidingwater evt. weer wat aangevuld. Als je veel osmosewater gebruikt dan kun je evt. wat plantenvoeding doseren. Daarna kan de bak er weer een half jaar tegen en dient het voedsel voor de vissen weer als basis voor de elementenvoorziening samen met de kleine kalium toegift. Uiteraard blijf ik wel normaal waterversen (10%-15% per 14 dagen en wekelijks aanvullen verdampt water met osmosewater)

En zo kan het dus op een natuurlijke manier. Wel zo leuk…..