Aquarium bodem

Weinig aspecten aan de hobby waar het kennisniveau onder hobbyisten zo laag en zo gekleurd is als dat van de bodem. Planten zouden een speciale bodem nodig moeten hebben om te kunnen groeien, en de bodem mag niet uit te fijn sediment bestaan om giftig gas te voorkomen. In dit artikel laat ik mijn licht schijnen op de zin en onzin van bodems en houd ik een kort pleidooi voor ‘levenloos zand’.

Bodembedekking in het aquarium

Bodem in de natuur

De bodem in een aquarium verschilt in belangrijke opzichte van die in de natuur. De bodem is in principe oneindig en typisch gelaagd. 

En daarmee verschilt ook de stroomrichting van water. De stroomrichting in de natuur varieert sowieso sterk. Sommige wateren zijn bijvoorbeeld afhankelijk van voornamelijk regenval en verdwijnt het water langzaam via de bodem weg. Andere wateren zijn weer afhankelijk van het grondwater dat in het water terecht komt. 

Aquarium bodem

De bodem in het aquarium is afgesloten door een glazen plaat en daarboven een dikte heeft van ongeveer 5 centimeter.

Soms ontbreekt een bodem volledig. Dit zien we bijvoorbeeld geregeld terug bij het kweken van vissen. Soms is de bodem het dubbele. Bijvoorbeeld wanneer gebruik wordt gemaakt van ‘deep sand beds’ of bepaalde aquascapes die in de hoogte werken. 

Het water in het aquarium komt in de bodem terecht en vanuit de bodem weer in het water. En dat water beweegt ook echt tussen de bodem en de ‘water kolom’. Dit is geen detail, maar een belangrijke eigenschap van de werking van het aquarium. Uiteraard is de snelheid waarmee dit gebeurt anders bij een kiezelbodem ten opzichte van een zandbodem.

• Organismen bewegen. Vissen bewegen. Microorganismen met een flagel bewegen. Maar (bioturbatie)
• Warmtestroming. 
• Browniaanse beweging. zeer kleine deeltjes onderhevig zijn aan botsingen met vele moleculen van het gas of de vloeistof waarin ze zweven. De hevigste botsingen daaronder brengen voldoende energie over om microscopisch waarneembare bewegingen te veroorzaken.

Welke bodem voor mijn aquarium?

Kies een bodem waar je persoonlijke voorkeur naar uitgaat. 

Aquarium bodem voor planten

Op school leren we dat planten hun voeding via de wortels uit de bodem halen. De voeding bestaat uit mineralen zoals nitraat, kalium, fosfaat, magnesium, calcium en ijzer. Deze mineralen kunnen binden met organisch stof en met behulp van microben (bacteriën, archaea en schimmels) vrij worden gemaakt voor planten, die op hun beurt de microben voeden met zuurstof. 

In een aquarium zien we dit ook terug en dat maakt met name het voeden van planten erg makkelijk. Mineralen kunnen namelijk reageren en daarmee niet beschikbaar zijn voor opname door planten. Microben maken dit weer ongedaan. 

Die microben ontstaan vanzelf. Net als de mineralen overigens. Althans, die komen niet uit de lucht vallen, maar kraanwater bevat minerale. Mineralen komen vrij uit natuurlijk afbraak van organisch materiaal in het aquarium. En plantenvoeding bestaat uit mineralen.

Waar mineralen in het aquarium terecht komt, maakt bar weinig uit. Veel aannames in de hobby zijn te herleiden uit landbouw. Maar een aquarium is geen landbouwgrond. Twee belangrijke verschillen:

• De grond in een aquarium is heel dun. Een centimeter of 5 of 10 stelt natuurlijk bar weinig voor.
• Onder deze laag zit een glasplaat. De beweging van water door het substraat
• Een aquarium zit vol met water. 

Gemixte bodems

In de hobby worden verschillende bodems aangeboden. Deeze bodems hebben verschillende eigenschappen, maar de noodzaak van de eigenschappen is zeer discutabel. 

Biochemie van bodems

Beplante bodems

Anoxie en schadelijke metabolieten, kenmerkend voor wetland bodems, maken hun studie fascinerend. Aquariumplanten hebben unieke aanpassingen ontwikkeld om het licht, water en voedingsstoffen in het gebied te benutten. De rhizosfeer rondom de wortels trekt een divers scala aan gespecialiseerde organismen aan, zoals virussen, bacteriën, en schimmels, die de ecologische werking van het wetland beïnvloeden. Interacties tussen deze organismen, inclusief de immobilisatie van koolstof en de uitstoot van broeikasgassen, zijn uniek voor wetlands. 

Planten en hun rhizosfeer spelen een belangrijke rol in het bodemleven en de productiviteit van het wetland. Onderzoek naar de interacties en processen in de ondergrondse ecosystemen van wetlands blijft echter beperkt. Recente multidisciplinaire studies hebben de kennis vergroot, maar er is nog veel te ontdekken over de rol van rhizosfeerbiota in wetlands. Virussen spelen een cruciale rol in aquatische ecosystemen en beïnvloeden ook wetlands. Ze reguleren populaties en dragen bij aan genetische uitwisseling, wat de evolutie van zowel gastheer als virus beïnvloedt. Onderzoek naar virussen in wetland rhizospheres is echter beperkt, ondanks hun potentiële impact op biogeochemische cycli en ecosystemische processen. Hun rol als pathogenen en de interacties met andere organismen in de rhizosfeer verdienen meer aandacht.

Biologie 

Anaerobische laag / denitrificatie

Sulfide

Absorption of Mineral Nutrients

Plants absorb most mineral nutrients from the soil as ions. Some of these essential elements are cations, including potassium (K⁺), calcium (Ca²⁺), magnesium (Mg²⁺), iron (Fe³⁺ or Fe²⁺), manganese (Mn_²⁺), sodium (Na⁺), zinc (Zn²⁺), copper (Cu⁺ and Cu²⁺), and nickel (Ni²⁺). Other nutrients are found in the form of anions, including dihydrogen phosphate (H₂PO₄^–) or hydrogen phosphate (HPO₄^2–), sulfate (SO₄^2-), chloride (Cl^–), and molybdate (MoO₄^2-). Plants obtain nitrogen from the soil as nitrate (NO₃^–) or ammonium (NH₄⁺). Boron is absorbed as boric acid (H₃BO₃) or its conjugate base, dihydrogenborate (H₂BO_3^–). Silicon is available as silicic acid (H₄SiO₄).

Cations in the soil are bound to negatively charged clay particles or the organic acids that form humus, and this makes it difficult for plants to absorb them. Plants have a mechanism called cation exchange, which releases cations and frees them for absorption (figure 15.1.215.1.2). This occurs when the roots pump protons (H⁺) into the soil. The protons bind to the clay and humus, taking the place of the cation nutrients, such as K⁺ ,Ca²⁺, and Mg²⁺.

Cations in the soil are bound to negatively charged clay particles or the organic acids that form humus, and this makes it difficult for plants to absorb them. Plants have a mechanism called cation exchange, which releases cations and frees them for absorption (figure 15.1.215.1.2). This occurs when the roots pump protons (H⁺) into the soil. The protons bind to the clay and humus, taking the place of the cation nutrients, such as K⁺ ,Ca²⁺, and Mg²⁺. These nutrients are then freely dissolved in the water in the soil and can enter the roots. Roots can also increase proton concentration (decrease pH) of the soil indirectly by releasing carbon dioxide, which reacts with water to form carbonic acid. Protons released when carbonic acid molecules disassociate can then contribute to cation exchange.

Cations in the soil are bound to negatively charged clay particles or the organic acids that form humus, and this makes it difficult for plants to absorb them. Plants have a mechanism called cation exchange, which releases cations and frees them for absorption (figure 15.1.215.1.2). This occurs when the roots pump protons (H⁺) into the soil. The protons bind to the clay and humus, taking the place of the cation nutrients, such as K⁺ ,Ca²⁺, and Mg²⁺. These nutrients are then freely dissolved in the water in the soil and can enter the roots. Roots can also increase proton concentration (decrease pH) of the soil indirectly by releasing carbon dioxide, which reacts with water to form carbonic acid. Protons released when carbonic acid molecules disassociate can then contribute to cation exchange.