Il mantenimento del corretto rapporto tra Carbonio, Azoto e Fosforo

(rapporto N:P) è molto importante per la nutrizione vegetale ma anche per il mantenimento del corretto equilibrio chimico e biologico degli ecosistemi acquatici.

Molta ricerca è stata fatta a riguardo e le teorie formulate sono ben circostanziate e funzionano piuttosto bene in pratica.

Il cosiddetto “Redfield Ratio” (rapporto di Redfield) e la teoria che ne consegue fu sviluppata nel 1934 dall’ oceanografo Alfred Redfield.
Redfield

Redfield2


Redfield si accorse che il rapporto tra le quantità di Carbonio Azoto e
Fosforo costituenti il phytoplancton o
ceanico in buona salute, nonché dell’Azoto e Fosforo nelle acque dei mari in buona salute rimaneva prossimo ad un valore ben definito.
I suoi studi sono stati successivamente confermati da tutte le analisi effettuate nei decenni successivi e fino ai giorni nostri

Le sue osservazioni in effetti sono valide non solo
per il fitoplancton oceanico e non solo per la chimica delle acque di mare ma anche per quella delle acque dolci, per il relativo fitoplancton ed anche per le piante acquatiche superiori (vedi oltre circa gli studi e le analisi effettuate da alxyon).

Più in generale con il termine di “Redfield Ratio” si può esprimere la teoria secondo la quale, negli ecosistemi acquatici naturali, i vegetali in buona salute mantengono al loro interno in un ben determinato intorno del rapporto ottimale tra Carbonio, Azoto e Fosforo.

Il rapporto C:N:P ottimale trovato da Redfield è di circa 106:16:1 in termini molari, ovvero di circa 41,1:7,23:1 se espresso in peso (ad esempio in mg o in mg/l).
Equivalente anche a mantenere un rapporto in peso tra Carbonio, Nitrato (NO3-) e Fosfato (PO43-) di circa 13,67 : 10,645 : 1

Analogamente per le acque, mantenendosi in un intorno del su citato rapporto N:P si hanno basse probabilità di eutrofizzazione con conseguente sviluppo algale incontrollato.

Riferendosi quindi alle acque, (tralasciando al momento il Carbonio) e considerando l’Azoto ed il Fosforo sottoforma di Nitrato e Fosfato, tutto questo si può rappresentare nel grafico seguente:

Redfield Ratio alxyon

La zona centrale (bianca) e' quella in cui il rapporto tra Azoto (Nitrati) e Fosforo (Fosfati) non si discosta eccessivamente, in una direzione o nell'altra, dal rapporto ottimale di Redfield (Redfield Ratio).

Invece, quando ci si discosta sensibilmente dal rapporto di Redfield si avrà che:

- Se si
modifica il rapporto in favore del Fosforo (Zona blu), ad esempio lasciando aumentare troppo i fosfati, oppure diminuire troppo i nitrati, si possono facilmente avere proliferazioni di alghe blu-verdi (Cianobatteri).

- Se si
modifica il rapporto in favore dell’ Azoto (Zona verde), ad esempio lasciando aumentare troppo i nitrati, oppure diminuire troppo i fosfati, si possono avere proliferazioni di alghe verdi.

Naturalmente bisogna stare attenti non solo a mantenere i corretti rapporti, ma anche a non esagerare con le quantità totali.

Così in un normale acquario, si potranno avere problemi, nonostante il rapporto N:P sia corretto, anche se le quantità di N e P sono esagerate.

In ogni caso il “Redfield Ratio” dà una ottima indicazione e la sua applicazione pratica in acquario dà generalmente ottimi risultati.
È ovvio da quanto detto che per monitorare e mantenere i corretti valori e rapporti bisogna affidarsi a regolari test della chimica dell’acqua.


Ed in acqua dolce?


Relativamente alle acque dolci, alxyon ha effettuato negli anni molte ricerche ed analisi sulle piante, nei relativi habitat naturali (In Europa, America, Africa ed Asia) ed in coltura.
Ed i nostri studi/analisi su 73 specie di piante acquatiche, si discostano poco dagli studi di Redfield, facendolo in misura statisticamente non significativa e quindi non alterandone la correttezza.
Il rapporto mediamente ottimale tra Azoto e Fosforo (rapporto N:P) da noi trovato per le piante acquatiche è infatti risultato essere, espresso in peso, intorno a 7,5:1. In termini di Nitrato e Fosfato (rapporto NO3- : PO43-) questo rapporto medio ottimale in peso equivale a circa 10,8:1 ed in termini molari a 16,585:1

Riteniamo quindi corretto affermare che il rapporto di Redfield, pur nato da studi sugli ecosistemi marini, non sia confinato a questi, ma abbia validità generale, risultando corretto anche per gli ecosistemi d'acqua dolce.


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