Akvaryum ekolojisi
İdeal akvaryum, doğada bulunan ekolojik dengeyi akvaryumun kapalı sistemi içinde tekrarlar. Pratik olarak kusursuz bir dengeyi sağlamak hemen hemen imkânsızdır. Örnek olarak dengeli bir avcı-av ilişkisini en büyük akvaryumlarda bile sağlamak mümkün değildir. Akvaryum sahibi küçük ekosisteminde dengeyi sağlamak için çaba sarfetmelidir.
Yaklaşık bir denge sağlamak büyük su hacimleriyle kolaylaşır. Sistemi bozan herhangi bir olay akvaryumu dengeden uzaklaştırır, tankın içinde ne kadar çok su olursa sistemik bir şokla başa çıkabilmek o kadar kolaylaşır. Örneğin 11 litrelik bir akvaryumdaki tek balığın ölmesi sistemi önemli ölçüde değiştirir ancak aynı balığın, içinde başka balıklar da bulunan 400 litrelik bir tankta ölmesi sistemin dengesinde sadece küçük bir değişikliğe yol açar. Bu nedenle akvaryumseverler mümkün olduğunca büyük akvaryumları, daha kararlı bir sisteme sahip olduğu ve dengeyi sağlamak için çok fazla özen gerektirmediği için tercih eder.
Azot çevrimi
Akvaryum bakımının en önemli sorunu, içinde yaşayan canlıların biyolojik atıklarının idaresidir. Balıkların, omurgasızların, mantarların ve bazı bakterilerin atıkları amonyak şeklinde azot içerir ve bu atıklar azot çevrimine girer. Amonyak aynı zamanda bitki ve hayvan atık maddelerinin çürümesi yoluyla da oluşur. Yüksek konsantrasyonlarda azotlu atıklardan oluşan ürünler balık ve diğer canlılara toksiktir.
İyi dengeli bir akvaryumda, diğer canlıların atıklarını metabolize edebilen organizmalar bulunmalıdır. Akvaryumda üretilen azotlu atıkları Nitrosomonas cinsinden bakteriler metabolize ederek sudan aldıkları amonyağı nitrite çevirir. Yüksek konsantrasyonlarda nitrit de balıklar için toksiktir. Nitrospira cinsinden başka bir tip bakteri de nitriti daha az toksik olan nitrata çevirir. Bu süreç, akvaryum azot çevrimi olarak bilinir.
Bakterilere ek olarak su bitkileri de amonyak ve nitratları metabolize ederek azotlu atıkları elimine ederler. Bitkiler azotlu bileşikleri metabolize ettiğinde biyokütle hâline çevirirler ancak yapraklar ölüp çürüdüğünde azot, bitkiler tarafından suya geri verilmiş olur.
Aslında akvaryumseverler tarafından azot çevrimi diye adlandırılsa da bu süreç gerçek çevrimin ancak küçük bir parçasıdır: Sisteme akvaryumdaki canlılara verilen besin yoluyla azot eklenmelidir, ayrıca sürecin sonunda nitratlar suda birikir ya da bitkilerin biyokütlesine bağlanır. Bu birikim nedeniyle, evde akvaryumu olanlar, yüksek nitrat içeren suyu değiştirmeli ve nitratlarla büyümüş bitkileri sökmelidir.
Evde bakılan akvaryumların çoğunda içindeki canlıların oluşturduğu azotlu atıkları arındırmak için yeterli oranda bakteri popülasyonu bulunmaz. Bu sorun iki yoldan aşılır: Aktif karbon filtrelerle azotlu bileşikler emilir ve biyolojik filtrelerle de nitratlaşma sürecini yapan bakterilerin üremesi için gerekli koşullar oluşturulur.
Yeni akvaryumlarda yeterli sayıda yararlı bakteri bulunmaması nedeniyle azot çevrimi sorunları oluşabilir. Bu nedenle yeni tankların, içine balık konmadan önce “olgunlaşması” gerekir. Bunu yapmak için iki yöntem bulunur: Balıksız çevrim ve sessiz çevrim.
Balıksız çevrimde tankın içinde hiçbir balık bulunmaz. Bunun yerine bakterileri üretebilmek için az miktarda amonyak eklenir. Bu işlem sırasında amonyak, nitrit ve nitrat düzeylerinin gelişimi test edilir. Sessiz çevrim ise akvaryumu hızlı büyüyen su bitkileri ile doldurup, azotun bitkiler tarafından tüketilmesini sağlayarak yararlı bakterilerin üremesi için zaman kazanmaktır.
Bir tanktaki en büyük bakteri topluluğu filtrede bulunur. Bu nedenle verimli filtreleme hayati önem taşır. Filtrenin aşırı temizlenmesi bazen akvaryumdaki biyolojik dengeyi bozmak için yeterli gelebilir.
Diğer beslenme çevrimleri
Azot akvaryumdaki tek beslenme çevrimi değildir. Çözünmüş oksijen, bir hava pompası yardımıyla yüzeydeki hava-su arayüzünden sisteme dahil olur. Karbondioksit, sistemden kaçarak havaya karışır. Fosfat çevrimi önemli ama genellikle göz ardı edilen bir beslenme çevrimidir. Sisteme besin olarak giren ve atık olarak çıkan kükürt, demir ve diğer mikrobesinler de çevrime dahil olur. Azot çevriminin uygun idaresi ile birlikte yeterli derecede dengeli besin sağlanması ve biyolojik yüklemenin dikkate alınması diğer besin çevrimlerini de yaklaşık bir dengede tutacaktır.
Biyolojik yükleme
Biyolojik yükleme, akvaryumda yaşayan canlıların akvaryumun ekosistemine yükledikleri yükün bir ölçüsüdür. Bir akvaryumda yüksek biyolojik yükleme olması demek daha karmaşık bir ekosistemin bulunması ve dolayısıyla da dengenin daha kolay bozulabilmesi demektir. Ayrıca akvaryumun boyutuna bağlı olarak biyolojik yükleme için çeşitli temel kısıtlamalar bulunur. Havaya açık olan su alanı tanka giriş yapan çözünmüş oksijen oranını belirler. Nitratlaşmada yer alan bakterilerin kapasitesi koloni oluşturabilecekleri fiziksel hacimle sınırlıdır. Fiziksel olarak ancak sınırlı sayıda bitki ve hayvan, harekete de izin verecek şekilde bir akvaryuma yerleştirilebilir.
Bir sistemin biyolojik yönden aşırı yüklenmesini önlemek için akvaryumseverler bazı genel kaideler geliştirmiştir. Bunların arasında en yaygın olanı belki de “bir litre su başına 7 mm” kuralıdır. Bu kural akvaryumda bulunan tüm balıkların kuyruk uzunluğu hariç uzunluklarının santimetre cinsinden uzunluğunun litre cinsinden ölçülen akvaryum kapasitesine olan oranını belirler. Bu kural balıkların erişkin olduklarındaki boyutları gözönüne alınarak uygulanır. (Ancak bu kural kedibalığı gibi geniş balıklar ve çiklit gibi saldırgan balıklar için uygulanamaz.) Japon balığı ve diğer yüksek atık çıkaran balıklar için oranın ikiye katlanması gerektiğini (yani iki litre su başına 7 mm. gibi) savunan akvaryumseverler vardır. Ancak birçok kişi, balıkların davranışını, hareketliliğini, diğer balıklarla uyumunu (örneğin iki erkek betta bir arada tutulmamalıdır), akvaryumun boyutlarını ve filtreleme kapasitesini dikkate almayan bu kuralın geçerliliğini sorgular. Balık miktarını belirlemenin en iyi yolu tecrübeli bir akvaryumsevere, yerel akvaryum ile ilgili örgütlere sormak ya da çevrimiçi forumlarda araştırmaktır.
Bir sistemin maksimum ya da ideal biyolojik yüklemesinin hesaplanması teorik olarak bile çok zordur. Bunun için atık üretme hızı, nitratlaşma verimliliği, su yüzeyindeki gaz değişim hızı ve gerekli olan daha birçok değişkeni hesaplayabilmek gerekir. Pratik olarak çok karmaşık ve zor olan bu iş yerine akvaryumseverler genel kabul görmüş kaideleri ve deneme yanılma yöntemini kullanarak uygun biyolojik yükleme düzeylerini belirler.