Nitrosomona europeaeay Nitrobacter agilis han sido estudiadas en detalle ya que son relativamente fáciles de cultivar en laboratorio, no porque sean los nitrificantes principales. Hovanec et al. (1998) utilizo tecnología de ADN para demostrar que los Nitrospira u organismos similares son más importantes que las especies de Nitrobacter como oxidantes de nitritos en acuarios marinos y de agua dulce. Aun en acuarios donde productos comerciales basados en Nitrosomonas y Nitrobacterias eran adicionados, estas bacterias no crecían, pero las poblaciones de bacterias similares a Nitrospira se desarrollaron.
Nitrificación — Heterotróficas Las bacterias heterotróficas utilizan el carbón fijado (compuestos de material orgánico) para generar energía y carbón celular. Algunas de ellas también nitrifican el amonio a nitritos y lo reducen a nitrógeno, por lo cual son tanto nitrificantes como de-nitrificantes. Varias cepas de Bacillus subtilis y B. licheniformis han demostrado que nitridican el amonio asi como algunas cepas de Alcaligenes y Pseudomonas. Su contribución al presupuesto de remoción de amonio es en todo caso probablemente bajo.
De-nitrificación No se debe permitir que el nitrato se acumule en las piscinas, ya que puede causar que el bloom de algas se vuelva muy denso y puede limitar la producción al causar reducción en la concentración de oxigeno en las noches, especialmente si ocurre un “crash”. Es importante por lo tanto, eliminar el nitrito, y esto es realizado por bacterias que lo reducen a gas de nitrógeno y óxidos de nitrógeno en la superficie del sedimento y en partículas que flotan en la columna de agua (ya que la concentración de oxigeno es baja dentro de las partículas). Las bacterias que reducen el nitrato son conocidas como de-nitrificantes, y estas usan el nitrato en lugar del oxigeno para su respiración cuando el oxigeno es limitado. En piscinas con baja densidad de animales, los de-nitrificantes naturales (como especies de Pseudomonas y Bacillus), se adaptaran con la tasa de producción de amonio de los alimentos y su subsecuente nitrificación a nitrito y nitrato. En todo caso, a escalas intensivas de producción, las de-nitrificantes necesitan ser adicionadas a medida que las tasas de alimentación se incrementan durante el cultivo. Las cepas de Bacillus en el producto Sanolife® PRO-W son muy buenos de-nitrificantes y por ende asisten en el mantenimiento de la calidad del agua (Fig. 3). Ellas trabajan en conjunto con las nitrificantes y oxidantes anaeróbicos de amonio. Durante el proceso de de-nitrificacion, la cepas de Sanolife® PRO-W incrementan la velocidad de degradación de material orgánica en las heces y algas muertas. Estas también han sido seleccionadas por su acción de secretar exo-enzimas que atacan las partículas de desecho. Los Bacillus son mucho mejores en descomponer moléculas grandes y partículas de material orgánica que los vibrios y p pseudomonads, debido a la naturaleza de su pared celular y proceso secretorio; en otras palabras tienen mayor producción de exo—enzimas digestivas. A tasas de alimentación intensivas, las bacterias naturales como los vibrios no pueden mantener el paso de la tasa de acumulación de desechos, por lo que tenemos que apoyar este balance adicionando bacterias que si puedan. Es por esto que se recomiendan mayores dosis de Sanolife® PRO-W a mayores densidades de siembra y por ende altas tasas de alimentación.
Figura 2. Producción de amonio por día y los totales acumulados si no hubiera nitrificación. Producción de nitrato por día y totales acumulados si no hubiera de-nitrificación.
Oxidación de Anaeróbica de Amonio Quince años atrás (1994) un nuevo proceso de remoción de amonio de los medios acuáticos fue descubierto: la oxidación anaeróbica del amonio (Anammox), en el cual el nitrito es utilizado por un grupo de bacterias anaeróbicas para oxidar el amonio con la hidrazina como intermediario. Este proceso es responsable del 30 al 70% de la conversión de amonio a nitrógeno en los océanos (Penton et al. 2006). No se han publicado estudios del rol cuantitativo de oxidación anaeróbica del amonio en piscinas de camarón, pero por lo que sabemos sobre la importancia de este proceso en sedimentos naturales, es muy probable que tenga una contribución importante para remover el amonio de las piscinas.
Amonio en piscinas La mayoría de los compuestos nitrogenados en las piscinas vienen de la proteína del alimento y la cantidad adicionada por día se incrementa mientras el cultivo avanza (Fig. 2). Cerca del 30% de la proteína es convertida a biomasa de camarón en piscinas con una tasa de conversión de alimento eficiente. El amonio es excretado por los camarones, zooplancton, micro-fauna y bacterias que degradan los desechos. En una piscina con buena aireación y mezclado, cuando el alimento es bien utilizado y el pH es menos de cerca de 8,2, la toxicidad por amonio no debe ser un problema. Las post-larvas y juveniles del camarón son más sensible que los adultos al amonio (NH3 — la forma toxica no ionizada). La proporción de amonio ionizado — NH4+— que se disocia en amonio libre incrementa a medida que el pH y/o la temperatura se incrementan. Para las post-larvas, es muy importante mantener la concentración de amonio libre menos de 0.03 ppm para mejores resultados (rápido crecimiento, no mortalidad).
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