【硝酸/亜硝酸】アクアポニックスの硝化サイクルの原理について解説【自宅でメダカポニックス♪】

ぺぐ

こんにちは！ぺぐです。

先日投稿したアクアポニックスに関する記事で触れた「硝化細菌」の働きについて、簡単に紹介する個別記事を作成しました。

先日の記事は、こちら↓です！

【養殖＋農業】アクアポニックスとは？仕組みや今後について解説！【SDGs】

魚やエビの養殖（aquaculture）と野菜の水耕栽培（hydroponics）を組み合わせた「アクアポニックス」についてご紹介！趣味としても楽しめて、環境問題解決の糸口になる可能性も秘めた魅力的な仕組みです！

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2024.06.12

要点

1. 硝化作用とは何か

• 硝化作用とは、生物の排出する糞尿（に含まれるアンモニア）を亜硝酸、さらに硝酸に変換するプロセスのことである。
• アンモニアは有毒。亜硝酸・硝酸も有毒ではあるものの、アンモニアに比べれば全然マシ。
• アンモニアを亜硝酸に変換するのはアンモニア酸化細菌、亜硝酸を硝酸に変換するのは亜硝酸酸化細菌。

硝酸菌、亜硝酸菌は空気中にも存在しているため、十分な表面積をもつ濾過材を水中に投入しておけば、自然とその数を増やしていきます。この辺りは、一般的な水槽飼育における濾過バクテリアの「水槽立ち上げ」の考え方と同じですね。

2. 窒素循環

• 自然界での窒素循環では、アンモニアが硝化作用により亜硝酸や硝酸に変わり、植物がこれを吸収して成長します。
• アクアポニックスシステムでも同様に窒素循環が行われ、魚と植物が共存します。

肥料として窒素分を投入　⇨ 魚がそれを食して糞尿として排出　⇨ 硝化サイクルにより硝酸塩まで変換され、植物（野菜）の根っこがこれを吸収して成長　⇨ 収穫して人間が食べる（成長した魚も食べる）

これがアクアポニックスの目指す効率的な食糧生産の姿、です。

ぺぐ

私の場合はメダカでやっているので、魚は食べられないなんちゃってアクアポニックスですが・・・。いつかは農園を持ってみたいものです。

3. 硝化作用で注意すべきこと

• 硝化細菌は酸素を必要とする好気性細菌。
• 水中の酸素が不足すると嫌気性細菌が働き、脱窒により硝酸や亜硝酸が気体となって大気中に放出され、植物に必要な栄養が失われてしまう。
• そのため、水流を作ったりバブリングを行ったり、特に植物を植えているベッド層に「ベルサイフォン」設けるなどし、水中の酸素を十分に保つことが重要。

硝化作用は細菌と生体のバランスが取れていればうまくいくのですが、酸素が不足したり水が汚れたりするとバランスが崩れ、うまく消化できなくなってしまいます。

そのため、異常が起こっていそうであれば時々水質チェックもやってみた方がいいかと思います。

ぺぐ

私の場合はそこまで厳密にはやってませんが、植物の成長が遅い場合は餌の量を調整しています。

まとめ

1. アンモニアは硝化作用により亜硝酸、硝酸へと変換される。
2. 硝酸は植物の栄養となり、これを吸収することで水が浄化される。
3. 硝化細菌は好気性細菌であり、酸素がある環境で活動する。

この情報をもとに、アクアポニックスシステムをうまく運用するための基礎知識をしっかりと身に付けてください。

質問やリクエストがあれば、ぜひコメントしてください。今後もアクアポニックスに関する有益な情報をお届けしていきます。