¿Afecta el pH/KH bajo de los acuarios con sustrato nutritivo (soil) a las bacterias?

Los acuarios de 2Hr Farm suelen tener un pH de 5.0 cuando el CO2 está encendido. ¿Cómo funcionan unos acuarios con un pH tan bajo?

¿Por qué algunos acuarios plantados tienen un pH tan bajo?

Los acuarios con sustrato nutritivo (soil) en países de agua blanda tienen, de forma natural, valores de pH muy bajos. Es algo intencionado, ya que la mayoría de las plantas acuáticas prefieren sustratos ligeramente ácidos. Este entorno también es el preferido de muchas especies de peces que, igualmente, proceden de ríos de agua blanda y pH bajo, como los del Amazonas. La mayoría de los sustratos nutritivos incluyen turba, que acidifica el agua (baja su pH) y además reduce los niveles de KH (dureza de carbonatos) del acuario. En muchas marcas de sustrato nutritivo, este efecto tampón puede reducir el KH hasta niveles que no se pueden medir, lo que a su vez baja el pH, a menudo hasta valores de 6+ (que luego bajan a valores de 5+ cuando se enciende el CO2, ya que el CO2 disuelto es ácido).

¿El pH bajo no perjudica a las bacterias?

En 2Hr Aquarist hicimos este estudio: retiramos el contenido de un acuario plantado en funcionamiento y comprobamos si el filtro por sí solo era capaz de eliminar el amoniaco. El acuario seguía conectado a un sistema de inyección de CO2, que usamos para mantener el pH bajo, entre 5.2 (con el CO2 en su punto máximo) y 5.9 (con el CO2 apagado). Dosificamos sulfato de amonio para desarrollar las colonias microbianas, de forma similar a como se cicla un acuario. Lo hicimos así porque antes, cuando había plantas compitiendo por absorber el amoniaco, la acción microbiana quedaba en segundo plano.

En poco más de una semana, la actividad microbiana aumentó hasta ser capaz de procesar 0.8ppm de amoniaco en un periodo de 24 horas, todo ello mientras el pH se mantenía por debajo de pH 6.

En los sistemas acuáticos hay muchos microbios distintos. Las cepas bien estudiadas de bacterias oxidantes del amoniaco (AOB), como las Nitrosomonas, funcionan mejor con rangos de pH/KH más altos. Sin embargo, no son los únicos microbios que se alimentan de amoniaco. En los sistemas con pH bajo, son las arqueas oxidantes del amoniaco (AOA) las que desempeñan un papel más dominante. Los acuarios ácidos sí se ciclan, pero las cepas de microbios que proliferan son las adaptadas a funcionar en entornos ácidos. Hay muchísimos más tipos y cepas de microbios (bacterias, hongos, arqueas, etc.) de los que los acuaristas pueden llegar a tener en cuenta. Muchos de ellos tienen adaptaciones a los entornos con pH bajo, como el uso de biopelículas para modificar su entorno inmediato, tal y como se muestra en este artículo.

En resumen, la oxidación del amoniaco no se detiene en los acuarios ácidos con pH bajo. Los entornos ácidos pueden tardar más en ciclarse, y la mezcla microbiana es bastante distinta de la de los entornos con un pH/KH más alto.

Dejar que un acuario se cicle con niveles de pH altos cultiva bacterias optimizadas para niveles de pH/KH altos. Bajar el pH de repente y en gran medida afectará a su forma de funcionar. Es un escenario muy diferente al de dejar que un acuario con pH bajo madure de forma natural con un pH bajo.

¿Por qué se asocia el pH bajo con el colapso de los acuarios?

Los niveles de pH/KH muy bajos generan cierta preocupación entre los acuaristas que temen que un pH tan bajo afecte a la salud de los animales o de las bacterias del acuario, ya que a un grupo de acuaristas (por lo general, de más edad) se le ha enseñado que unos niveles de pH bajos o en descenso en un acuario son señal de que algo va mal.

Esto es confundir los síntomas de un colapso con su causa.

En los acuarios sin inyección/generación de CO2, como los acuarios solo de peces sin plantas, los cambios de pH no intencionados pueden indicar un deterioro de las condiciones biológicas, lo que puede ser una importante señal de alarma. Por ejemplo, una muerte masiva de peces elevará los niveles de dióxido de carbono por la descomposición y, al mismo tiempo, agotará los niveles de oxígeno. Como resultado, el pH cae en picado. El agotamiento del oxígeno y el deterioro de la calidad del agua suelen ser lo que afecta a los habitantes del acuario. El cambio de pH es solo un síntoma de problemas subyacentes, y rara vez la causa de los problemas por sí mismo. Por desgracia, esto ha dado lugar al mito de que las fluctuaciones de pH son mortales por sí mismas, una afirmación que claramente confunde los síntomas con la causa.

La oxidación bacteriana del amoniaco a nitratos consume carbonatos (lo que baja el KH/pH); aunque este efecto es pequeño, puede ser significativo a lo largo de periodos largos. Los subproductos de los desechos orgánicos también son ácidos; de nuevo, el efecto es pequeño, pero su acumulación con el tiempo puede ser significativa. La acumulación de desechos orgánicos puede hacer que los niveles de KH/pH de un acuario mal mantenido bajen con el tiempo. Esto es muy distinto de lo que ocurre en los acuarios que usan sustratos nutritivos ácidos por naturaleza.

¿Debo usar tampones en mi acuario con sustrato nutritivo para subir el pH/KH?

No deberías, porque conviene dejar que en el acuario proliferen los microbios que, de forma natural, están adaptados al entorno de pH/KH bajo. 

Las plantas no usan el KH (salvo algunas especies muy concretas) y, de hecho, la mayoría de las plantas funcionan mejor en rangos bajos, igual que la mayoría de los peces de agua blanda. Además, muchos tampones usan compuestos a base de fosfato que subirán considerablemente tus niveles de PO4. Ir en contra del sustrato nutritivo también es contraproducente: si agregas tampones de carbonato al acuario, solo conseguirás un pico a corto plazo del pH/KH, que bajará con el tiempo a medida que el sustrato nutritivo absorba el KH.

Si mantienes animales que necesitan agua dura, para empezar, no deberías usar sustratos nutritivos que bajen el KH/pH. En los acuarios con animales que prefieren agua dura, hay que evitar los sustratos nutritivos; en su lugar, se pueden usar sustratos inertes o a base de piedra caliza. Muchos cíclidos de los lagos del Rift africano y algunas especies de caracoles y gambas prefieren el agua dura, y su acuario debe montarse de forma que les ofrezca este entorno.

“No veo ningún motivo convincente para subir el KH en acuarios centrados en las plantas con fauna que no necesita condiciones alcalinas, sobre todo si se usa sustrato nutritivo. Creo que hay dos motivos principales por los que mucha gente defiende un KH alto. Uno es esa supuesta fascinación por ciertos grupos de bacterias nitrificantes, que no existen de forma significativa en la mayoría de los acuarios sanos, incluidos los acuarios con un KH más alto (en acuarios centrados en las plantas con fauna a la que no le importa el KH). Hasta donde yo sé, los acuarios sanos en general no producen suficiente amoniaco para mantener una gran población de estas bacterias, porque sus enzimas tienen poca afinidad por el amoniaco: necesitan concentraciones de amoniaco más altas para prosperar. Por eso se encuentran en cantidades considerables sobre todo en las plantas de tratamiento de aguas residuales y en masas de agua contaminadas. Hay varios estudios científicos sobre sistemas de agua dulce sanos, incluidos los acuarios, que muestran que estas bacterias nitrificantes tan populares (en la afición) no son los principales microbios nitrificantes (sobre todo en la primera reacción, la más difícil, que es la conversión del amoniaco en nitrito). Yo he hecho dos análisis de ADN distintos de varios acuarios y veo lo mismo. Ni un solo acuario mostró una presencia significativa de estas legendarias bacterias nitrificantes. Otro motivo por el que mucha gente sigue obsesionada con esta teoría del KH alto es que le cuesta comprender que el KH no es el único factor que puede mantener un pH estable (efecto tampón). Los acuarios con sustrato nutritivo también mantienen un pH estable, aunque bajo, durante bastante tiempo. También hay otros factores, como la aplicación de fosfato como fertilizante para las plantas. El fosfato es un tampón habitual y uno de los principales tampones que se usan en la investigación bioquímica. Cuando se aplica con regularidad como fertilizante en acuarios con un mantenimiento regular (cambio de agua semanal, limpieza del sustrato, etc.), también puede mantener un pH estable en acuarios con sustratos inertes y casi 0 dKH. Esto se aplicaría sobre todo a quienes dosifican según el Índice Estimativo (EI). La cuestión es que sin duda es posible mantener un pH bajo y estable en los acuarios plantados, y ese debería ser el objetivo principal, en lugar de obsesionarse con alcanzar un pH mágico subiendo el KH. Y ni siquiera he hablado de los efectos sobre la absorción de CO2 por parte de las plantas en agua con un KH más alto, ni de los posibles efectos negativos sobre los mecanismos de absorción del Fe y otros metales. Por algo a la mayoría de la gente le cuesta cultivar plantas en agua con un KH relativamente alto.”

El GH (dureza general) es independiente del KH. El GH está formado principalmente por iones de Ca y Mg, que las plantas usan como nutrientes para crecer. Para saber más sobre el GH, haz clic aquí

Para saber más sobre las fluctuaciones de pH y sobre cómo afectan (o no) a la fauna, haz clic aquí

Estudio de acuarios con sustrato nutritivo y pH/KH bajo en países de agua blanda

En muchos países predomina el agua blanda o muy blanda (entre 0-2 dKH en el agua del grifo). Japón, partes de Indonesia, Singapur y Malasia tienen agua del grifo blanda en la mayoría de las zonas. En estas regiones, la mayoría de los acuarios plantados usan sustrato nutritivo, y la combinación de sustrato nutritivo y agua del grifo blanda hace que los acuarios con pH/KH bajo sean la norma en los acuarios plantados de estos países. Estos acuarios van muy bien en cuanto a la salud tanto de las plantas como de los peces, y el entorno de pH/KH bajo no presenta más problemas que los acuarios más alcalinos de otros lugares. En todo caso, el agua muy blanda parece dar mejores resultados con muchas especies de plantas exigentes.

Sistemas con pH bajo en la naturaleza

Hay muchos ríos en el mundo donde el pH es bajo de forma natural. Por ejemplo, hay mediciones en la cuenca del Amazonas según las cuales algunas zonas de la cuenca del Tapajós tienen un pH de 4.39, y el río Tefé, un pH de 5.03. El río Tasek Bera, en Malasia, mide 5.33. Se trata de un conjunto de lecturas puntuales, pero estos ríos no son casos atípicos: estas lecturas son habituales en las regiones de agua blanda. Además, todos estos ríos tienen menos de 1 dKH. Estos ríos rebosan de plantas y peces: no son lugares yermos donde no se produce la oxidación del amoniaco porque “las bacterias no pueden sobrevivir por debajo de un pH X”.

Ejemplares silvestres de Tonina (arriba) en pantanos de aguas negras con pH 3.2, junto con especies de Eleocharis (abajo). Fotos cortesía de Vin Kutty.

Más ejemplos de acuarios con pH/KH bajo de todo el mundo

De hecho, tenemos una colección de ejemplos de acuarios con pH/KH bajo de los cuatro rincones del mundo. Desde un punto de vista práctico, si este enfoque puede repetirse con gran éxito en cuatro continentes, los acuaristas pueden estar seguros de que también les funcionará a ellos.

El acuario de Tom Barr tiene un pH de 5.6 cuando la inyección de CO2 está encendida.

El acuario de Gregg Zydeck tiene un pH de 5.4 cuando el CO2 está encendido, y un KH de 1.

El acuario de Steve Tousignant tiene un KH de 0.

El acuario de Paulina Zagorowska tiene un KH de 0.

El acuario de Hugo Alves tiene un pH de 5.8.

El acuario de Daniel Constantin tiene un KH de 0.

El acuario de Rory Funch tiene un KH de 1.

El acuario de Joe Harvey tiene un KH de 1.

El acuario de Adam Wolferman Sr. tiene un KH de 1.