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Il Rapporto Redfield in acquario e perché non ha senso usarlo


Il Rapporto Redfield in acquario e perché non ha senso usarlo

Partiamo dal dire che cosa sia il tanto famigerato Rapporto Redfield: è il rapporto atomico fra carbonio, azoto e fosforo che si trova nel fitoplancton marino e negli oceani profondi.

Iquitos - mangimi tropicali - Colombo

Cominciamo con un po’ di storia prima di addentrarci nella parte complessa della faccenda. Purtroppo il testo è, e sarà un po’ tecnico, per cui, nel caso, vi suggerisco di leggerlo un paio di volte. A fine settimana l’idea è quella di farci anche un video per cui rimanete collegati anche al nostro canale YouTube.

Un po’ di storia

Il termine Rapporto Redfield prende il nome dall’oceanografo americano Alfred C.Redfield che per primo nel lontano 1934 descrisse il rapporto fra nutrienti nei campioni di biomassa marina raccolti in diversi viaggi a bordo della nave da ricerca Atlantis. Redfield trovò empiricamente il rapporto fra carbonio, azoto e fosforo nella forma di C:N:P=106:16:1.

Nel tempo sono state trovate molte deviazioni da questo primo rapporto empirico, che dipendono dalla tipologia di fitoplancton e dall’area di prelievo della biomassa. Nonostante questo il Rapporto Redfield è un riferimento fondamentale per tutti quegli oceanografi che studiano la limitazione dei nutrienti.

Nel 2014 è stato reso pubblico un documento “Concentrations and ratios of particulate organic carbon, nitrogen, and phosphorus in the global ocean” che raggruppa un set di misurazioni praticamente globali e dove il rapporto semplice 106:16:1 è stato rivisto come mediana in 163:22:1.

Fitoplancton commerciale
Fitoplancton commerciale

Carbonio azoto fosforo

Cominciamo ora a calarci nell’acquario. Prima di tutto consideriamo di cosa abbiamo bisogno. Della misurazione di carbonio, azoto e fosforo. Non possiamo parlare di Rapporto Redfield, come usualmente si fa, senza considerare il carbonio. O, come dicono in tanti, tenendo il carbonio come fisso. Per poter parlare di Rapporto Redfield dovremmo misurare i tre componenti separatamente, e ricrearne il giusto rapporto stechiometrico.

Ma il buffo arriva ora… anche ammettendo di farlo, a cosa servirebbe?

Torniamo per un attimo alla definizione:

Il Rapporto Redfield è il rapporto atomico fra carbonio, azoto e fosforo che si trova nel fitoplancton marino e negli oceani profondi

Quindi noi stiamo cercando di ricreare in acquario le condizioni degli oceani profondi, ma non delle coste o delle barriere coralline, ma quelle condizioni per le quali è massima la produzione di fitoplancton. Ora a me viene in mente di dire… ma a che serve? Non sarebbe forse meglio focalizzarsi sui valori presenti in mare piuttosto che cercare una assurda regola che regola una cosa che… non ci interessa. Ma andiamo avanti.

Tetraselmis – thanks to ReefSnow
Tetraselmis – thanks to ReefSnow

Limitazione dei nutrienti

Molto di quanto asserito, o meglio di quanto si dice in giro, è alimentato dal discorso della limitazione dei nutrienti. Un insieme di leggi di semplice comprensione che regolano molto bene il mondo biologico. In pratica, cercando di semplificare al massimo il discorso, se siamo limitati da un nutriente è inutile che gli altri siano alti, sarà sempre quello a concentrazione minima a regolare tutto ciò che avviene (in acquario). Per questo spesso si dice, e questa volta a ragione, che nitrati e fosfati devono essere legati. Ma non perché lo dica il Rapporto Redfield. E soprattutto senza sapere noi quale sia il rapporto corretto.

Ma per cosa viene usato realmente il Rapporto Redfield?

Il Rapporto Redfield, e tutte le ricerche correlate sono diventate una caratteristica fondamentale nella comprensione dei cicli biogeochimici degli oceani e uno dei principi chiave della biogeochimica. Il rapporto è determinante nella stima dei flussi di carbonio e nutrienti nei modelli di circolazione globale. Inoltre il rapporto aiuta anche a determinare quali nutrienti siano limitanti in un sistema localizzato ammesso che ne esista uno. Il rapporto può anche essere utilizzato per comprendere la formazione di fioriture di fitoplancton e successiva ipossia confrontando il rapporto tra diverse regioni territoriali. Tutte cose che, in acquario, non c’entrano nulla.

Rapporto Redfield
Rapporto Redfield

Rapporto Redfield e zooxanthellae

Spesso si parla della correlazione fra Redfield e zooxanthellae secondo il seguente ragionamento. Le alghe simbionti mangiano fitoplancton (che è comunque questionabile che avvenga), e quindi se il rapporto mi aiuta a mantenere il giusto livello di fitoplancton riesco a chiudere i processi. A me sembra tutto un discorso molto molto tirato per i capelli. Mi sembra più semplice applicare in acquario, sempre e comunque quello che c’è sulle barriere coralline invece di cercare rapporti strani che mi creino le condizioni ideali per lo sviluppo del fitoplancton.

Zooxanthellae
Zooxanthellae

Cosa avviene in Natura?

Dove con Natura intendiamo nei mari tropicali delle barriere coralline, non nelle profondità oceaniche. Per aiutarci consultiamo il volume Marine Chemistry scritto da CR Brightwell qualche anno fa. Brightwell riporta i valori di tutti i composti chimici presenti in mare, noi ci focalizziamo sui tre di cui abbiamo parlato e che ci interessano:

  • Carbonio, peso molecolare 12,011. In mare 0,04925 ppm
  • Azoto, peso molecolare 14,0067. In mare 0,4307 ppm
  • Fosforo, peso molecolare 30,9738. In mare 0,07 ppm

E in acquario?

Io non ci penserei due volte ed anzi io faccio esattamente così. Cerco di mantenermi con i valori presenti in mare. Se volete potete prendere a riferimento i valori qui sopra, sapendo che parliamo di azoto e fosforo e non di nitrato e fosfato. Riportandoci a quei valori direi nitrati presenti in acquario ma al di sotto di 1 mg/l, e fosfati inferiori a 0,05 mg/l. Senza preoccuparmi mai di considerare un Rapporto Redfield che per sua natura misura parametri che non ci servono per uno scopo, a mio modesto avviso, che è ben lontano dall’acquario marino.

Ne parliamo assieme?

Io ho studiato molto, seguo il mondo dell’acquario da anni, ma sono sempre pronto sia a ricredermi che ad approfondire. Posto che vi siano delle evidenze sperimentali. Per cui se avete idee diverse, se volete discuterne, mi potete scrivere nei commenti qui sotto, oppure mi potete scrivere nei vari canali social dove siamo presenti, oppure ancora potete venire a scrivere nel nostro forum. In ogni caso cercheremo di approfondire ulteriormente il discorso del Rapporto Redfield.