Vom Einfahren eines Aquariums und vom Nitritpeak

Ein Aquarium ist ein lebendiges Biotop, in dem alle Pflanzen, Tiere und auch die Bakterien in einem Nahrungsnetz in ständigen Stoffaustausch miteinander verbunden sind. Die Pflanzen produzieren Sauerstoff, den die Tiere benötigen. Dafür nehmen die Pflanzen die organische Abfallstoffe der Tiere und Bakterien aus dem Wasser auf. Die Oberfläche der Blätter und auch der Wurzelraum der Pflanzen, sowie Kies und der Filtermaterial dienen Bakterien als Siedlungsfläche. In einem neu eingerichteten Aquarium muss sich so ein Nahrungsnetz erst bilden, damit alle Schadstoffe schnell und effektiv abgebaut werden können und genug Sauerstoff zur Verfügung steht. Aquarianer sprechen vom "Einfahren eines neuen Aquariums". In dieser ersten Phase vermehren sich die Bakterien im Aquarium, die für die Abbauketten von organischen Abfällen wichtig sind. Die bekannteste und wichtigste Abbaukette im Aquarium ist die Umwandlung von Ammonium über Nitrit in Nitrat durch Nitrifikation.

Nitrifikation und Nitrit-Peak

Fische scheiden Ammonium und Harnstoff aus. Ammonium/Ammoniak ist aber giftig für Fische und Wirbellose. Die Umwandlung dieser Moleküle durch Nitrifikation in weniger giftige Verbindungen ist darum die Voraussetzung für das überleben der Tiere im Aquarium. Die bekanntesten Nitrifizierer sind die Bakterien Nitrosomonas europea und Nitrobacter winogradskyi. Das erste Bakterium nutzt Ammonium zur Energiegewinnung und scheidet das ebenfalls giftige Nitrit aus. Das zweite nutzt Nitrit und scheidet das unbedenkliche Nitrat aus. Diese beiden autotrophen Bakterien sind im Süßwasser weit verbreitet. Es gibt aber sehr viele weitere verschiedene Bakterien aus den Gattungen Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosovibrio, Nitrosolobus und Nitrosococcus, die Ammonium nutzen können und einige Arten von Nitrobacter, Nitrospira, Nitrospina und Nitrococcus, die Nitrit umwandeln. Alle diese Bakterien benötigen Sauerstoff und nutzen Kohlendioxid oder Karbonat als Kohlenstoffquelle. Ihr Lebensoptimum liegt bei pH-Wert 6-8 und 20-35°C. Es ist also ungünstig für den Abbau von Ammonium, wenn die Wasserwerte weit außerhalb dieser Bereiche liegen.
In einem neu eingerichteten Aquarium gibt es zunächst wenige dieser Bakterien. Sie haften zum Beispiel an den lebenden Pflanzen, die eingesetzt werden. Sobald aber Ammonium als Nahrungsquelle zur Verfügung steht vermehren sich die Nitrosomonas. Sie produzieren schnell viel Nitrit, aber die Population an Nitrobacter ist noch zu klein, um das Nitrit vollständig zu nutzen und in Nitrat umzuwandeln. Darum gibt es in der Einlaufphase des Aquariums einen "Nitritpeak". Das ist eine vorrübergehend sehr hohe Konzentration an Nitrit. Erst wenn sich ausreichend "Nitrobacter" neben den "Nitrosomonas" auf dem Filterschwamm oder einer Mulmflocke angesiedelt haben, um deren Ausscheidungen sofort aufzunehmen, wird Nitrit sofort zu Nitrat umgewandelt und ist nicht mehr nachweisbar. Wenn das der Fall ist, ist die Einlaufphase des Aquariums abgeschlossen und es können Tiere eingesetzt werden.
Damit das funktioniert, muss einem neuen Aquarium vor dem Einsetzen von Tieren schon regelmäßig etwas Futter zugeführt werden, weil sich die Bakterien ohne Nahrung nicht vermehren. Ohne die Zugabe von Harnstoff, Ammonium oder Eiweiß als Stickstoffquelle kann die Besiedelung nicht starten. Es genügt darum nicht das leere Aquarium zum Einfahren einfach so stehen zu lassen. Das verzögert nur den Zeitpunkt, an dem es zum Nitritpeak kommt, bis zum Einsetzen der Fische.
Auch gelangen die Bakterien nicht mit Kunstpflanzen oder Platik-Deko ins Aquarium. Echte Pflanzen und die mit ihnen möglicherweise eingebrachte Schnecken fördern den Start eines neuen Aquariums. Darum bedeutet ein "Aquarium einrichten" das gleiche wie ein "Aquarium bepflanzen".