Nitrosomonas

Nitrosomonas ist ein Ammoniak-Oxidierer, welcher sowohl in Böden als auch im Süßwasser, wie zum Beispiel in Teichen, vorkommt. Dieses stäbchen- oder kugelförmige Bakterium bildet manchmal schleimige Zellaggregate aus. Zur Energiegewinnung oxidiert es Ammonium beziehungsweise Ammoniak unter Verwendung von Sauerstoff zu Nitrit. Aus diesem Grund wird es auch zu den „Nitritbakterien“ (gekennzeichnet durch Nitroso-) gezählt. Für die Haltung von Kois ist es durch seine Beteiligung am Stickstoffkreislauf, der eine zentrale Rolle für die Wasserqualität spielt, von Bedeutung.

Nitrosomonas und der erste Schritt des natürlichen Stickstoffkreislaufs

Durch das Füttern der Kois erhöht sich nach und nach die Ammonium-Menge im Wasser. Ammonium jedoch wird von Bakterien der Gattung Nitrosomonas unter oxischen Bedingungen zu Nitrit umgewandelt, weswegen Nitrosomonas als Nitrifikant bezeichnet wird. Der Vorgang heißt Nitrifikation und stellt den ersten Schritt des natürlichen Stickstoffkreislaufs dar. Bei der Reaktion wird sehr viel Sauerstoff verbraucht. Dennoch ist der Energiegewinn für Nitrosomonas sehr niedrig, womit auch die Wachstumsgeschwindigkeit gering ausfällt.

Die Umwandlung von Nitrit im zweiten Schritt des natürlichen Stickstoffkreislaufs
Durch die andauernde Produktion von Nitrit durch Nitrosomonas erhöht sich mit der Zeit die Nitrit-Konzentration im Wasser. Schon geringe Nitrit-Konzentrationen sind allerdings für Tiere giftig. Im zweiten Schritt des natürlichen Stickstoffkreislaufs oxidiert jedoch das stäbchenförmige Bakterium Nitrobacter das entstandene Nitrit zur Energiegewinnung in Nitrat. Es ist ein Nitritoxidierer. Nitrat kann von den Pflanzen im Wasser genutzt werden. Aufgrund dieses Stoffwechselweges wird Nitrobacter zu den „Nitratbakterien“ gezählt.

Abhängigkeit zwischen Nitrosomonas und Nitrobacter

Das von Nitrosomonas benötigte Ammonium ist in hohen Konzentrationen für Nitrobacter giftig. Bei einer erhöhten Menge Ammonium im Wasser, wie zum Beispiel bei übermäßiger Fütterung, müssen erst genügend Nitrosomonas-Bakterien entstehen, um die Ammonium-Konzentrationen zu senken. Ab dann ist Nitrobacter in der Lage, ausreichend Nitrit umzuwandeln, wobei es dabei ebenso, aufgrund des langsamen Wachstums, eine Anlaufphase benötigt. Damit ist für kurze Zeit der Nitrit-Spiegel im Wasser erhöht und das Wasser folglich gefährlich für die Tiere.

Bedeutung des Stickstoffkreislaufs für die Koi-Haltung

Die Nitrifikation ist für die biologische Reinigung des Teichs von Bedeutung. Allerdings entstehen bei der Oxidierung von Ammonium freie Wasserstoffionen. Diese bewirken, sofern im Übermaß vorhanden, ein Absenken des pH-Wertes, wodurch die für Koi optimale Wasserqualität möglicherweise nicht mehr erreicht werden kann. Neben einer übermäßigen Futtermenge kann auch ein Temperatursturz, vor allem im Herbst, für die erhöhte Ammonium-Menge verantwortlich sein. Das ohnehin schon langsame Wachstum von Nitrosomonas sinkt durch niedrige Temperaturen noch weiter, sodass trotz gleichbleibender Futtermenge eine Erhöhung der Ammonium-Menge (durch langsameren Abbau) zustande kommt. Bis die Nitrosomonas-Anzahl sich an die gesteigerte Ammonium-Menge angepasst hat, vergeht eine Weile.

Auch die Wachstumsrate von Nitrobacter sinkt mit fallenden Temperaturen. Daher entsteht, sobald die Umwandlungsrate von Ammonium ansteigt, eine größere Menge Nitrit. Ein sogenannter Nitrit-Peak, der für die Tiere hochgiftig ist, kann die Folge sein. Durch unsachgemäße Reinigung des Filters, in welchem die meisten Bakterien leben, kann die Ammonium- und Nitrit-Anreicherung noch weiter verschlimmert werden. Damit keine gefährliche Situation für Kois entsteht, sollten, gerade im Herbst, die Wasserwerte regelmäßig überprüft werden. Falls der Nitrit-Wert zu hoch wird, muss dringend Wasser gewechselt werden, um Verluste zu vermeiden.