De Redfield ratio in het aquarium

Wat is de Redfield Ratio

In 1934 hield de Amerikaan Alfred C. Redfield (1890-1983) zich bezig met het onderzoeken van de samenstelling van zoöplankton in zeewater. Hij deed de opzienbarende ontdekking, dat de verhouding van koolstof (C), stikstof (N) en fosfor (P) in zoöplankton en water in alle oceanen telkens dezelfde was. Deze verhouding C:N:P bleek telkens weer 106:16:1 te zijn. Dus 106 delen koolstof op zestien delen stikstof op één deel fosfor. Afwijkingen in de verhoudingen waren altijd kleiner dan 20%. Deze verhouding van 106:16:1 wordt de Redfield Ratio genoemd, afgekort RR. Waarom precies deze verhouding optreedt, is na al die jaren nog steeds niet helemaal duidelijk. De reden waarom de ratio in oceanen zo constant is, wordt verklaard door de stabiele watersamenstelling van oceanen en aan de voedselrijke groeicondities van zoöplankton in de oceanen.

Nu zouden wij, aquaristen, niets van de Redfield Ratio gemerkt hebben, als niet het voorkomen van bepaalde algensoorten een relatie zou hebben met deze RR. Uit onderzoeken blijkt dat de cyanobacteriën (blauwalgen) zelden voorkomen bij N:P-ratio’s > 29 (zie ook tabel 1). Dus als er in verhouding veel stikstof en weinig fosfor is.
Groene algen doen het bij die hoge ratio’s weer veel beter. Ratio’s lager dan N:P = 5:1 (weinig stikstof, veel fosfor) geven een duidelijke tendens naar blauwalg te zien. Planten blijken het optimaal te doen bij ratio’s rond de Redfield Ratio van 16:1. En als de planten het goed doen… gaan de algen op hun retour. En op dat basisprincipe berust deze algenbestrijdingsmethode.

redfield ratio

Bepaling van de Redfield Ratio in het aquarium

Om de Redfield Ratio van een aquarium te bepalen moet de verhouding van stikstof ten opzichte van fosfor bepaald worden. Stikstof komt onder andere voor in nitraat (N03-), nitriet (N02-) en ammoniak) (NH3/NH4+). Het is voldoende nauwkeurig om alleen het nitraatgehalte te meten.
Fosfor komt voornamelijk voor in fosfaat. Wanneer we dus de nitraat- en fosfaatwaarden meten, dan kunnen we aan de hand hiervan de Redfield Ratio bepalen. Het aandeel stikstof in nitraat is hierbij 14/62 (verhouding van de atoomgewichten) en het aandeel fosfor in fosfaat is 31/95. De Redfield Ratio (RR) kan dan als volgt worden berekend:

RR = (nitraat x 14/62) / (fosfaat x 31/95)
Ofte wel: Redfield Ratio = (nitraat : fosfaat) x 0,7

Is de RR lager dan 16: dan moet er meer nitraat worden toegevoegd (of fosfaat verwijderd), er is een stikstoftekort.

Is de RR hoger dan 16: dan moet er meer fosfaat worden toegevoegd (of nitraat verwijderd), er is een fosfortekort.

Het berekenen van de Redfield Ratio

Het is allereerst belangrijk om het nitraat- en fosfaatgehalte van het water in het aquarium te meten. Voor het meten is wel een goede watertest nodig.  Bij ons in de winkel zijn van verschillende merken goede testen hiervoor te vinden. Voor het bepalen van de Redfield Ratio kan volstaan worden met het meten van het nitraat- en fosfaatgehalte van het aquariumwater. Daarna kunnen we de Redfield Ratio berekenen. Dat kan met de formule, zoals vermeld, maar dat kan ook simpeler met de tabel. De werkwijze is eenvoudig. Horizontaal staat het nitraatgehalte. Zoek de kolom waarin het nitraatgehalte staat, dat u hebt gemeten. Verticaal staat het fosfaatgehalte. Zoek de rij waarin het fosfaatgehalte staat, dat is gemeten. De Redfield Ratio is te vinden waar de kolom en de rij elkaar kruisen.

De Redfield Ratio is groter dan 16

Er is relatief meer nitraat dan fosfaat. Een aantal mogelijkheden om dit weer in balans te brengen is dan:
Het inzetten van drijfplanten, zoals het mosselplantje, dat naar verhouding veel nitraat opneemt.
Het voeren met voedsel, waar wat meer fosfaat in zit (zoals orgaanvlees voor discusvissen).
Het voeren met voedsel uit zee (Mysis, garnalen) – dit kent een Redfield Ratio van 16 – is zeker het overwegen waard.
Toevoegen van kaliumfosfaat.
Inzet van nitraat absorberende harsen.

De Redfield Ratio is kleiner dan 16

Er is relatief minder nitraat dan fosfaat. Een aantal mogelijkheden om de verhouding weer naar 16 te krijgen is dan:
Drijfplanten nemen erg veel nitraat op, indien aanwezig uitdunnen.
Gebruik fosfaatarm voer (in diepvriesvoeren, bijvoorbeeld hart, zit veel fosfaat).
Toevoegen van kaliumnitraat. Er is bij een zeer laag nitraatgehalte kans op blauwalg.

Bron: Nederlandse Bond Aqua Terra (NBAT)