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 【マメ知識】水草水槽の微生物 その②

 【マメ知識】水草水槽の微生物 その②

みなさんこんにちは!
アクアフォレストメンテナンス事業部の轟です!

本日は前回の続き、「水草水槽の微生物その②」をお送りいたします!
その①では、
・水槽内の微生物とは
・硝化菌
・硝化菌以外の重要な微生物(有機物分解菌と原生動物)
までお話しました。

今回は、
・微生物を増やすには
・底床内の微生物の働き
・バクテリア資材のご紹介
こちらの3点についてお話したいと思います。

今日のブログでは具体的に微生物達が水槽内でどのような生活を送っているのか、どのような順序で殖えていくのか、底床内で何してるの??、バクテリア資材で有用なの???といった事を掘り下げていきます。
まだ「水草水槽の微生物その①」をお読みでない方は先にこちらをお読みください!

それではいきます!

・微生物を増やすには
その①ではバイオフィルムについて触れましたが、水槽内で有益な微生物達を増やすにはバイオフィルの形成が欠かせません。
バイオフィルムとは微生物達の集合住宅のようなものなので、様々な微生物が寄り集まって生活しています。そのため、ある程度微生物の数が多く発生しないと出来ないor少なくなってしまいます。
そこでたくさん微生物達を増やす必要があるのですが、生き物を殖やすためにはご飯が必要ですよね。
それでは微生物達のご飯とはいったい何なのでしょうか??

全ての生物の体は有機物で構成されています。
有機物とはざっくり言うと炭素(C)を含む化合物のことです。
だいたい生物の体内で作り出される物質は有機物です。

バイオフィルムを作る微生物達(有機物分解菌、原生動物等)も有機物が無いと増殖できません!

水槽内で発生する有機物の多くは「ふん」「残りエサ」「水草の枯葉」でしょうか。
バクテリアの活性剤として販売されているものは、なんらかの有機物(アミノ酸とか)が含まれている商品がほとんどです。
手軽に有機物を補給できるので便利ですよ~

また、水草水槽の頻繁に使用する栄養系ソイルには天然の有機物が含まれているので、砂、砂利系底床と比べ微生物の圧倒的に発生量が多いです。
(底床の詳しいお話は「水草水槽の底床選び」をお読みください)

それなら、栄養系ソイルの使用が近道!?

と思いますが「有機物が多い」ということがデメリットになる場合があります。

皆さんはソイル使用時に白濁に悩まされたことはありませんか??

ソイルを使用した水草水槽の悩みの1つがセット初期に発生する白濁です。
白濁の原因にはいくつかありますが栄養系ソイルを使用している場合は、ある種のバクテリアが大量に発生することで発生していることが多いです。
(次回のブログで詳しく書きます)

なにがどう転んで白濁の原因菌が爆殖するのか不明なので、全く新規の状態からスタートする場合はギャンブルになってしまいます。
そこで、バクテリア剤の使用、古いソイルを種ソイル(少量でOK)にする、ろ材を使い回す等の対策が効果的です。
要は白濁の原因菌が大量になる前に有益な菌を大量に増やしてしまおうという作戦です。
新規で作る場合はバクテリア剤頼みになりますが、複数本水槽をお持ちの方、水槽リセットの方は使い古しのソイルやろ材を使いまわすことで、有益な微生物達を最初から持ち込むことが可能です(調子の良い水槽からの持ち込み限定)

水槽セット初期時における有機物量は水槽の立ち上げ難易度に大きく影響します。
有機物量が多い→立ち上げにひと手間かかる
有機物量が少ない→立ち上げ時に大きな問題はあまり発生しない
と思って頂いて良いです!

しかし「有機物量が多い=微生物が発生量も多い」ということでもあるので、スムーズに立ち上がれば栄養系ソイル等の有機物量が多い底床はとっても調子の良い環境を構築することが可能です!
水草水槽において玄人の方が栄養系ソイル代表ADA社アクアソイルアマゾニアを推奨することが多いのはこの為です
(含まれている栄養素が多いということもありますが)

砂や砂利は基本的に有機物を含まないため、微生物の発生はとってもゆっくりです。
その代わりに変なバクテリアが爆殖しちゃうみたいなトラブルも少ないです。
水槽とゆったり向き合いたい方はこちらの方が良いかもしれませんよ!
作りたいレイアウトや管理スタイルに合わせて底床を選ぶようにすると良いでしょう!

↓に簡単な図を作ってみました。
水草水槽における「生物ろ過」をまとめるとこんな感じです。
その①では硝化作用のあらましについて同じような図をつくりましたが、こちらは「生物ろ過」全体をまとめてみた図です。

有機物を有機物分解菌が食べ増殖➡バイオフィルム形成➡硝化菌、原生動物が定着➡汚れを綺麗に
というのが簡単な流れです。

有機物分解菌は「お魚のふん」「枯れた水草等」を分解して小さな有機物にしたり、無機栄養にすることでこの循環を維持しています。
バイオフィルムが形成されないと、硝化菌や原生動物達が定着しないので「汚れ」が綺麗にならないのです!
水槽を綺麗にしている核は有機物分解菌達が作るバイオフィルムということですね!

「汚れ」とざっくりまとめましたが、残りエサも「有機物」です。
大きな分子の有機物は有機物分解菌が分解出来ないので「汚れ」として考えています。
大きな分子の有機物は「お魚が食べる→ふんをする➡ふんを原生動物が食べる→ふんをする」という過程で徐々に小さな分子になります。
小さな分子になって初めて有機物分解菌が利用できるようになるのです!
このような循環が出来る事で安定した水槽環境が出来ます。
※白濁の原因菌はバクテリアですが「汚れ」に入れちゃいました
白濁の原因菌だって生きているのですが、見栄え悪いんだもん
原生動物に食べられてしまえ

書き忘れましたが、バイオフィルムと書くと「膜」のようなイメージを持ちますが、実は色々な構造をしています。
多くは立体的なモヤっとしたカビみたいな構造をしていることが多いです。
しばらく掃除をサボったフィルターを掃除すると、茶色いような黒っぽいようなドロドロというか綿くずみたいな物体が出てくると思いますがコレがバイオフィルムです。
正しくはバイオフィルムではなくて活性汚泥と呼ぶものかもしれませんが、、、、

活性汚泥とはバイオフィルムと同じように微生物達を豊富に含んだ汚泥のことです。
有機物を分解し、硝化菌や原生動物が定着することも同じです。
違いはバイオフィルムは基質にくっ付いていますが、活性汚泥は浮遊or沈殿しています。
フィルターを軽くゆすいだ時に出るドロドロは活性汚泥かもしれませんね。
ちなみにドロドロのことを「フロック」と呼びます。

フロックには凝集作用があり、有機物を強力に吸着します。
ろ過が完全に立ち上がると水槽水がピカピカになるのはこのためです。

微生物の増殖過程
お次は微生物の水草水槽における増殖過程を書きます。
セット直後から安定するまでのざっくりとした流れです。
時間は一応の目安です。場合によっては安定するまでにかなりの時間が掛かる事もあります(年単位)
あと、管理者目線からの雑感も書いてみました。その時に感じることや、注意する点です。
砂や砂利、吸着系ソイル等を底床にしている場合は有機物が少ないので⓪から、栄養系ソイル、中間のソイル等を底床にしている場合は有機物が多いので①からスタートするイメージです。

⓪セット初期(0~1ヶ月)※有機物が少ない場合はここからスタート
・生体のふん、残りエサ、枯葉等の蓄積により水槽内の有機物が徐々に増える
・有機物が少ない分、汚れの発生も少ない

・真っ新な状態からのスタートは汚れも無いので思っているほど問題が起きない
・なんだ、簡単じゃん♪と油断しがちなので注意
・2週間目~3週間目くらいから亜硝酸濃度が高くなる。生体によっては亜硝酸中毒で調子を崩す個体が出るので注意

①セット初期(1ヶ月~2ヶ月)※有機物が多い場合ここからスタート
・蓄積された有機物を使い微生物が増殖する
・微生物量に対して有機物量が多い場合は、増殖を優先するためバイオフィルムやフロックをあまり形成しない。そのため有機物の分解、吸着作用が少なく水の透明度はあまり高くならない

・有機物から汚れが発生するので環境は不安定
・何か問題が発生した場合は換水にて対処するのが無難
・コケの発生もピークを迎える時期、換水で様子を見ながら早めにコケ取り生物達を入れたい。
・立ち上げで一番難しい時期、ここで有益な微生物達を優勢に出来るかが今後の水槽コンディションを決める
(「有益な微生物が優勢=水槽が立ち上がった」と思って頂いて良いです)
・匂いが発生するのもこの時期
・水の透明度が低い、匂いがあるからと頻繁にフィルターを洗ってしまうといつまで経っても②、③と進まないので注意

②ほぼ安定期(2ヶ月~3ヶ月)
・有機物の減少に伴い、微生物の増殖スピードも落ち着く
・バイオフィルムが安定し、活性汚泥はフロックを形成し始める
・バイオフィルムの安定、フロック形成に伴い、汚れが分解され水の透明度が高くなり始める

・環境が徐々に安定していることを実感できる。コケも落ち着き、お魚、水草の調子も良い
・ここまでくれば一安心。ひとまずお魚の飼育、水草の育成が出来る環境
・若干、水が濁っているように見える
・店舗の展示水槽のように透明にならないのはなぜ?と考え始める

③安定期 (3ヶ月~不断のメンテナンスで理論上はいつまででもキープできるはず)
・有機物量が少なくなってくると、微生物達の体内呼吸が盛んになり微生物の増殖が停止する
・底床やフィルター内に溜まっていた汚泥が自然と分解され少なくなる(完全には無くなりません)
・活性汚泥のフロックがしっかりと形成されるようになり、有機物の凝集吸着作用が高くなる
・また、原生動物が活発に活躍するようになり、水中を浮遊している細菌をバクバク食べる。その結果、水槽水は浄化され透明度のとても高い水になる

・水が入って無いように見えるくらい透明な水
・どんな種類のお魚も水草も育てられるんじゃないか?と感じるくらい調子が良い
・多少、コケ取りをサボってもガラス面が綺麗

大体こんな感じです。
目に見えないものが、目の届かない所(フィルターの中等)で活動していので、あまり実感が湧かないとは思いますが、調子の良い水草水槽を作るには目に見えない微生物達に思いを馳せることが大事です。

特に初心者の方が躓くのが①です。バイオフィルム、活性汚泥の仕様上この時期は有機物の吸着分解能力が低い時期なので、どうしても透明度があまり高くならず、場合によっては水の匂いが気になります。
フィルターを頻繁に洗ってしまうと出来始めたバイオフィルムや活性汚泥を壊してしまうのであんまり触らない方が好結果に繋がります。
言い方は悪いですが、私のように適当に管理している人の方が上手くいってしまうのはこのためだと思います(笑)

マメに管理している方、几帳面な方はきっちりとメンテナンスをこなすので、バイオフィルム、活性汚泥が発達していないケースがあります。
「換水毎日してるのに、、」「フィルターもマメにお掃除してます、、」
「でも透明にならない、、」「真面目に管理しているのになぜだ、、、」
これ、掃除のやりすぎで有機物が十分に無いorバイオフィルム、活性汚泥が発達していない事が原因かもです。
店舗でお話する際にお伝えしづらい。。。真面目に管理をされているだけに。。。。

有機物の蓄積→微生物の増殖→バイオフィルム、活性汚泥が発達→お水が綺麗に
という順序なので、微生物の増殖前に有機物を取り除いたり、バイオフィルム、活性汚泥が発達する前にフィルターを洗ってしまう等お掃除をし過ぎてしまうとスタートからやり直しになってしまいます。
溜まった有機物も、バイオフィルム、活性汚泥も見た目はただの汚れ、ゴミなので取り除きたい気持ちは良く分かるのですが、ある程度無いと何時まで経っても綺麗な水草水槽になりません。
グッと堪えて待ってみましょう。
※どうしても上手くいかない場合は、思いっきり洗って微生物を少なくしちゃいましょう(0に出来れば理想)
そして初めからやり直した方が早かったりします。悪玉菌が優勢になっている場合の対処法です。

①を無事に通過して②まで進んでいれば、とりあえず飼育に関しては問題無いです。
しかし透明なピカっとしたお水にしたいですよね??

あくまで私の管理手法ですが、②→③へ進める時はあまり水槽をいじらないようにしています。
特にフィルターはノータッチ!
微生物達がコロニーを作っている最中なのに、壊してしまう事になるからです。
③まで進める為にはバイオフィルム、フロックをしっかりと形成させる必要があります。
なのでノータッチ!もう洗いません!!
私が管理している水槽は1年以上フィルターを洗わないなんてざらにありますよ~
ろ材のセッティング次第ですが、洗わんでも大丈夫ですよ!
何か大きな問題が発生した場合は洗うこともありますが、基本的には触らないようにしています。
どんなろ材よりも、どんな吸着材、凝集剤よりもしっかりと形成されたバイオフィルムや活性汚泥のフロックの水質浄化能力の方が上です。
それを活かすようにすると、透明な水槽水が出来るんです!!!
フィルターのセッティング方法等は次回のブログで詳しく書きますのでお楽しみに!
※水草水槽の場合です
生体メインの水槽だと有機物の発生量が多いのでフィルター清掃を定期的にしないとフィルターが目詰まりしちゃうかもしれません。

まとめ
「微生物の殖やすには」をまとめると↓な感じです。

・美しい水草水槽を作るには、有益な微生物が必要
・有益な微生物を殖やすには有機物が必要
・有機物が多く含まれるソイル系底床が有利
・砂、砂利系底床の場合、有機物が溜まるまで微生物の増殖が遅い
・透明度を高いレベルで求めるなら、バイオフィルム、活性汚泥の成熟が不可欠
・バイオフィルム、活性汚泥の成熟を促すために上手く立ち上がったらフィルターはノータッチで!

バイオフィルム、活性汚泥を如何にキープして成熟させるかという事です。
微生物の増殖過程において「①で如何に有益な微生物を優勢にするか」そして「それを如何に殖やすか」で③まで持って行くことが出来ます。
この辺りは経験が物を言う部分なので、なかなか初めから狙って出来るものでは無いかもしれません。

硝化作用の成熟度は、アンモニア試薬、亜硝酸試薬、硝酸試薬を使うことで確認することが出来ます。
しかし、バイオフィルム、活性汚泥の状態は水の透明度で判断することの他はなんとなくの感覚頼みです。
お魚の飼育や水草の育成は②まで行っていれば、とりあえず大丈夫。
それ以上を目指すには何度か失敗を経験して感覚を養ってください!

おまけ
私は水質の指標にエビを使うことが多いです。
ヤマトヌマエビはアンモニアに強く反応するので、アンモニア濃度のバロメーターになります。
また、ミナミヌマエビやチェリーシュリンプ、ビーシュリンプ等は③に近い環境を作らないと繁殖しません。
なので繁殖しだしたら③に近づいているな~と判断しています。
コケ取り、水質のバロメーター、可愛いと一石三鳥ですよ!

お次はこちら!
・底床内の微生物の働き
特にソイル系の底床を使用している場合は底床内の微生物の働きが重要です。
「水草水槽の底床選び」でも触れましたが、ソイルの寿命を左右しているのは底床内の微生物です。
微生物のご飯となるものは有機物と↑でもお話ししましたが、どんな有機物を好むかは微生物によって異なります。微生物達の代謝系は多岐に渡るので大体の有機物を食べますが、水草水槽の底床において有益な微生物達が好むのは植物由来の有機物と言われています。
そのため、天然の腐植を多く含む栄養系ソイルが水草水槽では良く使われるのでしょう。

底床内に微生物が豊富だとなぜ良いのかと言うと「団粒化」が促されるからです。

簡単に言うと、ソイルの形を保っているのは微生物達で微生物が豊富な状態をキープ出来ればソイルの寿命が長くなります。
団粒化についての詳しいお話は「水草水槽の底床選び」を読んでみてください!
底床内の微生物の詳しい働きはそこで書きましたので今回は割愛です!

最後はこちら!
・バクテリア資材のご紹介
アクアリウム業界には様々なバクテリア剤が出回っています。
目に見えないし、効果を体感できることが少ないので胡散臭い感じがしますよね!
実はバクテリア剤は使用方法を間違えてしまうと効果を発揮しなかったり、逆効果になってしまう等、なかなか扱いの難しい器材だったりします。
入れればOKみたいなものは基本的に無いので、用法容量を守って正しく使う必要があります。
逆に効果的に使えれば、アクアリウムで一番難しい「セット初期」を無難に乗り切れるかもしれません!
そこで今回は当店で取り扱っているバクテリア資材をご紹介したいと思います。

バクテリア資材には大きく分けると2種類あります。
有機物分解菌硝化菌です。
それではご紹介致します!
※有機物分解菌には「納豆菌」「酵母菌」「乳酸菌」「糸状菌(カビ)」等たくさんの種類があります。
メーカーによって菌種が違うと思いますが今回は有機物分解菌と一括りにします

有機物分解菌
自然界に存在する多くのバクテリアがこの有機物分解菌です。
植物や硝化菌のように自分で有機物を合成できないので、他から取り込む必要があります。その過程で水槽を綺麗にします。
菌由来の白濁に効果があります。
硝化菌が定着するのに必要なバイオフィルムを形成します。
基本的にアンモニア、亜硝酸を処理することは出来ません。
水草水槽セット初期時(特にソイルを使う場合)にまずは入れたい。

メーカー名 バイコム
商品名 スーパーバイコム 21PD
形状 液体
使用感 ・セット初期時に入れたい
・ろ材や古いソイルが使えない場合はこちらを使っている
・ソイル使用時、セット初期に発生する白濁の予防に効果有。白濁発生後に入れても効果が薄いので、予め入れることをオススメする
・嫌気下では脱窒をするみたいだが今のところ体感はしていない。海水なら嫌気層が出来やすいので効くかも。
・有効期限があるので注意

 

メーカー名 ベルテックジャパン
商品名 バイオスコール
形状 液体
使用感 ・0.01ミクロン以下の従来のバクテリアより小さなものを使用しているらしい。そのため底床の隙間等まで侵入できるみたいです
・底床内を好気的に保ちやすい水草水槽とは好相性かも。
・底床内のバクテリアを増やしたいときにオススメ
・有効期限があるので注意

 

メーカー名 パピエ・C
商品名 B-4
形状 粉末
使用感 ・粉末の状態で休眠させてあるので有効期限が長い
・足の匂いみたいなのがするので納豆菌なのかな?
・液体タイプが使いづらいミスト式の立ち上げにオススメ

 

メーカー名 ADA
商品名 バクター100
形状 粉末
使用感 ・粉末の状態で休眠させてあるので有効期限が長い
・実はコストパフォーマンスが高い。一箱あれば数年は使い切らないでしょう
・液体タイプが使いづらいミスト式の立ち上げにオススメ

 

メーカー名 ADA
商品名 バクターボール
形状 球状
使用感 ・バクター100を丸く固めたもの
・稚魚や稚エビのエサとしてもオススメ
・底床内に埋め込むように微生物を追加可能

 

メーカー名 エコイクル九州
商品名 EBB-boll 
形状 ブロック状
使用感 ・ボトルアクア等、フィルターの無い環境での使用に向く
・納豆菌主体の有機物分解菌
・汚れが多い場合はエアーレーションを設置すると酸欠予防になります


硝化菌

お魚の飼育に必要な硝化作用を行うバクテリアです。
毒性のあるアンモニア、亜硝酸を毒性の少ない硝酸にしてくれます。
浮遊性なのでバイオフィルムに定着していないものは換水時に流出してしまいます。
そのため、↑の有機物分解菌が含まれるものと併用するか、水槽立ち上げから時間をおいてから(1~2週間程度)入れるようにしましょう!
特にセット初期に頻繁に換水をして立ち上げる場合は注意しましょう!

メーカー名 バイコム
商品名 スーパーバイコム 78
形状 液体
使用感 ・スーパーバイコム 21PDとの併用がオススメ
・大量換水で立ち上げる場合は使わないこともあります
・有効期限があるので注意

メーカー名 太平洋セメント
商品名 ミクロライブ
形状 液体
使用感 ・パワーハウスでお馴染みの太平洋セメント製
・大量換水で立ち上げる場合は使わないこともあります
・有効期限があるので注意

こんな感じです。
バクテリア資材を使用すると場合によって水中の酸素を大量に消費して酸欠を起こすことがあります。
そのため、バクテリア資材投入時はエアーレーションが出来るようにしておくと、万一の時に対応できますよ!

これで「水草水槽の微生物」のお話はお終いです。
微生物のお話は多岐にわたるので、ややっこしくてわかりづらいですが水槽の核となる部分なので、美しい水草水槽を作るためには避けては通れない部分です。
微生物を使った水の浄化は「下水処理」でも使われているので、興味のある方は下水処理業者のサイトを覗いてみてください。
アクアリウム業界よりもかな~り詳しく書いてあったりしますよ!
そのまま水槽に使える手法ではないかもしれませんが、ヒントがたくさん手に入ると思います!

さんざん書いといてなんですが、実感が伴わないとイマイチ上達しないのでとりあえずやってみることが重要だと思います(なんでもそうか)
今回のお話は初めての方はざっと読んで頂いて、すでにアクアリウムを楽しんでいる方は心当たりのある所を中心に読んでいただくと良いかもです。
そしてやってみて、新しい疑問が生まれたら読み返してください。
皆様のアクアライフが楽しく自由なものになるようにお力になれたら幸いです!

次回のブログは「水草水槽のフィルター」です!
フィルター別のメリットデメリット、各ろ材の特徴やセッティング方法を掘り下げて書きますので、どうぞご期待ください!
よろしくお願い致します!!!

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