باکتریوفاژ
1403-03-22
پروتئین‌های حیوانی در جیره خوراک آبزیان
1403-03-23
مقدمه
پرورش میگو دارای سه اصل اساسی و مهم است:
- تولید حداکثر آبزیان بدون استفاده از منابع اولیه مانند آب و زمین است.
- توسعه پایدار آبزی‌پروری به‌گونه‌ای که محیط‌زیست را دستخوش تغییرات و آسیب‌های جبران‌ناپذیر نکند.
- به‌کارگیری سیستم‌هایی که نسبت هزینه به‌فایده در بعد اقتصادی و اجتماعی را به‌صورت هم‌زمان فراهم کند.
این سه اصل مهم در توسعه آبزی‌پروری را می‌توان به کمک سیستم بیوفلاک که در حال حاضر یکی از فناوری‌های مطرح در صنعت به‌خصوص پرورش میگو و تیلاپیا به شمار می‌رود فراهم کرد.
سیستم بیوفلاک در پرورش میگو
سیستم بیوفلاک به ذرات مایکروسکوپی متشکل از باکتری‌ها، دیاتومه‌ها، جلبک‌ها، ذرات غذایی، ارگانیسم‌های مرده گفته می‌شود.
شکل1. تصویر ذرات بیوفلاک در زیر میکروسکوپ نوری
مکانیسم عمل سیستم بیوفلاک
در سیستم بیوفلاک با تحریک تولید باکتری‌های هتروتروفیک درون استخرهای پرورشی و ایجاد بیومس باکتریایی، مواد زائد ناشی از فضولات و غذاهای خورده نشده باز جذب‌شده و یا حذف می‌شوند.
- افزایش نسبت کربن به نیتروژن با اضافه کردن مقدار مشخصی مواد کربوهیدارتی به آب
- تحریک رشد باکتری‌های هتروتروفیک
- جذب آمونیاک و مواد زائد نیتروژن‌دار همراه با تولید بیومس باکتریایی
در این روش جذب نیتروژن و عمل کاهش آمونیاک بسیار سریع‌تر از روش نیتریفیکاسیون (مورداستفاده در سیستم‌های مداربسته) انجام می‌گیرد به این دلیل که سرعت رشد و تولید بیومس میکروبی برای باکتری‌های هتروتروف حدود 10 برابر بیشتر از باکتری‌های نیتریفیکاسیون کننده یا اتوتروف‌ها می‌باشد.
تفاوت سیستم های مداربسته (بیوفیلترها) و سیستم بیوفلاک
- در سیستم‌های مداربسته (بیوفیلترها) باکتری‌های اکسیدکننده آمونیوم و باکتری‌های اکسیدکننده نیتریت بر روی فیلترهای ثابت، آمونیوم را به نیتریت و نیتریت را به نیترات تبدیل می‌کند.
- فعالیت باکتری‌های هتروتروف در این سیستم‌ها در حداقل است. درحالی‌که در سیستم بیوفلاک با کمک اضافه کردن منابع کربوهیدراتی، باکتری‌های هتروتروفیک، آمونیم را مستقیماً جذب و به پروتئین سلولی تبدیل می‌کند.
- در یک سیستم چرخشی (مداربسته) به دلیل حذف سریع مواد معلق جامد (که حاوی کربن آلی هستند) سیستم بر پایه باکتری‌های اتوتروف و جذب کربن غیر آلی عمل می‌کند. ولی در سیستم بیوفلاک کربن آلی و نیتروژن در اختیار باکتری‌های هتروتروفیک قرار می‌گیرد.
- در سیستم بیوفلاک با توجه به مورد 3، تولید باکتری‌های اتوتروف محدودشده و درصورتی‌که منابع کربوهیدراتی به میزان کافی به سیستم اضافه شود، تمام نیتروژن و کربن موجود در پسماندهای غذایی و فضولات در دسترس باکتری‌های هتروتروف قرار می‌گیرد.
نسبت کربن به نیتروژن
اگر نسبت کربن به نیتروژن در آب محیط پرورشی در حدود 10 تا 15 باشد، رشد باکتری‌های هتروتروف تحریک‌شده و به دنبال آن بیوفلاک تشکیل خواهد شد. عموماً مقدار کربوهیدرات در غذاهای مورداستفاده در پرورش آبزیان کمتر از مقدار موردنیاز است که این نقصان از دو طریق قابل جبران است:
- افزودن مواد کربوهیدراتی (ملاس، شکر، آرد و …) به آب بر اساس درصد پروتئین جیره و میزان غذادهی روزانه
- کاهش پروتئین جیره و تنظیم نسبت کربن به نیتروژن
در حال حاضر عمدتاً از روش اول در سیستم‌های بیوفلاک استفاده می‌شود.
هوادهی و جابه‌جایی آب
جابه‌جایی و حرکت آب برای معلق نگه‌داشتن ذرات، مهم و حیاتی است؛ زیرا اگر ذرات بیوفلاک ته‌نشین شوند بخش‌های بی‌هوازی در میان لجن‌های کف ایجاد می‌شود که می‌تواند تولید آمونیاک، متان و سولفید هیدروژن کند. حفظ اکسیژن محلول نیز از موارد مهم اساسی در عملکرد درست این سیستم است. چگالی آب در حالت هوادهی و وجود حباب‌های هوا در ستون آب، کمتر از حالت ساکن (بدون هوادهی) است. این امر باعث کشش آب از کف به سطح می‌شود که از رسوب و لایه‌بندی آب جلوگیری می‌شود. در این سیستم، اکسیژن دهی و جابه‌جایی آب به‌صورت توأم و با تجهیزات مشابه حاصل می‌شود که با توجه به ابعاد و شرایط محیط پرورشی متفاوت است.
کنترل مواد معلق
میزان مواد جامد معلق در سیستم‌های بیوفلاک ازجمله پارامترهای مهم و ضروری در حفظ و کنترل شرایط پرورشی است. در این سیستم به دلیل ورود حجم زیادی از مواد غذایی و کربوهیدراتی و به دنبال آن تولید ذرات بیوفلاک و تعویض حداقلی آب، مقدار مواد جامد معلق به‌سرعت افزایش می‌یابد. در پرورش میگو 300 تا 500 mg/L مواد جامد معلق، برای جذب آمونیاک و جلوگیری از مصرف بیش‌ازحد اکسیژن مناسب است. برای اندازه‌گیری تقریبی این مقدار در مزارع معمولاً از قیف‌های مدرجی به نام ایمهوف یا از استوانه‌های مدرج استفاده می‌شود.
شکل 2. قیف ایمهوف
گونه‌های پرورشی مناسب برای سیستم بیوفلاک
مناسب‌ترین گونه‌های آبزی برای پرورش در چنین سیستمی گونه‌هایی هستند که توانایی تحمل مقادیر بالایی از مواد معلق جامد و همچنین قابلیت تغذیه مستقیم از ذرات بیوفلاک را داشته باشند. گونه‌هایی مانند میگو و تیلاپیا ازنظر فیزیولوژیکی توانایی سازگاری در این سیستم و قابلیت تغذیه و جذب پروتئین میکروبی را دارا هستند. در حال حاضر تقریباً تمام سیستم‌های بیوفلاک در حال پرورش میگو، تیلاپیا و کپور هستند.
بیوفلاک و ایمنی زیستی
بیماری‌ها به‌عنوان مهم‌ترین عامل مرگ‌ومیر و ضررهای اقتصادی کلان به شمار می‌روند. اگرچه در موارد مشخص استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها در خصوص برخی از بیماری‌ها مؤثر واقع می‌شود اما استفاده از این داروها مشکلاتی ازجمله مقاومت عوامل بیماری‌زا را به همراه دارد و متأسفانه تعداد زیادی از باکتری‌های بیماری‌زا در مقابل این‌گونه داروها مقاوم شده‌اند و استفاده از آن‌ها اثر چندانی در درمان بیماری‌های مربوطه ندارند.
وجود تولیدات اولیه و جوامع میکروبی در محیط پرورش (مشابه آنچه در سیستم بیوفلاک وجود دارد) قادر است از گونه‌های آبزی در مقابل بیماری‌زایی ویبرو هاروی محافظت کند. باکتری‌های گرم منفی ویبریو به‌عنوان عامل مرگ‌ومیر میگوهای خانواده پنائیده شهرت دارند.
- یکی از راه‌های اصلی شیوع این بیماری در مزارع، تعویض‌های مکرر آب و ورود عامل بیماری‌زا است. در سیستم پرورش بیوفلاک به دلیل عدم تعویض مداوم آب امکان ورود عوامل ویروسی ازاین‌دست به‌شدت کاهش می‌یابد.
- بهبود سیستم ایمنی آبزیان پرورشی می‌تواند منجر به افزایش مقاومت آن‌ها در مقابل بیماری‌ها شود.
- به‌طورکلی محرک‌های سیستم ایمنی، شامل باکتری‌ها و تولیدات آن‌ها، کربوهیدرات پیچیده، فاکتورهای تغذیه‌ای، عصاره‌های حیوانی،Cytokin ها، Lectin ها، عصاره‌های گیاهی و داروهای سنتتیک مانند لوامیزول می‌باشند. سیستم بیوفلاک به دلیل دارا بودن مقادیر قابل‌توجه از باکتری‌ها و ترکیبات آن‌ها می‌تواند محرک مناسبی برای سیستم ایمنی باشد.
کارهای مدیریتی در سیستم‌های بیوفلاک
- زمانی که مقدار آمونیاک زیاد باشد بایستی به سرعت کربوهیدرات‌ها را افزایش داد و میزان پروتئین غذا کاهش یابد.
- زمانی که مقدار نیترات زیاد شود باید مناطق با مقدار اکسیژن کم و محل‌های تجمع رسوبات و جایگاه هواده‌ها موردبررسی قرار گیرد و منبع کربنی به سیستم اضافه شود.
- زمانی که حجم بیوفلاک کاهش یافت باید منبع کربنی به سیستم اضافه شود.
- زمانی که حجم بیوفلاک زیاد شد بایستی تعویض آب صورت گیرد.
نتیجه گیری
به‌طورکلی می‌توان گفت استفاده از سیستم بیوفلاک در پرورش میگو به دلیل حفظ کیفیت آب، ایمنی زیستی و مقابله با باکتری‌های پاتوژن، حذف و باز جذب دوباره پسماندها، کاهش ضریب تبدیل غذایی و کاهش قابل‌توجه اثرات زیست‌محیطی می‌تواند جایگزین مناسبی برای دیگر روش‌ها باشد.
نگارنده: فرزانه امانی کارشناس ارشد تکثیر پرورش آبزیان
