Sâu polychaete giảm chất thải, cung cấp thực phẩm trong nuôi trồng thủy sản

Sâu biển tự hào có tất cả các axit béo thiết yếu và axit amin

Các polychaete biển Nereis diversicolor có thể được tích hợp vào các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn để giảm các hạt vật chất.

Polychaeta thuộc ngành Annylida, loài giun đốt, và cho đến nay, khoảng 10.000 loài cá thể đã được mô tả, với kích thước cơ thể từ 1 mm đến gần 3 m. Phần lớn các polychaetes sống trong nước biển và nước lợ với rất ít ngoại lệ. Có các loài sống tự do cũng như các cư dân trầm tích, nhưng các loài không cuống cũng được mô tả. Hầu hết các loài trầm tích sống trong các ống trên bùn cát, sỏi hoặc đất sét.

Polychaetes có khả năng thích nghi với hành vi ăn uống đối với điều kiện môi trường của chúng, chuyển đổi giữa ăn thịt, ăn cỏ, ăn sinh vật nổi, ăn vi khuẩn, ăn mùn bã và ăn tạp.

Nereis diversicolor, một polychaete biển thuộc họ Nereididae, có thể chịu được một loạt các nhiệt độ xung quanh (4 đến 25 độ C) cũng như độ mặn, chỉ từ một vài đơn vị đến hơn gấp đôi độ mặn phổ biến trong các đại dương. Bản sao của nó là đơn điệu, do đó, nó chỉ tái tạo một lần trong cuộc đời của nó, với cái chết luôn luôn sau sinh sản.

Trong thời gian trưởng thành, cá thể thay đổi từ màu nâu đỏ sang màu xanh lá cây tươi sáng ở con đực và màu xanh đậm ở con cái. Cá nhân không sinh sản kéo dài sự phát triển thể của chúng trong một thời gian.

Chất dinh dưỡng dạng hạt trong RAS

Nuôi trồng thủy sản thương mại ngày nay áp dụng ngày càng nhiều thức ăn thủy sản nhân tạo. Tất cả các ứng cử viên nuôi trồng thủy sản đều có chung một đặc tính ở chỗ họ chỉ sử dụng một phần nhỏ các chất dinh dưỡng được áp dụng. Phần chính được bài tiết dưới dạng hòa tan hoặc dạng hạt. Phần nhỏ của hạt vật chất phụ thuộc vào loại thức ăn và quản lý thức ăn, cũng như các loài nuôi, nhưng trung bình, 15 đến 20 phần trăm các chất dinh dưỡng thức ăn được áp dụng chuyển thành các hạt vật chất trong nước nuôi.

Một số thiết bị kỹ thuật được sử dụng để xử lý vấn đề về hạt vật chất, chẳng hạn như bộ lọc thùng hoặc bộ tách xoáy. Bể lắng hoặc ao lắng có một phương pháp khác không phức tạp, nhưng không may là ít hiệu quả hơn. Do các hạt vật chất chìm, nên yêu cầu một thời gian hợp lý để loại bỏ tất cả các chất rắn từ cột nước. Những hạt này gây ra nhu cầu oxy liên tục do nhu cầu hoạt động của vi sinh vật tốn thời gian cho việc suy thoái.

Giải pháp khả thi

Các sinh vật sống ở đáy bể như polychaetes có thể rút ngắn thời gian suy thoái của hạt vật chất bằng cách sử dụng các hạt như nguồn thức ăn của chúng và do đó đạt được năng lượng cho sự trao đổi chất của chúng. Sự di chuyển của nước qua các hang của các polychaetes thông gió trầm tích với nước giàu ôxy và do đó cho phép nhiều vi khuẩn lắng trên các bức tường hang và làm giảm đi suy thoái của các hạt vật chất.

Bảng 1 trình bày thành phần sinh hóa của những gì thường được gọi là chất thải rắn từ một hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn. Tuy nhiên, vấn đề này không thực sự lãng phí, mà là một nguồn tài nguyên có giá trị tiềm năng có chứa một lượng năng lượng đáng kể, cũng như các chất dinh dưỡng như carbon và nitơ. Để tận dụng tối đa vật liệu, yêu cầu là xác định đúng sinh vật để giảm / tiêu thụ chất thải và thành phần sinh hóa của nó phù hợp yêu cầu dinh dưỡng của sinh vật nuôi.

Nội dung	Hạt vật chất từ cá mú	Hạt vật chất từ cá tráp
Nước (%)	94.63 ± 1.31	93.15 ± 0.20
Vật chất hữu cơ (%)	64.57 ± 3.99	49.42 ± 0.58
Năng lượng (kJ/g)	14.64 ± 0.50	9.99 ± 0.24
Carbon (%)	36.72 ± 1.53	26.24 ± 0.33
Nitơ (%)	3.45 ± 0.36	1.95 ± 0.09

 

Tích hợp loại bỏ các hạt

Để điều tra việc áp dụng các polychaetes trong việc giảm chất thải cũng như cho ăn, một hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn khép kín, dựa vào đất đã được tạo ra. Nó bao gồm một số ngăn riêng biệt, bao gồm các đơn vị riêng biệt cho nuôi cấy rong biển (Sparus aurata); polychaetes, Nereis diversicolor; và tảo (hoặc loài tảo vĩ đại Solieria chordalis) hoặc vi tảo Nannochloropsis). Một bộ sinh học nitrat hóa được cung cấp sao lưu, trong trường hợp khẩn cấp. Hệ thống này cũng sử dụng máy bơm nước và không khí, máy khuếch tán không khí và hai bộ lọc protein.

Sự tăng trưởng của cá và tảo có thể được so sánh với các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn thông thường trong hai thử nghiệm 160 ngày. Trọng lượng ban đầu và cuối cùng của cá là 66 ± 13 g và 295 ± 42 g cho lần thử nghiệm đầu tiên, và 355 ± 49 g và 607 ± 91 g cho thử nghiệm thứ hai. Sự phát triển của tảo vĩ mô luôn dương tính. Chúng cho thấy tốc độ tăng trưởng hàng ngày cụ thể trong khoảng 0,10 đến 2,54%. Tốc độ tăng trưởng tối đa của vi tảo trong nuôi cấy liên tục là 2,5% / giờ.

Các polychaetes được tái tạo trong các tuần đầu tiên của thử nghiệm đầu tiên, nhưng do sinh khối cá thấp, lượng hạt vật chất đã đến lò phản ứng của polychaete rất thấp. Hầu hết các polychaetes chết đói hoặc bắt đầu trở thành con mồi của nhau. Trong giai đoạn thử nghiệm thứ hai, sinh khối cá có giá trị hỗ trợ khoảng 1.000 sâu / m², tương ứng với khoảng 1 kg sinh khối polychaete / m². Sau một giai đoạn tăng trưởng từ 100 đến 110 ngày trong lần thử nghiệm thứ hai, các polychaetes lại bắt đầu tái sản xuất.

Ưu điểm của việc nuôi cấy polychaetes 

Do đặc điểm sinh hóa của chúng, đặc biệt là axit béo (Hình 1) và các chế phẩm axit amin (Hình 2), các polychaetes được trồng có thể là một nguồn tài nguyên hợp lý cho các loại thủy sản hiện đại. Tất cả các axit béo thiết yếu và axit amin được phát hiện ở nồng độ có thể sử dụng. Thay thế thức ăn cá một phần bằng bữa ăn polychaete hoặc tăng thành phần axit amin của công thức thức ăn mới bằng cách thêm các bữa ăn polychaete sẽ là lĩnh vực quan tâm trong những năm tiếp theo của ngành nghiên cứu polychaete.

Hình 1: Thành phần axit béo của Nereis diversicolor được cấp riêng cho các hạt vật chất từ nuôi cá trong RAS.

Hình 2: Thành phần axit amin của Nereis diversicolor được cung cấp độc quyền cho các hạt vật chất từ nuôi cá trong RAS.

Một chủ đề quan trọng khác đối với nuôi trồng thủy sản hiện đại, phụ thuộc vào việc thả các loại động vật gây bệnh, là chế độ ăn không có mầm bệnh, đặc biệt nếu cần có thức ăn sống. Polychaetes có thể được sử dụng để tạo ra một quá trình sinh sản có kiểm soát trong vài loài và loài giáp xác, và có thể cung cấp cho những sinh vật có chất dinh dưỡng thiết yếu như axit béo và axit amin. Nuôi cấy polychaetes như N. diversicolor cho nhiều thế hệ trong các hệ thống trên đất liền mà không có các kết nối vô kiểm soát với môi trường xung quanh có thể tạo ra ngành chăn nuôi không có mầm bệnh do thiếu tất cả các vi sinh vật gây bệnh.