Die Biofloc-Landwirtschaft ist zu einer beliebten Technologie in der Zucht von weißen pazifischen Garnelen geworden. Neben den herkömmlichen Biofiltersystemen, die Biofloc-Technologie (BFT) wurde kürzlich als alternative Lösung für die Abwasserbehandlung und Futterwiederverwendung vorgeschlagen, aufgrund der intensiven Belüftung jedoch nicht für kleine Betriebe geeignet, regelmäßige Abfallentsorgung und Erfordernis einer zusätzlichen Kohlenstoffquelle, um das Wachstum heterotropher Bakterien zu stimulieren. Die Biofloc-Technologie ist eine Technik zur Verbesserung der Wasserqualität durch die Zugabe von Kohlenstoffquellen zum Aquakultursystem, die im Futter oder externen Kohlenstoffquellen enthalten sind. Dies kann den Wasseraustausch und den Wasserverbrauch in Aquakultursystemen minimieren, indem eine angemessene Wasserqualität innerhalb der Kultureinheit aufrechterhalten wird. Biofloc-Systeme unterstützen die Stickstoffentfernung, wenn der organische Stoff und der biologische Sauerstoffbedarf des Wassersystems hoch sind. Die Biofloc-Technologie besteht aus einer Vielzahl von Mikroorganismen, nicht gefressenes Futter, Kot, Schutt, und Schwebeteilchen mit Wasserantrieb und Belüftung.

Prinzip der Biofloc Garnelenzucht

In einem typischen Brackwasserteich, nur 20–25 % des gefütterten Proteins werden von den Garnelen verwertet, der Rest geht in Form von stickstoffhaltigen Metaboliten als Abfall. Die Manipulation des Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnisses in Garnelenteichen fördert die Aufnahme dieses anorganischen Stickstoffs in ein mikrobielles Protein, das als Biofloc bekannt ist. Die Biofloc-Landwirtschaft kombiniert die Entfernung von Nährstoffen aus dem Wasser mit der Produktion von mikrobieller Biomasse, die von den kultivierten Arten verwendet werden können, in situ als zusätzliche Nahrungsquelle. Dann, das C:N-Verhältnis in einem Aquakultursystem kann aufrechterhalten werden, indem verschiedene lokal verfügbare billige Kohlenstoffquellen hinzugefügt und der Proteinanteil im Futter reduziert wird. Unter optimalem C:N wird anorganischer Stickstoff in die Bakterienzelle immobilisiert, während organische Substrate metabolisiert werden.

Vorteile der Biofloc-Technologie für die Garnelenzucht

• Die Vorteile der Biofloc-Technologie beinhalten eine hohe Biosicherheit.
• Produktions- und Transportkapazität sind 5 bis 10 Prozent höher als in typischen Kultursystemen, ohne Wasseraustausch. Garnelen werden größer und spiegeln Futterverwertungsrationen zwischen 1,0 und 1,3 wider, und die Produktionskosten können um 15 bis 20 Prozent niedriger sein.
• Umweltfreundliches Kultursystem
• Es reduziert die Umweltbelastung
• Verbessert die Effizienz der Land- und Wassernutzung
• Begrenzter oder kein Wasseraustausch
• Höhere Produktivität
• Höhere Biosicherheit
• Reduziert die Wasserverschmutzung und das Risiko der Einschleppung und Verbreitung von Krankheitserregern
• Kostengünstige Futtermittelproduktion
• Es reduziert die Verwendung von proteinreichem Futter und auch die Kosten von Standardfutter
• Biofloc verringert den Druck auf die Fangfischerei, das bedeutet, Verwendung von billigeren Speisefischen und Beifangfischen für die Fischfutterformulierung

Nachteile des Biofloc-Systems

Zu den Nachteilen von Biofloc zählen hohe Energieeinträge für Belüfter. Stromausfälle von über einer Stunde Dauer können kritisch sein und Biofloc-Teiche müssen ausgekleidet werden. Die fortschrittliche Technologie erfordert auch einen größeren Bedarf an gut ausgebildeten Technikern.

Anforderungen an die Biofloc-Garnelentechnologie

Biofloc-Systeme reduzieren die Verbreitung und Wirksamkeit von Krankheitserregern und verbessern gleichzeitig die Gesundheit der Garnelen durch eine bessere Wasserqualität. Als solche, Biofloc kann uns eine natürliche Möglichkeit bieten, mehr Meeresfrüchte nachhaltig zu produzieren, bei gleichzeitiger Verbesserung der Betriebsrentabilität. Biosicherheit ist eine Priorität in der Aquakulturproduktion. Zum Beispiel, in der Garnelenzucht, Die Auswirkungen der Seuchenausbrüche in den letzten zwei Jahrzehnten hatten einen großen Einfluss auf die Betriebsführung von Garnelenfarmen weltweit. Die Biofloc-Technologie bietet den offensichtlichen Vorteil, den Verbrauch und die Freisetzung von Wasser zu minimieren, Wiederverwertung von Nährstoffen, und organisches Material. Ebenfalls, der Erregereintrag wird reduziert, Verbesserung der Biosicherheit der Farm.

Die Biofloc-Anbautechnologie wird es der Aquakultur ermöglichen, in Richtung eines umweltfreundlichen Ansatzes zu wachsen. Der Verzehr von Mikroorganismen in BFT reduziert die Feed Conversion Ratio (FCR) und folglich die Kosten im Futter. Ebenfalls, Die mikrobielle Gemeinschaft kann gelösten Stickstoff, der aus Garnelenkot und nicht gefressenem Futter ausgewaschen wird, schnell verwerten und dann in mikrobielles Protein umwandeln. Diese Eigenschaften machen ein Biofloc-System mit minimalem Austausch zu einer Alternative zur extensiven Aquakultur. Mikroorganismen in Biofloc könnten den Proteingehalt in der Nahrung teilweise ersetzen und die Abhängigkeit von Fischmehl verringern.

Biofloc ist definiert als Makroaggregate bestehend aus Kieselalgen, Makroalgen, Kotpellets, Exoskelett, und Überreste toter Organismen, Bakterien, und Wirbellose. Und, dieses mikrobielle Protein kann eine höhere Verfügbarkeit aufweisen als Futterprotein.

Die Anforderungen an das Biofloc-System Betrieb haben eine hohe Besatzdichte von ca. 130 bis 150 PL10/m2 (10 Postlarven (PLs) pro Quadratmeter) und eine hohe Belüftung von 28 bis 32 PS pro Hektar (PS/ha) bei richtiger Schaufelradposition in Teichen. Teiche sollten mit Beton oder Polyethylen hoher Dichte (HDPE) ausgekleidet werden, und pelletiertes Getreide und Melasse werden dem Kulturwasser zugesetzt. Eine Garnelenproduktion von 20 bis 25 Tonnen pro Hektar (MT/ha) pro Kultur ist für Biofloc-Systeme normal. Und in kleinen Teichen wurde eine maximale Produktion von fast 50 t/ha erreicht.

Biofloc-Landwirtschaftssysteme entfernen Stoffwechselabfälle aus aquatischen Produktionssystemen. Dann, sie ersetzen Biofilter in einem klassischen klaren Wasser Rezirkulierendes Aquakultursystem (RAS). Bakterien, die Ammoniak in Nitrat umwandeln, werden im Hauptaufzuchtbecken statt in einem separaten Gefäß kultiviert. Die Bakterien bilden in der Wassersäule suspendierte Aggregate oder Bioflocs. Dies geschieht aus vielen Gründen. Der Wegfall des Biofilters senkt die Kosten und spart dann Stellfläche. Bei Garnelen, der Biofloc wird zu einer zusätzlichen Futterquelle, was die Futterumwandlungsrate oder FCR von kommerziellen Futtermitteln verringert, wieder Kosten senken.

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Kommerzielles Interesse an Biofloc-Technologie für die Garnelenzucht

Das kommerzielle Interesse an der Biofloc-Technologie ist dreifach:für Bioflocs sorgt für hohe Produktivität, niedrige Futterumwandlungsverhältnisse, und ein stabiles kulturelles Umfeld. Und, mit aufkommenden Virusproblemen und steigenden Energiekosten, Die Biofloc-Technologie scheint eine Antwort auf eine nachhaltige Produktion zu geringeren Kosten zu sein.

Die Biofloc-Technologie wurde nicht nur in kommerziellen Garnelenzuchtfarmen eingesetzt, sondern auch in superintensiven Laufbahnen, um mehr als 9 kg Garnelen/m3 zu produzieren. Die Raceway-Anwendungen haben die Aufzucht von Garnelen-Brutbeständen und die Auswahl von Familienlinien unterstützt.

Biofloc-Management für die Garnelenzucht

Der Biofloc im Garnelenaufzuchtbecken muss als dynamischer lebender Organismus betrachtet und als solcher bewirtschaftet werden. Die Hauptbestandteil von Biofloc sind heterotrophe Bakterien. Die Funktion des Biofloc-Systems ist die Reduzierung des stickstoffhaltigen Stoffwechselabfalls (Ammoniak, Nitrit), das durch Garnelenfütterung und -produktion erzeugt wird. Es wird davon ausgegangen, dass bei 400 kg/Tag ein 35-prozentiges Rohprotein bzw. 000-Kubikmeter, Garnelen Biofloc-System mit einem FCR von 1,3.

Von heterotrophen Bakterien aufgenommenes Ammoniak wird zu Protein, die von Garnelen verzehrt und in Wachstum umgewandelt werden können. Heterotrophe Bakterien benötigen Kohlenstoff, damit Ammoniak aufgenommen werden kann. Neben dem kommerziellen Futter, eine zusätzliche Kohlenstoffquelle sollte hinzugefügt werden, um die Produktion der heterotrophen Bakterien zu stimulieren und den stickstoffhaltigen Abfall zu reduzieren.

Garnelenfutter hat ein Kohlenstoff-Stickstoff-(C:N)-Verhältnis von etwa 7-10:1. Heterotrophe Bakterien würden ein Verhältnis von etwa 12-15:1 bevorzugen. Einfache Zucker oder Stärken werden hinzugefügt, um das Verhältnis zu erhöhen und das Bakterienwachstum zu fördern. Zusätze enthalten Melasse, Zucker, Saccharose, und Dextrose und einige Hersteller verwenden Glycerin. Je einfacher der Zucker, desto schneller reagieren die Bakterien und die Aufwandmenge variiert mit dem Proteingehalt des Futters und der Zusammensetzung der Kohlenstoffquelle, aber eine gute Faustregel ist, dass pro 1 kg Futter etwa 0,5 bis 1 kg Kohlenstoffquelle werden benötigt. Eine höhere Proteinzufuhr erfordert eine höhere Kohlenstoffergänzung. Tatsächliche Anwendungen sollten den Ammoniak- und Nitritgehalt im Wasser berücksichtigen.

Die Wahl der Kohlenstoffquelle hängt hauptsächlich vom Preis ab, Verfügbarkeit, einfache Anwendung, und Wirksamkeit. Die Kohlenstoffquelle muss unabhängig vom physikalischen Zustand vor der Anwendung verdünnt werden. Sauerstoffzugaben können mit der Notwendigkeit kombiniert werden, Biofloc in Suspension zu halten. Ohne zu mischen, heterotrophe Bakterienkolonien sinken und verlieren dann die Fähigkeit, Ammoniak zu entfernen. Das Mischen erfolgt mit den gleichen Geräten, die Sauerstoff hinzufügen, nämlich Luftbrücken, Diffusor Steine, und Wasserpumpen. Die Wahl der Belüftungs- oder Sauerstoffanreicherungsmethoden hängt vom Produktionsniveau und der Zentralisierung der Ausrüstung ab. Hohe Produktionsmengen können die Verwendung von reiner Sauerstoffergänzung erfordern. Verwendung von Niederdruck, Luftgebläse mit hohem Volumen können so dimensioniert werden, dass sie die Anforderungen mehrerer Tanks decken, die Luftheber und Diffusoren antreiben. Gleichfalls, Wasserpumpen können mehrere Venturi-Aspiratoren antreiben, sind jedoch für einzelne große Tanks ausgelegt.

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Physikochemische Eigenschaften der Biofloc-Garnelenzucht

Temperatur

Das Optimum Wassertemperatur für Garnelenkultur im Biofloc-System wurde zwischen 25 °C und 31 °C gemeldet. Dies ist wichtig, da der Temperaturbereich den Stoffwechsel von Garnelen beeinflussen kann. Fütterungsrate, Sauerstoffverbrauch sowie Überleben und Toleranz gegenüber toxischen Metaboliten. Diese niedrige Temperatur kann den Ausbruch des White Spot Syndrome Virus (WSSV) bei Garnelen beeinflussen, da eine plötzliche Temperaturänderung das Immunsystem der Garnelen beeinträchtigt.

Salzgehalt

Die optimaler Salzgehalt für die Garnelenzucht lag zwischen 15 und 25 ppt. Der Salzgehalt hängt hauptsächlich von der Niederschlagsmenge und der Verdunstungsrate ab. Geringere Niederschlagsmengen und eine hohe Verdunstungsrate trugen zu einem hohen Salzgehalt im Garnelenteich bei.

pH

Der pH-Wert bezieht sich auf den Alkalitäts- bzw. Säuregrad der Wasserprobe. Der pH-Wert ist entscheidend für das Überleben und das Wachstum der Garnelenkultur, da er den Stoffwechsel und einen anderen physiologischen Prozess der Garnelen beeinflusst. Die idealer pH-Wert für die Garnelenkultur zwischen 6,8 und 8,7 lag. Ein niedriger pH-Wert in Garnelenteichen wurde als Ursache für die Infektion mit dem White Spot Syndrome Virus (WSSV) bei Garnelen gemeldet.

Einrichtung von Biofloc-Anlagen für Garnelen

Die Vorbehandlung des gepumpten Meerwassers wurde nach dem vom Garnelenzüchter entwickelten Standardverfahren (SOP) vorbereitet (z. Filtrieren, gedüngtes Wasser, etc.). Vorbesatz von Garnelenpostlarven (PL), zwei superintensive 2-Phasen-Biofloc-Garnelenteiche bestehen aus Aufzucht- und Aufzuchtteichen, die mit High-Density-Polyethylen (HDPE) ausgekleidet sind, die für die Einrichtung der Biofloc-Anlagen gebaut wurden. Diese Teiche wurden mit optimierten Designs und Positionen der Schaufelräder eingerichtet, um die Flussraten für die Bildung der Biofloc-Technologie zu maximieren und gleichzeitig die Leistung des Garnelenwachstums zu verbessern. Da die Biosicherheitsfunktionen verbessert werden, gleichzeitig, es ermöglicht eine superintensive Landwirtschaft mit einer Besatzdichte von bis zu 350 Postlarven pro Quadratmeter wurden praktiziert. Dies kann die zusätzlichen Kosten für die Entwicklung des neuen Systems kompensieren.

Formulierte Bedingungen für die Biofloc-Garnelenzucht

Die Biomasse des Biofloc-Systems wurde erhalten, nachdem das Wasser eine halbe Stunde lang vollständig abgesetzt worden war. Das Volumen des gebildeten Biofloc wurde durch die tägliche Zugabe von Melasse zwischen 4 und 8 ml/l kontrolliert, um ein maximales Wachstum von Biofloc zu erreichen, während die Wasserqualität und die Garnelenproduktivität aufrechterhalten wurden.

Ähnlich wie bei der Biofloc-Probenahme, Messungen der Wasserqualitätsparameter einschließlich Temperatur, pH-Wert, Salzgehalt (ppt), gelöster Sauerstoff (DO), Nitrit, Orthophosphat, und Ammonium wurden während jedes Probenahmedatums gemessen. Die Überwachung von Temperatur, pH-Wert, Salzgehalt, Gelöster Sauerstoff wurde mit einer Multiparametersonde gemessen. Auf der anderen Seite, Nitrit, Orthophosphat, und Ammonium wurden nach der Standardmethode zur Untersuchung von Wasser und Abwasser mittels Diazotierung analysiert, Askorbinsäure, und Phenat-Methode, bzw. Das Auftreten potenzieller Krankheiten sowohl im Teichwasser als auch in der Garnelenkultur, bestimmt durch zufällig entnommene Wasserproben und Garnelen aus jedem Teich.

Der wichtige Parameter, der bei der Implementierung der Biofloc-Technologie kontrolliert werden muss, ist das Verhältnis zwischen Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N). Das C/N-Verhältnis von 15 wurde durch die Zugabe von kommerziell erhältlicher Melasse als Kohlenstoffquelle kontrolliert. Um das C/N-Verhältnis zu berechnen, Der Proteinprozentsatz in den formulierten Futtermitteln, die Stickstoff und Kohlenstoff enthalten, wurde zuerst identifiziert. Zum Beispiel, 35 % des Futters enthalten Protein und tägliche Zugabe von 630 Gramm Melasse, um ein C/N-Verhältnis von 15 während der gesamten Kulturperioden aufrechtzuerhalten.

Garnelenbesatz und -fütterung Biofloc Garnelenzucht

Garnelen werden in Biofloc-Anbausystemen mit einer Dichte von 250 bis 500 Postlarven (PLs) pro Quadratmeter gelagert. Die Produktion dieser Systeme reicht von 3 bis 7 kg/m² bzw. 3–9 kg/m³. Die Futterumwandlungen reichen von 1,2:1 bis 1,6:1. Mikrobielle Proteine ​​im Biofloc fügen 0,25–0,5 zusätzliche Wachstumseinheiten für jede Einheit kommerziellen Futters hinzu.

Garnelen werden in Einzelchargen von Postlarven gleicher Größe (PLs) gehalten und die Fütterung basiert auf Berechnungen der Biomasse, Futterumstellung, Sterblichkeit, wöchentlicher Gewinn pro Person, und prozentuale Körpergewichtsfütterung. Die Fütterungsrate bei Garnelen wird nach routinemäßiger Probenahme für nicht gefressenes Futter am Boden des Tanks unter Verwendung eines Tauchnetzes eine halbe Stunde nach der Fütterung angepasst. Nicht optimale Wasserqualitätsparameter können ein Indikator dafür sein, dass die Futtermittel nicht optimal sind. Das Futter kann von Hand oder mit einer mechanischen Vorrichtung wie einem Bandförderer verteilt werden. Die Handfütterung ist am besten, um das Futter über einen weiten Bereich des Tanks zu verteilen, damit alle Personen Nahrung aufnehmen können. Futterautomaten können verwendet werden, wenn der Bediener nicht anwesend ist und verarbeitetes Futter auch in einem Biofloc-System immer noch die wichtigste Ergänzung für ein gutes Garnelenwachstum ist. Garnelenfutter muss von einem seriösen Hersteller bezogen und richtig gelagert werden. Die Nahrung ändert sich während des Produktionszyklus, wobei die Pelletgröße von etwa 1,5 mm auf 2,5 mm ansteigt, wenn die Garnelen reifen.

Verschiedene Garnelenarten für das Biofloc-System

Die Aufzucht von Penaeid-Garnelen in der Aufzucht verbessert das Wachstum und das Überleben von Garnelen in Aufzuchtsystemen. Die Biofloc-Technologie wurde erfolgreich in der Aufzuchtphase bei verschiedenen Garnelenarten wie L. vannamei, P. monodon, und F. setiferus. Bio-Floc- und Periphyton-basierte Aufwuchssysteme führen zu einer Zunahme von 30 bis 50 % des Gewichts und fast 60 bis 80 % der endgültigen Biomasse bei Garnelen im frühen Postlarvenstadium im Vergleich zu herkömmlichen Klarwassersystemen. Weitere Vorteile sind eine bessere Gesundheit und eine erhöhte Immunität durch die kontinuierliche Einnahme von Biofloc, was wiederum die Wachstumsleistung positiv beeinflusst. In einem Prozess in Indien das Gewicht der Garnelen-Nachlarven oder Jungfische wurde von 15 auf 250 mg bei Aufzuchtdichten über 10 erhöht, 000/m3 Wasser zeigt eine bessere Leistung im Biofloc-System für P. monodon und F. indicus.

Rezirkulierende Garnelenaufzuchtsysteme mit Biofloc zeigen vielversprechende Ergebnisse und reduzieren die Größe und Kosten des Filtersystems. Es wird berichtet, dass Biofloc auch die Kosten für Standard-Starterfutter um bis zu 50 % senken kann, ohne das Wachstum zu beeinträchtigen. Gesundheit, und Überleben der Tiere. Die auf dem Biofloc-System basierende Baumschule kann die Optimierung von Betriebsanlagen mit hoher Besatzdichte in der Baumschulphase verbessern und den erfolgreichen Übergang von Frühsterblichen sicherstellen.

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