Water quality control in shrimp culture by integrated culture with the microalga, Spirulina platensis

การควบคุมคุณภาพน้ำในการเลี้ยงกุ้งโดยการเลี้ยงร่วมกับสาหร่ายสไปรูลินา Spirulina platensis

Name: Benjamas Chuntapa

LCSH: Shrimp culture

LCSH: Spirulina

LCSH: Water -- Quality control

Abstract: This study was an evaluation of using Spirulina platensis for water quality control in shrimp culture tanks. This was including the physiological study of Spirulina nutrient uptake kinetics at different salinity under laboratory condition, the use of semi-continuous harvesting to remove the excess algal biomass from the shrimp aquariums and the evaluation of nitrogen and phosphorus removal in the Spirulina-shrimp culture system under outdoor condition.It was found that high salinity (15 and 30 psu) had strong affect to nitrogen uptake rate in both ammonium and nitrate forms but salinity seemed to have more affect to nitrate uptake than ammonium uptake. The half-saturation concentration (K[subscript m]) and maximum uptake rate (V[subscript max]) of ammonium uptake by Spirulina in various salinities (0, 15, and 30 psu) were 5.470, 4.544, 3.717 mg NH[subscript 4]-N L[superscript -1] for K[subscript m] and 0.320, 0.200, 0.120 mg NH[subscript 4]-N mg Chl-a[superscript -1] h[superscript -1] for V[subscript max], respectively. In addition, the K[subscript m] and V[subscript max] constants of nitrate uptake by Spirulina in various salinities (0, 15, and 30 psu) were 16.444, 5.342, 6.293 mg NO[subscript 3]-N L[superscript -1] for K[subscript m] and 0.732, 0.313, 0.206 mg-NO[subscript 3]-N mgChl-a[superscript -1] h[superscript -1] for V[subscript max], respectively.In the second experiment, S. platensis was co-cultured with black tiger shrimp (Penaeus monodon) for water quality control. Two experimental trials were performed in order to evaluated the effects of: (1) three Spirulina trial conditions on inorganic nitrogen concentrations at one shrimp density. Spirulina trial conditions included: absent, non-harvested and semi-continuous harvesting, and (2) two shrimp densities on inorganic nitrogen concentrations, with and without Spirulina. The results showed that semi-continuous harvesting of Spirulina at one shrimp density resulted in significantly reduced (P<0.05) inorganic nitrogen concentrations (NH[subscript 4][superscript +], NO[subscript 2][superscript -] and NO[subscript 3][superscript -]). With non-harvested Spirulina, considerable variability occurred with nitrogen concentrations. The factorial evaluation of shrimp density versus presence and absence of Spirulina resulted in greatly reduced nitrogenous compounds with Spirulina present regardless of shrimp density, and only moderately increased nitrogen with greater shrimp density. Without Spirulina, all nitrogen compounds were substantially elevated and shrimp survived was significantly reduced at high shrimp density.The closed shrimp culture system in the last experiment consisted of three treatments i.e., shrimp culture without Spirulina (control), shrimp culture with Spirulina harvest (treatment 1) and shrimp culture with Spirulina harvest and shelter (treatment 2) and was conducted in 480 L fiberglass tanks located outdoor. The results demonstrated that feed contributed about 51-53% nitrogen and 56-60% phosphorus of total nutrients input to the system. Major outputs of nutrients were accounted as dissolved in water fraction which ranged between 6-37% for nitrogen and 30-35% for phosphorus of the total inputs. Harvest of Spirulina in treatment 1 removed 4.8% of nitrogen and 8.3% of phosphorus from the culture system. Moreover, other sessile algae contaminated during the experiment also had a significant portion of nutrient removal from the tank, up to 6-11% of nitrogen and 8% of phosphorus removal. Shelter in the treatment 2 significantly increased survival rate of shrimp but decreased growth of Spirulina due to shading of the shelter

Abstract: การศึกษาครั้งนี้ แบ่งการทดลองออกเป็น 3 การทดลอง ได้แก่ (1) ศึกษาจลนพลศาสตร์ของการนำธาตุแอมโมเนียม และไนเตรทเข้าสู่เซลล์สาหร่ายสไปรูลินาในระดับความเค็ม 3 ระดับในห้องปฏิบัติการ (2) ศึกษาการเลี้ยงกุ้งร่วมกับสไปรูลินาในตู้กระจกเพื่อควบคุมคุณภาพน้ำ และ (3) การศึกษาประสิทธิภาพของสไปรูลินาในการบำบัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในถังเลี้ยงกุ้งขนาด 470 ลิตร ในสภาวะที่ได้รับแสงตามธรรมชาติผลของความเค็มที่ระดับ 0, 15 และ 30 ส่วนในพันส่วน (psu) ต่อการนำธาตุอาหารแอมโมเนียมและไนเตรทเข้าสู่เซลล์ของสาหร่ายสไปรูลินาในสภาวะห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่า ที่ระดับความเค็มสูง 15 และ 30 psu สไปรูลินาจะมีการนำธาตุอาหารแอมโมเนียมและไนเตรทเข้าสู่เซลล์ได้ช้ากว่าที่ระดับความเค็ม 0 psu และผลจากการทดลองพบว่าค่าความเข้มข้นของสารอาหารที่ทำให้อัตราการนำเข้าเป็นครึ่งหนึ่งของอัตราสูงสุด (Km) และอัตราการนำสารอาหารเข้าสู่เซลล์สูงสุด (V[subscript max]) ของแอมโมเนียมที่ระดับความเค็ม 0, 15 และ 30 psu มีค่า K[subscript m] เท่ากับ 5.470, 4.544, 3.717 mg NH4-N L[superscript -1] และ V[subscript max] เท่ากับ 0.320, 0.200, 0.120 mg-NH[subscript 4]-N mgChl-a[superscript -1] h[superscript -1], ตามลำดับ ในขณะที่ค่า K[subscript m] และ V[subscript max] ของไนเตรทที่ระดับความเค็ม 0, 15 และ 30 ส่วนในพันส่วน มีค่า K[subscript m] เท่ากับ 16.444, 5.342, 6.293 mg NO[subscript 3]-N L[superscript -1] และค่า V[subscript max] เท่ากับ 0.732, 0.313, 0.206 mg-NO[subscript 3]-N mgChl-a[superscript -1] h[superscript -1], ตามลำดับการเลี้ยงกุ้งกุลาดำวัยรุ่นร่วมกับสาหร่ายสไปรูลินาเพื่อควบคุมคุณภาพน้ำ ประกอบด้วยการทดลองย่อยสองครั้ง ครั้งแรกเป็นการศึกษาผลของการเก็บเกี่ยวสาหร่ายแบบกึ่งต่อเนื่องต่อคุณภาพน้ำในตู้กระจกเลี้ยงกุ้ง และการทดลองครั้งที่สองเป็นการศึกษาผลของความหนาแน่นของกุ้งสองระดับต่อการประสิทธิภาพการบำบัดคุณภาพน้ำโดยใช้สาหร่ายสไปรูลินา ผลการทดลองพบว่าคุณภาพน้ำในกลุ่มทดลอง (เลี้ยงกุ้งร่วมกับสาหร่าย) มีปริมาณความเข้มข้นของสารประกอบไนโตรเจน (NH[subscript 4]-N, NO[subscript 2]-N and NO[subscript 3]-N) ต่ำกว่ากลุ่มควบคุม (ไม่มีสาหร่าย) อย่างมีนัยสำคัญ การเลี้ยงกุ้งร่วมกับสาหร่ายสไปรูลินาที่ระดับความหนาแน่นของกุ้ง 40 และ 80 ตัวต่อตารางเมตรของพื้นที่ก้นถัง (8 และ 15 ตัว/ตู้) ให้ผลเช่นเดียวกันกับการทดลองในครั้งแรก โดยการเก็บเกี่ยวสาหร่ายสไปรูลินาออกจะช่วยกำจัดสารประกอบไนโตรเจนออกจากน้ำและทำให้ไม่มีการสะสมของไนเตรทเกิดขึ้นในระบบทดลองการทดลองสุดท้ายเป็นการเลี้ยงกุ้งร่วมกับสไปรูลินาในสภาพกลางแจ้งในถังพลาสติกขนาด 480 ลิตร โดยแบ่งชุดทดลองออกเป็นชุดควบคุม (เลี้ยงกุ้งโดยไม่มีการเติมสไปรูลินา) ชุดทดลอง 1 (เลี้ยงกุ้งร่วมกับสาหร่ายสไปรูลินา) และชุดทดลอง 2 (เลี้ยงกุ้งร่วมกับสาหร่ายสไปรูลินาและมีโครงสร้างให้กุ้งเกาะอาศัย) ผลการทดลองพบว่า สารอาหารส่วนใหญ่ที่เข้าสู่ระบบทดลองมาจากอาหารกุ้ง ซึ่งคิดเป็นร้อยละ 51-53 ของไนโตรเจนและร้อยละ 56-60 ของฟอสฟอรัสทั้งหมด ส่วนสารอาหารในวันสุดท้ายของการทดลองส่วนใหญ่จะอยู่ในน้ำ คิดเป็นร้อยละ 6-37 ของไนโตรเจน และร้อยละ 30-35 ของฟอสฟอรัส เมื่อเทียบกับปริมาณสารอาหารที่เข้าสู่ระบบ การเก็บเกี่ยวสไปรูลินาจากระบบการเลี้ยงของชุดทดลอง 1 สามารถกำจัดไนโตรเจนออกได้ร้อยละ 4.8 และกำจัดฟอสฟอรัสออกได้ร้อยละ 8.3 นอกเหนือจากนั้นยังพบการเติบโตของสาหร่ายทะเลชนิดอื่นๆ ขึ้นปนเปื้อนในถังทดลองซึ่งสาหร่ายดังกล่าวสามารถกำจัดไนโตรเจนได้ร้อยละ 6-11 และกำจัดฟอสฟอรัสได้ร้อยละ 8 และโครงสร้างให้กุ้งเกาะอาศัยช่วยเพิ่มอัตราการรอดของกุ้งในชุดทดลองที่ 2 แต่ก็จะลดการเติบโตของสาหร่ายสไปรูลินาเนื่องจากโครงสร้างดังกล่าวไปบดบังแสงที่สาหร่ายต้องใช้ในการเติบโต

Chulalongkorn University

Address: กรุงเทพมหานคร (Bangkok)

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Piamsak Menasveta

Role: advisor

Name: Sorawit Powtongsook

Role: advisor

Created: 2002

Issued: 2005-09-21

Modified: 2006-05-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

URL: http://thailis-db.car.chula.ac.th/CU_DC/september2004/thesis/Benjamas_Chun.pdf

ISBN: 9741730365

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Marine Science

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Benjamas_Chun.pdf	1.73 MB	209	2023-04-09 20:27:53

ใช้เวลา

0.025023 วินาที