التنمية المستدامة للإنتاج- الجزء الثالث

جدول رقم ) (١٢٨العمر الانتاجى للمكونات

العمر الانتاجي بالسنوات

المكون

المراقد للخضروات ) باستبعاد التبطين (

١٥

تبطين مجاري المراقد

٨

أحواض الأسماك

١٥

بلاورات الهواء

١٠

مضخات المياه

١٠

جدول رقم ) (١٢٩الانتاج السنوي والدخل من المبيعات .

السعر

الخس ) فقط(

البلطي

١.٥ج /القطعة

١٢جنية /كجم

٥١٢٠٠٠

٢٥٠٠٠كجم

٦٧٨٠٠٠جنية

٣٠٠٠٠٠جنية

الانتاج السنوي

دخل المبيعات السنوي

الدخل السنوى ٩٧٨٠٠٠جنية

جدول ) (١٣٠التكاليف المتغيرة السنوية

الخس) فقط(

٠.٥ج /القطعة

التكاليف المتغيرة لكل وحدة انتاج

٥١٢٠٠٠قطعة

الانتاج السنوي

٢٥٦٠٠٠جنية

التكاليف المتغير السنوية

اجمالى التكاليف المتغيرة ٤٥٦٠٠٠

البلطي

٨جنية /كجم

٢٥٠٠٠كجم

٢٠٠٠٠٠جنية

الربح =الدخل السنوى ) -(٩٧٨٠٠٠التكاليف المتغيرة ) ٥٢٢٠٠٠ =(٤٥٦٠٠٠جنية.

٤٧٤

) (٢استزراع الاسماك باستخدام تكنولوجيا البيوفلوك )*( :

التعريف والاهمية :

نظ ار لزيادة النمو السكاني تواجه مصر عدة مشكلات من اهمها إتساع الفجوة بين معدلات إنتاج البروتين الحيواني و الطلب المتزايد عليه نتيجة للزيادة السكانية المستمرة .لذا كان من أهم توجهات الحكومة المصرية لحل هذه المشكلة هي التشجيع المستمر والعمل علي زيادة إنتاجية الأسماك

كمصدر هام من مصادر البروتين الحيواني .

ويعتبر الاستزراع المائي )تربية وانتاج الاسماك والاحياء المائية( احد اهم مفاتيح زيادة إنتاجية الأسماك بمصر ولكن يغلب علي أنشطة الاستزراع المائي بمصر النمط الغير مكثف وهو نمط لا يستطيع دفع العجلة نحو زيادة انتاج الأسماك والاحياء المائيو بشكل كاف حيث أننا مازلنا في امس الحاجة لزيادة الإنتاج بمعدل قد يصل لخمسة أضعاف الإنتاج الحالي .

وقد يكمن الحل في نظام الاستزراع السمكي المكثف ولكنه هو الأخر يواجه مشكلتين أساسيتين الأولى تمثل الاحتياج المتكرر لتغيير مياه أحواض التربية والاستزراع للتخلص من المخلفات الناتجة عن تغذية الأسماك وما ينشأ عن عمليات التمثيل الغذائي بعد هضم وامتصاص العناصر الغذائية المختلفة في أغذية الأسماك .وتزداد أهمية هذه المشكلة مع تفاقم مشكلة محدودية ونقص كميات المياهو التي تعد من أهم المشكلات التي تواجه مصر بشكل عام .وهناك العديد من الحلول المتبعة على مستوى العالم لمعالجة مشكلة تغيير وصرف الماء من الأحواض الانتاجية تحت نمط نظم الاستزراع المائي المكثف حيث يتم تنقية المياه واعادة استخدامها مرة أخرى وذلك من خلال استخدام تقنيات النظم المغلقة لمعالجة المياه و لكن يعد تطبيق هذه النظم مكلفا نظ ار لارتفاع أسعار كل من البنية التحتية المطلوبة والمعدات والأجهزة المستخدمة في هذة التقنيات لهذه الأنظمة فضلا عن الإحتياج الشديد إلى العمالة المدربة والماهرة مما يجعل من استخدامها غير اقتصاديا تحت ظروفنا المصرية .أما المشكلة الأخرى والتي تواجه انتشار نظم الاستزراع المائي المكثف بمصرهي ارتفاع اسعار الأعلاف بدرجة كبيرة .لذا فان تطبيق تقنية إزالة النيتروجين الذائب في المياه في الاحواض الانتاجية ووحدات التربية في مشروعات الاستزراع المائي المكثف باستخدام انواع معينة من البكتريا يعتبر حلا للمشكلات السابق ذكرها .حيث تعتمد هذة التقنية على تشجيع نمو بكتريا هوائية غير ذاتية التغذية ) ( Heterotrophic bacteriaفي أحواض الاستزراع ،حيث تتغذى هذه البكتريا على النيتروجين الذائب في المياه أثناء نموها المستمر في ظل توافر مصدر عضوي للكربون ،مما يؤدى إلى ارتفاع ملحوظ في جودة المياه المستخدمة في الاستزراع نظ ار لانخفاض معدلات النيتروجين والنترات الموجودة في أحواض الاستزراع وهكذا يمكن خفض معدلات صرف وتغيير المياه أوعدم تغيير هذه المياه علي الاطلاق Zero dischargeوفي نفس الوقت تمثل هذه التجمعات البكتيرية النامية او ما يعرف بالفلوك )(flocs مصدر عاليا للبروتين والذي يمكن الاعتماد علية جزئيا في تغذية الأسماك والكائنات المائية

ا

الاخري المستزرعة كالجمبري او الروبيان في سد جزء من احتياجاتها من العناصر الغذائية المختلفة .ولهذا فإن يمكن اعتبارتقنية إزالة النيتروجين من خلال البكتريا من التقنيات ثنائية الهدف او الغرض .وعند استخدام هذه التقنية تحت نمط نظام الاستزراع المكثف يظهر نوعان من التغذية الاول يمثل تغذية الأسماك بأعلاف سمكية مصنعة ذات محتوى بروتيني منخفض ،الثاني يمثل تغذية الاسماك بالأحواض من خلال تشجيع نمو البكتريا التي تنمو باستمرار عند إضافة مصادر

)*(

المصدر :د .أشرف سلومه )كلية الزراعة-جامعة القاهرة( – د .رانيا سعيد مبروك )كلية الزراعة-جامعة القاهرة( -د .العزب طاحون )كلية

الثروة السمكية-جامعة السويس(.

٤٧٥

كربوهيدراتية كمصدر اضافي للكربون ثم تقوم الاسماك بالتهام هذه التجمعات البكتيرية وهو ما يعرف بالبروتين وحيد الخلية .Single cell proteinو جارى تطوير هذة التقنية في العديد من دول العالم و البعض يعدها مشروعا قوميا نظ ار لما تقدمه من فوائد عظيمة لقطاعات الاستزراع

المائي والسمكي.

ويعد التوصل لأفضل الآليات والممارسات لنقل هذه التقنية للمزارع السمكية وبما يتناسب مع الظروف المصرية لنشر ثقافة نمط الاستزراع المائي المكثف علي المزارعين واصحاب هذه المشروعات الحيوية لإنتاج بروتين حيواني عضوي تحت مظلة من التنمية المستدامة يعتبر من الأمور الملحة والضرورية ،كذلك يمكن استغلال الميزة الكبيرة من جراء خفض معدلات تغيير المياه وصرفها من الاحواض او عدم تغييرها علي الاطلاق والتي يوفرها نظام البيوفلوك اثناء عملية تشتية الأسماك نظ ار لاحتفاظ مياه أحواض الاستزراع بدرجة ح اررتها المكتسبة والناتج عن عدم تغيير مياه أحواض و بالتالي انخفاض معدلات النفوق و ارتفاع حيوية هذه الأسماك.

الخلفية العلمية :

تهدف استراتيجية الحكومة المصرية للعمل علي زيادة متوسط نصيب للفرد من الأسماك سنويا ، وضمان توافر الأسماك والاحياء المائية الاخري كالجمبري بالاسواق باسعار منخفضة ومعقولة عن طريق زيادة الإنتاج الوطني ،وقد زاد إجمالي إنتاج الاستزراع المائي من ٦٢الف طن في ) (١٩٩٠إلى ٩٠٠الف طن في عام ٢٠١٢ ( GAFRD) .ويعتبر البلطي النيلي من الأنواع الرئيسية المستزرعة من اسماك البلطي وتحتل مصر المركز الثاني عالميا في إنتاج البلطي FAO,

.(2006) .

أنظمة الاستزراع غير المكثف :

تعتبر انظمة الاستزراع المائي في الاحواض بصورتيها غير المكثفة هي الانظمة الأساسية المستخدمة في مصر حيث يبلغ الإنتاج السنوي للهكتار الواحد من بين ٠.٧الي ٦طن )الهيئة

Complementary or

العامة لتنمية الثروة السمكية (GAFRDالأعلاف التكميلية supplementary feedsوالتي تقدم للاسماك لإستكمال إحتياجاتها الغذائية بعد مساهمة الغذاء الطبيعي المتواجد بالاحواض في سد جزء من احتياجاتها من الغناصر الغذائية المختلفة وتشمل هذه الاغذية التكميلية مدي واسع من الموارد الغلفية يتراوح بين الحبوب و المخلفات الزراعية والمنتجات الثانوية الزراعية ومخلفات مصائد الاسماك وصولا الي نوع اخر اكثر تكلفة هو الأعلاف المصنعة الكاملة أوالمتزنة Complete or balanced formulated feedsمن الناحية الغذائية والتي تعمل كعناصر غذائية إضافية ويلاحظ ان إنتاج هذا النظام لا يمكن ابدا أن يغطي الفجوة في البروتين الحيواني والناجمة عن زيادة السكان واستمرار تزايد الطلب علي مصادر البروتين وعلاوة على ذلك ،يتم فقدان كمية كبيرة من الماء أثناء تشغيل هذه الانظمة.

الانظمة المكثفة و مشاكلها :

يعتبر تطبيق واستخدام انظمة الاستزراع المائي المكثفة في مصر هو الحل الوحيد للتغلب علي عيوب او المشاكل الناتجة عن استخدام انماط النظم الإنتاجية الموسعة )غير المكثفة( و شبه المكثفة في مصر فمحصول وكميات الأسماك الناتج من هذه الانظمة المكثفة أعلى وبكثير من مثيلاتها )الانظمة الموسعة اوغير المكثفة و شبه المكثفة ،حيث يتميز بقلة احتياجاته من المياه وكذلك المساحات المطلوبة للزراعة الأسماك اقل بدرجة كبيرة مقارنة بالانظمة الموسعة )غير

المكثفة( وشبه المكثفة .

٤٧٦

وفي الوقت نفسه ،للنظم المكثفة عيوب اومساوئ خاصة ،تتمثل في الحاجة الدائمة الى الكثير من الآلات والمعدات المعقدة من الناحية التكنولوجية والتي يمكن أن يكون من الصعب المحفاظة عليها من الاعطال أوصيانتها بشكل دوري ومستمر كما تتميز ايضها بكونها معقدة بيولوجيا ومن ثم زيادة الخطر الذي ينتج عن انخفاض او تدهور نوعية وجودة المياه و يعرضها لقدر اكبر من مخاطر الإجهاد والأمراض ،كما يتطلب ايضا لتشغيل هذه الانظمة افراد علي درجة كبيرة من التدريب والمهارة والخبرة تتوافر لديهم مستويات عالية من الخبرة الفنية المطلوبة فضلا عن تكلفتة العالية لان هذه المعدات تعتبر باهظة الثمن وكذا زيادة تكاليف الأعلاف الكاملة المستخدمة في تغذية الاسماك والكائنات المائية الاخري بدرجة كبيرة.

ويمكن وباختصار القول بأن تطبيقات الأنظمة المكثفة لإعادة تدوير المياه تسهم في حل مشكلتين

رئيسيتين-:

الاولي أنها تعتبر وسيلة هامة لانتاج كميات كبيرة من مصادر للبروتين الحيواني من المساحات المائية المستخدمة في الاستزراع المائي ،والثانية تمكن من مواجهة المشكلة الهامة التي تواجههنا الان في مصر والتي تتمثل في النقص الشديد او محدودية الموارد المائية واللتان يمكن اعتبارهما من المشاكل ذات الأولوية القصوي في مصر وفي الوقت نفسه قد ينشأ عن اعادة التدوير للمياه المستخدمة في انظمة الاستزراع السمكي المكثف العديد من المشاكل وفقا لتقنية التشغيل حيث تتطلب نفقات عالية للعلف المستهلك واثمان المعدات و اجور الخبراء إذا ما تم استخدامها علي نحو يحقق الاستفادة القصوى من مياه الاحواض ويقلل الفاقد في المياه .

وفي انظمة الاستزراع المائي المكثف التي تعتمد علي تغيير واستبعاد والتخلص من المياه من خلال اجراء عمليات الصرف المستمرة والدورية للمياه )انظمة تدفق المياه Flow through (systemمن خلال النظام ،بحيث يتم التخلص من المياه بعد استخدامها مما يؤدي الي فقد شديد واهدار و خسارة كبير للموارد المائية لان نظام الاستزراع المكثف في هذه الحالة سوف يعتمد في الية عمله أساسا على ضرورة التغيير المستمر للمياه )صرف المياه من النظام( للمحافظة علي مستوى النيتروجين الذائب في المياه ضمن المعدل الطبيعي والمطلوب للأسماك المستزرعة تجنبا لارتفاع معدلاته اذا لم يتم تغيير المياه وأخي ار يعتبر الأثر البيئي السلبي المحتمل هو المشكلة الثالثة المرتبطة بتصريف المياه المستخدمة من هذا النظام المكثف الي البيئة المحيطة.

معدات معقدة مع نفقات عالية :

تستخدم تقنيات المرشحات الخريرية Trickling filtersوفلاتر الرمل المميعة Fluidized-sand filtersوالملامسات البيولوجية الدوارة Biological rotating contactorsومرشحات الحبات الدقيقة ذات التدفق الهابط بشكل تقليدي في نظم الاستزراع المكثف لإزالة المركبات النيتروجين السامة من المياه في وحدات الإنتاج أو العمل علي تجنب اثارها السيئة علي كل من الاسماك والاحياء المائية الاخري كالروبيان او الجمبري وغيرها وتتميز هذه التقنيات بكونها أكثر تعقيدا من الناحية الفنية مع ارتفاع تكاليفها الاستثمارية العالية جدا وبالتالي تثبط من همة المتبنين لهذه الثقافة وخاصة جموع المشتغلين بها من غير المتخصصين في قطاع استزراع وتربية الاسماك والاحياء المائية الاخري مما يجعل من تشغيل وتطبيق هذه التكنولوجيا ام ار غير مجديا من الناحية الاقتصادية كما يؤدي ايضا الي جعل استخدامها وتطبيقها بالمنهج غير المستدام لقطاع استزراع وتربية الأحياء المائية في مصر وفي الوقت نفسه فإن مشكلة ارتفاع تكلفة الأعلاف تعتبر هي الأخرى من المشاكل والمحددات التي تواجه الاستزراع السمكي المكثف في مصر.

٤٧٧

تغذية مكلفة وغير مستدامة :

تعتبر ممارسات استخدام مسحوق السمك و زيت السمك بشكل رئيسي ضمن الخامات العلفية عند تكوين وتصنيع اعلاف الاسماك والاحياء المائية هي الاخري من الممارسات غير المستدامة في الاستزراع المكثف حيث يتم تحويل ما يقرب من ٪ ٥٠من إنتاج مسحوق السمك العالمي في الأعلاف المستخدمة لتربية واستزراع وانتاج الأسماك و الأحياء المائية.

وتمثل تكاليف شراء الأعلاف المصنعة والمحضرة بشكل تجاري والمستخدمة في تغذية الأسماك ما يقرب من ٪ ٥٠أو أكثر من تكاليف الإنتاج او التشغيل بالمزارع السمكية ،ويرجع هذا في المقام الأول الي زيادة تكلفة عنصر البروتين الغذائي .وفي المتوسط يتم تحويل نحو ٪ ٢٥فقط من مدخلات العناصر الغذائية من هذه المصادر العلفية إلى منتجات جاهزة للحصاد و التسويق و بالتالي تعتبر قضية استبدال مساحيق السمك واستخدام مصادر للبروتينات النباتية بدلا منها عند تصنيع أعلاف الاسماك موضع اهتمام خاص لخبراء تغذية الأسماك والمنتجين لهذه الاعلاف من اصحاب المصانع علي حد السواء حيث تستخدم المصادر العالمية من الأسماك منخفضة الجودة لإنتاج مسحوق السمك ووصولا لاقصي كمية يمكن انتاجها ولم يعد هناك اية فرصة لزيادة الانتاج مما ادي الي حدوث ذلك الارتفاع الشديد والهائل في أسعار مسحوق السمك و يقودنا هذا الضغط الاقتصادي الشديد لضرورة توجيه المزيد من الأبحاث العلمية والدراسات لمحاولة الكشف عن مصادر اخري بديلة لمسحوق الاسماك تخفف من الطلب الشديد عليه والتحدي الكبير امامنا الان لا يكمن الا في العثور على هذه البدائل او المكونات يعتبر ذلك ام ار ذو شقين رئيسيين-:

الاول ليس فقط للحد من التكاليف الباهظة للأعلاف ،ولكن مع المحافظة على مستويات كافية من الأحماض الدهنية الأساسية أوميغا ٣لتوفير ومقابلة احتياجات الأسماك الغذائية منها.

الأثر البيئي للنظم المكثفة:

لقد شهدت الفترة المنقضية خلال العقدين الماضيين إجماعا متزايدا علي الحاجة الملحة لضرورة للحد من إنتاج النفايات الناتجة من الاستزراع المائي وذلك لتجنب الآثار السلبية المحتملة على البيئة ،والامتثال للتشريعات ،والحد من التلوث الذاتي .ان احتواء و جمع النفايات ،سواء الصلبة اوالمذابة منها ،يعتبر من الامورالصعبة جدا والمكلفة في قطاع استزراع الاسماك و تربية الأحياء

المائية .

و تنشأ النفايات الصلبة عادة من المواد غير المهضومة في الاغذية او غير القابلة للهضم بعد أن يستهلكها ويتناولها الحيوان )أي المواد الب ارزية( أو المواد المقدمة لتغذية الحيوان ولم يستهلكها اساسا )الهدر والفقد في العلف من جراء عدم تناوله او استهلاكه( .والمواد الاخراجية )الب ارزية( والتي تتخلف من الأسماك والكائنات المائية معظمها تتكون من المعادن والكربوهيدرات والألياف و

كمية صغيرة من البروتين والدهون.

اما النفايات الذائبة عادة ما تكون نتيجة لإفراز منتجات التمثل أو التحول الغذائي في الأسماك ومن وجهة النظر البيئية تعتبر الأمونيا أهم المنتجات من عملية التمثيل من الغذائي وهي مركب يحتوي على النيتروجين ،وهي مشتقة من أكسدة البروتين ،والفوسفات )المركبات التي تحتوي على عنصر الفوسفور( ،وهي مشتقة من الكميات الممتصة ولكن غير المستخدمة من الفوسفور الغذائي .ان مخلفات الفوسفور تعتبر مصد ار للقلق بشكل أكبر في المياه العذبة حيث أنها تحد عموما من نمو معظم الموارد الغذائية من النباتات )الطحالب( في تلك البيئات .اما النفايات النيتروجينية عادة ما تكون مصد ار للقلق أكبر في البيئة البحرية لنفس السبب .لذلك تبرز اهمية تقليل الأثر البيئي كعامل

٤٧٨

رئيسي في تأمين الاستدامة البيئية والاقتصادية والاجتماعية على المدى الطويل لقطاع تربية

الأحياء المائية او الاستزراع المائي.

ونتيجة لزيادة درجة الح اررة في الصيف و زيادة الإضاءة عموما يزداد ايضا كل من الإنتاجية الأولية والأحمال العضوية في الأحواض المكثفة لتربية الأسماك وفي ظل هذه الظروف ،فإن مستوى البراز و غيره من المواد الصلبة الكلية الذائبة و نواتج عمليات التمثيل الغذائي ،مثل الأمونيا والنتريت في الماء .وثبت علميا وبما لايدع اية مجال للشكوك عن ان تراكم هذه المركبات والتي تؤثر سلبا على أداء الأسماك والكائنات المائية المستزرعة وبالتالي ،فإن اجراء عملية تغيير كلي اوجزئي للمياه و /أو اجراء التهوية والتي تصبح في هذه الحال حتمية ومن الضروريات وتشيرنتائج الدراسات العلمية ان حوالي ٪ ٣٦من العلف تفرز كشكل من أشكال النفايات العضوية فضلا عن ان حوالي ٪ ٧٥من النيتروجين والفوسفور الغذائيين في العلف او الغذاء المقدم

للاسماك لا تستخدم وتبقى كنفايات في الماء.

+

ويعتبر كل من ايوني NH3الأمونيا و الأمونيوم NH4في الماء في حالة توازن اعتمادا على كل من درجتي حموضة الماء ) (PHودرجة ح اررته Temperatureو يسمى مجموع الصورتين بإجمالي النيتروجين الذائب في الماء او مجموع النيتروجين الذائب في الماء Total Ammonia Nitrogenاو ما يعرف ب TANو على الرغم من أن كلا من NH3و NH4+يمكن اعتبارهما من المركبات النيتروجينية السامة للأسماك ،فان الأمونيا )الصورة غير المتأينة( هو الشكل الأكثر سمية والذي يعزى إلى حقيقة أن الامونيا او النشادر والدهون القابلة للذوبان تخترق الأغشية البيولوجية بسهولة أكبر من أيونات NH4+الأمونيا .وتعتبر الامونيا سامة بالنسبة للأسماك المستزرعة تجاريا في التركيزات التي تزيد عن ١.٥ملليجرام نيتروجين /لتر أو جزء في المليون .ومع ذلك فإن درجة السمية تعتمد بقوة على كل من أنواع وحجم المواد الصلبة الدقيقة، والمواد العضوية ،والمركبات ذات النشاط السطحي ،والمعادن و النترات.

الحلول التقليدية :

إستخدمت العديد من الأنظمة للحد من عمليات صرف وتغيير واستبدال المياه في انظمة الاستزراع المائي من اجل عمل المعالجة و التعامل مع مشاكل تراكم المركبات النيتروجينة ومن امثلتها أنظمة النترتة ذات النمو المرتبط او الملحق او ما يعرف ب Attached growth nitrifying systems و المرشحات الخريرية Trickling filtersوفلاتر الرمل المميعة Fluidized-sand filters والملامسات البيولوجية الدوارة Biological rotating contactorsومرشحات الحبات الدقيقة ذات التدفق الهابط .واقترحت هذه الأنظمة و استخدمت لتنفيذ النترتة في انماط عديدة من تطبيقات الاستزراع المائي بنجاح وعلى الرغم من امكاناتها الكبيرة وعلاجها الناجح في الحد من المشاكل الناجمة عن تراكم المركبات النيتروجينية الذائب في الماء فانه وللاسف الكبير مازال لهذه النظم العديد والعديد من العيوب او المساوئ والتي تتلخص في تطورها بدرجة كبيرة من الناحية التكنولوجية في تصميمها مما يمثل صعوبة شديدة للافراد غير المدربين جيدا للتعامل معها وبالاضافة الي تكلفتها العالية فهي تتطلب عند تشغيلها لإعادة توزيع المياه وحدات من النواقل او الحوامل المهواه ) Aerated carriersعلى سبيل المثال ،الرمال ( والتي تقع خارج الأحواض الإنتاجية ،كما ان ترسيب المواد الصلبة العالقة في مسام او ثقوب او فتحات هذه النواقل او الحوامل يتطلب طاقة مكثفة اثناء عمليات الضخ والتسييل للحوامل البلاستيكية أو اثناء اجراء عمليات الغسيل العكسي Back washفضلا عن الحاجة الشديدة الي مهارات عالية من المشغلين

لهذة الانظمة.

٤٧٩

نظام Bioflocكبوابة للاستفادة من نظام الاستزراع المكثف وتحويل مشاكله لمميزات :

يمكن لتكنولوجيا البيوفلوك أن تحل المشاكل التي تواجه المزارع السمكية ،خصوصا تلك التي تتعلق بزيادة مستويات المركبات النيتروجين الذائبة في الماء و هذا من شأنه أن يساعد في الحصول على المزيد والمزيد من الإنتاج السمكي ويعتبر تطبيق هذه التقنية من الامور السهلة وغير المكلفة حيث يمكن وبموجب تطبيق تكنولوجيا البيوفلوك ان نتمكن من تربية وانتاج الأحياء المائية في انظمة الاستزراع المائي المختلفة وبالتالي اعتبار تكنولوجيا البيوفلوك حلا علميا لجميع مشاكل النظام الانتاجي المكثف حيث يجمع بين إزالة المواد المغذية المتبقية وخاصة النيتروجينية منها من الماء مع امكاناته العالية في إنتاج كتلة حيوية ميكروبية ،والتي يمكن استخدامها من قبل الأنواع السمكية او الكائنات المائية المستزرعة كمصدر اضافي للغذاء كما يمكن ايضا وبمنتهي القوة ان تقدم تكنولوجيا Bioflocميزة كبيرة اخري حيث يمكن من خلالها خفض معدلات تغيير واستبدال المياه المستخدمة في تربية الاسماك في انظمة الاستزراع بدرجة كبيرة جدا او عدم تغييرها تماما وهو ما يعرف بنظام .zero exchange system والبيوفلوك :عبارة عن تجمعات حيوية من البكتيريا الغير ذاتية التغذية والتى تنشط عند توافر نسبة عالية من الكربون العضوى فتتجمع وتتماسك معها كائنات اخرى مثل الروتيف ار والنيماتود وتصبح تجمعات مستهلكه للمركبات النيتروجينية فى بيئة الاستزراع.

شكل ) (١٢٢توضح تجمعات البيوفلوك تحت اليكرسكوب وهذة التجمعات بعد تجفيفها تحتوى على نسبة بروتين من

%٤٥-٣٠

وعند تطبيق نظام البيوفلوك bioflocفي البرامج المختلفة لقطاع الاستزراع المائي وتربية الأحياء المائية وجد العلماء ان البيوفلوك bioflocقد يعطي زيادة في الانتاج بمعدل يتراوح من - ١٠ ٣٠مرة أكثر من إنتاجية الاحواض في الانظمة الاخري التقليدية لتربية الأحياء المائية بنمطها المكثف ،فلا يستخدم في نظام البيوفلوك الا ٪٣.٣فقط من حجم المياه ومساحة الأراضي المطلوبة في نظم الانتاج في الاحواض .كما يمكنها أيضا أن توفر مزيدا من التوجهات لاقامة مشروعات الاستزراع المائي لتربية الأحياء المائية في المناطق الحضرية وفي مساحات محدودة

جدا.

٤٨٠

وبتطبيق تكنولوجيا البيوفلوك فيمكن أيضا الاقلال من تكلفة الغذاء والاعلاف والتي ينفقها مزارعي الأسماك والمجتمعات المشتغلة بحرف الصيد والصناعات البحرية عموما ،كما تشير التقديرات إلى أن البيوفلوك نفسه يوفر ٪ ٥٠-٤٠من تكاليف الغذاء في حد ذاته.

وقد أجريت العديد من التجارب والبحوث لدراسة آثار خفض معدلات صرف المياه او الحد من تغييرها على أداء ونمو اسماك البلطي المستزرعة في نظم الاحواض المكثفة .فوجد ان اختلاف كل من معدلي تغيير المياه و مستوى البروتين في الأعلاف لم يكن لها تأثير على أداء البلطي والتي تربى بشكل مكثف في الأحواض الترابية إذا ما قدمت التهوية الكافية علاوة علي ان إضافة مصدر للكربون )نخالة القمح ،نخالة الأرز ،الخ( على سطح الماء حيث يمكن للبكتيريا أن تنمو وتتغذى عليه ويقلل ذلك من تراكم الأمونيا .كما ان الأسماك التي تميز بقدرتها علي ترشيح الغذاء Filter feeding fishesمثل اسماك البلطي والمبروك )الكارب( يمكن أن تتغذى وبكفاءة عالية

على البكتيريا المنتجة.

و بهذه الطريقة ،يمكن تقليل مستوي البروتين الغذائي في العلائق بشكل ملحوظ ،من ٪٣٠إلى ٢٠ ، ٪و يمكن لذلك ان يساهم في تخفيض التكلفة الإجمالية بنسبة .٪ ٥٠ويعتبرهذا النظام مناسبا جدا للمناطق التي تواجه نقصا في مصادر المياه ،حيث يتم تشغيله بكميات مياه أقل بكثير مما كانت عليه في نظم الاحواض المكثفة التقليدية لتربية الأحياء المائية في المناطق الصحراوية بالإضافة إلى ذلك ،فان الأسماك العاشبة والأسماك التي تمميز بقدرتها علي ترشيح الغذاء ) Filter feeding fishesمثل البلطي( تستفيد من تغذيتها على الجسيمات والحبيبات العالقة و التجمعات البكتيرية .وفي احدي الدراسات والتي اجريت بغرض عقد مقارنة لدراسة تأثير معدلات تغيير او صرف للمياه التي يتم تربية الاسماك بها وتأثير ذلك علي خواص الجودة او نوعية المياه وكذا علي نمو كل من أسماك البلطي الهجين )النيلي والازرق( hybrid tilapia (O. niloticus ) × O. aureusواسماك قاروص البحر الهجينة × hybrid sea bass (Morone saxatilis ) Morone chrysopsفي الأحواض المكثفة التقليدية مع معدلات تغيير تساوي ٪٥٠٠تغيير للمياه المستزرع بها الاسماك /يوم مقارنة باستخدام تقنية البيوفلوك في الأحواض المكثفة لكن مع معدل تغيير للمياه ٪٨فقط /يوم .فوجد الباحثون ان نمو البكتيريا و كفاءة تفاعلات النترتة كانت أعلى ،في حين كان تركيز الأمونيا أقل في أحواض البيوفلوك مما كانت عليه في الاحواض المكثفة التقليدية .كما وجدوا ايضا ان نمو الأسماك كان جيد ومتماثلا في كلا النظامين .وهذا الاستنتاج يؤكد الميزة الاقتصادية من جراء استزراع اسماك البلطي في نظم البيوفلوك الموفر للمياه، مقارنة مع النظم التقليدية والتي تتطلب المياه بدرجة كبيرة.

وتعتمد هذه التقنية على زيادة المجتمعات الميكروبية الهوائية الكثيفة والنشطة ،وذلك للسيطرة على نوعية وجودة المياه من خلال تحول الأمونيوم الي البروتين الميكروبي والذي يلعب دو ار هاما في الحد من الاثار السيئة لمركبات النيتروجينة الذائبة في الماء ويساعد في التخلص منها وسعيا لإعادة تدوير هذة المخلفات الناتجة عن الغذاء او الاعلاف و رفع كفاءة عمليات التغذية .وتؤدي النسب العالية نسبيا من عنصر الكربون الي عنصر النيتروجين او يعرف بنسبةالكربون/النيتروجين ) (C/N ratioإلى الاستهلاك الدائم للأمونيوم ) النيتروجين الإجمالي( ومسكه باستمرار ودخوله في نمو الخلايا لبكتيرية المكونة للكتلة الحيوية الميكروبية في التجمعات البكتيرية في المياه )البيوفلوك( حيث يحد من تراكم المركبات النيتروجينية الإجمالية بالماء او ما يعرف ب (TAN,

).Total ammonia nitrogen

٤٨١

ووجد العلماء ان في اسماك البلطي والجمبري ،تقوم الاسماك بالحصاد والترشيح المستمر لهذه التجمعات الميكروبية او الفلوك ،ومن ثم هضمها لتسهم و تحل محل جزء كبير من احتياجاتها الغذائية من عنصر البروتين الغذائي والمطلوب لنموها وللحفاظ على نمو هذه التجمعات الكثيفة من من البكتيريا المتغايرة او غير ذاتية التغذية في أعلى مستوى ممكن يتم توفير الوسائل اللازمة لذلك من خلال اجراء عمليات التهوية المستمرة والتقليب المستمر لعمود الماء في وحدات واحواض الانتاج داخل نظم الاستزراع المائي المكثف والاستمرار في إضافة مصادر الكربون العضوي .و يمكن الحفاظ علي النسبة المثلي C: Nفي نظم الاستزراع المائي المختافة عن طريق إضافة مصادر الكربون الرخيصة والمتاحة محليا و/أو تخفيض نسبة البروتين في العلف .وتشير الدراسات إلى امكانية استخدام نسبة C / Nكعنصر تحكم في أنظمة تربية الأحياء المائية .

ويمكن التحكم في مستوي النيتروجين الذائب بإضافة الكربوهيدرات إلى الماء ،وذلك يمكن البكتريا المتغايرة او البكتريا غير ذاتية التغذية من امتصاص المستويات الزائدة من النيتروجين الذائب بالمياه.ويؤدي ذلك الي تركيب وتكوين البروتينات الميكروبية والذي يمكن للأنواع الأسماك المستزرعة أن تؤكله مما يصبح له اكبر الاثر في سد جزء من احتياجاتها الغذائية ويحقق ترشيدا لاستخدام الاعلاف المصنعة ويرفع من كفاءة عمليات التغذية ويقلل من تكلفتها .مما يترتب عليه زيادة العائد الاقتصادي من انشطة الاستزراع المائي المكثف وكنتيجة مباشرة لخفض تكلفة الغذاء المصنع والذي يمثل نسبة غير قليلة من تكلفة التشغيل في هذه المشروعات.

ووجد العلماء أن تغذية الاسماك واستهلاكها للبروتين الميكروبي في نظم البيوفلوك المكثفة من شأنه زيادة كفاءة الاسماك في استعمال البروتين بمعدل اكبر مرتين تقريبا مقارنة بكفائتها في استخدام البروتين في أحواض الاستزراع المكثف التقليدية ،ويرجع ذلك إلى إعادة تدوير النيتروجين الذائب في المياه واستخدامه في تكوين البروتين الميكروبي حيث ارتفع معدل الاستفادة من البروتين في اسماك البلطي من ) ٪٢٣في أحواض الاستزراع المكثف التقليدية( الي ) ٪٤٣في نظم البيوفلوك المكثفة( ويستنتج من هذه الدراسة أن سعر العلف المستخدم في تغذية الاسماك والذي تم تركيبه في شكل حبيبات تحتوي على البروتين بمستوي ٪٢٠فقط ومضافا اليه الذرة الرفيعة باعتبارها مصد ار للكاربون )لا يمثل الا حوالي ٪٥٠فقط من التكلفة التقليدية لحبيبات الاعلاف والتي تحتوي على البروتين بمستوي ٪٣٠وتشير الدراسات الي ان الاضافة الروتينية للحبوب ) ٪٢٢-١٨بروتين( بالإضافة الي دبس السكر molassesاو المولاس كمصدر للكربون يشجع من نمو التجمعات الميكروبية الدقيقة .وفي احدي الدراسات التي اجريت علي الجمبري وجد الباحثون انه من خلال إضافة الكربوهيدرات مع استخدام اعلاف مصنعة منخفضة في مستوى البروتين يحسن من اداء الاسماك والجمبري ويحقق الاستدامة عند استزراع وانتاج الجمبري او الروبيان في نظم الاستزراع الموسع من خلال ) (١زيادة النيتروجين المحتجز في الأسماك التي تحصد (٢) ،خفض الطلب على بروتين الأعلاف (٣) ،خفض تركيزات TANالسامة والنيتريت NO2-Nفي النظام (٤) ،انخفاض كميات النيتروجين المرتبطة بتصريف المياه المستخدمة في المزارع إلى البيئة.المحيطة .واذا ما اجريت عمليات إضافة الكربوهيدرات لعمود الماء المستخدم في تربية واستزراع الاسماك لتعزيز نمو وانتاج البكتريا المتغايرة او غير ذاتية التغذية ومن ثم إنتاج البروتين البكتيري فانه يمكن خفض مستوى البروتين في العليقة بنحو يتراوح بين ٪٢٥إلى ، ٪٤٠دون المساس بإنتاج الروبيان او الجمبري.

ويمكن بتطبيق تكنولوجيا Bioflocالوصول دائما الي نوعية ومعايير جودة أفضل للمياه المستخدمة واللازمة لصناعة استزراع و تربية الأحياء المائية ،وكذلك تحسين نوعية غذاء

٤٨٢

مبتكر حيث يستخدم الآن في عدد

ا

الأسماك ،وبالتالي زيادة إنتاج الأسماك ويمكن اعتبار ذلك حلا قليل من الدول لاحداث المزيد والمزيد من التنمية المطلوبة في قطاع استزراع وتربية الأحياء

المائية.

شكل ) (١٢٣لنظام البيوفلوك باستخدام احوض مبطنة وبدالات التهوية

فوائد إضافية من نظام البيوفلوك:

تخفيض المياه المصاحبة للغذاء:

تتوقف استخدام كميات المياه المرتبطة بالغذاء أساسا علي أنواع وكميات المكونات النباتية والتي تدخل في تركيب وتكوين الأعلاف .اعتمادا على نوع المحصول ،و نظام الزراعة والمناخ ،تستهلك كمية من المياه تتراوح بين ٠.٤٥الي ٣.٦متر مكعب من المياه لإنتاج ١كجم من الخامات النباتية .أعطى الباحث تاكون ) (١٩٩٨تقديرات لمساهمة أعلاف الاسماك والكائنات المائية الي كمية الانتاج الكلي من الاستزراع المائي لبعض الأنواع المختارة من الاسماك والكائنات المائية الاخري والتي يتم استزراعها ووجد انه في انظمة الاستزراع المائي فإن مجموع استخدام المياه العذبة Freshwaterالمرتبطة بالأعلاف هو 1.7 kg/m3المنتجة؛ بينما يزداد في أنظمة المياه الشروب Brackish waterوالتي يستزرع بها الروبيان او الجمبري بشكل رئيسي لتصل كميات المياه المصاحبة للغذاء الي 2.9 kg/m3المنتجة .في إطار نظم البيوفلوك يمكن تحقيق خفض كبير جدا في استخدام المياه المصاحبة للتغذية من خلال مساهمة الفلوك الميكروبي في تغذية

الأسماك.

تحويل المخلفات الزراعية من مشكلة بيئية الي أسماك عالية الجودة باستخدام تقنية البيوفلوك :

في جمهورية مصر العربية تشيرالتقارير والتقديرات تستخدم فقط ثلث ٣٠مليون طن من مخلفات المحاصيل ومنجاتها الثانوية لتغذية الحيوانات المزرعية المجترة في حين وتستخدم الكميات الباقية في أغراض أخرى أو يتم حرقها مما يؤدي إلى تلوث البيئة وحدوث ظاهرة السحب السوداء ،وما يترتب عليه من أخطارعلى الصحة العام ويعد تحويل المخلفات الزراعية وما ينشأ عنها من مشاكل بيئية إلى مواد أولية لإنتاج البروتين عالي الجودة مثل لحوم الأسماك غير ممكنا بينما يمكن القيام بذلك عن طريق استخدام المخلفات والمنتجات الزراعية كمصدر للكربون الذي يستخدم في تقنية إزالة النيتروجين بواسطة البكتريا كما في انظمة الاستزراع السمكي المكثف .فتحت ظروف إزالة النيتروجين تنشأ أنواع عديدة من البكتيريا متغايرة او غير ذاتية التغذية ،ومن بين هذه الأنواع هناك البكتيريا التي لديها القدرة على استخدام السليلوز)الصورة الرئيسية من الكربوهيدرات في المخلفات

٤٨٣