التنمية المستدامة للإنتاج- الجزء الثالث

Nitrogen cycle in a conventional culture system (١٢٩) شكل Integrating bioflocs in culture unit applying feed with low (١٣٠) شكل protein content with the addition of a carbon source. The microbial (Crab et al. 2012)biomass produced becomes feed for fish.

٤٩٤

Using a separate bioflocs reactor, waste water brought into (١٣١) شكل the biofloc reactor, carbon source is then to initiate bioflocculation.

(Crab et Bioflocs can be harvested and used as a supplementary feed.

al. 2012)

(Pérez-Rostro et al. Biological processes in biofloc cultivation. (١٣٢) شكل

2014)

٤٩٥

Image of a floc structure within a BFT-system and its (١٣٣) شكل composition and a protozoan that is grazing at the edge of a floc (De Schryver et al. 2008)removes the cells that tend to leave the floc.

An individual biofloc from an indoor system. The scale bar is (١٣٤) شكل

100 microns

(De Schryver et al. 2008)

٤٩٦

القياسات اليومية والدورية لتتبع جودة البيئة المائية للبيوفلوك:

من اهم القياسات اليومية والدورية هى قياس الاوكسجين والذي لابد ان لا يقل عن ٥ملجم/لتر كما

لابد ان تكون الامونيا فى اقل تركيزاتها.

جدول ) (٩٨جودة البيئة المائية لأحواض البيوفلوك

٥.٣-٣.٧

الأوكسجين ملجم/لتر

٨.٤-٧.٠

درجة الحموضة )(pH

٣٥.٠-٢٠.٠

٣١-٢٧

١٥٦-٨٠

٢.٥-٠.٥

الملوحة فى حالة الجمبر )(ppt

درجة الح اررة )(C

القلوية

الأمونيا )(TAN

ومن القياسات الهامة ايضا هى قياس حجم البيوفلوك باستخدام قمع ايموهوف وهوعبارة عن قمع مخروطى بسعة واحد لتر مدرج من اسفل يتم اخذ عينة من مياة الاحواض دوريا ثم يتم تركها لمدة ٢٠دقيقة يترسب خلالها البيوفلوك ببطء ثم قياس الحجم كما بالشكل التالى.

شكل ) (١٣٥يوضح قمع ايموهوف

وعند زيادة حجم البيوفلوك عن ٣٠مللى/لتر تبدأ مشاكل الزيادة غير المرغوب فيها من الحمل الميكروبى والذى تزداد معه احتياجات الاوكسجين كما ان زيادة حجم البيوفلوك تعنى زيادة المواد الصلبة الكلية فى وحدة الاستزراع والتى يمكن معالجتها من خلال عملية الترسيب او التخفيف.

تطور النظام من الطحالب )الاخضر( الى البكتيرى )البنى( :

مع بداية النظام فان الاسماك تكون صغيرة وبالتالى فان كمية الغذاء المقدام لاتتعدى ٢٠جرام للمتر المربع يوميا وبهذا تكون الطحالب هى السائدة فى الوسط .ولكن مع كبر الاسماك فان كمية الغذاء يتعدى ال ٣٠الجرام للمتر المربع يوميا ويتحول النظام الى اللون الوسطى الاخضر -البنى

٤٩٧

وتدريجيا ومع التغذية بمعدل ٧٠جرام للمتر المربع يوميا يتحول النظام كليا الى اللون بنى مما يعنى ان الكائنات السائدة فى الوسط هى البكتريا الغيرذاتية التغذية والجدول التالى يوضح المقياس

اللونى لتقييم نظام الاستزراع.

شكل ) (١٣٦المقياس اللونى لتطور نظام البيوفلوك مواصفات واداء نظام البيوفلوك تحت نظم الاستزراع المختلفة :

نظم الاستزراع التجاري للجمبري في الاحواض المبطنة بالبلاستيك :

في منتصف حقبة التسعينات بدا الكثير من الاهتمام بتطوير نظم البيوفلوك بمركزتطوير تربية الاحياء المائية في Waddellعلي النحو المطبق في مزارع انتاج الجمبري التجارية ومن ذلك الحين تم تطبيق تكنولوجيا البيوفلوك في احواض الاستزراع بالمزارع الكبري لانتاج الجمبري في

اندونيسيا وماليزيا واستراليا.

وزاد من اهمية نظام البيوفلوك القلق المتزايد بشأن الامان الحيوى خصوصا السيطرة والتحكم في

الامراض الفيروسية.

والطريقة الاكثر انتشاراوالرئيسية للاستزراع باستخدام تكنولوجيا البيوفلوك هى استخدام احواض صغيرة نسبيا ١.٥- ٠.٥هكتار مبطنة بالبلاستيك ) ٤٠-٣٠- milمن البولي اثيلين عالي الكثافة ويتم تهويتها بغ ازرة ) ٣٠-٢٨حصان/هكتار (باستخدام بدالات التهوية للحفاظ علي الفلوك معلقا في المياه وكقاعدة عامة فان كل حصان في قدرة اجهزة البدالات يمكنه ان يدعم انتاج من

٥٠٠-٤٠٠كجم من الجمبري.

وتعتبر وضعية اجهزة او معدات التهوية )البدالات( في الاحواض من الامور الهامة لاحداث عمليات الخلط والتقليب الجيد والتدوير للمياة المستخدمة باحواض استزراع الجمبري حتي يمكن التغلب علي وجود مناطق هادئة )يمكن للمواد الصلبة ان تتراكم بها المادة العضوية او المخلفات الصلبة( لذا يجب اعادة تعيين مواقع البدالات او تغيير وضعيتها بالحواض كل فترة وصورة دورية منتظمة للحفاظ علي بقاء المواد الصلبة في شكل معلق وعدم ترسبها بالقاع وكذلك لتلاشي حدوث المناطق الهادئة او المناطق اللاهوائية السامة بالاحواض.

٤٩٨

شكل ) (١٣٧الاحواض الترابية المبطنة وتوزيع شبكة الاوكسجين وتقليب المياة شكل ) (١٣٨توزيع واماكن البدلات فى الاحواض الكبيرة

٤٩٩

ويتم الاحتفاظ بتركيز البيوفلوك ) ١٥مل /لتر( في شكل مواد صلبة مترسبة من خلال اضافة الحبوب %١٨بروتين والمولاس او دبس سكر القصب( وينتج عن ذلك نسبة كربون :نيتروجين

تعادل ١:١٥علي الترتيب.

فضلا عن اهمية التخلص من المواد العضوية المترسبة او المواد الصلبة من مركز احواض الاستزراع بقدر الامكان خاصة عندما تصل الكتلة الحيوية للجمبري الي ١٠طن /هكتار .ويتم تسكين الجمبري بمعدل او كثافة ١٥٠-١٢٥وحدة جمبري عمر ١٠ايام بعد الفقس/م ( ٢وقبل الحصاد تصل معدلات التغذية المطبقة الي مدي يتراوح بين ٦٠٠-٤٠٠كجم من الغذاء/هكتار.

وبعد مرور فترة ٩٠الي ١٢٠يوم يتوقع الحصول علي انتاج يتراوح بين ٢٥-٢٠طن/هكتار من الجمبري بمتوسط وزن يتراوح بين ٢٠-١٨جرام للوحدة الواحدة من الجمبري .ويمكن القول ان الانتاجية بمعدل ٢٠-١٥طن /هكتار تعتبرهي الانتاجية المتوسطة للاستزراع بهذة الطريقة.

لقد امكن تحقيق انتاجية من الجمبري تصل الي ٥٠طن/هكتار باستخدام نظامالبيوفلوك بالحواض المكثفة وذلك بتسكين الجمبري بكثافات تصل الي ٢٨٠وحدة جمبري/متر ٢وذلك مقارنة ب ٨-٤ طن/هكتار انتاجية من الاحواض التي تدار بالنظم التقليدية شبة المكثفة.

انتاج الجمبري بنظم المياة المتدفقة تحت البيوت الخضراء :

بناء علي النتائج المتحصل عليها من التكثيف في الاحواض المبطنة بالبلاستيك في انظمة امزارع الجمبري المفتوحة امكن تطوير نظام بيوفلوك مكثف للمياة المتدفقة تحت البيوت الخضراء او الصوب ١٠٠متر طول* ٢٥متر عرض ويمكن لهذه الانظمة ان نتنشأ في الاراضي الداخلية والتي تتميز بطقسها المعتدل وامكانية الحصول علي مصادر من الطاقة تلزم عملية التدفئة عند الحاجة الي ذلك وبعيدا عن السواحل واالتي تتميز بارتفاع تكلفة استغلالها.

يمكن انشاء هذا النظام علي نطاق الحضانات ) Nursery-scaleبحجم مياه يتراوح بين -٤٠ ٥٠متر مكعب( او علي النطاق التجاري الكبير )النظم التجارية( تتراوح حجوم المياة بها من ٣٠٠-٢٥٠متر مكعب لتناسب البيوت الخضراء او الصوب القياسية .وتتميز هذة النظم بكونها غير عميقة ) ١٠٠-٥٠سم(وتشتمل علي فواصل وسطية او حواجز تزيد من كفاءة عملة تدوير المياة .وعموما يتم زيادة حركة المياه من خلال استخدام مضخات او طلمبات تقوم برفع المياه من قاع التانك او الخزان واطلاق المياه او الافراج عنها الي سطح الخزان او من خلال استخدام الطلمبات او المضخات بحقن المياه من خلال فتحات ضيقة او فواني مصممة لتوفير التهوية الضرورية والمطلوبة باستمرار للمياه حيث يتم توجيه المياه لتتدفق علي طول الخزان في اتجاه واحد وعلي الاتجاه المعاكس من الجانب الاخر من الفواصل او الحواجز الوسطية السابق ذكرها .وتتميز هذة النظم بان لها شبكة واسعة ومنتشرة لتهوية المياه للمحافظة علي بقاء البيوفلوك في وضعية معلقة .وفي حالات تربية الجمبري بكثافات عالية او الوصول الي سعات تحميلية عالية يتطلب الأمر حقن الاكسجين بالمياه خصوصا بعد تغذية القطيع او استمرار حقن الاكسجين طوال الوقت

وبشكل مستمر وعلي حسب ماتقتضيه الحاجة لذلك.

٥٠٠

شكل ) (١٣٩احواض المياة المتدفقة تحت الصوب

ويمكن التحكم في تركيز المواد الصلبة باستخدام تانكات او خزانات الترسيب حيث تمثل حجم احواض الترسيب نسبة %٥او اقل من الحجم الكلي للاحواض بالنظام .وقد تشتمل بعض النظم علي نظام التجزءة بالرغاوي او ما يعرف ب Foam fractionationلالتقاط المواد الصلبة الدقيقة والرغاوي ووجد ان افضل مستوي للاداء يكون عند مستوي ترسيب يعادل ١٥-١٠مل /لتر حيث يحقق الجمبري اكبر استفادة من الغذاء عند الحد الادني لمستوي الترسيب من المدي السابق ذكره.

ويتم تسكين صغار الجمبري بمعدل او كثافة تسكين ٥٠٠-٣٠٠وحدة جمبري للمتر المربع تزداد الي ١٠٠٠- ٧٥٠وحدة من الجمبري ليعطي محصول نموذجي يتراوح بين ٧-٣كجم /متر وعند استخدام الاكسجين النقي يمكن تحقيق انتاجية تصل الي ١٠كجم/م . ٢ويتراوح معدل استخدام المياه بين ٤٠٠-٢٠٠لتر/كجم وبالاضافة الي استخدام البيوفلوك في تسمين الجمبري فانه ايضا يمكن استخدام تكنولوجياالبيوفلوك في انظمة التحضين التجارية فالحضانات الصغيرة والضحلة نسبيا تعتبر مناسبة لعمليات التحضين المكثفةوالاهم من ذلك فان صغار الجمبري لها قدرة اكبر علي الاستفادة من البيوفلوك مقارنة بالجمبري الاكبر حجما.

٥٠١

التانكات المبطنة بالبلاستيك لاسماك البلطي:

يتكون هذاالنظام من تانك رئيسي لتربية اسماك البلطي وتانك بحجم اصغر لاجراء الترسيب sedimentationولاضافة المواد القلوية Baseوازالة النيتروجين ويبلغ قطر هذا التانك ١٦ مت ار ويتم تشغيله وادارته بحيث يكون عمق المياه به ١متر ليكون حجم التانك الاجمالي ٢٠٠متر مكعب وتشيد هذه التانكات من الخرسانة المسلحة وتتميز بنعومة قاعه وانحداره نحو المركز بميل

يعادل .%٣

٢

شكل ) (١٤٠التنكات الدائرية المستخدمة فى استزراع البلطى بسعة ٢٠٠م ويتم وضع ٣مضخات رأسية للتهوية قدرة الواحد منها 3⁄4 حصان بحيث تعمل واحدة منهم فقط في اول شهرين ويتم اضافة طلمبة اخري الي العمل بعد شهرين ثم اضافة الاخيرة بعد الشهرين اللاحقين .ويتم استخدام مضخة راسية اخري بنفس القدرة ووضعها بالحوض في شكل افقيوذلك بغرض احداث عملية تقليب وخلط مستمرين بالحواض.وهذه المضخة تتسبب في تدفق الالمياه ايضا وبشكل متناوب مما يسمح معه يتوجيه المواد الصلبة نحو مركز الحوض.

ويمتد خط من مركز الصرف الي حوض الترسيب )حجمه ١.٩متر مكعب( ويمثل حجمه حوالي %١من الحجم الكلي للنظام ويتم ضخ المياه الي حوض الترسيب بشكل مستمر من خلال مضخة

او طلمبة طرد مركزي قدرتها 1⁄4 حصان.

وتترسب معظم المواد الصلبة بسهولة في خلال عشرة دقائق ،ويمر الحجم الكامل لمياه تانك التربية خلال تانك الترسيب كل ٤-٣ايام ويمكن لتانك الترسيب ان يحتفظ بتركيز المواد الصلبة في تانك

التربية الي تركيز حوالي ٥٠٠ملجم /اللتر.

وتحت هذا النظام يزداد تراكم النيترات مع زيادة الحمل الناتج من تراكم الاعلاف بمعدل تراكم حوالي ٢٥جم/كجم من العلف .وتبين ميزانية النيتروجين لهذا النظام ان %٤٥من النيتروجين المضاف في الغذاء يسترد كنترات و %٢٤من النيتروجين في البلطي والذي يتم حصاده بينما %٣١المتبقية توجد في المواد العضوية التى يتم التخلص منه او استخدامها كمخصبات عضوية

٥٠٢

للمخاصيل الورقية .وهناك حاجة لاجراء عملية اضافة الجير ) ٢-١كجم من الجير Ca (OH)2 ليحل محل القلوية المفقودة من جراء الحامض الذي تضيفه عملية النترتةوذلك للمحافظة علي درجة

حموضة حوالي . ٧.٥

و قد امكن تحقيق معدلات تغذية يومية بمعدل -١٧٥٠الي ٢٠٠٠كجم /هكتار( وتحقق اقصي محصول من البلطي ) ١٥كجم/م (٣عندما يتم تسكين الاسماك بمعدل ٢٥-٢٠سمكة /متر

المكعب.

وتصل الاحتياجات المباشرة من الطاقة الي نحو ٣.٥الي ٤كيلوات /كجم وكفائة استخدام للمياه عالية جدا فضلا عن الحاجة الي معدلات تغيير للمياة تعادل ٠.٢الي ٠.٤من حجم التانك يوميا لتعويض النقص او الفقد اليومي الحادث في حجم المياه.

المشكلات:

تعتمد قدرة انظمة البيوفلوك علي مدي التحكم في تركيز المواد الصلبة فزيادة تركيز المواد الصلبة من شأنه ان يودي الي مشاكل عكسية لان المواد الصلبة تلك يمكن ان تؤدي الي حدوث انسداد في خياشيم الاسماك والجمبري كما انها تزيد ايضا من الطاقة اللازمة للخلط او التقليب للحفاظ علي المادة الصلبة لكي تكون معلقة وزيادة التهوية المقابلة او تلبية الطلب المتزايد علي الاكسجين

نتيجة لعمليات التنفس.

٥٠٣