Tápon nevelt harcsa (Silurus glanis) ürülékének és tavi üledék kölcsönhatásának in vitro modellezése a szervetlen nitrogénformák függvényében

Átírás

1 Tápon nevelt hrcs (Silurus glnis) ürülékének és tvi üledék kölcsönhtásánk in vitro modellezése szervetlen nitrogénformák függvényéen Beliczky Gáor, Kóor Péter, Németh Sándor, Hvsi Máté, Horváth Zoltán, Simon Cs Pnnon Egyetem, Georgikon Kr, Keszthely Kivont Jelen munkánk része egy, hrcs (Silurus glnis) környezeti terhelésének pontos megismerésére irányuló komplex kuttásnk, melyen mgs fehérjetrtlmú hltápok közvetlen, illetve közvetett környezetre gykorolt htását vizsgáljuk. Előkísérletünken természetes környezetől (Blton) szármzó üledék hrcs feces feldolgozó/ontó képességét vizsgáltuk. Kísérletünken 0-liternyi víztérfogtn 00 ml nedves, rostált ltoni iszpot, vlmint 5 g nedves tömegű hrcsürüléket hsználtunk. Kezeléseink következők voltk: ÜLEDÉK, FAECES, ÜLEDÉK+FAECES (kominált); - ismétlésen. Hetente kétszer mértük víztéren oldott szervetlen nitrogénformák (NH 4 + -N, NO - -N és NO - -N) mennyiségét 8 héten át. Az egyes mintvételek lklmávl rögzítettük víztér fontos fiziki-kémii prmétereit úgy, mint: hőmérséklet (9,04±, C), ph (7,75±0,), oldott oxigén koncentráció (7,44±,00mg/l) és oxigén telítettség (8±0%). Az esetlegesen kilkuló nero körülményeket enyhe levegő porlsztássl előztük meg. A porlsztást úgy állítottuk e, hogy z láthtólg nem okozt z üledék felkvrodását. Eredményeinken egyértelműen látszik, hogy z üledék+feces kezelésen egy hét után már mmónium-nitrogén csúcsot mértünk (,6±0,57mg/l), míg feces kezelésen (,47±0,8mg/l) ez két és fél hét után következett e, tehát z iszp rezidens szervesnyg-ontó flóráj gyorsn szdított fel z mmóniát. Továikn nitrifikáció menete is gyors volt kominált kezelésen. Munkánk értékes információkkl szolgál továi mikroiológii vizsgáltinkhoz. Kulcsszvk: hrcs (Silurus glnis), oldott-szervetlen nitrogén, hltáp Astrct Our study is prt of complex work of environmentl lod of wels (Silurus glnis), where we mesure the direct nd indirect impct of high protein content rtificil feeds. We worked with sediment originted from nturl environment (Lke Blton) nd nlysed the decomposition ility of wels feces. We used 00 ml wet, groosly filtered sediment nd 5g wet ctfish feces in ech 0 litres of tnks depending on tretments (SEDIMENT, FAECES, SEDIMENT+FAECES /comintion/ in replictes). We mesured the dissolved inorgnic N forms of wter (NH 4 + -N, NO - -N és NO - -N) twice week through 8 weeks. We lso checked the min physicl nd chemicl prmeters of wter such s temperture (9.04±. C), ph (7.75±0.), dissolved oxygen concentrtion (7.44±.00mg/l) nd oxygen sturtion (8±0%). To void neroe conditions we crefully used lightly operted ertion nd didn t let the sediment mixing.

2 Our results show fter week lredy ws mmonium-n pek (.6±0.57mg/l) in comined tretment, however in feces tretment tht ws only in the nd-rd week (.47±0.8mg/l). Orgnic mtter ctolism y the help of resident cteri flor ws fster nd relesed mmoni erlier in comintion. Our work ws preliminry study nd it provides vlule informtion to further reserch. Keywords: Europen ctfish (Silurus glnis), dissolved-inorgnic nitrogen, rtificil feed, sediment Irodlmi evezető Egy intenzív hltermelő rendszer környezetet leginká veszélyeztető htás szerves és szervetlen nygok elfolyó vízzel történő kiocsátás áltl jelentkezik (Kestemont, 995). Természetes efogdó vizeink számár fő prolémát szén, nitrogén és foszfor koncentrációk növekedése okozz, melyek rendszereke mesterségesen ejutttott tápnygokól szármznk, elsősorn hltáp eredetűek (Mires, 995; Dodds & Welch, 000; Kronvng et l., 005). A tkrmányként ejutttott tápnygoknk csk kis hányd (0-0%) hsznosul termelés során, részen iológii, részen technológii okok mitt (Avnimelech et l., 995; Hrgreves, 998; Brune et l., 00; Avnimelech, 006). A hltermelés áltl nem hsznosított tápnygok rendszeren felhlmozódnk és vízminőség romlásnk indul. Egy mgs népesítési sűrűséggel üzemelő, mgs fehérje trtlmú hltápokt felhsználó intenzív rendszer esetéen z egyik legjelentőse kihívás megfelelő és viszonylg egyenletes vízminőség iztosítás. Ez - megfelelő oxigénszint iztosításán túl - tönyire z mmónium eltávolítását, vgy semlegesítését jelenti. A fogysztói igényekhez igzodv z ágzt egyre inká z értékese, mgs minőségű, elsősorn rgdozó hlfjokt részesíti előnyen, melyek főként intenzív, iprszerű rendszereken, hltápok lklmzásávl kerülnek előállításr (Gál, 006). E tápok ngy mennyiségen lklmzv, mgs nyersfehérje-trtlomnk köszönhetően erősen terhelik efogdó vizeket (Torres-Beristin et l., 006), ár eltérő mértéken (Beliczky és mtsi, 0; Beliczky et l., 0). Az üledékől, fecesől omlás útján felszduló, illetve hlk kopoltyúján át kiválsztott mmóni vízen ideális körülmények között hidrolizál, mjd létrejövő mmónium ionokt nitrifikáló ktériumok nitrit és nitrát ionokká oxidálják (Hgopin & Riley, 998; Gross et l., 000). Vizsgáltunk célj hzi hltermelés fejlesztéséen ngy lehetőségeket rejtő hrcs (Silurus glnis) intenzív termelése során fellépő környezeti terhelés pontos megismerése, tvi üledék és tápos hrcs feces kpcsoltánk, omlási dinmikájánk vizsgált. Anyg és módszer Kísérletünken, 0-liternyi víztérfogtn 00ml nedves, rostált ltoni iszpot, vlmint 5g nedves tömegű hrcsürüléket hsználtunk. Az rányokt úgy válsztottuk meg, hogy egy k. 0t / h kpcitású rendszert modellezzünk. A hrcsürüléket vizsgáltot megelőzően gyűjtöttük egy recirkulációs rendszeről, melyen kísérleti, tápr szokttott egyedek voltk. Az lklmzott

3 hltáp Coppens SteCo Supreme volt (4,5mm), melynek deklrált nyersfehérje trtlm 49% (I. tálázt). A kidolgozni kívánt technológiávl összhngn z ürülék mellett z el nem fogysztott tápmrdékot is gyűjtöttük, mivel véleményünk szerint tvi technológián is gykrn mrd z üledéken feleslegen tkrmány. Kezeléseink következők voltk: ÜLEDÉK, FAECES, ÜLEDÉK+FAECES (kominált); - ismétlésen (. kép) kép A kísérleti elrendezés egyedi levegő-porlsztássl Jelmgyrázt, 4, 5: FAECES /, 7, 9: ÜLEDÉK /, 6, 8: ÜLEDÉK+FAECES Hetente kétszer mértük víztéren oldott szervetlen nitrogénformák (NH 4 + -N, NO - -N és NO - -N) mennyiségét 8 héten át (Loviond MultiDirect spektrofotométer). Az egyes mintvételek lklmávl rögzítettük víztér fontos fiziki-kémii prmétereit úgy, mint: hőmérséklet, ph (Hnn Como ph&ec), oldott oxigén koncentráció, telítettség % (Oxygurd Hndy Polris). Az esetlegesen kilkuló nero körülményeket enyhe levegőztetéssel előztük meg. A porlsztást úgy állítottuk e, hogy z láthtólg nem okozt z üledék felkvrodását. I. tálázt Az lklmzott hltápok áltlános tkrmány-nlízise Deklrált nyersfehérje trtlom Szárznyg Nyersfehérje Nyershmu Nyerszsír Nyersrost N ME hl (MJ/kg szárz.) Nmk 49% 9,90 45,85 9,50 9, 0,99 7, 4, 6,4 Jelmgyrázt ME hl: metolikus energi / Nmk Nitrogénmentes kivonhtó nyg Az eredmények kiértékelésénél repeted mesures ANOVA nlízist (ranova), illetve z egyes mintvételi időpontokn páronkénti összevetéshez post hoc tesztet lklmztunk (Newmn-Keuls) Sttistic 0 progrmcsomg segítségével.

4 concentrtion [mg/l] Eredmények és értékelésük Vizsgáltunk ideje ltt ( ) kísérleti rendszer átlg hőmérséklete 9,04±, C, z átlgos ph 7,75±0,, vlmint z oldott oxigén koncentráció 7,44±,00mg/l (8±0% telítettség) volt. A 8 hetes kezelési időszk ltt nero körülmény nem lkult ki. A kísérleten hsznált pelletált hltáp mért nyersfehérje trtlm eltért tkrmánygyár áltl deklrált értéktől (I. tálázt). Az egyes kezeléseken eltérő seességgel és intenzitássl szdult fel z mmóni szerves nygól, vlmint z ezt követő nitrifikáció folymt is különözött csoportokn. Az üledék (iszp) kezelésen összességéen kis volumenű folymtok zjlottk. A kezdési időpontn megjelenő mmónium-n jelenlétet vlószínű gyűjtéskor történt üledék felkeveredése okozt, mjd hét (4 mintvétel) elteltével eállt egy stil, egyensúlyi állpot. A hozzádott hrcs feces htásár ez z intervllum - hétre módosult. Önmgán z ürülék jelenlétéen 4-5 hét elteltével muttkozott z mmóni-n feldolgozás-átlkulás teljes mértéken. Az üledék+feces kezelésen egy hét után már mmónium-nitrogén csúcsot mértünk (,6±0,57mg/l), míg feces kezelésen (,47±0,8mg/l) ez két és fél hét után következett e, tehát z üledék rezidens szervesnyg-ontó flóráj gyorsn szdított fel z mmóniát (. ár). A kísérletindítást követő második héten (4. mintvétel) szignifikáns különség (p<0,05) dódott feces kezelésen és csk z ötödik hétre csökkent jelentősen z mmónium-nitrogén koncentráció másik két kezelés szintjére.,5,5 NH 4+ -N,5 0, smplings feces sediment feces+sediment. ár Ammónium-nitrogén dinmik kezeléseken (z eltérő etűk szignifikáns (p<0,05) eltérést jelölnek) Nitrit-N esetéen második héten, mind z üledékes, mind kominált (üledék+feces) kezelésen szignifikánsn elkülönülő (p<0,05) csúcs jelentkezett, míg z hl ürülék önmgán 4. héttől különözött szignifikánsn, mjd z 5. héten muttott legmgs nitrit-n értéket (. ár).

5 concentrtio [mg/l] concentrtion [mg/l],5,5,5 0,5 0-0,5 - NO - -N c smplings feces sediment feces+sediment. ár Nitrit-nitrogén dinmik kezeléseken (z eltérő etűk szignifikáns (p<0,05) eltérést jelölnek) Meglepetésünkre nitrát-n változás z áltlunk hsznált készülékkel és regenssel éppen, hogy kimutthtó volt -4 hét elteltével z üledékes, illetve kominált kezelésen (nem szignifikáns mértéken), míg feces esetén 5. héttől folymtos emelkedést mértünk és különség 6. héttől lett jelentős (p<0,05). Előzetes elvárásinknk z utói felelt meg, mivel egy mesterséges rendszeren nitrát feldúsulás várhtó növényi szervezetek hiány mitt (. ár). 6 NO - -N smplings feces sediment feces+sediment. ár Nitrit-nitrogén dinmik kezeléseken (z eltérő etűk szignifikáns (p<0,05) eltérést jelölnek)

6 Eredményeinkkel támogtjuk továi kuttásinkt, melyek z iszpontó ktériumok, vlmint hrcs élflórájánk pontos megismerésére irányulnk. Irodlomjegyzék Avnimelech Y., Mozes N., Di S., Koch M., 995. Rtes of orgnic cron nd nitrogen degrdtion in intensive fish ponds. Aquculture 4:- 6. Avnimelech Y., 006. Bio-filters: The need for new comprehensive pproch. Aquculturl Engineering 4:7-78. Beliczky G., Hvsi M., Németh S., Ngy G., Bercsényi M., Gál D. 0. Környezeti terhelés hrcs (Silurus glnis) eltérő fehérje trtlmú tápokon történő tkrmányozás során. Hlászt, Vol. 05/4: 5-8. Beliczky G., Hvsi M., Németh S., Bercsényi M., Gál D. 0. Environmentl lod of wels (Silurus glnis) fed y feeds of different protein levels. AACL Bioflux 6():-7. Brune D. E., Scwrtz G., Eversole A. G., Collier J. A., Schwedler T. E., 00. Intensifiction of pond quculture nd high rte photosynthetic systems. Aquculturl Engineering 8: Dodds W. K., Welch E. B., 000. Estlishing nutrient criteri in strems. J North Am Benthol Soc 9: Gál D., 006. Környezetrát, kominált tvi hltermelő rendszerek fejlesztése. Doktori értekezés. Dereceni Egyetem, 49 pp. Gross A., Boyd C. E., Wood C. W., 000. Nitrogen trnsformtions nd lnce in chnnel ctfish ponds. Aquculturl Engineering 4:-4. Hgopin D. S., Riley J. G., 998. A closer look t the cteri of nitrifiction. Aquculturl Engineering 8: 44. Hrgreves J. A., 998. Nitrogen iogeochemistry of quculture ponds. Aquculture 66: 8-. Kestemont P., 995. Different systems of crp production nd their impcts on the environment. Aquculture 9:47-7 Kronvng B., Jeppesen E., Conley D., Søndergrd M., Lrsen S. E., Ovesen N. B., Crstensen J., 005. Nutrient pressures nd ecologicl responses to nutrient loding reductions in Dnish strems, lkes nd costl wters. J Hydrol 04( 4):7 88. Mires D., 995. Aquculture nd the qutic environment: Mutul impct nd preventive mngement. The Isreli Journl of Aquculture Bmidgeh 47:6-7. Torres-Beristin B., Verdegem M., Kerepeczki E., Verreth J., 006. Decomposition of high protein quculture feed under vrile oxic conditions. Wter Reserch 40:4-50. Köszönetnyilvánítás A projekt Mgyr Állm és z Európi Unió támogtásávl, továikn z Európi Regionális Fejlesztési Alp társfinnszírozásávl vlósult meg GOP-

7 , vlmint TÁMOP-4../B-0/ kódszámú pályáztok segítségével.