تخيلوا مزارع أسماك المستقبل التي لم تعد تعتمد على تبادل المياه الهائل، بل تعمل بدلاً من ذلك من خلال أنظمة بيئية دقيقة مكتفية ذاتيًا تضمن نمو الأسماك بشكل صحي مع تقليل التأثير البيئي. هذه الرؤية تتحقق في البرازيل، حيث يوضح البحث الرائد من جامعة ماتو غروسو دو سول الفيدرالية (UFMS) الإمكانات الهائلة لتقنية الكتلة الحيوية (BFT) في زراعة أسماك باكوس أمريكا الجنوبية ( Piaractus mesopotamicus )، مما يمهد مسارات جديدة للاستزراع المائي المستدام.

التحديات والفرص في تربية أسماك باكوس

تعتبر سمكة باكوس، والمعروفة أيضًا باسم بومفريت الفضي، نوعًا اقتصاديًا حيويًا في أمريكا الجنوبية، وتحظى بتقدير كبير لمعدل نموها السريع ولحمها اللذيذ. ومع ذلك، تتطلب طرق تربية باكوس التقليدية عادةً موارد مائية كبيرة مع المخاطرة بتدهور جودة المياه والتلوث البيئي. يتطلب هذا الوضع العاجل تقنيات زراعة أكثر ملاءمة للبيئة وكفاءة.

تقنية الكتلة الحيوية: حل مستدام

تمثل تقنية الكتلة الحيوية (BFT) نهجًا مبتكرًا للاستزراع المائي يزرع الكتل الميكروبية داخل مياه الزراعة. تحول هذه الكتل النفايات العضوية إلى كتلة حيوية صالحة للأكل للأسماك، مما قد يلغي متطلبات تبادل المياه. لا تعمل أنظمة BFT على الحفاظ على المياه فحسب، بل تعمل أيضًا على تحسين جودة المياه مع تحسين معدلات نمو الأسماك ومؤشرات الصحة.

بحث UFMS: تطبيق BFT في زراعة باكوس

لتقييم فعالية BFT في تربية باكوس، أجرى باحثو UFMS تجارب مقارنة بين أنظمة BFT وأنظمة الاستزراع المائي التقليدية المعاد تدويرها (RAS). حدثت الدراسة في محطة UFMS التجريبية لتربية الأسماك (20°30′04.6" S, 54°36′37.8" W) بموافقة لجنة أخلاقيات أبحاث الحيوان بالجامعة (رقم القضية: 1.208/2022).

اختار الباحثون 90 سمكة باكوس يافعة ( Piaractus mesopotamicus ) بمتوسط وزن 68.86±4.43 جرام وطول معياري 13.33±0.13 سم، وقسموهم بين أنظمة BFT وRAS. طوال التجربة، راقب العلماء بانتظام معايير المياه بما في ذلك درجة الحرارة والأكسجين المذاب ودرجة الحموضة ومركبات النيتروجين في كلا النظامين.

النتائج التجريبية: الأداء المتفوق لـ BFT

كشفت النتائج أن أنظمة BFT تظهر مزايا كبيرة في تحسين جودة المياه وأداء تربية باكوس:

• معايير المياه: بينما حافظ كلا النظامين على مستويات أكسجين مذاب مماثلة ( <0.05). >0.05)، أظهر BFT قيم pH أقل (الصباح 7.64، بعد الظهر 7.68) مقارنة بـ RAS (الصباح 7.86، بعد الظهر 7.90) ( <0.05). p <0.05). أداء النمو:
• أظهرت أسماك باكوس في أنظمة BFT معدلات نمو متسارعة ونسب تحويل علف فائقة، مما يشير إلى أن BFT يعزز كل من ظروف المياه وكفاءة الزراعة. مؤشرات الصحة:
• أظهرت أسماك باكوس المزروعة بتقنية BFT استجابات مناعية أقوى ومقاومة للأمراض، والتي من المحتمل أن تُعزى إلى المجتمعات الميكروبية الغنية في النظام والتي تعزز صحة الأمعاء ووظيفة المناعة. العلم وراء BFT: ديناميكيات الكتلة الميكروبية

تنبع فعالية BFT من الكتل الميكروبية - وهي تجمعات معقدة من البكتيريا والطحالب والأوليات والجسيمات العضوية. تمتص هذه الكتل النفايات العضوية ومركبات النيتروجين، وتحولها إلى كتلة حيوية صالحة للأكل تعمل في نفس الوقت على تنقية المياه وتوفير التغذية الطبيعية.

علاوة على ذلك، تولد الكتل الميكروبية مركبات نشطة بيولوجيًا بما في ذلك الإنزيمات والفيتامينات والمضادات الحيوية التي تحفز نمو الأسماك وتعزز المناعة وتعزز مقاومة الأمراض. وبالتالي، تعمل أنظمة BFT كأنظمة بيئية دقيقة كاملة تخلق بيئات نمو مثالية.

التطبيقات المستقبلية: أفق الاستزراع المائي المستدام

بصفتها حلاً للاستزراع المائي الواعي بيئيًا، تمتلك تقنية BFT إمكانات هائلة لأنواع مختلفة بما في ذلك الأسماك والروبيان والمحار - خاصة في عمليات الزراعة المكثفة. يمكن أن يؤدي اعتماد BFT إلى تقليل استهلاك المياه والتلوث البيئي والتكاليف التشغيلية بشكل كبير مع تحسين كفاءة الإنتاج.

يستمر الاهتمام العالمي بـ BFT في التوسع، مع ظهور أدلة متزايدة تثبت قدرتها على تحسين جودة المياه وإنتاجية الزراعة وسلامة الأغذية مع تقليل الاعتماد على المضادات الحيوية. ونتيجة لذلك، تظهر BFT كاتجاه محوري للمستقبل لتنمية الاستزراع المائي.

القيود الحالية وآفاق البحث

على الرغم من مزاياها، تقدم تقنية BFT تحديات معينة:

تتطلب عملية النظام خبرة فنية لمراقبة معايير المياه، وتعديل نسبة الكربون إلى النيتروجين، وإدارة الكتلة الميكروبية

• يمكن أن تثبت الاستثمارات الأولية في المفاعلات الحيوية ومعدات التهوية وأدوات المراقبة أنها كبيرة
• لا تزال المجتمعات الميكروبية المعقدة عرضة للتقلبات البيئية التي قد تزعزع استقرار الأنظمة
• يجب أن يعطي البحث المستقبلي الأولوية لـ:

تحسين تصميم النظام من خلال تحسين المفاعلات الحيوية وطرق التهوية وآليات التحكم الذكية

• اختيار سلالات ميكروبية عالية الكفاءة لتعزيز قدرات تحلل النفايات
• دراسات شاملة حول تأثيرات BFT على صحة أمعاء الأسماك ووظيفة المناعة
• استراتيجيات خفض التكاليف عبر مصادر الكربون الميسورة التكلفة ومعدات المراقبة المبسطة
• الخلاصة: مستقبل واعد لتربية باكوس

تحدد دراسة UFMS المزايا الهامة لتقنية BFT في زراعة باكوس - تحسين جودة المياه وكفاءة الإنتاج وصحة الأسماك. كحل للاستزراع المائي المستدام، يوفر BFT فرصًا تنموية جديدة لتربية باكوس. من خلال التحسين المستمر للنظام، والحد من التكاليف، ونشر التكنولوجيا، يستعد BFT للعب دور حيوي متزايد في مستقبل الاستزراع المائي.

تدعم هذه النتائج

في الموقع تنفيذ الكتلة الحيوية لتحسين الكفاءة وتعزيز إنتاج باكوس اليافع. يؤكد البحث التكميلي الذي أجراه أدينه وآخرون (2019)، والسيد (2021)، وخانجي وآخرون (2024)، وشوربيلا وآخرون (2021)، وتشانغ وآخرون (2018) على قيمة BFT في الاستزراع المائي - خاصة لسمك البلطي النيلي وتربية الكارب - حيث يقلل أو يلغي تبادل المياه مع الحفاظ على جودة المياه والمعايير الصحية. تؤكد هذه الدراسة على إمكانات تقنية الكتلة الحيوية كنظام زراعة مستدام وعالي القيمة P. mesopotamicus الذي يعزز أداء النمو، ويضمن ظروف مياه فائقة، ويزيد من كفاءة الإنتاج، ويعزز الاستجابات المناعية للأسماك اليافعة.