लार्जमाउथ बास के लिए बायोफ़िल्टर मीडिया चयन- बायोफिल्म विशेषताएँ और विकास प्रदर्शन
लार्गेमाउथ बास (माइक्रोप्टेरस सैल्मोइड्स), जिसे कैलिफ़ोर्निया बास के रूप में भी जाना जाता है, एक्टिनोप्टेरीजी, पर्सीफोर्मेस, सेंट्रार्चिडे, माइक्रोप्टेरस से संबंधित है। यह कैलिफोर्निया, संयुक्त राज्य अमेरिका का मूल निवासी है, और इसमें तेजी से विकास, स्वादिष्ट स्वाद, समृद्ध पोषण और उच्च आर्थिक मूल्य जैसे फायदे हैं। यह चीन में महत्वपूर्ण मीठे पानी की जलीय कृषि प्रजातियों में से एक बन गई है। हाल के वर्षों में, मत्स्य परिवर्तन और उन्नयन की पृष्ठभूमि और डिजिटल और बुद्धिमान मत्स्य पालन के जोरदार विकास के खिलाफ, औद्योगिकीकृत रीसर्क्युलेटिंग जलीय कृषि धीरे-धीरे उभरी है। लार्गेमाउथ बास का जलीय कृषि मोड भी पारंपरिक तालाब संस्कृति से हरित और कुशल रीसर्क्युलेटिंग जलीय कृषि मोड में स्थानांतरित हो रहा है। पुनर्चक्रण जलीय कृषि में पानी और भूमि की बचत, उच्च भंडारण घनत्व और सुविधाजनक प्रबंधन जैसे फायदे हैं। भौतिक, जैविक, रासायनिक तरीकों और उपकरणों के माध्यम से, जल निकाय में निलंबित ठोस पदार्थों और हानिकारक पदार्थों को हटा दिया जाता है या हानिरहित पदार्थों में परिवर्तित कर दिया जाता है, ताकि पानी की गुणवत्ता सुसंस्कृत प्रजातियों की सामान्य वृद्धि आवश्यकताओं को पूरा कर सके, जिससे उच्च घनत्व जलीय कृषि स्थितियों के तहत पानी के पुनर्चक्रण का एहसास हो सके। इसने कई संवर्धित प्रजातियों में अच्छा आर्थिक लाभ प्राप्त किया है।
वर्तमान में, लार्गेमाउथ बास के पुनर्चक्रण जलीय कृषि पर अनुसंधान मुख्य रूप से प्रजनन, फ़ीड पोषण, तनाव चयन, सटीक भोजन, जल पर्यावरण परिवर्तन और पोषण गुणवत्ता पर केंद्रित है। लार्जमाउथ बास के इनडोर औद्योगिक रीसर्क्युलेटिंग जलकृषि पर अनुसंधान मुख्य रूप से बड़े आकार की किशोर मछली की खेती पर केंद्रित है, और पूर्ण चक्र वाली वयस्क मछली पालन को व्यापक रूप से बढ़ावा नहीं दिया गया है। लार्गेमाउथ बास रीसर्क्युलेटिंग एक्वाकल्चर के सामने मुख्य चुनौती सुसंस्कृत प्रजातियों की सामान्य वृद्धि सुनिश्चित करने के लिए उच्च घनत्व वाली परिस्थितियों में एक अच्छा जल वातावरण बनाए रखना है। जल उपचार पुनर्चक्रण जलीय कृषि का मूल है, और कुशल जल उपचार बायोफिल्टर मीडिया जल उपचार प्रणाली की नींव है। यद्यपि बायोफिल्टर मीडिया द्वारा जल शुद्धिकरण पर कई रिपोर्टें हैं, विशेष रूप से लार्जमाउथ बास औद्योगिकीकृत रीसर्क्युलेटिंग जलीय कृषि पर रिपोर्ट, विशेष रूप से प्रभावी जल उपचार बायोफिल्टर मीडिया की स्क्रीनिंग, विभिन्न बायोफिल्टर मीडिया पर बायोफिल्म की माइक्रोबियल सामुदायिक संरचना, उपचार प्रभाव और सुसंस्कृत प्रजातियों के विकास पर प्रभाव की कमी है। तीन प्रकार के बायोफ़िल्टर मीडिया का चयन किया गया, जिनमें से वर्गाकार स्पंज और द्रवीकृत बेड बॉल बायोफ़िल्टर मीडिया कम लागत वाले और संचालित करने में सरल हैं, और जलीय कृषि टेल जल उपचार में व्यापक रूप से उपयोग किए गए हैं; मुटैग बायोचिप 30 (संक्षिप्त रूप में बायोचिप) एक नए प्रकार का बायोफिल्टर मीडिया है जो हाल के वर्षों में प्रभाव प्रतिरोध और लंबी सेवा जीवन के फायदे के साथ उभरा है, लेकिन इसके व्यावहारिक अनुप्रयोग प्रभावों की सूचना नहीं दी गई है। इस उद्देश्य के लिए, व्यावहारिक जल उपचार बायोफिल्टर मीडिया की जांच करने और लार्जमाउथ बास औद्योगिकीकृत रीसर्क्युलेटिंग जलीय कृषि के लिए कुशल जल उपचार मीडिया प्रदान करने के लिए, तीन जल उपचार बायोफिल्टर मीडिया की बायोफिल्म निर्माण स्थिति का विश्लेषण करने के लिए 16 एस आरडीएनए उच्च थ्रूपुट अनुक्रमण तकनीक का उपयोग किया गया था, साथ ही लार्जमाउथ बास की वृद्धि स्थिति का विश्लेषण किया गया था।
1. सामग्री और विधियाँ
1.1 परीक्षण सामग्री
इस परीक्षण के लिए बायोफ़िल्टर मीडिया का चयन किया गयाचौकोर स्पंज, बायोचिप, औरद्रवीकृत बिस्तर गेंद, जैसा कि दिखाया गया हैचित्र 1. चौकोर स्पंज सामग्री पॉलीयुरेथेन है, जिसका आकार घन के आकार का है, जिसकी भुजा की लंबाई 2.0 सेमी है, विशिष्ट सतह क्षेत्र (3.2~3.5)×10⁴ m²/m³ है। बायोचिप सामग्री पॉलीथीन है, जिसका आकार 3.0 सेमी व्यास, लगभग 0.11 सेमी मोटाई, विशिष्ट सतह क्षेत्र 5.5×10³ m²/m³ के साथ एक वृत्त के आकार का है। द्रवयुक्त बेड बॉल सामग्री पॉलीथीन है, प्रभावी विशिष्ट सतह क्षेत्र 500~800 वर्ग मीटर/वर्ग मीटर है।
1.2 प्रायोगिक समूहन
वर्गाकार स्पंज बायोफ़िल्टर मीडिया उपचार समूह को समूह T1 के रूप में सेट किया गया था, संबंधित मीडिया बायोफिल्म को B1 लेबल किया गया था, और संबंधित जलीय कृषि जल को W1 लेबल किया गया था; बायोचिप बायोफ़िल्टर मीडिया उपचार समूह को समूह T2 के रूप में सेट किया गया था, संबंधित मीडिया बायोफिल्म को B2 लेबल किया गया था, और संबंधित जलीय कृषि जल को W2 लेबल किया गया था; द्रवीकृत बेड बॉल बायोफ़िल्टर मीडिया उपचार समूह को समूह T3 के रूप में सेट किया गया था, संबंधित मीडिया बायोफिल्म को B3 लेबल किया गया था, और संबंधित जलीय कृषि जल को W3 लेबल किया गया था।
1.3 जलकृषि प्रणाली
यह प्रयोग झेजियांग इंस्टीट्यूट ऑफ फ्रेशवॉटर फिशरीज के बालिडियन कॉम्प्रिहेंसिव एक्सपेरिमेंटल बेस में एक रीसर्क्युलेटिंग एक्वाकल्चर सिस्टम में आयोजित किया गया था।कुल मिलाकर 9 कल्चर टैंक थे, मात्रा 500 लीटर, प्रभावी पानी की मात्रा 350 लीटर। बायोफिल्टर टैंक एक प्लास्टिक एक्वेरियम से बना था जिसकी लंबाई 80 सेमी, 50 सेमी चौड़ी और 50 सेमी ऊंचाई, मात्रा 200 लीटर, प्रभावी पानी की मात्रा 120 लीटर थी।. कल्चर टैंक और बायोफिल्टर टैंक को आंतरिक परिसंचरण बनाने के लिए एक पानी पंप द्वारा जोड़ा गया था, प्रवाह दर 3 ~ 4 एल/मिनट, ऑक्सीजनेशन के लिए वातन के साथ, पानी में घुलनशील ऑक्सीजन 5 मिलीग्राम/एल से ऊपर बनाए रखा गया था। बायोफ़िल्टर मीडिया को यादृच्छिक रूप से समूहीकृत किया गया था, प्रत्येक प्रकार के बायोफ़िल्टर मीडिया में 3 प्रतिकृति थीं, प्रत्येक बायोफ़िल्टर टैंक को 2.0 किलोग्राम बायोफ़िल्टर मीडिया के साथ लोड किया गया था, साथ ही साथ धीमी गति से जारी कार्बन स्रोत को निलंबित कर दिया गया था। बायोफिल्म कल्चर अवधि के दौरान, प्रतिदिन 10% पानी बदला जाता था।प्रारंभिक जल गुणवत्ता संकेतक: कुल नाइट्रोजन (TN) 9.41 mg/L, कुल फास्फोरस (TP) 1.02 mg/L, अमोनिया नाइट्रोजन (TAN) 1.26 mg/L, नाइट्राइट नाइट्रोजन (NO₂⁻-N) 0.04 mg/L, परमैंगनेट इंडेक्स (CODₘₙ) 3.73 mg/L.
1.4 परीक्षण मछली और संस्कृति प्रबंधन
लार्गेमाउथ बास का उपयोग सुसंस्कृत प्रजाति के रूप में किया जाता था। परीक्षण शुरू होने से पहले, उन्हें 7 दिनों के लिए पुनरावर्ती पानी में अनुकूलित किया गया था।परीक्षा 11 अगस्त 2022 से 22 सितंबर 2022 तक 42 दिनों तक आयोजित की गई थी. सतही चोटों के बिना, स्वस्थ और जीवंत लार्जमाउथ बास को समूहीकरण के लिए चुना गया था, प्रत्येक कल्चर टैंक में 60 मछलियाँ रखी गईं, उन्हें दिन में दो बार खिलाया गया, भोजन का समय सुबह 07:00 बजे और दोपहर में 16:00 बजे था, दैनिक भोजन की मात्रा कुल मछली के शरीर के द्रव्यमान का लगभग 1.0% ~ 1.5% थी। परीक्षण मछली का प्रारंभिक शरीर द्रव्यमान (20.46 ± 0.46) ग्राम था।
1.5 नमूना संग्रह
बायोफिल्टर टैंक से पानी के नमूने हर 2 दिन में एकत्र किए गए, जिसमें पानी का तापमान, घुलनशील ऑक्सीजन, पीएच मान जैसे संकेतक दर्ज किए गए और अमोनिया नाइट्रोजन और नाइट्राइट नाइट्रोजन को मापा गया। आहार की मात्रा, प्रयोग के आरंभ और अंत में मछली के शरीर का द्रव्यमान और जीवित रहने की दर दर्ज की गई। प्रयोग के बाद, प्रत्येक कल्चर टैंक से 1 लीटर पानी बाँझ जल संग्रह बैग का उपयोग करके एकत्र किया गया, 0.22 µm फिल्टर झिल्ली के माध्यम से फ़िल्टर किया गया, और बाद में उपयोग के लिए -80 डिग्री फ्रीजर में संग्रहीत किया गया। 0.5 ग्राम के बायोफिल्टर मीडिया नमूने प्रत्येक बायोफिल्टर टैंक से सड़न रोकने योग्य तरीके से लिए गए, उन्हें निष्फल आसुत जल में संग्रहीत किया गया, बायोफिल्म सतह से सूक्ष्मजीवों को हटाने के लिए जोर से हिलाया गया, फिर 0.22 माइक्रोन फिल्टर झिल्ली के माध्यम से फ़िल्टर किया गया और बाद में उपयोग के लिए -80 डिग्री फ्रीजर में संग्रहीत किया गया।
1.6 मापन विधियाँ
1.6.1 जल गुणवत्ता मापन
का उपयोग करके पानी का तापमान, घुलनशील ऑक्सीजन और पीएच मान का पता लगाया गयाHACH Hq40d पोर्टेबल जल गुणवत्ता विश्लेषक. अमोनिया नाइट्रोजन सांद्रता को नेस्लर की अभिकर्मक स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक विधि का उपयोग करके मापा गया था। नाइट्राइट नाइट्रोजन सांद्रता का पता हाइड्रोक्लोरिक एसिड नैफ्थिलेथिलीनडायमाइन स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक विधि का उपयोग करके लगाया गया था।
1.6.2 जलकृषि निष्पादन मापन
मछली के वजन बढ़ने की दर, फ़ीड रूपांतरण अनुपात और जीवित रहने की दर के लिए गणना सूत्र इस प्रकार हैं।
l वजन बढ़ने की दर= (अंतिम मछली शरीर द्रव्यमान - प्रारंभिक मछली शरीर द्रव्यमान) / प्रारंभिक शरीर द्रव्यमान × 100%;
l फ़ीड रूपांतरण अनुपात= फ़ीड की खपत / वजन बढ़ना;
l शुभ रात्री= (प्रयोग के अंत में मछलियों की संख्या / प्रयोग की शुरुआत में मछलियों की प्रारंभिक संख्या) × 100%।
1.6.3 माइक्रोबियल उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण
बैक्टीरियल डीएनए एक्सट्रैक्शन किट (ओमेगा बायोटेक, यूएसए) का उपयोग करके पानी और बायोफिल्म से बैक्टीरियल डीएनए निकाला गया था। विशिष्ट प्राइमर 338F (5'-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3') और 806R (5'-GGACTACHVGGTWTCTAAT-3') का उपयोग बैक्टीरिया 16S rDNA के V3 और V4 क्षेत्रों को बढ़ाने के लिए किया गया था। पीसीआर ने ट्रांसजेन AP221-02 प्रतिक्रिया प्रणाली का उपयोग किया: 5×FastPfu बफर के 4 μL, 2.5 mmol/L dNTPs के 2 μL, फास्टपीफू पॉलीमरेज़ के 0.4 μL, 5 μmol/L फॉरवर्ड और रिवर्स प्राइमर में से प्रत्येक 0.8 μL, बीएसए के 0.2 μL, डीएनए टेम्पलेट के 10 एनजी, के साथ पूरक ddH₂O से 20 µL. पीसीआर प्रतिक्रिया की स्थिति: 3 मिनट के लिए 95 डिग्री; 30 सेकंड के लिए 95 डिग्री, 45 सेकंड के लिए 53 डिग्री, 1 मिनट के लिए 72 डिग्री, 28 चक्र; 10 मिनट के लिए 72 डिग्री विस्तार। पीसीआर प्रवर्धन पीसीआर प्रतिक्रिया उपकरण 9700 (एप्लाइड बायोसिस्टम्स® जीनएएमपी®, यूएसए) पर किया गया था। पीसीआर उत्पादों को मोतियों का उपयोग करके शुद्ध किया गया और फिर अनुक्रमण के अधीन किया गया। सीक्वेंसिंग का काम शंघाई मेजरबायो बायोफार्म टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड को सौंपा गया था।
1.6.4 माइक्रोबियल विविधता विश्लेषण
अनुक्रमण से प्राप्त कच्चे डेटा को पहले विभाजित किया गया, उसके बाद रीड्स गुणवत्ता और स्प्लिसिंग प्रभाव की गुणवत्ता नियंत्रण फ़िल्टरिंग और अनुक्रम दिशा सुधार किया गया, जिसके परिणामस्वरूप अनुकूलित डेटा प्राप्त हुआ। अंततः प्राप्त स्वच्छ डेटा को सामान्य करने के बाद, OTU (ऑपरेशनल टैक्सोनोमिक यूनिट्स) क्लस्टरिंग विश्लेषण और टैक्सोनोमिक विश्लेषण 97% समानता पर किया गया। नमूनों के हिस्टोग्राम एक्सेल का उपयोग करके तैयार किए गए थे, और हीट मैप मेजरबियो क्लाउड प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग करके तैयार किए गए थे।
1.7 डेटा विश्लेषण
एसपीएसएस 16.0 सांख्यिकीय सॉफ़्टवेयर का उपयोग मतभेदों के महत्व विश्लेषण के लिए किया गया था, और विचरण के विश्लेषण में डंकन की विधि (एनोवा) का उपयोग कई तुलनाओं के लिए किया गया था।
2. परिणाम और विश्लेषण
2.1 विभिन्न बायोफिल्टर मीडिया का बायोफिल्म निर्माण समय
जैसा कि दिखाया गया हैचित्र 2,प्राकृतिक बायोफिल्म निर्माण स्थितियों के तहत, बायोफिल्टर टैंक के पानी में अमोनिया नाइट्रोजन सामग्री में तेजी से वृद्धि और उसके बाद धीरे-धीरे गिरावट की प्रवृत्ति देखी गई।अमोनिया नाइट्रोजन सामग्रीवर्गाकार स्पंज के अनुरूप बायोफिल्टर टैंक के पानी में 17 दिनों में 8.13 मिलीग्राम/लीटर पर अपने चरम पर पहुंच गया, फिर धीरे-धीरे कम हो गया,41 दिनों में सबसे निचले स्तर पर पहुंच गया, बाद में लगभग 0.20 मिलीग्राम/लीटर रह गया, जो दर्शाता हैवर्गाकार स्पंज के लिए बायोफिल्म निर्माण का समय लगभग 17 दिन था. बायोचिप और द्रवीकृत बेड बॉल के अनुरूप बायोफिल्टर टैंक के पानी में अमोनिया नाइट्रोजन सामग्री में परिवर्तन मूल रूप से समान थे, जो उतार-चढ़ाव वाले परिवर्तन दिखा रहे थे। अमोनिया नाइट्रोजन शिखर 21 दिनों में क्रमशः 7.88 मिलीग्राम/लीटर और 7.57 मिलीग्राम/लीटर पर दिखाई दिया, जो दर्शाता है किबायोचिप और द्रवीकृत बेड बॉल बायोफिल्टर मीडिया के लिए बायोफिल्म निर्माण का समय लगभग 21 दिन था. अमोनिया नाइट्रोजन सामग्रीबायोफिल्टर टैंकों के अनुरूपये दोनों मीडिया क्रमशः 43 दिन और 45 दिन पर सबसे निचले स्तर पर आ गए.
2.2 विभिन्न कल्चर टैंकों में पानी के पीएच मान में परिवर्तन
सेचित्र तीन, यह देखा जा सकता है कि कल्चर जल का प्रारंभिक पीएच मान 7.3 था। जैसे-जैसे कल्चर का समय बढ़ा, प्रत्येक कल्चर टैंक में पानी के पीएच मान में गिरावट देखी गई। 12 दिनों के बाद, सभी कल्चर टैंकों का पीएच मान 6.0 से कम था, जो कि कल्चर की गई प्रजातियों के विकास के लिए प्रतिकूल है।इसलिए, बायोफिल्म निर्माण के 12 दिनों के बाद, कल्चर टैंक के पानी के पीएच मान को समायोजित करने पर ध्यान दिया जाना चाहिए.
2.3 विभिन्न बायोफिल्टर मीडिया के बायोफिल्म और पानी में माइक्रोबियल समुदाय संरचना का विश्लेषण
2.3.1 फाइलम स्तर पर माइक्रोबियल सामुदायिक संरचना
जैसा कि दिखाया गया हैचित्र 4,फाइलम स्तर पर, तीन बायोफिल्टर मीडिया के बायोफिल्म पर प्रमुख बैक्टीरिया समान थे, सभी प्रोटीनोबैक्टीरिया, एक्टिनोबैक्टीरियोटा, बैक्टेरॉयडोटा और क्लोरोफ्लेक्सी थे। उनकी संयुक्त सापेक्ष बहुतायत क्रमशः 68.96%, 64.74% और 65.45% थी। संबंधित कल्चर जल में प्रमुख जीवाणु भिन्न थे। W1 में प्रमुख बैक्टीरिया एक्टिनोबैक्टीरियोटा था, जिसकी सापेक्ष बहुतायत 64.66% थी। W2 और W3 में प्रमुख बैक्टीरिया प्रोटीओबैक्टीरिया थे, जिनकी सापेक्ष बहुतायत क्रमशः 34.93% और 50.10% थी।
चित्र . 4 फ़ाइलम स्तर पर विभिन्न बायोफिल्म और पानी में बैक्टीरिया की सामुदायिक संरचना
2.3.2 पारिवारिक स्तर पर माइक्रोबियल समुदाय संरचना
जैसा कि दिखाया गया हैचित्र 5तीन मीडिया के बायोफिल्म्स पर, लगभग 48% बैक्टीरिया जीवाणु समुदाय थे जिनकी सापेक्ष बहुतायत 3% से कम थी। बी1 और बी2 के प्रमुख बैक्टीरिया एक ही थे, दोनों ज़ैंथोमोनाडेसी थे, जिनकी सापेक्ष बहुतायत क्रमशः 11.64% और 9.16% थी; B3 का प्रमुख बैक्टीरिया JG30-KF-CM45 था, जिसकी सापेक्ष बहुतायत 10.54% थी। कल्चर जल में प्रमुख बैक्टीरिया बायोफ़िल्टर मीडिया पर मौजूद बैक्टीरिया से भिन्न थे। 62.10% की सापेक्ष बहुतायत के साथ माइक्रोबैक्टीरियासी डब्ल्यू1 में पूर्ण रूप से प्रमुख बैक्टीरिया था; W2 में प्रमुख बैक्टीरिया, माइक्रोबैक्टीरियासी (13.82%) के अलावा, राइजोबियल्स (8.57%) का एक निश्चित अनुपात भी शामिल है; W3 में प्रमुख बैक्टीरिया राइजोबियल्स था, जिसकी सापेक्ष बहुतायत 38.94% थी, उसके बाद फ्लेवोबैक्टीरियासी था, जिसकी सापेक्ष बहुतायत 15.89% थी।
जीनस स्तर पर शीर्ष 50 प्रजातियों की गिनती की गई. संख्यात्मक मानों को संसाधित करने के बाद, नमूनों में विभिन्न प्रजातियों के प्रचुर परिवर्तन को रंग ब्लॉकों के रंग ढाल के माध्यम से प्रदर्शित किया गया था। परिणाम इसमें दिखाए गए हैंचित्र 6. 56.16% की सापेक्ष बहुतायत के साथ, लीफ़सोनिया W1 में प्रमुख बैक्टीरिया था; W2 में प्रमुख बैक्टीरिया लीफ़सोनिया (10.30%) और Rhizobiales_Incertae_Sedis (8.47%) थे; W3 में प्रमुख बैक्टीरिया Rhizobiales_Incertae_Sedis था, जिसकी सापेक्ष बहुतायत 38.92% थी। बायोफिल्म पर पहचाने जाने योग्य बैक्टीरिया में, थर्मोमोनस बी1 में प्रमुख जीनस था, जिसकी सापेक्ष बहुतायत 4.71% थी; बी2 और बी3 में प्रमुख प्रजातियाँ नाइट्रोस्पिरा थीं, जिनकी सापेक्ष बहुतायत क्रमशः 4.41% और 2.70% थी।
चित्र. 5 विभिन्न बायोफिल्म में बैक्टीरिया की सामुदायिक संरचनाऔर पारिवारिक स्तर पर पानी
चित्र . 6 जीनस स्तर पर विभिन्न बायोफिल्म और पानी में जीवाणु समुदाय संरचना का हीटमैप
2.4 -विभिन्न बायोफिल्टर मीडिया के बायोफिल्म और पानी में माइक्रोबियल समुदायों का विविधता विश्लेषण
जैसा कि दिखाया गया हैतालिका नंबर एक, विभिन्न मीडिया के बायोफिल्म पर माइक्रोबियल समुदायों का शैनन सूचकांक संबंधित संस्कृति जल से अधिक था, जबकि सिम्पसन सूचकांक इसके विपरीत था। संबंधित कल्चर जल का विश्लेषण करने पर, W2 का जीवाणु समुदाय शैनन सूचकांक उच्चतम था, जो W1 और W3 की तुलना में काफी अधिक था, जबकि सिम्पसन सूचकांक W1 और W3 की तुलना में काफी कम था, जो दर्शाता है कि इसकी -विविधता उच्चतम थी। कल्चर वॉटर की विविधता से भिन्न, हालांकि बी2 मीडिया में बैक्टीरियल माइक्रोबियल समुदाय शैनन इंडेक्स सबसे बड़ा था और सिम्पसन इंडेक्स सबसे छोटा था, तीन बायोफिल्टर मीडिया के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था। सभी नमूनों का अनुक्रमण कवरेज 0.990 से ऊपर था, जो दर्शाता है कि अनुक्रमण गहराई नमूनों के वास्तविक स्तर को प्रतिबिंबित कर सकती है।
2.5 लार्जमाउथ बास के विकास पर विभिन्न बायोफिल्टर मीडिया के प्रभाव
तालिका 2विभिन्न बायोफ़िल्टर मीडिया समूहों में लार्गेमाउथ बास की वृद्धि की स्थिति को दर्शाता है। 44 दिनों के संवर्धन के बाद, स्क्वायर स्पंज कल्चर समूह में लार्गेमाउथ बास का अंतिम शरीर द्रव्यमान और वजन बढ़ने की दर द्रवीकृत बेड बॉल और बायोचिप समूहों की तुलना में काफी अधिक थी, और फ़ीड रूपांतरण अनुपात अन्य समूहों की तुलना में काफी कम था। प्रत्येक समूह में लार्गेमाउथ बास की जीवित रहने की दर 97% से ऊपर थी, समूहों के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था।
3. निष्कर्ष एवं चर्चा
3.1 विभिन्न बायोफिल्टर मीडिया का बायोफिल्म निर्माण समय
बायोफ़िल्म्स बायोफ़िल्टर मीडिया की सतह से जुड़ जाते हैं। बायोफिल्टर मीडिया की सामग्री, संरचना और विशिष्ट सतह क्षेत्र बायोफिल्म निर्माण को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं। बायोफिल्म खेती के लिए दो सामान्य तरीके हैं: प्राकृतिक बायोफिल्म निर्माण विधि और इनोक्यूलेटेड बायोफिल्म निर्माण विधि। विभिन्न बायोफिल्म निर्माण विधियाँ बायोफिल्म के परिपक्वता समय को प्रभावित करती हैं। हू जियाओबिंग और अन्य। बायोफिल्म निर्माण के लिए चार अलग-अलग तरीकों का उपयोग किया गया, और परिणामों से पता चला कि बायोफिल्म निर्माण के लिए चिटोसन, लौह आयनों को जोड़ने और डिस्चार्ज किए गए कीचड़ के साथ टीका लगाने जैसी विधियों का उपयोग करते समय, बायोफिल्म का परिपक्वता समय प्राकृतिक बायोफिल्म निर्माण विधि की तुलना में कम था। यद्यपि लाभकारी सूक्ष्मजीवों या सक्रिय पदार्थों को जोड़ने से बायोफिल्म निर्माण का समय कम हो सकता है, लेकिन इनोकुलम प्राप्त करने में कठिनाई, जटिल प्रक्रिया निर्माण और उच्च लागत जैसी समस्याएं हैं। गुआन मिन एट अल ने, कम कार्बनिक पदार्थ सामग्री की स्थिति में, बायोफिल्म निर्माण के लिए सीधे कच्चे पानी का उपयोग किया, और बायोफिल्टर टैंक लगभग 38 दिनों के बाद प्राकृतिक बायोफिल्म निर्माण के माध्यम से सफलतापूर्वक शुरू हुआ। यह शोध परिणाम इस अध्ययन के परिणामों के समान है। इस अध्ययन के नतीजे बताते हैं कि समान बायोफिल्म निर्माण स्थितियों के तहत, वर्गाकार स्पंज का बायोफिल्म निर्माण समय अन्य दो बायोफिल्टर मीडिया की तुलना में कम था। यह बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र, मजबूत हाइड्रोफिलिसिटी और वर्गाकार स्पंज के बायोफिल्म लगाव में आसानी से संबंधित हो सकता है। वर्गाकार स्पंज का विशिष्ट सतह क्षेत्र 32,000 ~ 35,000 वर्ग मीटर/वर्ग मीटर तक है, जो अन्य दो माध्यमों की तुलना में बहुत बड़ा है। इसके अलावा, वर्गाकार स्पंज की सामग्री पॉलीयुरेथेन है, जो पानी के संपर्क में आने पर फैलती है, इसमें उच्च हाइड्रोफिलिसिटी होती है, और यह पानी में सूक्ष्मजीवों के जुड़ाव और विकास के लिए अनुकूल है। ली योंग एट अल के शोध परिणाम। यह भी पता चला कि पॉलीयुरेथेन स्पंज का शुरुआती प्रदर्शन और अमोनिया नाइट्रोजन हटाने का प्रदर्शन पॉलीप्रोपाइलीन की तुलना में बेहतर था, जो इस अध्ययन के परिणामों के अनुरूप है। इसके अतिरिक्त, इस अध्ययन में, बायोचिप बायोफिल्टर मीडिया का विशिष्ट सतह क्षेत्र 5,500 वर्ग मीटर/वर्ग मीटर तक था, जो द्रवीकृत बेड बॉल बायोफिल्टर मीडिया की तुलना में बहुत बड़ा था, लेकिन बायोफिल्म निर्माण का समय मूल रूप से द्रवीकृत बेड बॉल मीडिया के समान ही था। यह छिद्र के आकार से संबंधित हो सकता है। कुछ अध्ययनों से पता चला है कि बायोफिल्टर मीडिया का आंतरिक स्थानिक पैमाना बायोफिल्म के विकास को प्रभावित करता है। हालांकि कुछ बायोफिल्टर मीडिया में एक बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र होता है, उनके छिद्र ठीक होते हैं, और छिद्र का आकार परिपक्व बायोफिल्म की मोटाई से बहुत छोटा होता है, जो आसानी से छिद्रों में रुकावट पैदा कर सकता है, जिससे छिद्रों में बायोफिल्म के लिए अधिकतम संचय तक पहुंचना मुश्किल हो जाता है। बायोचिप के छिद्र छोटे होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बायोफिल्म की वृद्धि धीमी होती है और बायोफिल्म बनने में अधिक समय लगता है।
3.2 बायोफ़िल्टर मीडिया और संस्कृति जल की माइक्रोबियल सामुदायिक संरचना
इस अध्ययन में, बायोफिल्टर मीडिया और संबंधित संस्कृति जल में प्रमुख बैक्टीरिया अलग-अलग थे। बायोफ़िल्टर मीडिया पर बायोफ़िल्म का शैनन सूचकांक संबंधित संस्कृति जल से अधिक था, जो दर्शाता है कि बायोफ़िल्टर मीडिया में सूक्ष्मजीवों को समृद्ध करने का प्रभाव है। यह हू गाओयू एट अल के शोध परिणामों के अनुरूप है। माइक्रोबियल समुदाय संरचना को प्रभावित करने वाले कई कारक हैं, जैसे वाहक प्रकार, फिल्टर गहराई, लवणता, कार्बनिक पदार्थ एकाग्रता, आदि। एक ही बायोफिल्टर मीडिया, विभिन्न संस्कृति स्थितियों के तहत, बायोफिल्म पर अलग-अलग माइक्रोबियल समुदाय होंगे। लेखक ने एक बार विशाल मीठे पानी के झींगा (मैक्रोब्राचियम रोसेनबर्गि) के लिए एक रीसर्क्युलेटिंग जलकृषि प्रणाली में द्रवीकृत बेड बॉल बायोफिल्टर मीडिया की बायोफिल्म निर्माण स्थिति का अध्ययन किया था। परिणामों से पता चला कि इसके बायोफिल्म पर प्रमुख फ़ाइलम फर्मिक्यूट्स था, जबकि इस अध्ययन में, द्रवीकृत बेड बॉल बायोफिल्म पर प्रमुख फ़ाइलम प्रोटीओबैक्टीरिया था। इस अंतर का मुख्य कारण अलग-अलग जलीय कृषि वातावरण हो सकता है। इस अध्ययन में उपयोग किए गए तीन बायोफिल्टर मीडिया में बायोफिल्म की खेती के लिए समान प्रारंभिक स्थितियां थीं। यह संभव है कि मीडिया की विभिन्न भौतिक विशेषताओं के कारण, गठित बायोफिल्म की मोटाई और आंतरिक वातावरण भी भिन्न थे, जिसके परिणामस्वरूप माइक्रोबियल समुदायों में अंतर पैदा हुआ। इसलिए, वाहकों में अंतर माइक्रोबियल समुदायों में अंतर का मुख्य कारण है। इसके अलावा, जलीय कृषि प्रक्रिया के दौरान, जल पर्यावरण और सूक्ष्मजीव समुदाय एक दूसरे को प्रभावित करते हैं। सूक्ष्मजीव समुदायों में अंतर के कारण पर्यावरणीय कारकों से संबंधित हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, युआन कुइलिन के शोध ने संकेत दिया कि शरीर में हेटरोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया की कुल संख्या; फैन टिंग्यू एट अल। माना जाता है कि पीएच मान पानी में कुल नाइट्रोजन सामग्री को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है, और अंतर्देशीय नदी वर्गों में जलीय जीवाणु समुदायों के वितरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। अमोनिया नाइट्रोजन, कुल फास्फोरस और क्लोरोफिल भी जल निकाय में बैक्टीरिया समुदायों की संरचना को अलग-अलग डिग्री तक प्रभावित करते हैं। इस अध्ययन में माइक्रोबियल समुदाय संरचना में अंतर पैदा करने वाले पर्यावरणीय कारकों को अभी भी और पुष्टि की आवश्यकता है।
3.3 लार्जमाउथ बास के विकास पर विभिन्न बायोफिल्टर मीडिया का प्रभाव
विकास परिणामों से, स्क्वायर स्पंज समूह में लार्गेमाउथ बास सबसे तेजी से बढ़ा, वजन बढ़ने की दर अन्य दो मीडिया की तुलना में काफी अधिक थी, और सबसे कम फ़ीड रूपांतरण अनुपात था। यह पिछले शोध परिणामों के अनुरूप है। इस अध्ययन में, बायोफिल्म निर्माण और जलीय कृषि एक साथ आयोजित की गई थी। बायोफिल्म के निर्माण के समय को देखते हुए, वर्गाकार स्पंज बायोफिल्म पहले परिपक्व हो गया, और बायोफिल्म के परिपक्व होने के बाद, पानी में अमोनिया नाइट्रोजन और नाइट्राइट नाइट्रोजन की सांद्रता हमेशा अन्य दो मीडिया की तुलना में कम थी। इसके अतिरिक्त, वर्गाकार स्पंज में एक निश्चित निस्पंदन क्षमता होती है, कल्चर पानी में निलंबित ठोस पदार्थों की मात्रा कम थी, और पानी अपेक्षाकृत साफ था। वर्गाकार स्पंज समूह में लार्गेमाउथ बास की बेहतर वृद्धि पानी की अच्छी गुणवत्ता से संबंधित हो सकती है। हालाँकि, पानी में कुल नाइट्रोजन, कुल फास्फोरस और परमैंगनेट सूचकांक पर वर्गाकार स्पंज मीडिया के शुद्धिकरण प्रभावों को और अधिक अध्ययन की आवश्यकता है। यह ध्यान देने योग्य है कि प्रयोग के दौरान, पीएच मान में समग्र गिरावट देखी गई। 12 दिनों के कल्चर के बाद, सभी कल्चर टैंकों का पीएच मान 6.0 से कम था, जो झांग लॉन्ग एट अल के शोध परिणामों के अनुरूप है। पीएच मान में कमी का कारण यह है कि बायोफिल्म की खेती की प्रक्रिया के दौरान बड़ी संख्या में हाइड्रोजन आयन उत्पन्न होते हैं, जिससे पानी के पीएच मान में कमी आती है। इसलिए, बायोफिल्म निर्माण प्रक्रिया के दौरान, कल्चर टैंक के पानी के पीएच मान को तुरंत समायोजित करना आवश्यक है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह संवर्धित प्रजातियों की सामान्य वृद्धि सीमा के भीतर है। आर्थिक लागत को ध्यान में रखते हुए, वर्गाकार स्पंज का बाजार मूल्य 70~100 आरएमबी/किग्रा है, और इसकी लागत अन्य दो बायोफिल्टर मीडिया के बीच है। विकास के परिणामों के साथ, अल्पावधि में, स्क्वायर स्पंज एक्वाकल्चर को पुन: प्रसारित करने के लिए एक अपेक्षाकृत व्यावहारिक जल उपचार बायोफिल्टर मीडिया है। हालाँकि, वर्गाकार स्पंज में खराब कठोरता और कम सेवा जीवन होता है। इसके दीर्घकालिक उपयोग प्रभावों और जलीय कृषि प्रभावों को और अधिक सत्यापन की आवश्यकता है।
सारांश,प्राकृतिक बायोफिल्म निर्माण स्थितियों के तहत, स्क्वायर स्पंज बायोफिल्टर मीडिया में सबसे कम बायोफिल्म निर्माण का समय होता है, मध्यम कीमत होती है, और स्क्वायर स्पंज समूह में लार्गेमाउथ बास का अंतिम शरीर द्रव्यमान और वजन बढ़ने की दर अन्य दो बायोफिल्टर मीडिया की तुलना में काफी अधिक थी। अल्पावधि में, यह जलीय कृषि के पुनर्चक्रण के लिए एक अपेक्षाकृत व्यावहारिक जल उपचार बायोफ़िल्टर मीडिया है।