La akuakultur dengan mikroalga Ia telah menjadi salah satu bidang yang paling dinamik dan menjanjikan dalam pengeluaran organisma akuatik. Hanya dalam beberapa dekad, ia telah berubah daripada menjadi sokongan yang hampir eksperimental untuk larva dan moluska kepada muncul sebagai komponen utama dalam model pengeluaran intensif, sistem bioflok, sistem simbiotik dan biopenapisan berskala besar. Akuakultur moden kini tidak dapat difahami. de peceskrustasea dan bivalvia tanpa mengambil kira peranan fitoplankton yang dikultur.
Mikroalga menyediakan nutrisi berkualiti tinggi, meningkatkan kualiti air dan menawarkan perkhidmatan ekosistem yang sukar direplikasi dengan input konvensional. Daripada menjana "air hijau" di kolam desa hinggalah fotobioreaktor kawalan komputer yang kompleks, pelbagai aplikasinya sangat luas. Sepanjang artikel ini, kami akan menerangkan dengan tenang dan jelas apa itu mikroalga, bagaimana ia ditanam, bagaimana ia disepadukan ke dalam sistem akuakultur, kelebihan dan kekurangannya, serta hala tuju penyelidikan canggih.
Apakah mikroalga dan mengapa ia begitu penting dalam akuakultur?
Mikroalga ialah mikroorganisma fotosintetik bersel tunggal yang hidup terutamanya dalam persekitaran akuatik, baik marin mahupun air tawar. Ia membentuk teras fitoplankton dan merupakan asas jaringan makanan di laut, lagun dan muara. Banyak spesies bersifat autotrofik sepenuhnya (menghasilkan makanan mereka sendiri daripada cahaya, COâ‚‚ dan nutrien bukan organik), tetapi bentuk heterotrofik dan mixotrofik juga wujud, yang mampu menggunakan sebatian organik.
Dari sudut biologi, mikroalga dikelaskan sebagai prokariotik atau eukariotik . Prokariot, seperti sianobakteria, kekurangan nukleus sel yang jelas; eukariot (klorofit, krisofit, basilariofit, haptofit, dinoflagellata, euglenofit, dll.) mempunyai organel yang teratur. Dalam akuakultur, kumpulan seperti klorofit, krisofit, diatom dan beberapa haptofit digunakan terutamanya kerana komposisi pemakanannya dan prestasi yang baik dalam kultur jisim.
Walaupun dianggarkan terdapat lebih daripada 30.000 spesies mikroalga , hanya beberapa dozen sahaja yang telah dikaji secara mendalam, dan sekitar sepuluh ditanam secara komersial. Kepentingannya tidak terhad kepada memberi makan kepada organisma akuatik: ia juga memainkan peranan yang semakin meningkat dalam makanan manusia, makanan haiwan, baja, biobahan api dan kosmetik, tetapi di sini kita akan menumpukan pada peranannya dalam akuakultur.
Dalam ekosistem akuatik, mikroalga bertanggungjawab untuk bahagian yang sangat penting dalam penghasilan oksigen dan fiksasi COâ‚‚ pada skala global. Dalam ladang ikan, ini diterjemahkan kepada persekitaran kultur yang lebih baik apabila diuruskan dengan sewajarnya, walaupun ia juga boleh menyebabkan masalah serius (anoksia, turun naik pH, kematian mengejut) jika tidak terkawal.
Jenis utama mikroalga yang digunakan dalam akuakultur
Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, sekumpulan kecil spesies telah disatukan yang dianggap sebagai mikroalga "rujukan" untuk pusat penetasan dan sistem pembesaran, berkat nilai pemakanan, kebolehcernaan dan keupayaannya untuk tumbuh dalam kultur jisim yang agak stabil.
Antara yang paling biasa digunakan ialah:
- Chlorella (Klorofit air tawar dan marin): sangat kaya dengan protein dan vitamin, ia digunakan dalam akuakultur dan dalam suplemen manusia. Dalam akuakultur, ia berfungsi sebagai makanan langsung untuk ikan dan udang, dan sebagai sebahagian daripada campuran makanan larva.
- spirulina (Sianobakteria): dikenali kerana kandungan antioksidan dan asid lemak penting yang tinggi. Ia digunakan terutamanya sebagai suplemen dan pewarna semula jadi dalam makanan haiwan untuk meningkatkan warna dan meningkatkan kesihatan.
- dunaliella (Chlorophyceae): pengeluar pigmen karotenoid dengan sifat antioksidan; digunakan sebagai agen pewarna semula jadi dalam diet de peces dan dalam beberapa kes sebagai sumber sebatian bioaktif.
- Nannochloropsis (eukariot kecil): dihargai kerana kandungan asid lemak omega-3 yang tinggi dan diameter selnya yang sangat kecil, sesuai untuk pemakanan larva de peces dan krustasea.
- Tetraselmis suecica dan spesies Tetraselmis yang lain: klorofit yang lebih besar dan mudah alih dengan kualiti protein dan lipid yang baik, digunakan secara meluas di ladang marin dan dalam ujian bioflok.
- Isochrysis galbana dan Isochrysis sp.: krisofit marin yang kaya dengan DHA, penting untuk peringkat larva bivalvia dan ikan laut.
- Chaetoceros muelleri y Thalassiosira weissflogii (diatom): penting dalam pemakanan moluska dan udang kerana kandungan EPA dan dinding sel khususnya.
Kajian perbandingan telah menunjukkan bahawa sumber nitrogen dalam medium kultur mempengaruhi produktiviti dan komposisi mikroalga ini. Contohnya, kajian dengan Chaetoceros muelleri, Thalassiosira weissflogii, Isochrysis sp., dan Tetraselmis suecica telah menunjukkan bahawa urea dan baja seperti Nutrilake boleh mengubah kadar pembahagian, biojisim kering, kandungan protein, karbohidrat dan lipid, dengan tindak balas berbeza yang diperoleh bergantung pada spesies.
Kegunaan mikroalga dalam akuakultur: lebih daripada sekadar makanan
Kegunaan yang paling terkenal adalah sebagai makanan hidup bernilai tinggi , tetapi itu bukan semuanya. Mikroalga juga bertindak sebagai biopenapis, pengeluar oksigen, penjana bioproduk dan merupakan komponen utama dalam teknologi air hijau dan akuakultur simbiotik.
Memberi makan larva dan juvenil
Pada peringkat awal de peceskrustasea dan moluska, diet haruslah sangat berkhasiat dan mudah dihadamsatu prinsip utama dalam pemakanan akuakulturMikroalga membekalkan protein berkualiti baik, asid lemak politaktepu rantai panjang (EPA, DHA), vitamin dan pigmen yang penting untuk perkembangan organ, membran sel dan sistem saraf yang betul.
Dalam larvikultur udang marin (seperti Litopenaeus vannamei ), kultur Tetraselmis dan Isochrysis telah menjadi kunci untuk mencapai kadar kemandirian yang tinggi dari peringkat zoea III hingga peringkat pasca-larva. Mikroalga ini membekalkan EPA (C20:5) dan DHA (C22:6), asid lemak yang tidak terdapat dalam sumber daratan dan penting untuk pertumbuhan yang sihat dalam persekitaran marin.
Ia juga digunakan sebagai makanan tambahan dalam makanan ikan juvana dan dewasa , sama ada didehidrasi secara langsung atau dimasukkan ke dalam makanan atau konsentrat. Campuran Spirulina, Nannochloropsis atau diatom ditambah untuk meningkatkan warna, pertambahan berat badan, tindak balas imun dan kualiti fillet.
Penambahbaikan dan kawalan kualiti air
Mikroalga bertindak sebagai penulen biologi : ia menangkap nitrat dan fosfat daripada air, dua nutrien yang, secara berlebihan, menyebabkan eutrofikasi dan percambahan alga yang tidak diingini yang tidak terkawal. Mengintegrasikannya ke dalam sistem mengurangkan pengumpulan sebatian nitrogen dan fosforus, sekali gus mengekalkan persekitaran yang lebih stabil untuk haiwan ternakan.
Melalui fotosintesis, mikroorganisma ini menghasilkan oksigen dan menggunakan COâ‚‚ , membantu mengekalkan tahap oksigen terlarut yang boleh diterima pada siang hari dan sebahagiannya menampan fluks karbon dioksida. Walau bagaimanapun, kesan ini mempunyai dua sisi: biojisim yang berlebihan boleh menyebabkan anoksia malam yang teruk dan turun naik pH, seperti yang akan kita lihat kemudian dalam bahagian tentang air hijau.
Biopenapisan dan penulenan air
Dalam sistem yang lebih berteknologi maju, mikroalga digabungkan sebagai biopenapis dalam litar kitaran semula . Tujuannya adalah untuk menyingkirkan nutrien terlarut, logam berat tertentu dan sebahagian daripada beban organik, sekali gus mengurangkan keperluan untuk pertukaran air yang besar.
Telah ditunjukkan bahawa sesetengah spesies boleh mengekalkan logam berat dan mengurangkan populasi bakteria patogen dengan bersaing untuk mendapatkan nutrien atau menghasilkan metabolit antimikrob. Dalam sistem akuakultur yang mengitar semula (RAS) dan kolam yang disambungkan kepada fotobioreaktor, ini menghasilkan beban mikrob yang tidak diingini yang lebih rendah dan kurang efluen pencemar.
Pengeluaran bioproduk bernilai tinggi
Walaupun ia bukan kegunaan utama dalam ladang de pecesAkuakultur mikroalga semakin dikaitkan dengan biopenapisan algaDaripada biojisim yang dihasilkan, minyak yang kaya dengan omega-3, pigmen karotenoid, antioksidan, polisakarida dan sebatian lain yang menarik untuk makanan ternakan premium, baja, biobahan api dan aplikasi farmaseutikal boleh diekstrak.
Projek Eropah SABANA (Biorefinery Alga Lestari untuk Pertanian dan Akuakultur) telah menunjukkan pada skala perindustrian daya maju penanaman mikroalga menggunakan air sisa bandar dan pertanian serta air laut , mengintegrasikan penulenan air dengan pengeluaran produk nilai tambah: makanan ikan, baja organik dan biobahan api. Pendekatan ini sangat sesuai dengan bioekonomi kitaran dan mengingatkan model pemberdayaan alga di Boiro : mengurangkan pelepasan, meningkatkan kualiti air dan mewujudkan pekerjaan di kawasan pesisir pantai.
Penanaman mikroalga: sistem, media dan parameter utama
Salah satu tarikan utama mikroalga ialah kadar pertumbuhannya yang sangat tinggi dan keupayaannya untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran yang sangat pelbagai. Di bawah keadaan optimum, sesetengah spesies boleh menggandakan biojisim mereka dalam masa beberapa jam, membolehkan pengeluaran berterusan yang disesuaikan dengan keperluan ladang.
Sistem terbuka dan fotobioreaktor tertutup
Kultur boleh dianjurkan dalam sistem terbuka (kolam cetek, lagun desa, tangki konkrit, beg luar yang besar) atau dalam sistem tertutup (fotobioreaktor tiub, fotobioreaktor panel rata, beg steril, kelalang makmal). Setiap pilihan mempunyai kelebihan dan kekurangannya.
- Dalam sistem terbuka Mereka memanfaatkan cahaya matahari, memerlukan pelaburan awal yang lebih sedikit, dan sesuai untuk iklim panas dengan sinaran suria yang baik. Walau bagaimanapun, mengekalkan monokultur tulen, mengawal pencemaran daripada alga atau protozoa lain, dan mengawal parameter seperti suhu dan kemasinan dengan teliti adalah lebih mencabar.
- The fotobioreaktor tertutup Ia membolehkan kawalan ketat terhadap cahaya, suhu, nutrien, pH dan pengudaraan. Ia merupakan pilihan yang diutamakan untuk kultur aksenik, fasa pengeluaran inokulum dan percubaan eksperimen. Kelemahan utamanya ialah kos pemasangan dan operasi, terutamanya apabila pencahayaan buatan digunakan.
Dalam praktiknya, banyak kemudahan menggabungkan isipadu kecil yang terkawal di makmal (untuk memastikan strain tulen dan menghasilkan inokulum) dengan tangki yang lebih besar atau kolam desa untuk penanaman besar-besaran yang bertujuan untuk memberi makan larva atau mendapatkan biojisim untuk kegunaan lain.
Parameter fizikal: cahaya, suhu, pengudaraan dan kedalaman
Agar penanaman berjaya, beberapa parameter perlu diselaraskan dengan teliti. Pencahayaan biasanya ditetapkan antara 2.000 dan 4.000 lux untuk kebanyakan spesies, dengan fotokala bermula daripada pencahayaan berterusan (untuk memaksimumkan kadar pembahagian) hingga kitaran siang/malam yang serupa dengan cahaya semula jadi, yang menggalakkan pertumbuhan yang lebih stabil dan sihat.
Suhu optimum berbeza -beza bergantung pada kumpulan: banyak diatom tumbuh paling baik antara 15 dan 20 °C dan hanya sedikit yang bertolak ansur dengan suhu lebih daripada 28 °C, manakala sesetengah klorofit seperti Chlorella boleh bertolak ansur dengan julat yang luas (kira-kira 12,5–30 °C dalam kultur luar). Kedalaman tangki adalah penting untuk penembusan cahaya yang mencukupi; dalam sistem yang sangat dalam, lapisan bawah mungkin hampir keseluruhannya berada dalam kegelapan.
Pengudaraan membantu menghomogenkan nutrien, mencegah pemendapan dan membekalkan COâ‚‚. Dalam kultur berskala besar , disyorkan untuk menyuntik sejumlah kecil COâ‚‚ (sekitar 0,5%) untuk meningkatkan fotosintesis dan menstabilkan pH. Bentuk bekas juga memainkan peranan: dalam beberapa tangki yang direka bentuk dengan buruk, diatom cenderung terkumpul di kawasan pergolakan rendah, memperlahankan pertumbuhan keseluruhan.
Keperluan kimia dan media kultur
Selain cahaya dan COâ‚‚, mikroalga memerlukan satu set makronutrien dan mikronutrien yang mesti disesuaikan dengan setiap spesies dan sistem. Makronutrien penting termasuk karbon, nitrogen (dalam bentuk nitrat, ammonium atau urea), fosforus, silikon (untuk diatom), magnesium, kalium, kalsium dan sulfur. Unsur surih seperti besi, zink, mangan, kuprum, molibdenum, boron dan kobalt diperlukan dalam kepekatan yang jauh lebih rendah tetapi sama pentingnya.
Bagi memastikan komposisi medium yang konsisten, pelbagai formulasi standard telah dibangunkan untuk kultur air laut dan air tawar yang diperkaya. Media yang terkenal termasuk CHU 10, Miguel (Allen-Nelson), Erd-Schreiber, Yashima dan pengubahsuaiannya, formulasi Guillard (f/2 dan varian), MET 44 untuk Bacillariophyceae, dan media air tawar khusus dengan makronutrien, mikronutrien, vitamin dan penimbal jenis Tris. Setiap satu lebih sesuai untuk kumpulan tertentu (klorofit, krisofit, diatom, dll.) dan keadaan kultur.
Dalam pengeluaran komersial berskala besar, adalah amalan biasa untuk memperkayakan air laut dengan baja pertanian (urea, triple fosfat, ammonium nitrat) kerana kosnya yang rendah, atau menggunakan pembajaan organik di kolam desa yang bertujuan untuk spesies herbivor seperti ikan kap. Perkara penting adalah untuk mengimbangi nisbah N:P:K dan memastikan tiada kekurangan mikronutrien utama.
Kaedah pengasingan, penulenan dan kawalan bakteriologi
Untuk mendapatkan kultur yang boleh dipercayai, pelbagai teknik pengasingan dan penulenan strain digunakan . Antara yang paling biasa digunakan ialah pemipetan kapilari di bawah mikroskop (untuk memilih sel individu yang lebih besar daripada 10 μm), coretan plat agar dengan media khusus untuk mikroalga, dan pencairan bersiri yang digabungkan dengan subkultur klonal untuk mendapatkan monokultur.
Penulenan sering dilengkapi dengan penggunaan antibiotik yang teliti untuk mengurangkan beban bakteria tanpa merosakkan alga secara berlebihan. Untuk memantau kehadiran bakteria, media seperti medium Zobell digunakan, menyuntik sampel dalam piring Petri dan memerhatikan pertumbuhannya. Berdasarkan corak koloni, dapat ditentukan sama ada rawatan lanjut diperlukan atau sama ada kultur tersebut sihat.
Kaedah pensterilan dan pembasmian kuman
Mengekalkan peralatan penanaman dan air bebas daripada bahan cemar adalah penting. Dalam akuakultur mikroalga, kaedah pensterilan kimia dan fizikal digabungkan . Antara kaedah kimia, natrium hipoklorit digunakan untuk membasmi kuman bekas dan air laut (kemudiannya dineutralkan dengan tiosulfat), formaldehid digunakan untuk merawat kemudahan yang sangat tercemar, dan larutan etil alkohol 70% digunakan untuk barangan kaca dan peralatan makmal.
Berkenaan kaedah fizikal, haba lembap Aplikasi sekejap-sekejap (tyndallization) dan autoklaf merupakan alat klasik untuk media kultur, vitamin dan barangan kaca. Penapisan menggunakan membran (0,45–5 μm) atau kartrij sintetik digunakan untuk kedua-dua media dan sistem pengudaraan. Dan radiasi ultra ungu Ia telah terbukti sebagai sumber yang sangat berguna untuk membasmi kuman air laut dan mengurangkan beban bakteria secara drastik di ladang ikan. de pecestiram dan tanaman mikroalga.
Banyak kajian telah mengukur pengurangan bakteria dan virus sebagai fungsi dos UV (μW·s/cm²) , menunjukkan kecekapan hampir 100% dalam kadar aliran dan konfigurasi sistem peredaran semula, tangki simpanan dan unit rawatan efluen yang berbeza.
Jenis penanaman: statik, separa berterusan dan berterusan
Bergantung pada keperluan ladang dan skala pengeluaran, beberapa skim operasi digunakan :
- Penanaman statikIsipadu diinokulasi, dibiarkan membesar ke fasa eksponen atau kepadatan sasaran, dan kemudian keseluruhan kandungan dituai. Ini adalah pendekatan biasa untuk menjana inokulum atau menggunakan keseluruhan isipadu sebagai makanan pada masa tertentu.
- Penanaman separa berterusanSebahagian kecil daripada isipadu dituai secara berkala dan diisi semula dengan medium segar, mengekalkan ketumpatan dalam julat tertentu. Sistem ini digunakan secara meluas untuk menyediakan bekalan larva dan organisma yang memakan penapis secara berterusan, melaraskan kadar pencairan untuk memaksimumkan pengeluaran yang mampan.
- Penanaman berterusan (Turbidostat, kemostat): input dan output medium dan kultur yang berterusan, mengekalkan isipadu dan ketumpatan yang stabil dalam keseimbangan dinamik. Memerlukan kawalan yang lebih besar, tetapi menyediakan biojisim yang sangat seragam.
Model matematik seperti Monod dan Droop telah digunakan untuk menggambarkan hubungan antara ketumpatan sel, kadar pencairan dan hasil dalam kultur separa berterusan spesies seperti Tetraselmis suecica, Isochrysis galbana dan Chlorella saccharophila. Kadar pencairan optimum ditentukan daripada lengkung pengeluaran parabola, memaksimumkan biojisim yang boleh dituai sambil mengekalkan kultur yang stabil.
Air hijau dalam akuakultur: kelebihan, risiko dan hubungan dengan akuakultur simbiotik
Istilah "air hijau" digunakan secara meluas dalam akuakultur kos rendah yang ekstensif dan intensif. Ia merujuk kepada jasad air (kolam, lagun, tangki luar bandar) yang didominasi oleh komuniti mikroalga yang memberikan air warna hijau yang pekat disebabkan oleh klorofil.
Dari sudut pandangan praktikal, air hijau boleh dijana dalam dua cara utama: melalui penanaman makmal terkawal dan pemindahan ke sistem penanaman, atau dengan menggalakkan pertumbuhan fitoplankton di dalam kolam itu sendiri melalui pembajaan dan pengurusan pertukaran air.
Air hijau yang dihasilkan di makmal
Pendekatan ini melibatkan kerja dalam tangki kecil atau beg plastik yang tertutup rapat , di mana spesies tertentu dipilih (contohnya, Tetraselmis sp. dan Isochrysis sp. untuk larva udang) dan cahaya, suhu dan nutrien dikawal selia menggunakan media kultur terpilih. Hasilnya ialah air yang kaya dengan mikroalga yang bermanfaat dan agak bebas daripada bahan cemar.
Jenis air hijau ini penting untuk mencapai kejayaan dalam pembiakan spesies utama seperti Litopenaeus vannamei, kerana ia membolehkan penyediaan EPA dan DHA dalam perkadaran yang sesuai dan dengan saiz sel yang sesuai untuk peringkat larva yang berbeza.
Air hijau yang dihasilkan di luar rumah
Pendekatan kedua adalah lebih desa dan ekonomik. Ia melibatkan pengurusan pertukaran air dan pembajaan di kolam atau tangki luar bandar dengan cara yang menggalakkan pertumbuhan fitoplankton yang berlaku secara semula jadi. Tiada spesies tertentu dipilih: nutrien (nitrogen, fosforus, kalium dan mikronutrien) ditambah dan mikroalga asli dibenarkan untuk membiak.
Sistem ini sering didominasi oleh genera oportunistik seperti Chlorella , yang mudah menggunakan nutrien yang disediakan oleh amalan pengurusan budidaya. Hasilnya boleh menjadi sumber makanan semula jadi yang banyak untuk tilapia, udang penaeid dan spesies planktivor atau omnivor lain yang memakan sebahagian besar plankton.
Batasan pemakanan dan risiko alam sekitar air hijau
Walaupun mikroalga merupakan sumber asid lemak penting yang sangat baik , air hijau, yang dianggap sebagai satu-satunya sumber trofik, sering kekurangan protein yang mudah dihadam dan nutrien lain yang disediakan oleh bakteria dan zooplankton yang berkaitan dengan teknologi bioflok. Bioflok menggabungkan bahan bakteria (dengan kandungan protein 43-50%), mikroalga, protozoa, mikrokrustasea, rotifera dan nematod, menghasilkan "koktel" yang lebih seimbang.
Tambahan pula, kepekatan mikroalga yang berlebihan boleh mencetuskan kejadian anoksia malamPada siang hari, alga menghasilkan oksigen, tetapi pada waktu malam, apabila fotosintesis berhenti, ia menggunakan oksigen untuk bernafas. Jika biojisim sangat tinggi, kepekatan oksigen boleh menurun di bawah 2 mg/L dalam beberapa jam, menyebabkan kematian besar-besaran. de peces atau udang.
Satu lagi masalah biasa ialah turun naik pH yang kuat . Pada siang hari, mikroalga mengambil COâ‚‚ dan bikarbonat, sekali gus mengurangkan penghasilan asid karbonik dan meningkatkan pH. Pada waktu malam, tanpa fotosintesis, COâ‚‚ terkumpul dan pH menurun dengan mendadak. Variasi ini menjejaskan metabolisme haiwan dan proses mikrob utama, seperti nitrifikasi. Tambahan pula, penggunaan alkaliniti yang berterusan boleh menghalang pengerasan eksoskeleton dalam udang, menjadikan mereka lebih terdedah kepada kanibalisme dan patogen.
Dalam situasi yang ekstrem, episod "kematian mengejut" boleh berlaku . Perubahan keadaan secara tiba-tiba (contohnya, hujan lebat yang mengubah pH dan kemasinan) boleh menyebabkan kematian besar-besaran mikroalga; ia tenggelam ke dasar dan penguraian seterusnya menghasilkan lapisan anoksik, menghasilkan hidrogen sulfida dan menghasilkan koktel toksik yang membawa maut kepada udang dan ikan bentik. Simptom biasa ialah kolam yang menjadi lutsinar dalam masa beberapa jam, dengan haiwan mati terapung di permukaan.
Akuakultur simbiotik dan kawalan mikroalga menggunakan bioflok
Dalam sistem akuakultur simbiotik , seperti teknologi bioflok dan akuamimikri, matlamatnya adalah untuk komuniti bakteria dan konsortium mikroorganisma yang berkaitan untuk menguasai sistem dan mengawal perkembangan mikroalga. Bakteria menghasilkan, antara sebatian lain, enzim seperti selulase yang mampu melisiskan dinding sel banyak alga, menghalangnya daripada menguasai sepenuhnya persekitaran.
Dalam sistem ini, warna air biasanya berwarna coklat, kehijauan-coklatan, atau berwarna kopi , tidak pernah berwarna hijau terang. Mikroalga terdapat, membentuk sebahagian daripada flok dan menyumbang kepada penyingkiran ammonia dan nitrat serta penghasilan oksigen, tetapi populasinya dikawal secara relatif oleh aktiviti mikrob dan rangkaian trofik biofloc yang kompleks.
Inovasi, peredaran semula dan projek besar dengan mikroalga
Di luar pusat penetasan tradisional, akuakultur mikroalga sedang memasuki fasa di mana kecekapan dalam penggunaan air, nutrien dan tenaga diutamakan . Satu contoh yang jelas ialah kerja yang dibangunkan di Kepulauan Canary dengan Tetraselmis striata dalam tangki luar sehingga 10.000 liter yang dikendalikan dalam mod separa berterusan.
Dalam kajian ini , 100% medium kultur telah dikitar semula selama dua bulan selepas penuaian, menggunakan semula supernatan sentrifugasi secara langsung tanpa rawatan tambahan. Tiada perbezaan ketara yang diperhatikan dalam produktiviti, komposisi biokimia atau kualiti mikrobiologi berbanding kultur dengan air tawar, menunjukkan kebolehlaksanaan teknikal model kitaran semula yang hampir lengkap.
Pada peringkat perindustrian, strategi ini membolehkan pengurangan sehingga 84% dalam jumlah efluen yang dijana dan penurunan kira-kira 51% dalam tenaga yang berkaitan dengan pengepaman air laut, yang bersamaan dengan pengurangan kira-kira 7,5% dalam jumlah penggunaan tenaga proses pengeluaran. Produktiviti luar mencapai kira-kira 43,7 tan sehektar setahun, dengan kandungan protein melebihi 50% secara bebas abu, menjadikannya sangat menarik untuk makanan akuakultur.
Tambahan pula, biojisim yang diperoleh memenuhi piawaian keselamatan Eropah untuk logam berat dan kualiti mikrobiologi untuk kegunaan haiwan dan, berpotensi, manusia. Di kemudahan seluas kira-kira 10 hektar, model jenis ini akan menghalang pelepasan sekurang-kurangnya 3 tan nitrat dan 1 tan fosfat setahun, sekali gus mengukuhkan peranan akuakultur mikroalga sebagai penyelesaian kepada masalah pencemaran nutrien.
Secara selari, projek seperti SABANA dan aktiviti pusat seperti ICMAN-CSIC , Pusat Teknologi Akuakultur Andalusia (CTAQUA) atau syarikat yang mengkhusus dalam fitoplankton marin menunjukkan bagaimana penyepaduan bioteknologi mikroalga, rawatan air sisa dan akuakultur menyatukan model bioekonomi kitaran pada skala serantau dan Eropah.
Realiti semasa ialah mikroalga telah menjadi alat utama dalam akuakultur: ia membolehkan pemakanan larva yang memerlukan banyak nutrien, menstabilkan sebahagian kualiti air, mengurangkan pelepasan air sisa, menggunakan hasil sampingan, menghasilkan sebatian bernilai tinggi dan menyokong sistem simbiotik yang lebih berdaya tahan. Cabarannya terletak pada penambahbaikan selanjutnya kaedah penanaman, kawalan dan peredaran semula, dan dalam melatih penternak ikan dalam amalan pengurusan yang memaksimumkan kelebihan mereka sambil meminimumkan risiko anoksia, ketidakseimbangan pH atau kematian besar-besaran yang berkaitan dengan kawalan fitoplankton yang lemah.
