การคัดเลือกหัวเชื้อไนตริไฟอิงแบคทีเรียเพื่อการประยุกต์ใช้กับตัวกรองชีวภาพสำหรับระบบน้ำหมุนเวียนของบ่อเพาะเลี้ยงกุ้งระบบปิด

Abstract

การคัดเลือกตัวกรองไนตริไฟอิงแบคทีเรียที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการบำบัดแอมโมเนียจากระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเค็มในสถานที่จริง 4 แหล่ง ได้แก่ (1) ระบบหมุนเวียนน้ำแบบปิดสำหรับใช้เลี้ยงกุ้งในโรงเรือน จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย (2) ถังบำบัดคุณภาพน้ำสำหรับตู้เลี้ยงปลาทะเล มหาวิทยาลัยบูรพา (3) บ่อดินเลี้ยงกุ้งกลางแจ้ง จังหวัดฉะเชิงเทรา และ (4) บ่อดินเลี้ยงหอยหวาน จังหวัดเพชรบุรี โดยการแช่ตัวกลางพลาสติก (R-190) ลงในระบบเลี้ยงสัตว์น้ำเป็นระยะเวลา 45 วัน พบว่าตัวกรองชีวภาพจากระบบหมุนเวียนน้ำแบบปิดสำหรับใช้เลี้ยงกุ้ง จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย มีอัตราการบำบัดแอมโมเนียเฉลี่ยสูงที่สุด คือ มีค่าเฉลี่ย 47.20+-1.86 มก.แอมโมเนียไนโตรเจน/ตร.ม./วัน ซึ่งสูงกว่าตัวกรองจากแหล่งอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ (P < 0.05) จึงคัดเลือกตัวกรองจากแหล่งดังกล่าวเพื่อศึกษาระดับความเข้มข้นแอมโมเนียที่มีผลต่อการเก็บรักษาตัวกรองไนตริฟิเคชันระยะยาวในห้องปฏิบัติการ โดยภายหลังการบ่มตัวกรองเป็นเวลา 3 - 6 เดือนที่ความเข้มข้นของแอมโมเนียต่างๆ กันได้แก่ 0 0.5 2 และ 10 มก.ไนโตรเจน/ล. แล้วสุ่มมาวิเคราะห์ พบว่าอัตราการบำบัดแอมโมเนียมีค่าอยู่ในช่วง 30-120 มก.แอมโมเนียไนโตรเจน/ตร.ม./วัน โดยการเพิ่มเวลาและความเข้มข้นของแอมโมเนียที่ใช้ในการบ่มตัวกรองมีผลร่วมกันที่จะทำให้อัตราการบำบัดแอมโมเนียเพิ่มสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ผลการเปรียบเทียบประสิทธิภาพตัวกรองในการควบคุมคุมคุณภาพน้ำในถังเลี้ยงกุ้งที่มีการจำลองสภาวะเหมือนจริงของระบบบ่อไร้ดินกลางแจ้ง ระหว่างถังควบคุมที่ไม่ติดตั้งตัวกรองชีวภาพ ถังควบคุมที่ติดตั้งตัวกรองชีวภาพใหม่ และถังทดลองที่ติดตั้งตัวกรองชีวภาพที่ผ่านการตรึงหัวเชื้อจากระบบหมุนเวียนน้ำแบบปิดสำหรับใช้เลี้ยงกุ้ง จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โดยทำการเลี้ยงกุ้งขาวแวนนาไมที่มีน้ำหนักเฉลี่ย 7.29+-1.80 ก. ความหนาแน่น 47 ตัว/ตร.ม. ในน้ำทะเลความเค็ม 30 พีเอสยู ปริมาตร 450 ลิตร ปรับค่าความเป็นด่างของน้ำให้มีค่า 150 มก./ล. เป็นระยะเวลา 90 วัน โดยไม่มีการเปลี่ยนถ่ายน้ำ พบว่าตัวกรองชีวภาพที่ผ่านการตรึงเชื้อไนตริไฟอิงแบคทีเรียมาล่วงหน้าสามารถควบคุมคุณภาพน้ำในถังเลี้ยงกุ้งชุดทดลองได้อย่างมีประสิทธิภาพและให้ผลผลิตกุ้งที่มีอัตราการเจริญเติบโตและอัตราการรอดสูงสุด โดยน้ำในถังมีปริมาณแอมโมเนียและไนไตรต์เฉลี่ย 0.25+-0.45 และ 0.80+-1.32 มก.ไนโตรเจน/ล. ตามลำดับ ตัวกรองชีวภาพมีอัตราการบำบัดแอมโมเนียสูงสุด 142.40+-3.28 มก.แอมโมเนียไนโตรเจน/ตร.ม./วัน โดยเมื่อนำตัวกรองชีวภาพทั้งหมดที่ตรึงหัวเชื้อจากแหล่งต่างๆ มาทำการศึกษาเปรียบเทียบความหลากหลายของกลุ่มจุลินทรีย์บนพื้นผิวด้วยเทคนิค PCR-DGGE พบว่าองค์ประกอบชนิดของจุลินทรีย์จากระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเค็มแบบต่างๆ มีความคล้ายคลึงกัน แต่เมื่อนำมาเพิ่มจำนวนโดยการตรึงหัวเชื้อไนตริฟิเคชันในสภาวะห้องปฏิบัติการจะมีผลให้องค์ประกอบชนิดของ AOB บนตัวกรองเปลี่ยนไปจากเดิม ซึ่งภายหลังการนำหัวเชื้อดังกล่าวที่ทำการตรึงในห้องปฏิบัติการไปใช้ในการบำบัดน้ำในถังเลี้ยงกุ้ง พบว่าองค์ประกอบชนิดของ AOB จะเปลี่ยนแปลงไปเป็นชนิดของ AOB ที่มีอยู่ตามธรรมชาติภายในถังทดลอง