1- بدون شک گسترش تولیدات آبزی‌پروری، به دلیل فشارهای محیط زیستی ناشی از تأثیر آلوده کننده پساب این صنعت بر منابع آبی و وابستگی شدید به روغن و آرد ماهی در تغذیه آبزیان، محدود خواهد شد. امروزه چنین به نظر می‌رسد که استفاده از تکنولوژی بیوفلاک در این صنعت هر دو مشکل را به‌صورت یکجا حل می‌کند؛ هم مواد مغذی را از پیکره های آبی جدا مینماید و هم از آن در جهت تولید زی‌توده باکتریایی (پروتئین میکروبی) استفاده می‌کند که به‌طور مستقیم و به‌عنوان غذای اضافی مورد تغذیه آبزیان پرورشی قرار خواهد گرفت و از این طریق ضریب تبدیل غذا و متعاقب آن هزینه تولید را کاهش می‌دهد. درک و فهم پایه ای از فلاکه شدن توده‌ای بسیار ضروری است و می‌تواند در بهینه‌سازی تجربیات مؤثر باشد. ارگانیسم های موجود در فلاک ها حتی از فیتوپلانکتون ها بهتر و سریع تر خورده، هضم و جذب می‌شوند که با توجه به تشکیل توده‌های فلاک در سیستم‌های آبزی‌پروری غیر متراکم و یا متراکم به ترتیب با نسبت وزنی 1/0 تا 10 گرم در هر مترمکعب، از مزیت بالایی برخوردار است.
2- سیستم بیوفلاک
بیوفلاک به ذرات ماکروسکوپی متشکل از باکتری‌ها، دیاتومه‌ها، جلبک، ذرات غذایی و ارگانیسم‌های مرده گفته می‌شود. بیوفلاک ها در سیستم‌های پرورشی دو نقش اساسی ایفا می‌کنند 1- حفظ کیفیت آب به کمک جذب ترکیبات نیتروژن دار و در نتیجه کاهش نیاز به تعویض آب تا نزدیک به صفر درصد 2- تولید پروتئین میکروبی قابل‌مصرف برای آبزی (کاهش ضریب تبدیل غذایی). در این سیستم با تولید باکتری‌های بیوفلاک درون استخرهای پرورشی و ایجاد بیومس باکتریایی، مواد زائد ناشی از فضولات و غذاهای خورده شده باز جذب یا حذف می‌شوند. به عبارتی دیگر در این سیستم به کمک اضافه کردن مقدار مشخصی مواد کربوهیدراتی به آب نسبت کربن به نیتروژن افزایش می‌یابد و در یک تعادل مناسب قرار می‌گیرد. در این روش جذب نیتروژن و عمل کاهش آمونیاک بسیار سریع‌تر از روش نیتریفیکاسیون (مورد استفاده در سیستم‌های مداربسته) انجام می‌گیرد؛ به این دلیل که سرعت رشد و تولید بیومس میکروبی برای باکتری‌های هتروتروف حدود 10 برابر بیشتر از باکتری‌های نیتریفیکاسیون کننده یا اتوتروف ها می‌باشند (۱).
3- مزایای استفاده از سیستم بیوفلاک
3-1- تغذیه
تلاش تکنولوژی بیوفلاک در جهت کاهش تعویض آب استخرهای پرورشی تا حد صفر، هدفی است که محققان به دنبال آن هستند که در کنار ارزش افزوده بیوفلاک در جهت کاهش غذای مصرفی نیز کاملاً چشمگیر می‌باشد. تغذیه یکی از مهم‌ترین ارکان آبزی‌پروری است که با تأمین پودر و روغن ماهی به‌عنوان دو نهاد اصلی غذایی، اسیدهای آمینه و چرب ضروری به‌خوبی تأمین شده است. برآورد شده است که در هر 5-1 کیلوگرم ماهی صید شده از آب‌های آزاد، یک کیلوگرم ماهی پرورشی زنده تولید می‌شود. بدیهی است که این روش غیرمسئولانه و ناپایدار است و استفاده از جایگزین‌ها و زی‌توده‌های جدید (ریز جلبک‌ها و باکتری‌های هتروتروف) که می‌توانند در پساب غنی از مواد غذایی آب خروجی آبزی‌پروری به‌راحتی کشت داده شوند، یکی از روش‌های پیشنهادی برای تولید پایدار و مسئولانه خواهد بود. از این زی‌توده جدید به‌عنوان غذای آلترناتیو استفاده می‌شود از این منظر ترکیب غذایی بیوفلاک نقش مهمی در اقتصاد و سلامتی تولید خواهد داشت (۲).
3-2- کاهش هزینه‌های تولید
به نظر می‌رسد استفاده از بیوفلاک در آبزی‌پروری از ۱/۱ تا 2/0 یورو به ترتیب در روش‌های معمول آبزی‌پروری و روش استفاده از فیلترهای شنی، کاهش هزینه‌های تولید را به همراه داشته باشد. از طرف دیگر می‌تواند 50-40 درصد هزینه‌های غذا را نیز بپوشاند. Crab در سال 2010 اظهار داشت با استفاده از سیستم بیوفلاک جهت پرورش آبزیان می‌توان 20-10 درصد هزینه‌های تولید را کاهش داد (۲ و ۴).
3-3- ایمنی زیستی
با توجه به افزایش جمعیت، روش متراکم پرورش آبزیان و بالابردن بازدهی تولید یکی از اهداف مهم صنعت آبزی‌پروری است. با این حال، این سیستم خطر ابتلا به عوامل بیماری‌زا را افزایش می‌دهد و پیشگیری از بروز این عوامل نقش مهمی در اقتصاد آبزی‌پروری دارد. استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها باعث مقاومت بسیاری از باکتری‌های بیماری‌زا می‌شود. علاوه بر این، آنتی‌بیوتیک‌ها تأثیر طولانی‌مدت در کنترل عوامل بیماری‌زا را ندارند. طبق مطالعات Crab در سال 2010، قابلیت بیوفلاک جهت مقابله با عوامل بیماری‌زا در مقایسه با دیگر سیستم‌های پرورش آبزیان، بیانگر موفقیت این فناوری در صنعت آبزی‌پروری است. در تحقیقی بالاترین تلفات پس از رویارویی با باکتری بیماری‌زای Aeromonas hdrophila در ماهیان گروه شاهد ثبت گردید، در حالیکه سایر تیمارها که از بیوفلاک استفاده شده بود تلفاتی مشاهده نشد. عوامل مختلفی می‌تواند در کاهش میزان تلفات ماهیان تیمارهای مطالعه شده در این سیستم دخالت داشته باشند، از جمله کاهش ورود عوامل خارجی در آب، عوامل بیماری‌زا، کاهش تغییرات محیطی، وجود عوامل پروبیوتیکی، برخی مواد مغذی تقویت کننده سیستم ایمنی ماهی (۴).
3-4- پرورش آبزیان با حداقل تبادل آب
گزارشات حاکی از آن است که در سیستم آبزی‌پروری به‌طور میانگین 25 درصد (11 تا 36 درصد) از نیتروژن مصرف شده به بیوماس ماهی تبدیل می‌شود و باقیمانده به شکل آمونیاک و نیتروژن آلی در مدفوع و غذای نخورده شده از دست می‌رود. تجمع آمونیاک در سیستم آبزی‌پروری برای ماهی سمی بوده و غلظت بالای آمونیاک می‌تواند باعث افزایش تلفات، کاهش رشد و انواع اختلالات فیزیولوژیکی در ماهی گردد. لذا جهت حفظ کیفیت آب و کنترل مواد دفعی نیتروژنی در بیشتر سیستم‌های آبزی‌پروری، تبادل آب استخر پرورشی با آب تازه صورت می‌گیرد که این تبادل آب، مشکلات زیست‌محیطی و هزینه‌های بالای پمپ کردن به‌منظور برگشت آب را به همراه دارد. میزان تبادل آب از 250 درصد در روز برای سیستم‌های گسترده تا 2 الی 10 درصد در روز برای سیستم متراکم متغیر است. تأثیرات منفی سیستم پرورش آبزیان بر محیط‌زیست، زمینه را برای توسعه سیستم‌های آبزی‌پروری با حداقل تبادل آب ایجاد کرد. با کاهش یا عدم تبادل آب علی‌الخصوص در سیستم بازگردشی (RAS) رهاسازی مواد مغذی و عوامل بیماری‌زا به محیط آبی کاهش یا حذف خواهد شد. سیستم بیوفلاک یک نوع منحصربه‌فرد از سیستم بازگردشی آب می‌باشد که جمعیت میکروجلبک های معلق، باکتری‌های اتوتروفیک و هتروتروفیک را در سیستم پرورش با آب محدود حفظ می‌کند. سیستم بیوفلاک اثرات سودمند و مهمی روی سیستم‌های پرورشی مانند بهبود کیفیت آب از طریق حذف ترکیبات نیتروژنی سمی (آمونیاک و نیتریت)، بهبود مصرف غذایی و عملکرد رشد آبزیان از طریق تولید طبیعی ایجاد می‌کند که شامل مصرف فتواتوتروفیک توسط جلبک‌ها، تبدیل نیتروژن آمونیاکی به نیتروژن نیتراتی توسط باکتری‌های شیمیواتوتروفیک و هضم مستقیم نیتروژن آمونیاکی و تبدیل آن به بیوماس باکتریایی توسط باکتری‌های هتروتروفیک می‌باشد (۳).
4- شرایط مناسب برای عملکرد بیوفلاک
4-1- هوادهی و جابجایی آب
حرکت آب در سیستم‌های بیوفلاک بسیار مهم و ضروری است. جابجایی و حرکت آب برای معلق نگه‌داشتن ذرات مهم و ضروری است، زیرا اگر ذرات بیوفلاک ته‌نشین شوند بخش‌های بی‌هوازی در میان لجن‌های کف ایجاد می‌شود که می‌تواند تولید آمونیاک، متان و سولفید هیدروژن کند. حفظ اکسیژن محلول نیز از موارد مهم و اساسی در عملکرد درست این سیستم است. چگالی آب در حالت هوادهی و وجود حباب‌های هوا در ستون آب، کمتر از حالت ساکن (بدون هوادهی) است. این امر باعث کشش آب از کف به سطح می‌شود تا از رسوب و لایه‌بندی آب جلوگیری شود. در این سیستم اکسیژن دهی و جابجایی آب به‌صورت توأم و با تجهیزات مشابه حاصل می‌شود (۱).
4-2-کنترل مواد معلق
میزان مواد جامد معلق در سیستم بیوفلاک از جمله پارامترهای مهم و ضروری در حفظ و کنترل شرایط پرورشی است. در این سیستم به دلیل ورود حجم زیادی از مواد غذایی و کربوهیدراتی و به دنبال آن تولید ذرات بیوفلاک و تعویض حداقلی آب، مقدار مواد جامد معلق به‌سرعت افزایش می‌یابد. در پرورش میگو mg/lit 500 -300 مواد معلق برای جذب آمونیاک و جلوگیری از مصرف بیش‌ازحد اکسیژن مناسب است. برای اندازه‌گیری تقریبی این مقدار در مزارع معمولاً از قیف‌های مدرجی به نام ایمهوف با استفاده از استوانه مدرج استفاده می‌شود (۱).
5- روش‌های استفاده از بیوفلاک
امروزه استفاده از بیوفلاک در سیستم‌های آبزی‌پروری به دو روش مستقیم و غیرمستقیم انجام می‌گیرد. در حالت مستقیم، نیتروژن وارد شده به آب از طریق غذا و مدفوع به‌عنوان منبع نیتروژن و با افزودن کربن مورد نیاز به آب استخر، توده بیوفلاک در همان استخر پرورشی تشکیل می‌شود و به‌طور مستقیم سبب بهبود کیفیت آب می‌شود. این روش بیشتر برای پرورش به روش نیمه متراکم کاربرد دارد. استفاده از بیوفلاک در حالت غیرمستقیم بیشتر برای روش‌های متراکم و فوق متراکم کاربرد دارد و در این حالت، توده‌های بیوفلاکی در یک مخزن مجزا از مخازن پرورشی تولید و سپس در دسترس آبزی قرار داده می‌شود (۵).
6- گونه‌های پرورشی مناسب برای سیستم بیوفلاک
مناسب‌ترین گونه برای پرورش در چنین سیستمی گونه‌هایی هستند که تحمل مقادیر بالایی از مواد معلق جامد و همچنین قابلیت تغذیه مستقیم از مواد معلق جامد و همچنین قابلیت تغذیه مستقیم از ذرات بیوفلاک را داشته باشند. گونه‌هایی مانند میگو و تیلاپیا از نظر فیزیولوژیکی توانایی سازگاری در این سیستم و قابلیت تغذیه و جذب پروتئین میکروبی را دارا هستند. در حال حاضر تمام سیستم‌های بیوفلاک در دنیا در حال پرورش میگو و کپور هستند (۲).
6-1- بیوفلاک در پرورش میگوهای دریایی
در پرورش میگوهای دریایی بخش عمده‌ای از نیتروژن و کربن موجود در جیره غذایی یا قبل از تغذیه یا از طریق مدفوع میگو، به آب وارد شده که سبب برهم زدن کیفیت آب استخر یا مخزن خواهد شد. با استفاده از فناوری بیوفلاک و تنظیم نسبت کربن به نیتروژن با تشکیل توده‌های زیستی بیوفلاک، این توده مورد مصرف میکروارگانیسم‌ها قرار می‌گیرند و این میکروارگانیسم‌ها به‌صورت توده پروتئینی مورد استفاده میگو و سایر آبزیان قرار می‌گیرد نسبت مناسب کربن به نیتروژن برای گسترش و رشد توده‌های بیوفلاک حدود 10 بیان‌شده است. این نسبت در جیره غذایی میگو با پروتئین ۳۵-۳۰ درصد حدود 10 می‌باشد که این نسبت برای رشد توده بیوفلاک بسیار مناسب خواهد بود. در مورد میگوی وانامی تا 29 درصد مصرف روزانه آب و غذای میگو در مرحله پیش پرواری می‌تواند از توده بیوفلاک تأمین شود. تحقیقات نشان داده است که حضور بیوفلاک در سیستم‌های پرورش میگو، رشد میگوی وانامی را تا 15 درصد افزایش و ضریب تبدیل غذایی را تا 40 درصد کاهش می‌دهد (۵).
6-2- بیوفلاک در پرورش ماهی تیلاپیا
امروزه تیلاپیا که به مرغ آبزی معروف شده است، در بسیاری از کشورهای جهان کشت می‌شود و از نرخ رشد سریعی برخوردار است. این نرخ رشد در سال‌های آینده نیز ادامه‌دار خواهد بود. از طرف دیگر بیش از 50 درصد هزینه‌های تولید به غذا برمی‌گردد؛ بنابراین رسیدن به آبزی‌پروری پایدار به‌شدت به منابع غذایی و مدیریت وابسته است. قطعاً این پایداری به دست نخواهد آمد، مگر آنکه از سهم ماهیان صید شده به‌عنوان پودر ماهی در غذای آبزیان پرورشی کاسته شود. ازآنجاکه استفاده از سیستم آبزی‌پروری در استخرهای خاکی به‌ویژه در کشورهای درحال‌توسعه رایج است، بهره‌گیری از تکنولوژی بیوفلاک می‌تواند بسیاری از مشکلات این صنعت را مرتفع نماید. در مورد ماهی تیلاپیا با بکار بردن بیوفلاک حجم تولید محصول ماهی 30 -20 کیلوگرم در هر مترمکعب خواهد بود. بدیهی است که نیاز به غذادهی افزایش‌یافته و تا 500 گرم در هر مترمکعب در روز خواهد رسید. در مورد پرورش متراکم تیلاپیا تا 155 تن ماهی در هکتار طی یک مرحله تولید گزارش‌شده است. در کنار افزایش تولید، کاهش FCR و کاهش پروتئین در جیره نیز بدست‌آمده است. همچنین اثر بیوفلاک در بهبود کیفیت آب برای تیلاپیا در شرایط سرد زمستان نیز ثابت گشته است (۲).این مطالب را از سایت هیدروفارم می خوانید.
6-3- بیوفلاک در پرورش کپور معمولی
با استفاده از بیوفلاک در پرورش کپور معمولی مصرف غذا حدود 50 درصد و مصرف آب حدود 99 درصد کاهش می‌یابد و میزان تعویض آب روزانه را حداقل 1 درصد گزارش کرده‌اند. مطالعات نشان داده که برای تولید هر کیلوگرم ماهی در سیستم بیوفلاک به‌طور متوسط 201 لیتر در کیلوگرم آب تازه نیاز است. بیوفلاک نقش مهمی در کاهش میزان مصرف آب ایفا می‌کند بطوریکه کاهش حدود 50 درصدی در تحقیقات انجام شده، مشاهده شده است. درمجموع با توجه به اثرات مثبت استفاده از بیوفلاک از جمله کاهش مصرف آب، زمین و غذا، کاهش اثرات زیان‌بار تخلیه آب در آبزی‌پروری در محیط‌زیست، افزایش مقاومت آبزیان در مقابل عوامل بیماری‌زا می‌توان استفاده از این سیستم را برای پرورش متراکم ماهی کپور معمولی توصیه نمود (۴).
7- فرصت‌های استفاده از سیستم بیوفلاک در ایران
در کشور ما استفاده از فناوری بیوفلاک در مقیاس تجاری انجام نگرفته است اما پتانسیل‌ها و فرصت‌های قابل‌توجهی برای بهره‌گیری از این سیستم در کشور وجود دارد. از جمله آن امکان استفاده از این تکنیک در پرورش میگوی وانامی در آب‌های لب‌شور داخلی و زمین‌های شور و بایر موجود در کشور است. به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد سیستم بیوفلاک مانند نیاز به تراکم بالا و کاهش خطر ورود بیماری‌ها، می‌توان آب‌های لب‌شور داخلی را به‌عنوان یکی از فرصت‌های قابل‌توجه در پرورش گونه وانامی دانست. همچنین به دلیل گسترش پرورش میگو در استان گلستان و توجه به ضرورت پیشگیری از بروز بیماری‌ها و اثرات مخرب زیست‌محیطی در بخش شمالی کشور، استفاده از روش‌های حداقل تعویض آب اجتناب‌ناپذیر است؛ تکنیک بیوفلاک قادر است این نگرانی‌ها را برطرف کند. از طرفی دیگر این سیستم می‌تواند به‌عنوان یکی از راهکارهای مؤثر و راهبردی برای امکان پرورش ماهی تیلاپیا در کشور باشد. به دلیل نگرانی از خطرات زیست‌محیطی ماهی تیلاپیا و امکان ورود این گونه به منابع آبی مانند رودخانه‌ها و دریاچه‌ها، پرورش این گونه در مناطق دوردست به‌صورت کاملاً کنترل شده و بدون تعویض آب با بهره‌گیری از این روش امکان‌پذیر است. این فناوری همچنین می‌تواند در ارتقا کیفی و کمی پرورش ماهیان گرمابی در استان‌های شمالی و جنوبی کشور مؤثر باشد (۱).
منابع:
1. عبدی راد، زکریا. قائدنیا، بابک. پرورش میگو با سیستم بیوفلاک، فصل‌نامه میگو و سخت‌پوستان، دوره ۱، شماره ۲، صفحات 15-12، 1394.
2. حافظیه، محمود. دادگر، شهرام. بیوفلاک و کاربرد آن در آبزی‌پروری، مجله آبزیان زینتی، سال ۳، شماره ۱، صفحات ۱۷-۷، ۱۳۹۵.
3. عظیمی، عظیم. جعفریان، حجت‌الله. هرسیج، محمد. قلی پ‍ُ‍ور، حسنا. پ‍اتیمار، رحمان. تأثیر نسبت‌های مختلف کربن به نیتروژن بر پارامترهای کیفی آب و عملکرد بچه ماهیان کپور معمولی (cyprinus carpio) در سیستم بیوفلاک، نشریه توسعه آبزی‌پروری، سال ۱۰، شماره 4، صفحات ۸۹-۷۵، ۱۳۹۵.
4. میرزایی، نوریه. محمدی آزرم، حمید. سیستم‌های نوین آبزی‌پروری (بیوفلاک)، چهارمین همایش ملی شیلات و آبزیان ایران، بندرعباس، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بندرعباس، ۱۳۹۵.
5. رضایی توابع، کامران. رفیعی، غلامرضا. تکثیر و پرورش میگوهای دریایی. چاپ اول. انتشارات دانشگاه تهران. 1395.