ارزیابی کربن آلی محلول (DOC) در استخرهای خاکی بچه ماهیان کپور معمولی (Cyprinus carpio) و علف خوار (Ctenopharyngoden idella) و ارتباط آن با کلروفیل آ، بار باکتریایی، مواد مغذی و رشد ماهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه شیلات، دانشکده علوم دامی و شیلات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

10.22034/aej.2021.136979

چکیده

این مطالعه جهت ارزیابی کربن آلی محلول (DOC) و ارتباط آن با بار باکتریایی، کلروفیل ­آ، مواد مغذی و رشد بچه ­ماهیان در 3 استخر نوزادگاهی کپور معمولی با مساحت ­های 3/5، 2/5 و 0/7 هکتار و 3 استخر نوزادگاهی کپور علف خوار با مساحت­ های 0/7، 0/9 و 1 هکتار واقع در روستای برارده حوالی شهرستان ساری انجام شد. نمونه ­برداری از پارامتر­های کیفی آب نظیر دما، اکسیژن محلولpH ، DOC، نیترات، ازت کل، آمونیاک (نیتروژن آمونیاکی کل=TAN)، فسفات، بار باکتریایی و کلروفیل ­آ به صورت هفته ­ای از ۴۵ سانتی­ متری سطح آب در بخش ­های ورودی و خروجی استخرها صورت گرفت. سپس روابط رگرسیونی میان کربن آلی محلول با پارامترهای مورد مطالعه و وزن کل بچه ­ماهیان در استخرهای پرورشی بررسی شد. نتایج حاکی از وجود برخی روابط معنی­ دار میان میانگین ماهانه DOC با مواد مغذی نظیر نیترات، فسفات و آمونیاک در بخش ­های ورودی و خروجی استخرهای پرورشی بود. میانگین ماهانه DOC با بیوماس بچه ­ماهیان کپور معمولی و علف خوار ارتباط معنی داری را نشان داد درحالی که ارتباط آن با میزان کلروفیل ­آ در بخش­ ورودی استخرهای پرورشی معنی­ دار و در بخش خروجی معنی ­دار نبود. هم چنین، DOC با بار باکتریایی در هر دو استخر کپور معمولی و علف خوار ارتباط معنی ­داری را نشان نداد. نتایج حاصل از مقایسه پارامترهای فیزیکوشیمیایی و زیستی در ماه ­های مختلف حاکی از تفاوت معنی­ داری میان برخی از فاکتورهای فیزیکوشیمیایی در ماه­ های مختلف بود (0/05>P).

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of dissolved organic carbon levels in earthen ponds of common and grass carps and its relationships with water bacterial load, chlorophyll a, nutrients, and fish growth

نویسندگان [English]

  • Mahbobeh Sayari
  • Mohammad Kazem Khalesi
  • Sarah Haghparast
  • Sohrab Eskandari Kohestan
Department of Fisheries, Animal Science and Fisheries Faculty, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari
چکیده [English]

This Study was conducted to evaluate dissolved organic carbon (DOC) and its relationship with bacterial load, chlorophyll a, nutrients, and fish growth in three larval ponds of common carp with areas of 3.5, 2.5, and 0.7 ha and three larval ponds of grass carp with areas of 0.7, 0.9, and 1 hectare located in Barardeh village, Sari city. Samples of water quality parameters such as temperature, oxygen, pH, DOC, nitrate, total nitrogen, ammonia, phosphate, bacterial, and chlorophyll a were taken weekly from 45 cm of water surface in inlet and outlet of the ponds. Regression relationships were then investigated between DOC and the studied parameters and fish biomass in the rearing ponds. The results showed that there were significant and non-significant relationships between the monthly averages of DOC and some nutrients such as nitrate, phosphate, and ammonia in inlets and outlets of the rearing ponds. The mean monthly DOC showed a significant relationship with the biomass values of common carp and grass carp, while its relationship with chlorophyll a content was significant in inlets but not in outlets of fishponds. In addition, DOC did not show a significant relationship with bacterial load in both common and grass carp ponds. Comparisions of physicochemical and biological parameters showed significant differences among months for some physicochemical parameters (p<0.05).

  1. بختیاری، ن.؛ فرهادیان، ا.؛ محبوبی­ صوفیانی، ن. و محمدی، م.، ۱۳۹۱ .بررسی ترکیب فیتوپلانکتون ­ها و زئوپلانکتون­ های استخرهای خاکی پرورش میگوی پاسفید. مجله منایع طبیعی ایران. شماره ۶۵، سال ۳، صفحات ۲۵۷ تا ۲۶۹.
  2. تاج­ دینیان، ع.، ۱۳۹۶. بررسی بار مواد آلی و کیفیت آب در استخرهای یک و دو هکتاری مجتمع پرورش ماهیان گرمابی شهید احمدیان خرمشهر. پایان­ نامه کارشناسی ­ارشد، دانشگاه علوم فنون دریایی خرمشهر. ۷۸صفحه.
  3. رضایی­ تبار، س.؛ اسماعیلی ­ساری، ع.؛ بهرامی ­فر، ن. و رمضان پور، ز.، ۱۳۹۶. ارزیابی کیفیت آب استخرهای پرورش ماهی در شمال ایران. فصلنامه علوم تکثیر و آبزی پروری. شماره ۴، سال ۱۳، صفحات ۲۳ تا ۴۴.
  4. رفیعی، غ.ر.، ۱۳۹۷. تنظیم نسبت ­های مختلف کربن به نیتروژن ورودی به سازگان مداربسته پرورش از طریق غذا و ملاس برای تولید بیوفلاک و بررسی شاخص ­های رشد ماهی فیتوفاگ و کیفیت آب. فصلنامه محیط زیست جانوری. شماره ۳، سال ۱۰، صفحات ۱۹۹ تا ۲۰۶.
  5. سالنامه آماری سازمان شیلات ایران. ۱۳۹۸ ،۱۳۹۷، ۱۳۹۲. انتشارات سازمان شیلات ایران. معاونت برنامه ­ریزی و مدیریت منابع. دفتر برنامه­ ریزی و بودجه، گروه برنامه ­ریزی و آمار. تهران. ۶۴ صفحه.
  6. سیفی، ج.، ۱۳۹۳. پرورش ماهیان گرمابی در منابع آبی خرد. نشر آموزش کشاورزی. کرج. ۹۷ صفحه.
  7. طاهری­ نسب، س.م.؛ کرامت ­امیرکلایی، ع. و اورجی، ح.، ۱۳۹۶. ثرات نسبت کربن به نیتروژن در استخرهای متراکم کپور ماهیان پرورشی بر برخی از فراسنجه ­های کیفی آب. نخستین کنفرانس بین­ المللی علوم کشاورزی، دامی منابع طبیعی محیط زیست گردشگری روستایی و گیاهان دارویی کشورهای اسلامی، ایران.
  8. فروغی­ فرد، ح.ا.؛ زاهدی. م.ر.؛ روحانی. ک.؛ اکبرزاده، غ. و کریم ­زاده. ر.، ۱۳۹۸. اثرات تغذیه­ میگو بر میزان نیتروژن و فسفر در محیط استخرهای پرورشی میگوی سفید غربی. فصلنامه ترویجی بوم شناسی منابع آبی. شماره ۲، سال ۲، صفحات ۲۶ تا ۳۳.
  9. فئید، م.؛ خداپرست، ح.؛ مهرابی، م.ح. و میرهاشمی ­نسب، س.ف.، ۱۳۹۸. ارزیابی کیفیت آب دریاچه نئور (پارامترهای میکروبی و فیزیکوشیمیایی)به ­منظور آبزی­ پروری. فصلنامه محیط زیست جانوری. شماره ۲، سال ۱۱، صفحات ۳۵۳ تا ۳۶۰.  
  10. کمالی ­سنزیقی، م.؛ موسوی­ ندوشن، ر. و قلیچی، ش.، ۱۳۹۳. تنوع زیستی، تراکم و فراوانی جمعیت روتیفرهای استخرهای پرورش ماهیان گرم آبی منطقه گنبدکاووس (شرق استان گلستان). مجله بوم ­شناسی آبزیان. شماره ۴، سال ۱، صفحات ۷ تا ۱۷.
  11. مخلوق، آ.؛ پورغلام، ر.؛ نصراله­ زاده ­ساروی، ح. و سعیدی، ع.ا.، ۱۳۹۲. بررسی اثرات استفاده از کود شیمیایی و شیرابه کود گاوی بر تراکم، زی ­توده و ترکیب ساختاری فیتوپلانکتون در آب استخرهای پرورش ماهیان گرم آبی. مجله توسعه آبزی ­پروری. شماره ۷، سال ۱، صفحات ۵۹ تا ۷۴.
  12. هاشمی، م.، ۱۳۹۷. بررسی سطوح تروفی، کربن آلی و بار باکتریایی در استخرهای خاکی پرورش کپورماهیان. پایان­ نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری. ۹۴ صفحه.
  13. Adhikari, S.; Chaurasia, V.S.; Naqvi, A.A. and Pillai, B.R., 2007. Survival and Growth of Macrobranchium Rosenbergii (de man) Juvenile in Relation to Calcium and Bicarbonate Alkainity. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Science. Vol.7, 2326 p.
  14. Avnimelech, Y.; Kochva, M. and Diab, S., 1994. Development of Controlled Intensive Aquaculture System with a Limited Water Exchange and Adjusted Carbon to Nitrogen Ratio. Israeli Journal of Aquaculture. Vol. 46, pp: 119-131.
  15. Barry, A.; Costa, P.; Laurel, C.; Spencer, R.; Malechal, E. and Laws, A., 1984. Polyculture of chinese carps and prawns at commercial densities and reduced feeding rates I. water and sediment microbial ecology. Journal of the World Mariculture Society. SOC. Vol. 15, pp: 367-390.
  16. Berard, A.; Volat, B. and Montuelle, B., 1995. Bacterial Activity and its Trophic Role in a Eutrophic Ponds. Archive for Hydrobiologie. Vol. 134, pp: 499-513.
  17. Beristian, B.T., 2005. General Introduction. In: Organic matter decomposition in simulated aquaculture ponds. pp:
    11-40.
  18. Beristain, B.T.; Verdegem, M. and Avnimelech, Y., 2005. Microbial ecology and role in aquaculture ponds. In: Organic matter decomposition in simulated aquaculture ponds. pp: 11-40.
  19. Beristain, B.T.; Pilarcyzk, B.; Verdegem, M. and Verreth, J.A.J., 2005. Effect of C/N ratio and oxic conditions on organic matter decomposition in lab –scale intensive fresh water systems. In: Organic matter decomposition in simulated aquaculture ponds. pp: 42-61.
  20. Benoit, P.O., 2014. Influence of dissolved organic carbon (DOC) on fish production in north‐temperate lake. MSc Thesis, Mac Gill University, Macdonald, Campus Montréal, Québec. 88 p.
  21. Bennett, S.J.; Sanders, R.W. and Porter, K.G., 1990. Heterotrophic, autotrophic, and mixotrophic nanoflagellates: Seasonal abundances and bacterivory in a eutrophic lake. Limnology and Oceanography. Vol. 35, pp: 1821-1832.
  22. Bermner, J.M. and Mulvaey, C.S., 1982. Methods of soil analysis: Chemical and microbiological properties. Inc. Madison, Wisconsin, USA. 1158 p.
  23. Bhatnagar, A. and Devi, P., 2013. Water Quality Guidelines of the Management of Pond Fish Culture. International Journal of Environmental Science. Vol. 3, pp: 1980-2008.
  24. Boyed, C.E., 1995. Chemistery and Efficacy of Amendments used to treat water and Soil Quality Imbalance in Shrimp Ponds. Shrimp Farming, Journal Aquaculture 95, Baton Rouge, Louisiana, World Aquaculture Society.
  25. Bryan, R.; Soderberg, W.; Blanchet, H. and Sharpe, W.E., 2011. Management of Fish Ponds in Pennsylvania. Department of Ecosystem Science and Management, Penn State.
  26. Crab, R.; Defoirdt, T.; Bossier P. and Verstraete, W., 2012. Biofloc technology in aquaculture: Beneficial effects and future challenges. Aquaculture. Vol. 356, pp: 351-356.
  27. Craig, N., 2016. Impacts of dissolved organic carbon on productivity of fish and benthic macro invertebrates in north temperate lakes. PhD Thesis. McGill University, Montreal, Canada. 183 p.
  28. Declince, G., 1993. The ecology of fish pond ecosystem. Springer-Science.
  29. Gasol, J.M. and Duarte, C.M., 2000. Comparative analyses in aquatic microbial ecology: how far do they go? FEMS Microbiology Ecology. Vol. 31, pp: 99-106.
  30. Hamad, J.R.J. and Omran, A., 2016. Total organic carbon (TOC) and carbon/nitrogen ratio in surface sediments in Kuala Sungai Baru, Melaka.  International Journal of Engineering. Vol. 14, pp: 137-150.    
  31. Hargreaves, J.A. and Tucker, C.S., 2003. Defining Loading Limits of Static Ponds for Catfish Aquaculture. Journal of Aquaculture Engineering. Vol. 28, pp: 47-63.
  32. Hessen, D.O. and Andersen T., 1990. Bacteria as a source of phosphorus for zooplankton. Hydrobiologia. Vol. 206, pp: 217-223.
  33. Horvath, L.; Tamas, G. and Seagrave, C., 2002. Carp and Pond Fish Culture. Fishing newa books. 185 p.
  34. Jamali, Z.; Joazi, SA. and Hedayatifard, M., 2012. Evaluation of hydrochemical and quality of water in the selected detention storages for using in aquaculture. Journal of New Technologies in Aquaculture Development. Vol .6, No. 2, pp: 1-12 (In Persian).
  35. Jana, B.B.; Chakrabarti, P.; Biswas, J.K. and Ganguly, S., 2001. Biogeochemical cycling bacteria as indices of pond fertilization:  Importance of CNP ratios of input fertilizers. Journal of Applied Microbiology. Vol. 90, pp: 733-740.
  36. Jimenez-Montealegre, R.; Verdegem, M.; Zamora, J.E. and Verte, J., 2002. Organic Matter Sedimentation and Resuspension   in   Tilapia (Oreochromis   niloticus) Ponds   during   a   Production    Aquacultural Engineering. Vol. 26, pp: 1-12.
  37. Jones, R.I., 1992. The influence of humic substances on lacustrine planktonic food chains. Hydrobiologia. Vol. 229, pp: 73-91.
  38. Kim, B. and Wetzel, R. G., 1993. The effect of dissolved humic substances on the alkaline Stewart, A.J. and Wetzel, R.G., 1982. Influence of dissolved humic materials on carbon assimilation & alkaline phosphatase activity in natural algal bacterial assemblages. Fresh. Biol. Vol. 12, pp: 369-380. Phosphatase and the growth of microalgae. Verhandlungen des Internationalen Verein Limnologie. Vol. 25, pp: 129-132.
  39. Koetsier, P.; McArthur J.V. and Leff, L.G., 1997. Spatial and temporal response of Stream bacteria to sources of dissolved organic carbon in a blackwater stream system. Freshwater Biology. 37: 79-89.
  40. Koizumi, S.; Craig, N.; Jacob, A.; Patrick, Z.; Jacob, T.; Ziegler, K.; Brian, P.; Weidel, C.; Stuart, E.; Christopher, J. and Solomon, T., 2018. Experimental whole-lake dissolved organic carbon increase alters fish diet and density but not growth or productivity. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. Vol. 75, No. 11, pp: 1859-1867.
  41. Laudon, and Buffam, I., 2008. Impact of changing DOC concentrations on the potential distribution of acid sensitive biota in a boreal stream network. Hydrology and Earth System Sciences. Vol. 12, pp: 425-435.
  42. Milstein, A.; Avnimelech Y.; Zoran M. and Joseph. D., 2001. Growth Performance of Hydrid Bass and Hydrid Tilapia in Conventional and Active Suspension Intensive Ponds. Israeli Journal of Aquaculture Research Bamidgeh. Vol. 53, pp: 147-157.
  43. Mopper, K. and Qian, J., 2006. Water analysis: Organic carbon determinations. Encyclopedia of analytical chemistry: Applications, Theory and Instrumentation.
  44. Moss, S.M.; Pruder, G.D.; Leber, K.M. and Wyban, J.A., 1992. The relative enhancement of Penaeus vannamei growth by selected fractions of shrimp pond water. Aquaculture. Vol. 101, No. 3-4, pp: 229-239.
  45. Parson, T.R.; Maita, Y. and Lalli, C.M., 1992. A manual of Chemical and Biological Methods for Seawater Analysis. Pergamon Press, New York.
  46. Prairie, Y.T., 2008. Carbocentric Limnology: looking back, looking forward. Canadian Journal of Fish and Aquatic Sciences. Vol. 65, No. 5, pp: 43-548.
  47. Qin, Y.; Hou, J.; Deng, M.; Liu, ;Wu, Ch.; Ji, Y. and He, X., 2016. Bacterial abundance and diversity in pond water supplied with different feeds. Scientific Reports. Vol. 6, pp: 35232.
  48. Rahman, M.M.; Verdegem, M.; Nagelkerke, L.; Wahab, M.A.; Milstein, A. and Verreth, J., 2008. Effects of common carp Cyprinus carpio (L.) and feed addition in rohu Labeo rohita (Hamilton) ponds on nutrient partitioning among fish, plankton and benthos, Aquaculture Research. Vol. 39, pp: 85-95.
  49. Rand, M.C.; Greenberg, A.E. and Taras, M.J., 1976.Standard methods for the examination of water and wastewater. Prepared and published jointly by American Public Health Association, American Water Works Association, and Water Pollution Control Federation, Washington, USA. 6000 p.
  50. Ritvo, G.; Kochba, M. and Avnimelech, Y., 2004. The effects of Common Carp Bioturbation on Fishpond Bottom Soil. Journal of Aquaculture. Vol. 242, pp: 354-356.
  51. Rutegwa, M.; Potužák, J.; Hejzlar, J. and Drozd, B., 2019. Carbon metabolism and nutrient balance in a hypereutrophic semi-intensive fish pond. Knowledge and Management of Aquatic Ecosystems. pp: 420-449.
  52. Schneider, O.; Sereti, V.; Eding, E.H. and Verreth, J.A.J., 2004. Yields and Nutrient Balances of Bacterial Production on Carbon Supplemented Fish Waste. In: S. Adams and J. A. Olafsen (Eds). Biotechnologies for Quality, Barcelona, Spain. pp: 729-730.
  53. Schrage, L.J. and Downing, J.A., 2004. Pathways of increased water clarity after fish removal from Ventura Marsh; a shallow, eutrophic wetland. Hydrobiologia. Vol. 511, pp: 215-231.
  54. Seekell, A.D.; Lapierre, J.F.; Ask, J.; Bergstrom, A.K.; Deininger, A.; Rodrıguez, P. and Karlsson, J., 2015. The influence of dissolved organic carbon on primary production in northern lakes. Limnology and Oceanography. Vol. 60, pp: 1276-1285.
  55. Smith, E.; Yves, M. and Prairie, T., 2004. Bacterial metabolism and growth efficiency in lakes: The importance of phosphorus availability. Limnologt and Oceanography. Vol. 49, No. 1, pp: 137-147.
  56. Stasko, A.D.; Gunn, J.M. and Johnston, T.A., 2012. Role of ambient light in structuring north temperate fish communities: potential effects of increasing dissolved organic carbon concentration with a changing climate. Environmental Reviews. Vol. 20, pp: 173‐190.
  57. Stewart, A.J. and Wetzel, R.G., 1982. Influence of dissolved humic materials on carbon assimilation and alkaline phosphatase activity in natural algal-bacterial assemblages. Freshwater Biology. Vol. 12, pp: 369-380.
  58. Strauss, E.A. and Lamberti, G.A., 2000. Regulation of Nitrification in Aquatic Sediments by Organic Carbon. Limnology and Oceanography. Vol. 45, pp: 1854-1859.
  59. Sullivan, T.J.; Driscoll, C.T.; Gherini, S.A.; Munson, R.K.; Cook, R.B.; Charles, D.F. and Yatsko, C.P., 1989. Influence of aqueous aluminum and organic acids on measurementof acid neutralizing capacity in surface waters. Nature. Vol. 338, pp: 408-410.
  60. Wetzel, R.G., 1975., W.B. Saunder, Philadelphia and London. 743 p.
  61. Willett, D. and Morrison, C., 2016.daf.qld.gov.au15. _Qld_Aqua_News_Issue_28_page_6_&_7-sec.pdf.
  62. Wolny, P., 1967. Fertilization of worm-water fish ponds in Europe. FAO Fish Report. Vol. 44, pp: 64-81.
  63. Zhao, Z.; Xu, Q.; Luo, L.; Wang, C.A.; Li, J. and Wang, L., 2014. Effect of feed C/N ratio promoted bioflocs on water quality and production performance of bottom and filter feeder carp in minimum-water exchanged pond polyculture system. Aquaculture. Vol. 434, pp:442-448.