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Publication
Domestication of the green seaweed Ulva ohnoi aka `sea lettuceĀ“ for Biofloc effluent bioremediation
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 25.7 MB | Adobe PDF |
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
The green macro algae Ulva spp. (Chlorophyta) is being increasingly used in Integrated Multitrophic
Aquaculture (IMTA) due to its rapid growth rate and efficiency in the sequestration of excess
nutrients. This study tested and evaluated the growth performance of Ulva ohnoi in various
concentrations of marine shrimp biofloc effluent (Litopenaeus vannamei). In the first growth
experiment, 29mm Ulva discs were cultivated in 1L flasks containing biofloc effluent at 25%
[BFT25], 50% [BFT50], 75% [BFT75] and 100% [BFT100] and compared to a seawater control
containing 8mL von Stosch standard solution per litre [VS8]. The mean specific growth rates (SGR)
after 3 weeks cultivation were [VS8]: 13.14% per day-1 , [BFT25]: 13.63% per day-1, [BFT50]:
14.08% per day-1, [BFT75]: 13.85% per day-1 and [BFT100]: 12.96% per day. From week 3 to week
4, the treatments [BFT25] and [BFT50] showed no growth whilst plants in [BFT75] and [BFT100]
treatments continued to grow at a reduced rate of 2.45% per day-1 and 3.35% per day-1 respectively,
which was not significantly different from the [VS8] control at 1.71 % per day-1 (p>0.05). The results
indicate that the higher nutrient budgets of [BFT75] and [BFT100] continued to support algal growth
at higher stocking densities by attenuating the effects of self-shading and stress, demonstrating similar
performance to a formulated high-nutrient solution (von Stosch).
In the second growth experiment, 19mm discs were cultivated in 1L flasks containing 25% [BF25],
50% [BF50], 75% [BF75] and 100% [BF100] biofloc effluent and compared to a seawater only
control [FSW] and a second seawater control containing 10mL von Stosch standard solution per litre
[VS10]. During week 1, the [BF75] demonstrated the highest mean specific growth rate (SGRmax) of
25.49 Ā± 3.23 % per day-1 which was significantly higher that the [FSW] control (p<0.05) and the
highest observed growth rate of the study. At the end of the 4 week experiment no significant
difference in growth rates was observed between plants in the biofloc treatment groups (p>0.05).
During experiment 2, [BF50] reduced levels of TAN by 71.3% in week 1 and by 24.83% in week 2.
Nitrite was reduced by 42.73% in week 1 and 28.38% in week 2. Nitrate was reduced by 13.98% in
week 1 and 33.3% in week 2. Phosphate was reduced by 13.98% in week 1 and 52.63% in week 2.
The results indicate the speciesā preference for TAN over nitrate however the study found that
sporulation events can release TAN into the medium which has implications for biofilter efficiency
and bioremediation.
In the sporulation experiment, 5mm Ulva ohnoi discs were excised from a plant acclimatized in FSW
enriched with 10mL/L von Stosch (VS10). The discs were placed in petri dishes containing 15 mL
of FSW and then subjected to 4ā°C cold shock for [10 mins], [20 min], [1 hour] and [2 hours]. A
control treatment was given no cold shock and placed in FSW [FSW control] and a second control was given no cold shock and placed in fresh VS10 medium [VS10 control]. Combined 4Ā°C cold
shock [2 hours] and low nutrient shock proved highly effective at inducing a mean rate of sporulation
of 90% after 5 days. However, this was not significantly different from low nutrient shock alone (i.e.
transfer from VS10 to standard FSW [FSW control]) which caused a mean reproductive output of
76.66% (p>0.05). The results suggest that cold shock treatment is not financially viable however
further experiments with plants taken from cultivation in [BF50] or [BF75] are recommended.
A macroalga verde Ulva spp. (Chlorophyta) estĆ” sendo cada vez mais usada em Aquicultura MultitrĆ³fica Integrada (IMTA) devido Ć sua rĆ”pida taxa de crescimento e eficĆ”cia no sequestro de nutrientes em excesso. Este estudo testou e avaliou o desempenho de crescimento de Ulva ohnoi em vĆ”rias concentraƧƵes de efluente de bioflocos de camarĆ£o marinho (Litopenaeus vannamei). No primeiro experimento de crescimento, discos de Ulva de 29 mm foram cultivados em frascos de 1 L contendo efluente de biofloco a 25% [BFT25], 50% [BFT50], 75% [BFT75] e 100% [BFT100] e comparados a um controle de Ć”gua do mar enriquecida com soluĆ§Ć£o von Stosch na concentraĆ§Ć£o de 8 mL de soluĆ§Ć£o padrĆ£o por litro [VS8]. As taxas mĆ©dias de crescimento especĆfico (SGR) apĆ³s 3 semanas de cultivo foram [VS8]: 13,14% por dia-1, [BFT25]: 13,63% por dia-1, [BFT50]: 14,08% por dia-1, [BFT75]: 13,85% por dia-1 e [BFT100] : 12,96% dia-1. Da semana 3 Ć semana 4, as algas dos tratamentos [BFT25] e [BFT50] nĆ£o apresentaram crescimento, enquanto as plantas nos tratamentos [BFT75] e [BFT100] continuaram a crescer a uma taxa reduzida de 2,45% por dia-1 e 3,35% por dia- 1 respectivamente, que nĆ£o foi significativamente diferente do controle [VS8] a 1,71% por dia-1 (p> 0,05). Os resultados indicam que em condiƧƵes mais elevadas de nutrientes ([BFT75] e [BFT100]) o crescimento de algas em densidades de estocagem mais altas foi possĆvel, atenuando os efeitos de autossombreamento e estresse, e demonstrando desempenho semelhante a uma soluĆ§Ć£o de nutrientes formulada (von Stosch). No segundo experimento de crescimento, discos de 19 mm foram cultivados em frascos de 1 L contendo 25% [BF25], 50% [BF50], 75% [BF75] e 100% [BF100] de efluente de biofloco. Como controle, foram utilizadas plantas cultivadas apenas de Ć”gua do mar [FSW] e em Ć”gua do mar enriquecida com soluĆ§Ć£o von Stosch, na concentraĆ§Ć£o de 10mL de soluĆ§Ć£o padrĆ£o por litro [VS10]. Durante a semana 1, o [BF75] demonstrou taxa de crescimento mĆ©dia de 25,49 Ā± 3,23 % por dia-1 que foi significativamente maior que o controle [FSW] (p <0,05) e a maior taxa de crescimento observada no estudo. No final de 4 semanas, nenhuma diferenƧa significativa nas taxas de crescimento foi observada entre as plantas nos grupos de tratamento com biofloco (p> 0,05). Durante o experimento 2, o [BF50] reduziu os nĆveis de TAN em 71,3% na semana 1 e em 24,83% na semana 2. O nitrito foi reduzido em 42,73% na semana 1 e 28,38% na semana 2. O nitrato foi reduzido em 13,98% na semana 1 e 33,3% na semana 2. O fosfato foi reduzido em 13,98% na semana 1 e 52,63% na semana 2. Os resultados indicam uma preferĆŖncia por TAN em vez de nitrato, no entanto, o estudo descobriu que os eventos de esporulaĆ§Ć£o podem liberar TAN no meio, o que tem implicaƧƵes para a eficiĆŖncia do biofiltro e biorremediaĆ§Ć£o . No experimento de esporulaĆ§Ć£o, discos de Ulva ohnoi de 5 mm foram excisados de uma planta aclimatada em Ć”gua do mar com 10mL/L von Stosch (VS10). Os discos foram colocados em placas de petri contendo 15 mL de FSW e entĆ£o submetidos a choque frio de 4 ā°C por 10 e 20 minutos, 1 e 2 horas. Como controle, foi utilizado algas que nĆ£o receberam choque frio e foram colocadas em FSW e algas que nĆ£o receberam choque frio e foram colocadas em meio VS10. O choque frio combinado de 4 Ā° C (2 horas) e choque de baixo nutriente provou ser eficaz na induĆ§Ć£o de uma taxa mĆ©dia de esporulaĆ§Ć£o de 90% apĆ³s 5 dias. PorĆ©m, nĆ£o foi significativamente diferente do choque apenas em baixa concentraĆ§Ć£o de nutrientes (ou seja, transferĆŖncia de VS10 para FSW), que causou uma produĆ§Ć£o reprodutiva mĆ©dia de 76,66% (p> 0,05). Os resultados sugerem que o tratamento por choque frio nĆ£o Ć© financeiramente viĆ”vel, no entanto, outros experimentos com plantas retiradas do cultivo em [BF50] ou [BF75] sĆ£o recomendados.
A macroalga verde Ulva spp. (Chlorophyta) estĆ” sendo cada vez mais usada em Aquicultura MultitrĆ³fica Integrada (IMTA) devido Ć sua rĆ”pida taxa de crescimento e eficĆ”cia no sequestro de nutrientes em excesso. Este estudo testou e avaliou o desempenho de crescimento de Ulva ohnoi em vĆ”rias concentraƧƵes de efluente de bioflocos de camarĆ£o marinho (Litopenaeus vannamei). No primeiro experimento de crescimento, discos de Ulva de 29 mm foram cultivados em frascos de 1 L contendo efluente de biofloco a 25% [BFT25], 50% [BFT50], 75% [BFT75] e 100% [BFT100] e comparados a um controle de Ć”gua do mar enriquecida com soluĆ§Ć£o von Stosch na concentraĆ§Ć£o de 8 mL de soluĆ§Ć£o padrĆ£o por litro [VS8]. As taxas mĆ©dias de crescimento especĆfico (SGR) apĆ³s 3 semanas de cultivo foram [VS8]: 13,14% por dia-1, [BFT25]: 13,63% por dia-1, [BFT50]: 14,08% por dia-1, [BFT75]: 13,85% por dia-1 e [BFT100] : 12,96% dia-1. Da semana 3 Ć semana 4, as algas dos tratamentos [BFT25] e [BFT50] nĆ£o apresentaram crescimento, enquanto as plantas nos tratamentos [BFT75] e [BFT100] continuaram a crescer a uma taxa reduzida de 2,45% por dia-1 e 3,35% por dia- 1 respectivamente, que nĆ£o foi significativamente diferente do controle [VS8] a 1,71% por dia-1 (p> 0,05). Os resultados indicam que em condiƧƵes mais elevadas de nutrientes ([BFT75] e [BFT100]) o crescimento de algas em densidades de estocagem mais altas foi possĆvel, atenuando os efeitos de autossombreamento e estresse, e demonstrando desempenho semelhante a uma soluĆ§Ć£o de nutrientes formulada (von Stosch). No segundo experimento de crescimento, discos de 19 mm foram cultivados em frascos de 1 L contendo 25% [BF25], 50% [BF50], 75% [BF75] e 100% [BF100] de efluente de biofloco. Como controle, foram utilizadas plantas cultivadas apenas de Ć”gua do mar [FSW] e em Ć”gua do mar enriquecida com soluĆ§Ć£o von Stosch, na concentraĆ§Ć£o de 10mL de soluĆ§Ć£o padrĆ£o por litro [VS10]. Durante a semana 1, o [BF75] demonstrou taxa de crescimento mĆ©dia de 25,49 Ā± 3,23 % por dia-1 que foi significativamente maior que o controle [FSW] (p <0,05) e a maior taxa de crescimento observada no estudo. No final de 4 semanas, nenhuma diferenƧa significativa nas taxas de crescimento foi observada entre as plantas nos grupos de tratamento com biofloco (p> 0,05). Durante o experimento 2, o [BF50] reduziu os nĆveis de TAN em 71,3% na semana 1 e em 24,83% na semana 2. O nitrito foi reduzido em 42,73% na semana 1 e 28,38% na semana 2. O nitrato foi reduzido em 13,98% na semana 1 e 33,3% na semana 2. O fosfato foi reduzido em 13,98% na semana 1 e 52,63% na semana 2. Os resultados indicam uma preferĆŖncia por TAN em vez de nitrato, no entanto, o estudo descobriu que os eventos de esporulaĆ§Ć£o podem liberar TAN no meio, o que tem implicaƧƵes para a eficiĆŖncia do biofiltro e biorremediaĆ§Ć£o . No experimento de esporulaĆ§Ć£o, discos de Ulva ohnoi de 5 mm foram excisados de uma planta aclimatada em Ć”gua do mar com 10mL/L von Stosch (VS10). Os discos foram colocados em placas de petri contendo 15 mL de FSW e entĆ£o submetidos a choque frio de 4 ā°C por 10 e 20 minutos, 1 e 2 horas. Como controle, foi utilizado algas que nĆ£o receberam choque frio e foram colocadas em FSW e algas que nĆ£o receberam choque frio e foram colocadas em meio VS10. O choque frio combinado de 4 Ā° C (2 horas) e choque de baixo nutriente provou ser eficaz na induĆ§Ć£o de uma taxa mĆ©dia de esporulaĆ§Ć£o de 90% apĆ³s 5 dias. PorĆ©m, nĆ£o foi significativamente diferente do choque apenas em baixa concentraĆ§Ć£o de nutrientes (ou seja, transferĆŖncia de VS10 para FSW), que causou uma produĆ§Ć£o reprodutiva mĆ©dia de 76,66% (p> 0,05). Os resultados sugerem que o tratamento por choque frio nĆ£o Ć© financeiramente viĆ”vel, no entanto, outros experimentos com plantas retiradas do cultivo em [BF50] ou [BF75] sĆ£o recomendados.
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Keywords
BiorremediaĆ§Ć£o Nitrato Choque frio ConcentraĆ§Ć£o Biofiltro e biorremediaĆ§Ć£o