エビ池の硫化水素コントロール
研究が示すところによると、モリブデン酸塩が有害なガスの管理に役立ち、より健康的なエビ養殖につながる可能性があるんだ。
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養殖池の底の土壌はエビの健康と成長にとってめっちゃ大事なんだ。この土、堆積物って呼ばれてて、栄養素や有機物でできてるんだけど、自然環境からのものや、食べ残しのエビの餌やエビの排泄物から来てるんだ。特にその堆積物の中に住んでる微生物の動きが、エビの健康を保つためにはすごく重要なんだよ。
エビの池では、特にエビがたくさんいると、堆積物は有機物が豊富になるんだ。これはエビに餌をあげることが原因で、特定の微生物が繁殖しやすい環境を作るんだ。これらの微生物は有機物を分解するのに必要なんだけど、その分解プロセスで酸素を消費しちゃうから、水や堆積物の酸素レベルが低くなることがあるんだ。酸素があまりにも低くなると、有害な条件が生まれて、堆積物に有毒物質である硫化水素(H2S)が形成されることになる。
硫化水素の問題
硫化水素はエビにとって危険なガスなんだ。臭いは腐った卵のような特異な臭いがして、池の中で有毒な環境を作り出しちゃう。この毒性はH2Sの濃度と水のpHに依存するんだ。高いH2Sのレベルは、特に脆弱な成長段階にあるエビに大きな影響を与え、かなりの割合のエビを死なせることがあるんだ。さらに、低いレベルでもエビを弱らせて、病気にかかりやすくなるんだよ。
残念なことに、エビの池での硫化水素の蓄積を処理するのには、伝統的にかなりの労力とお金が必要なんだ。物理的に堆積物を取り除いたり、池の水を変えたりする方法もあるけど、これらの方法は大型の運営には実用的じゃないことが多いんだ。
硫化水素管理のための代替解決策
一つの有望なアプローチは、硝酸塩を使うことなんだ。硝酸塩を加えることで、堆積物でのH2Sの生成を減少させることができるんだけど、この効果は長続きしないことが多いんだ。硝酸塩が使われると、H2Sの生成がまた再開しちゃうし、繰り返し硝酸塩を使用すると、藻類の繁殖などの他の問題が発生する可能性もあるんだ。
もう一つの可能な解決策はモリブデン酸塩を使うことだ。この化合物はH2Sを生成する微生物の活動を直接抑制できるんだ。これらの微生物が仕事をするのを防ぐことで、モリブデン酸塩は堆積物のH2Sレベル管理に役立つんだ。研究では、モリブデン酸塩を加えることが硝酸塩や他の化学物質を使うよりもH2Sの生成を防ぐのに効果的であることが示されているんだ。
研究の目的
この研究の目標は、モリブデン酸塩がエビの池の堆積物でH2Sの生成を時間とともにどれくらいコントロールできるかを評価することだった。特に、エビの成長から出る有機廃棄物が蓄積するにつれて、モリブデン酸塩の適用が微生物の種類を変えるかどうかを見たかったんだ。
方法論の概要
堆積物とエビの排泄物のサンプリング
まず、研究者たちは池の堆積物とエビの排泄物のサンプルを集めたんだ。堆積物は潮の動きでよく濡れたり乾いたりする場所から取ったんだ。エビの排泄物は、管理された環境でエビに餌を与えているタンクから集めたよ。この排泄物は使うまで冷凍しておいたんだ。
実験の設定
次に、研究者たちは有機廃棄物が蓄積する中でエビの池で何が起きるかをシミュレーションするシステムを開発したんだ。堆積物と人工海水を入れた小さなガラス容器を使って池の条件を模倣したよ。いくつかの容器にはモリブデン酸塩を異なる量で含めて、その効果を試したんだ。
すべての処置は定期的に監視されて、溶存酸素レベル、硫化水素の量、pHレベルが測定されたんだ。測定は堆積物の上の水と堆積物自体の両方から行われたよ。
微生物の変化の追跡
この研究の重要な部分は、モリブデン酸塩に反応して微生物のコミュニティが時間とともにどう変わったかを調べることだったんだ。堆積物のサンプルをDNA分析して、さまざまな微生物の種類を特定し定量化したんだ。この分析は、モリブデン酸塩が有害な硫酸塩還元菌(SRB)の存在や活動に影響を与えるかどうかを理解するのに役立ったんだ。
堆積物におけるモリブデン酸塩の結果
酸素と硫化水素レベルの変化
実験中、研究者たちは水中の酸素レベルがしばしばゼロに落ちて、酸素が存在しない嫌気的条件に移行することを発見したんだ。これは、モリブデン酸塩を含むグループを含むすべての処置群に当てはまったよ。最初のうちは、特に実験が進むにつれて、ある程度の硫化水素の生成が記録されたんだ。でも、モリブデン酸塩を使った処理は、モリブデン酸塩なしの対照群に比べて硫化水素のレベルが低かったんだ。
特定のテスト日には、モリブデン酸塩を処理したグループの水中の硫化水素の量がかなり低かったことがわかった。この結果は、モリブデン酸塩が堆積物内のH2Sの全体的な生成を効果的に減少させたことを示唆しているよ。
堆積物のプロファイルと細菌コミュニティ
堆積物も詳しく調べられて、モリブデン酸塩がさまざまな深さで酸素レベルと硫化水素濃度にどう影響を与えたかが見られたんだ。特定の日には、モリブデン酸塩を処理した堆積物の上層で硫化水素が少なく検出されたんだ。これは、モリブデン酸塩がH2Sレベルを低下させたことだけでなく、生成ゾーンを堆積物の深い層に押し込んだことを示してる。
さらに、堆積物の微生物コミュニティは時間とともに変わっていったんだ。硫化水素を生成する細菌がまだ検出されたけど、モリブデン酸塩を処理したサンプルではそのレベルは一般的に低かったんだ。興味深いことに、硫酸塩還元に関連する細菌群の全体的な数は、モリブデン酸塩を処理した堆積物で増加したんだ。この発見は、モリブデン酸塩が微生物のポピュレーションを変えて、害のある硫化水素の生成を減少させる可能性があることを明らかにしたんだ。
結論
モリブデン酸塩はエビの池で硫化水素レベルをコントロールするための有望な選択肢のようだね。H2Sの生成を完全に排除するわけではないけど、かなり減少させて水中への移行を遅らせることができる。これによってエビを有毒な状態から守ることができる。
また、この処置は堆積物の微生物コミュニティを変えるようで、硫化水素を生成しない細菌を優先させるみたい。モリブデン酸塩を使うことで、エビの農家は堆積物の質をより効果的に管理できて、エビの成長にとって健康的な環境を確保できる可能性があるんだ。
全体として、モリブデン酸塩はH2Sを制御するための伝統的な方法に比べて、より持続可能な解決策になりそうだね。これがエビの健康を改善するだけでなく、全体の池の生態系にも良い影響を与えるかもしれない。さらなる研究や現場試験が、実際の養殖環境での長期的な有効性と実用性を評価するのに役立つだろう。
タイトル: Molybdate delays sulphide formation in the sediment and transfer to the bulk liquid in a model shrimp pond
概要: Shrimp are commonly cultured in earthen aquaculture ponds where organic-rich uneaten feed and faeces accumulate on and in the sediment to form anaerobic zones. Since the pond water is rich in sulphate, these anaerobic conditions eventually lead to the production of sulphide. Sulphides are toxic and even lethal to the shrimp that live on the pond sediment, but physicochemical and microbial reactions that occur during the accumulation of organic waste and the subsequent formation of sulphide in shrimp pond sediments remain unclear. Molybdate treatment is a promising strategy to inhibit sulphate reduction, thus, preventing sulphide accumulation. We used an experimental shrimp pond model to simulate the organic waste accumulation and sulphide formation during the final 61 days of a full shrimp growth cycle. Sodium molybdate (5 and 25 mg/L Na2MoO4.2H2O) was applied as a preventive strategy to control sulphide production before oxygen depletion. Molybdate addition partially mitigated H2S production in the sediment, and delayed its transfer to the bulk liquid by pushing the higher sulphide concentration zone towards deeper sediment layers. Molybdate treatment at 25 mg/L significantly impacted the overall microbial community composition and treated samples (5 and 25 mg/L molybdate) had about 50% higher relative abundance of sulphate reducing bacteria than the control (no molybdate) treatment. In conclusion, molybdate has the potential to work as mitigation strategy against sulphide accumulation in the sediment during shrimp growth by directly steering the microbial community in a shrimp pond system.
著者: Jo De Vrieze, F. Torun, B. Hostins, P. De Schryver, N. Boon
最終更新: 2024-04-18 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.16.567380
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.16.567380.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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