G5 Artikkeliväitöskirja
Microbiology of biological filters in recirculating aquaculture systems (2020)

Pulkkinen, J. (2020). Microbiology of biological filters in recirculating aquaculture systems [Doctoral dissertation]. Jyväskylän yliopisto. JYU dissertations, 242. http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-8197-6

JYU-tekijät tai -toimittajat

Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Pulkkinen, Jani

eISBN: 978-951-39-8197-6

Lehti tai sarja: JYU dissertations

eISSN: 2489-9003

Julkaisuvuosi: 2020

Sarjan numero: 242

Kirjan kokonaissivumäärä: 1 verkkoaineisto (50 sivua, 25 sivua useina numerointijaksoina)

Kustantaja: Jyväskylän yliopisto

Julkaisumaa: Suomi

Julkaisun kieli: englanti

Pysyvä verkko-osoite: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-8197-6

Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla

Julkaisukanavan avoin saatavuus: Kokonaan avoin julkaisukanava

Tiivistelmä

Vesiviljelytuotannon jatkuvan lisääntymisen myötä on kehitetty myös uusia tekniikoita, joilla ravinnepäästöt voidaan minimoida tai jopa kierrättää muihin sovelluksiin. Kalojen kiertovesikasvatuksella (RAS) vesiviljelytuotantoa voidaan lisätä alueilla, joilla on pulaa vedestä tai ravinnepäästöjen määrä vaikuttaa merkittävästi ympäristöluvan myöntämiseen. Kiertovesikasvatuksen kustannustehokkuus rajoittaa tekniikan käyttöönottoa, ja erityisesti mikrobiympäristön hallinta on noussut yhdeksi suurimmista kiertovesilaitoksen toimintaan vaikuttavista haasteista. Väitöskirjatyössäni tarkastelin kalojen kiertovesikasvatuksen mikrobiologisia prosesseja. Työssä keskityttiin nitrifikaatioprosessiin sekä muihin bioreaktoreissa tapahtuviin mikrobiologisiin toimintoihin ja niiden yhteyksiin veden laatuun liittyviin muutoksiin. Bioreaktorin käynnistysvaiheessa nitrifikaatio voidaan aloittaa nopeasti syöttämällä ammoniakki ja nitriittiä kiertoveteen. Havaitsin, että bioreaktoreissa oli monipuolisia mikrobiyhteisöjä, jotka vaikuttivat vedenlaatuun eri tavoin. Mikrobiyhteisöjen pääasiallisia toimintoja olivat hiilihydraattien, aminohappojen ja lipidien hajotus, mikä oli yhteydessä kalojen ulosteen koostumukseen kanssa. Kun kiertovesijärjestelmä vaihdettiin käyttämään murtovettä, mikrobiyhteisöt sopeutuivat hitaasti muutokseen. Sen sijaan hiilihydraattien hajotus väheni, mikä ilmeni myös veden kohonneina orgaanisen hiilen ja liuenneen orgaanisen aineen pitoisuuksina. Peretikkahapon lisäämien kiertoveteen paransi vedenlaatua mutta ei vaikuttanut mikrobiyhteisöihin. Kiinteäpetiset bioreaktorit voivat siepata kiinto- ja orgaanista ainetta kantoaineeseen, mutta niiden bakteeriyhteisöt voivat myös erikoistua orgaanisen aineen hajottajiksi. Nitrifikaation teho heikkeni kiinteäpetisessä bioreaktorissa, mutta tämä saattoi johtua reaktorin virheellisestä suunnittelusta. Liikkuvapetiset bioreaktorit vapauttavat ylimääräisen bakteeribiomassan veteen, mutta tekniikan avulla bakteeribiofilmi pysyi ohuena ja mahdollisti toiminnallisesti monipuolisen bakteeriyhteisön.

YSO-asiasanat: vesiviljely (kalatalous); kalanviljely; kirjolohi; vedenpuhdistus; biologinen puhdistus; suodatus; aineiden kierto; nitrifikaatio; bioreaktorit; mikrobisto; bakteerit; DNA-analyysi; polymeraasiketjureaktio

Vapaat asiasanat: 165 rRNA gene; bacterial communities; microbiome; next-generation sequencing; nitrification; rainbow trout; quantitative PCR

Liittyvät organisaatiot

OKM-raportointi: Kyllä

Raportointivuosi: 2020