Selezione dei mezzi di biofiltro per persico trota- Caratteristiche del biofilm e performance di crescita
Persico trota (Micropterus salmoides), noto anche come spigola della California, appartiene a Actinopterygii, Perciformes, Centrarchidae, Micropterus. È originario della California, negli Stati Uniti, e presenta vantaggi come crescita rapida, gusto delizioso, nutrizione ricca e alto valore economico. È diventata una delle specie più importanti dell'acquacoltura d'acqua dolce in Cina. Negli ultimi anni, sullo sfondo della trasformazione e del miglioramento della pesca e del vigoroso sviluppo della pesca digitale e intelligente, è gradualmente emersa l’acquacoltura a ricircolo industrializzata. Anche la modalità di acquacoltura del persico trota si sta spostando dalla tradizionale allevamento in stagno alla modalità di acquacoltura a ricircolo verde ed efficiente. L’acquacoltura a ricircolo presenta vantaggi come il risparmio di acqua e territorio, un’elevata densità di allevamento e una gestione conveniente. Attraverso metodi e attrezzature fisici, biologici e chimici, i solidi solidi sospesi e le sostanze nocive nel corpo idrico vengono rimossi o convertiti in sostanze innocue, in modo che la qualità dell'acqua soddisfi le normali esigenze di crescita delle specie allevate, realizzando così il riciclaggio dell'acqua in condizioni di acquacoltura ad alta-densità. Ha ottenuto buoni benefici economici in più specie coltivate.
Attualmente, la ricerca sull'acquacoltura a ricircolo del persico trota si concentra principalmente sulla riproduzione, sulla nutrizione dei mangimi, sulla selezione del ceppo, sull'alimentazione precisa, sui cambiamenti dell'ambiente acquatico e sulla qualità nutrizionale. La ricerca sull'acquacoltura a ricircolo industrializzata indoor di persico trota si concentra principalmente sulla coltivazione di pesci giovani di grandi-dimensioni, mentre l'allevamento di pesci adulti a ciclo completo-non è stato ampiamente promosso. La sfida principale affrontata dall'acquacoltura a ricircolo del persico trota è il mantenimento di un buon ambiente acquatico in condizioni di alta-densità per garantire la normale crescita delle specie allevate. Il trattamento dell’acqua è il fulcro dell’acquacoltura a ricircolo e gli efficienti mezzi di biofiltro per il trattamento dell’acqua sono il fondamento del sistema di trattamento dell’acqua. Sebbene esistano molti rapporti sulla purificazione dell'acqua mediante mezzi di biofiltro, mancano rapporti specifici sull'acquacoltura a ricircolo industrializzata del persico trota, in particolare per quanto riguarda lo screening di mezzi di biofiltro efficaci per il trattamento dell'acqua, la struttura della comunità microbica dei biofilm su diversi mezzi di biofiltro, gli effetti del trattamento e gli impatti sulla crescita delle specie coltivate. Sono stati selezionati tre tipi di materiali biofiltranti, tra cui il materiale biofiltrante in spugna quadrata e quello sferico a letto fluidizzato sono a basso-costo e semplici da utilizzare e sono stati ampiamente utilizzati nel trattamento delle acque di coda dell'acquacoltura; Mutag Biochip 30 (abbreviato in Biochip) è un nuovo tipo di materiale biofiltrante emerso negli ultimi anni, con vantaggi di resistenza agli urti e lunga durata, ma i suoi effetti applicativi pratici non sono stati segnalati. A questo scopo, è stata utilizzata la tecnologia di sequenziamento ad alta produttività 16S rDNA- per analizzare la situazione di formazione del biofilm dei tre mezzi di biofiltro per il trattamento dell'acqua, analizzando contemporaneamente la situazione di crescita del persico trota, al fine di escludere mezzi di biofiltro pratici per il trattamento dell'acqua e fornire mezzi di trattamento dell'acqua efficienti per l'acquacoltura a ricircolo industrializzata del persico trota.
1. Materiali e metodi
1.1 Materiali di prova
I mezzi di biofiltro selezionati per questo test eranospugna quadrata, Biochip, Epalla da letto fluidizzata, come mostrato inFigura 1. Il materiale della spugna quadrata è poliuretano, a forma di cubo con una lunghezza del lato di 2,0 cm, area di superficie specifica (3,2~3,5)×10⁴ m²/m³. Il materiale del Biochip è polietilene, di forma circolare con diametro di 3,0 cm, spessore circa 0,11 cm, superficie specifica 5,5×10³ m²/m³. Il materiale delle sfere del letto fluidizzato è polietilene, superficie specifica effettiva 500~800 m²/m³.
1.2 Raggruppamento sperimentale
Il gruppo di trattamento del mezzo di biofiltro in spugna quadrata è stato impostato come gruppo T1, il biofilm del mezzo corrispondente è stato etichettato B1 e la corrispondente acqua di acquacoltura è stata etichettata W1; il gruppo di trattamento dei media del biofiltro Biochip è stato impostato come gruppo T2, il corrispondente biofilm dei media è stato etichettato B2 e la corrispondente acqua di acquacoltura è stata etichettata W2; il gruppo di trattamento del supporto con biofiltro a sfera a letto fluidizzato è stato impostato come gruppo T3, il biofilm del supporto corrispondente è stato etichettato B3 e l'acqua di acquacoltura corrispondente è stata etichettata W3.
1.3 Sistema di acquacoltura
L’esperimento è stato condotto in un sistema di acquacoltura a ricircolo presso la base sperimentale completa Balidian dell’Istituto di pesca d’acqua dolce di Zhejiang.C'erano 9 vasche di coltura in totale, volume 500 L, volume d'acqua effettivo 350 L. La vasca con biofiltro era costituita da un acquario di plastica che misurava 80 cm di lunghezza, 50 cm di larghezza e 50 cm di altezza, volume 200 L, volume d'acqua effettivo 120 L.. Il serbatoio di coltura e il serbatoio del biofiltro erano collegati da una pompa dell'acqua per formare una circolazione interna, una portata di 3~4 L/min, con aerazione per l'ossigenazione, ossigeno disciolto nell'acqua mantenuto al di sopra di 5 mg/L. I mezzi del biofiltro sono stati raggruppati in modo casuale, ciascun tipo di mezzo del biofiltro aveva 3 repliche, ciascun serbatoio del biofiltro è stato caricato con 2,0 kg di mezzo del biofiltro, sospendendo contemporaneamente una fonte di carbonio a rilascio lento-. Durante il periodo di coltura del biofilm, il 10% dell'acqua veniva cambiata ogni giorno.Indicatori iniziali della qualità dell'acqua: azoto totale (TN) 9,41 mg/l, fosforo totale (TP) 1,02 mg/l, azoto ammoniacale (TAN) 1,26 mg/l, azoto nitrito (NO₂⁻-N) 0,04 mg/l, indice di permanganato (CODₘₙ) 3,73 mg/l..
1.4 Test di gestione dei pesci e delle colture
La spigola era usata come specie allevata. Prima dell'inizio della prova, gli animali sono stati acclimatati nell'acqua ricircolante per 7 giorni.Il test è stato condotto dall'11 agosto 2022 al 22 settembre 2022, per una durata di 42 giorni. Sono stati selezionati per il raggruppamento i persici trota senza lesioni superficiali, sani e vivaci, in ciascuna vasca di coltura sono stati allevati 60 pesci, nutriti due volte al giorno, gli orari di alimentazione erano alle 07:00 del mattino e alle 16:00 del pomeriggio, la quantità di alimentazione giornaliera rappresentava circa l'1,0% ~ 1,5% della massa corporea totale del pesce. La massa corporea iniziale del pesce testato era (20,46 ± 0,46) g.
1.5 Raccolta dei campioni
Campioni di acqua dal serbatoio del biofiltro sono stati raccolti ogni 2 giorni, registrando indicatori come la temperatura dell'acqua, l'ossigeno disciolto, il valore del pH e misurando l'azoto ammoniacale e l'azoto nitrito. Sono stati registrati la quantità di mangime, la massa corporea del pesce all'inizio e alla fine dell'esperimento e il tasso di sopravvivenza. Dopo l'esperimento, 1 litro di acqua da ciascuna vasca di coltura è stato raccolto utilizzando sacche di raccolta dell'acqua sterili, filtrato attraverso una membrana filtrante da 0,22 µm e conservato in un congelatore a -80 gradi per un uso successivo. Campioni di mezzi di biofiltro da 0,5 g sono stati prelevati asetticamente da ciascun serbatoio di biofiltro, conservati in acqua distillata sterilizzata, agitati vigorosamente per rimuovere i microrganismi dalla superficie del biofilm, quindi filtrati attraverso una membrana filtrante da 0,22 µm e conservati in un congelatore a -80 gradi per un uso successivo.
1.6 Metodi di misurazione
1.6.1 Misurazione della qualità dell'acqua
La temperatura dell'acqua, l'ossigeno disciolto e il valore del pH sono stati rilevati utilizzando aAnalizzatore portatile della qualità dell'acqua HACH Hq40d. La concentrazione di azoto ammoniacale è stata misurata utilizzando il metodo spettrofotometrico dei reagenti di Nessler. La concentrazione di azoto nitrito è stata rilevata utilizzando il metodo spettrofotometrico della naftiletilendiammina dell'acido cloridrico.
1.6.2 Misurazione delle prestazioni dell'acquacoltura
Le formule di calcolo per il tasso di aumento di peso, il rapporto di conversione del mangime e il tasso di sopravvivenza dei pesci sono le seguenti.
l Tasso di aumento di peso= (Massa corporea finale del pesce - Massa corporea iniziale del pesce) / Massa corporea iniziale × 100%;
l Rapporto di conversione del feed= Consumo di mangime/Aumento di peso;
l Tasso di sopravvivenza= (Numero di pesci alla fine dell'esperimento/Numero iniziale di pesci all'inizio dell'esperimento) × 100%.
1.6.3 Sequenziamento-microbico ad alta produttività
Il DNA batterico è stato estratto dall'acqua e dal biofilm utilizzando un kit di estrazione del DNA batterico (OMEGA Biotech, USA). Primer specifici 338F (5'–ACTCCTACGGGAGGCAGCAG–3') e 806R (5'–GGACTACHVGGGTWTCTAAT–3') sono stati utilizzati per amplificare le regioni V3 e V4 dell'rDNA batterico 16S. La PCR ha utilizzato il sistema di reazione TransGen AP221-02: 4 µl di tampone 5×FastPfu, 2 µl di dNTP da 2,5 mmol/l, 0,4 µl di polimerasi FastPfu, 0,8 µl ciascuno di primer forward e reverse da 5 µmol/l, 0,2 µl di BSA, 10 ng di modello di DNA, integrato con ddH₂O a 20 µl. Condizioni di reazione PCR: 95 gradi per 3 minuti; 95 gradi per 30 s, 53 gradi per 45 s, 72 gradi per 1 min, 28 cicli; Estensione di 72 gradi per 10 min. L'amplificazione PCR è stata eseguita su uno strumento di reazione PCR 9700 (Applied Biosystems® GeneAmp®, USA). I prodotti della PCR sono stati purificati utilizzando le microsfere e quindi sottoposti a sequenziamento. Il sequenziamento è stato commissionato a Shanghai Majorbio BioPharm Technology Co., Ltd.
1.6.4 Analisi della diversità microbica
I dati grezzi ottenuti dal sequenziamento sono stati prima uniti, seguiti dal filtraggio del controllo di qualità della qualità delle letture e dell'effetto di giunzione e dalla correzione della direzione della sequenza, ottenendo dati ottimizzati. Dopo aver normalizzato i dati Clean finalmente ottenuti, sono state eseguite l'analisi di clustering OTU (Unità Operative Tassonomiche) e l'analisi tassonomica con una somiglianza del 97%. Gli istogrammi dei campioni sono stati disegnati utilizzando Excel e le mappe termiche sono state disegnate utilizzando la piattaforma cloud Majorbio.
1.7 Analisi dei dati
Per l'analisi della significatività delle differenze è stato utilizzato il software statistico SPSS 16.0 e per i confronti multipli è stato utilizzato il metodo di analisi della varianza di Duncan (ANOVA).
2. Risultati e analisi
2.1 Tempo di formazione del biofilm di diversi mezzi di biofiltro
Come mostrato inFigura 2,in condizioni naturali di formazione del biofilm, il contenuto di azoto ammoniacale nell'acqua del serbatoio del biofiltro ha mostrato una tendenza ad un rapido aumento seguito da un graduale declino.Il contenuto di azoto ammoniacalenell'acqua della vasca del biofiltro corrispondente alla spugna quadrata ha raggiunto il suo picco a 17 giorni, a 8,13 mg/L, per poi diminuire gradualmente,raggiungendo il minimo a 41 giorni, rimanendo poi intorno a 0,20 mg/L, il che indica cheil tempo di formazione del biofilm per la spugna quadrata è stato di circa 17 giorni. I cambiamenti nel contenuto di azoto ammoniacale nell'acqua dei serbatoi del biofiltro corrispondente al Biochip e nella sfera a letto fluidizzato erano sostanzialmente gli stessi, mostrando cambiamenti fluttuanti. Il picco dell'azoto ammoniacale è apparso dopo 21 giorni, rispettivamente a 7,88 mg/L e 7,57 mg/L, indicando cheil tempo di formazione del biofilm per Biochip e il mezzo di biofiltro a sfera a letto fluidizzato è stato di circa 21 giorni. Il contenuto di azoto ammoniacalenei serbatoi del biofiltro corrispondenti aquesti due media sono scesi al minimo rispettivamente a 43 giorni e 45 giorni.
2.2 Cambiamenti nel valore del pH dell'acqua in diverse vasche di coltura
DaFigura 3si può vedere che il valore pH iniziale dell'acqua di coltura era 7,3. Con il prolungarsi del tempo di coltura, il valore del pH dell'acqua in ciascuna vasca di coltura ha mostrato una tendenza al ribasso. Dopo 12 giorni il valore pH di tutte le vasche di coltura era inferiore a 6,0, il che è sfavorevole per la crescita delle specie coltivate.Pertanto, dopo 12 giorni dalla formazione del biofilm, è necessario prestare attenzione alla regolazione del valore del pH dell'acqua della vasca di coltura.
2.3 Analisi della composizione della comunità microbica sui biofilm di diversi mezzi di biofiltro e nell'acqua
2.3.1 Composizione della comunità microbica a livello di phylum
Come mostrato inFigura 4,a livello di phylum, i batteri dominanti sui biofilm dei tre mezzi di biofiltro erano gli stessi, essendo tutti Proteobacteria, Actinobacteriota, Bacteroidota e Chloroflexi. Le loro abbondanze relative combinate erano rispettivamente del 68,96%, 64,74% e 65,45%. I batteri dominanti nell'acqua di coltura corrispondente erano diversi. Il batterio dominante in W1 era Actinobacteriota, con un'abbondanza relativa del 64,66%. I batteri dominanti in W2 e W3 erano proteobatteri, con abbondanze relative rispettivamente del 34,93% e del 50,10%.
Fig. 4 Composizione comunitaria di batteri in diversi biofilm e acqua a livello di phylum
2.3.2 Composizione della comunità microbica a livello familiare
Come mostrato inFigura 5, sui biofilm dei tre terreni, circa il 48% dei batteri erano comunità batteriche con abbondanze relative tutte inferiori al 3%. I batteri dominanti di B1 e B2 erano gli stessi, entrambi Xanthomonadaceae, con abbondanze relative rispettivamente dell'11,64% e del 9,16%; il batterio dominante di B3 era JG30-KF-CM45, con un'abbondanza relativa del 10,54%. I batteri dominanti nell'acqua di coltura erano diversi da quelli presenti nel biofiltro. Le Microbacteriaceae erano i batteri dominanti assoluti in W1, con un'abbondanza relativa del 62,10%; i batteri dominanti nella W2, oltre alle Microbacteriaceae (13,82%), comprendevano anche una certa percentuale di Rhizobiales (8,57%); il batterio dominante in W3 era Rhizobiales, con un'abbondanza relativa del 38,94%, seguito da Flavobacteriaceae, con un'abbondanza relativa del 15,89%.
Sono state contate le prime 50 specie a livello di genere. Dopo l'elaborazione dei valori numerici, le variazioni di abbondanza delle diverse specie nei campioni sono state visualizzate attraverso il gradiente di colore dei blocchi di colore. I risultati sono mostrati inFigura 6. Leifsonia era il batterio dominante in W1, con un'abbondanza relativa del 56,16%; i batteri dominanti nella W2 erano Leifsonia (10,30%) e Rhizobiales_Incertae_Sedis (8,47%); il batterio dominante in W3 era Rhizobiales_Incertae_Sedis, con un'abbondanza relativa del 38,92%. Tra i batteri identificabili sui biofilm, Thermomonas era il genere dominante in B1, con un'abbondanza relativa del 4,71%; i generi dominanti in B2 e B3 erano Nitrospira, con abbondanze relative rispettivamente del 4,41% e del 2,70%.
Fig. 5 Composizione comunitaria di batteri in diversi biofilme acqua a livello familiare
Fig. 6 Mappa termica della composizione della comunità batterica in diversi biofilm e acqua a livello di genere
2.4 -Analisi della diversità delle comunità microbiche sui biofilm di diversi mezzi di biofiltro e nell'acqua
Come mostrato inTabella 1, l'indice di Shannon delle comunità microbiche sui biofilm di diversi mezzi era maggiore di quello della corrispondente acqua di coltura, mentre l'indice di Simpson era l'opposto. Analizzando l'acqua di coltura corrispondente, l'indice di Shannon della comunità batterica di W2 era il più alto, significativamente superiore a quello di W1 e W3, mentre l'indice di Simpson era significativamente inferiore a quello di W1 e W3, indicando che la sua -diversità era la più alta. Diversamente dalla -diversità dell'acqua di coltura, sebbene l'indice di Shannon della comunità microbica batterica nei mezzi B2 fosse il più grande e l'indice Simpson fosse il più piccolo, non c'era differenza significativa tra i tre mezzi di biofiltro. La copertura del sequenziamento di tutti i campioni era superiore a 0,990, indicando che la profondità del sequenziamento poteva riflettere il livello reale dei campioni.
2.5 Effetti di diversi mezzi di biofiltro sulla crescita del persico trota
Tabella 2mostra la situazione di crescita del persico trota nei diversi gruppi di materiali biofiltranti. Dopo 44 giorni di coltura, la massa corporea finale e il tasso di aumento di peso del persico trota nel gruppo di coltura con spugna quadrata erano significativamente più alti rispetto a quelli dei gruppi con palla a letto fluidizzato e Biochip, e il rapporto di conversione del mangime era significativamente inferiore a quello degli altri gruppi. Il tasso di sopravvivenza del persico trota in ciascun gruppo era superiore al 97%, senza differenze significative tra i gruppi.
3. Conclusione e discussione
3.1 Tempo di formazione del biofilm di diversi mezzi di biofiltro
I biofilm si attaccano alla superficie dei mezzi biofiltranti. Il materiale, la struttura e la superficie specifica del mezzo biofiltrante sono i principali fattori che influenzano la formazione del biofilm. Esistono due metodi comuni per la coltivazione del biofilm: il metodo di formazione del biofilm naturale e il metodo di formazione del biofilm inoculato. Diversi metodi di formazione del biofilm influenzano il tempo di maturazione del biofilm. Hu Xiaobing et al. hanno utilizzato quattro diversi metodi per la formazione del biofilm e i risultati hanno mostrato che quando si utilizzavano metodi come l'aggiunta di chitosano, ioni di ferro e l'inoculazione con fanghi scaricati per la formazione del biofilm, il tempo di maturazione del biofilm era più breve di quello del metodo di formazione del biofilm naturale. Sebbene l’aggiunta di microrganismi benefici o sostanze attive possa abbreviare il tempo di formazione del biofilm, esistono problemi quali difficoltà nell’ottenimento dell’inoculo, realizzazione di un processo complesso e costi elevati. Guan Min et al., in condizioni di basso contenuto di materia organica, hanno utilizzato direttamente l'acqua grezza per la formazione del biofilm e il serbatoio del biofiltro si è avviato con successo attraverso la formazione naturale del biofilm dopo circa 38 giorni. Questo risultato della ricerca è simile ai risultati di questo studio. I risultati di questo studio mostrano che, nelle stesse condizioni di formazione del biofilm, il tempo di formazione del biofilm della spugna quadrata era più breve di quello degli altri due mezzi biofiltranti. Ciò può essere correlato all’ampia superficie specifica, alla forte idrofilicità e alla facilità di attacco del biofilm della spugna quadrata. La superficie specifica della spugna quadrata raggiunge i 32.000~35.000 m²/m³, molto più grande degli altri due materiali. Inoltre, il materiale della spugna quadrata è il poliuretano, che si espande se esposto all'acqua, ha un'elevata idrofilia e favorisce l'adesione e la crescita di microrganismi nell'acqua. I risultati della ricerca di Li Yong et al. ha inoltre dimostrato che le prestazioni di avvio-e le prestazioni di rimozione dell'azoto ammoniacale della spugna di poliuretano erano migliori di quelle del polipropilene, il che è coerente con i risultati di questo studio. Inoltre, in questo studio, l'area superficiale specifica del materiale del biofiltro Biochip era pari a 5.500 m²/m³, molto più grande di quella del materiale del biofiltro a sfera a letto fluidizzato, ma il tempo di formazione del biofilm era sostanzialmente lo stesso di quello del materiale a sfera a letto fluidizzato. Ciò potrebbe essere correlato alla dimensione dei pori. Alcuni studi hanno sottolineato che la scala spaziale interna dei mezzi di biofiltro influenza la crescita dei biofilm. Sebbene alcuni mezzi di biofiltro abbiano un'ampia area superficiale specifica, i loro pori sono fini e la dimensione dei pori è molto inferiore allo spessore del biofilm maturo, il che può facilmente portare al blocco dei pori, rendendo difficile per il biofilm nei pori raggiungere il massimo accumulo. I pori del Biochip sono piccoli, con conseguente crescita più lenta del biofilm e tempi di formazione del biofilm più lunghi.
3.2 Composizione della comunità microbica dei mezzi di biofiltro e dell'acqua di coltura
In questo studio, i batteri dominanti sul mezzo del biofiltro e nell’acqua di coltura corrispondente erano diversi. L'indice di Shannon dei biofilm sui mezzi del biofiltro era maggiore di quello della corrispondente acqua di coltura, indicando che i mezzi del biofiltro hanno l'effetto di arricchire i microrganismi. Ciò è coerente con i risultati della ricerca di Hu Gaoyu et al. Esistono molti fattori che influenzano la struttura della comunità microbica, come il tipo di portatore, la profondità del filtro, la salinità, la concentrazione di materia organica, ecc. Lo stesso mezzo biofiltrante, in diverse condizioni di coltura, avrà diverse comunità microbiche sul biofilm. L'autore una volta ha studiato la situazione della formazione di biofilm nei biofiltri a letto fluidizzato in un sistema di acquacoltura a ricircolo per gamberi giganti d'acqua dolce (Macrobrachium rosenbergii). I risultati hanno mostrato che il phylum dominante sul suo biofilm era Firmicutes, mentre in questo studio il phylum dominante sul biofilm della sfera a letto fluidizzato era Proteobacteria. La ragione principale di questa differenza potrebbe essere dovuta ai diversi ambienti di acquacoltura. I tre mezzi di biofiltro utilizzati in questo studio avevano le stesse condizioni iniziali per la coltivazione dei biofilm. È possibile che, a causa delle diverse caratteristiche fisiche dei mezzi, anche lo spessore del biofilm formato e l’ambiente interno fossero diversi, con conseguenti differenze nelle comunità microbiche. Pertanto, la differenza nei portatori è la ragione principale delle differenze nelle comunità microbiche. Inoltre, durante il processo di acquacoltura, l’ambiente acquatico e la comunità microbica si influenzano a vicenda. Le ragioni delle differenze nelle comunità microbiche possono essere legate a fattori ambientali. Ad esempio, la ricerca di Yuan Cuilin ha indicato che il numero totale di batteri eterotrofi nel corpo; Fan Tingyu et al. ritenevano che il valore del pH potesse influenzare in modo significativo il contenuto totale di azoto nell'acqua e svolgesse un ruolo chiave nella distribuzione delle comunità batteriche acquatiche nelle sezioni fluviali interne. Anche l’azoto ammoniacale, il fosforo totale e la clorofilla A influenzano a vari livelli la composizione delle comunità batteriche nel corpo idrico. I fattori ambientali che causano le differenze nella composizione della comunità microbica in questo studio necessitano ancora di ulteriori conferme.
3.3 Effetti di diversi mezzi di biofiltro sulla crescita del persico trota
Dai risultati della crescita, il persico trota nel gruppo delle spugne quadrate è cresciuto più velocemente, con un tasso di aumento di peso significativamente più alto di quello degli altri due mezzi e il rapporto di conversione del mangime più basso. Ciò è coerente con i risultati della ricerca precedente. In questo studio, la formazione del biofilm e l'acquacoltura sono state condotte simultaneamente. A giudicare dal tempo di formazione del biofilm, il biofilm di spugna quadrata è maturato prima e, dopo la maturazione del biofilm, le concentrazioni di azoto ammoniacale e azoto nitrito nell'acqua erano sempre inferiori a quelle degli altri due mezzi. Inoltre, la spugna quadrata ha una certa capacità di filtrazione, il contenuto di solidi sospesi nell'acqua di coltura era inferiore e l'acqua era relativamente limpida. La migliore crescita del persico trota nel gruppo delle spugne quadrate può essere correlata alla buona qualità dell'acqua. Tuttavia, gli effetti di purificazione dei mezzi di spugna quadrati sull’azoto totale, sul fosforo totale e sull’indice di permanganato nell’acqua necessitano di ulteriori studi. Vale la pena notare che durante l'esperimento il valore del pH ha mostrato una tendenza generale al ribasso. Dopo 12 giorni di coltura, il valore del pH di tutte le vasche di coltura era inferiore a 6,0, il che è coerente con i risultati della ricerca di Zhang Long et al. La diminuzione del valore del pH è dovuta al fatto che durante il processo di coltivazione del biofilm vengono prodotti un gran numero di ioni idrogeno, che portano ad una diminuzione del valore del pH dell'acqua. Pertanto, durante il processo di formazione del biofilm, è necessario regolare tempestivamente il valore del pH dell'acqua della vasca di coltura per garantire che rientri nel normale intervallo di crescita delle specie coltivate. Considerando il costo economico, il prezzo di mercato della spugna quadrata è di 70~100 RMB/kg e il suo costo è compreso tra gli altri due materiali biofiltranti. In combinazione con i risultati di crescita, a breve termine, la spugna quadrata è un mezzo di biofiltro per il trattamento dell'acqua relativamente pratico per l'acquacoltura a ricircolo. Tuttavia, la spugna quadrata ha una scarsa tenacità e una breve durata. I suoi effetti sull'uso a lungo termine-e gli effetti dell'acquacoltura necessitano di ulteriori verifiche.
In sintesi,in condizioni naturali di formazione del biofilm, il materiale del biofiltro in spugna quadrata ha il tempo di formazione del biofilm più breve, un prezzo moderato, e la massa corporea finale e il tasso di aumento di peso del persico trota nel gruppo della spugna quadrata erano significativamente più alti di quelli degli altri due materiali del biofiltro. A breve termine, si tratta di un mezzo di biofiltro per il trattamento dell'acqua relativamente pratico per l'acquacoltura a ricircolo.