การพัฒนาและออกแบบระบบบำบัดน้ำทางชีวภาพในโรงเรือนที่เหมาะสมต่อการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ

Abstract

วัตถุประสงค์ของการศึกษาวิจัยในครั้งนี้คือ ศึกษาถึงการออกแบบระบบบำบัดน้ำทางชีวภาพในโรงเรือนที่เหมาะสมกับการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ โดยการใช้สาหร่ายขนาดใหญ่ การศึกษาในครั้งนี้แบ่งออกเป็นหัวข้อใหญ่ของการวิจัย ดังนี้ 1) ศึกษาความสามารถของสาหร่ายขนาดใหญ่ในการดูดซึมของเสีย (Vmax) จำพวกแอมโมเนีย และฟอสฟอรัสโดยใช้หลักการจลนพลศาสตร์ 2) ศึกษาปัจจัยความเค็ม และ ความเข้มแสงค่า Vmax ของสาหร่าย 3) ศึกษาชนิดของวัสดุยึดเกาะที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของสาหร่าย 4) ศึกษาวิธีการประเมินการเจริญเติบโตของสาหร่ายขนาดใหญ่โดยใช้เทคนิคการถ่ายภาพ (Digital Image Processing; DIP) 5) ศึกษาความสามารถของสาหร่ายในการบำบัดน้ำร่วมกับการเลี้ยงกุ้ง ผลการศึกษาพบว่า ในทุกระดับความเค็มสาหร่ายฝอยขัดหม้อใหญ่มีความสามารถในการดูดซึมทั้งธาตุไนโตรเจน และฟอสฟอรัสมากกว่าสาหร่ายผักกาดทะเล และ สาหร่ายช่อพริกไทย ตามลำดับ ค่า Vmax ของแอมโมเนียที่ระดับความเค็ม 30 ppt. มีค่าเท่ากับ 12.82 (สาหร่ายฝอยขัดหม้อใหญ่) 0.89 (สาหร่ายผักกาดทะเล) และ 0.63 (สาหร่ายช่อพริกไทย) mg/g (fw)/day ตามลำดับ อีกทั้งค่า Vmax ของฟอสฟอรัสที่ระดับความเค็ม 30 ppt. มีค่าเท่ากับ 8.99 (สาหร่ายฝอยขัดหม้อใหญ่) 5.40 (สาหร่ายผักกาดทะเล) และ 0.35 (สาหร่ายช่อพริกไทย) mg/g (fw)/day ตามลำดับ ปัจจัยความเค็ม และ ความเข้มแสงมีผลต่อค่า Vmax ของสาหร่ายทั้งสามชนิด วัสดุยึดเกาะที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของสาหร่ายขนาดใหญ่คือ วัสดุตาข่ายพลาสติก และเปลือกหอยนางรม อย่างไรก็ตามต้องเลือกใช้วัสดุให้เหมาะสมกับชนิด และสรีรวิทยาของสาหร่าย ผลการศึกษาเปรียบเทียบวิธีการวัดการเจริญเติบโตของสาหร่ายขนาดใหญ่ (Caulerpa lentillifera) ที่แตกต่างกัน 3 วิธี ได้แก่ การชั่งน้ำหนักเปียก วัดความยาว และการวัดพื้นที่ภาพถ่าย จากสาหร่ายจำนวน 500 ตัวอย่าง นำมาหาความสัมพันธ์ระหว่างวิธีการวัดการเจริญเติบโตต่างๆ ด้วยสมการวิเคราะห์ความถดถอย ผลการศึกษาพบว่า สมการวิเคราะห์ความถดถอยระหว่างวิธีการชั่งน้ำหนักเปียกกับการวัดพื้นที่ภาพถ่ายเท่ากับ y = 0.488911x+0.091231 (R2=0.9099) สมการวิเคราะห์ความถดถอยระหว่างการวัดความยาวกับการวัดพื้นที่ภาพถ่ายเท่ากับ y=15.9460x+6.8446 (R2=0.8273) และสมการวิเคราะห์ความถดถอยระหว่างการชั่งน้ำหนักเปียกกับความยาวเท่ากับ y=28.6909x+11.7185 (R2=0.7035) สมการที่ได้สามารถนำไปประยุกต์เพื่อวัดการเจริญเติบโตของ C. lentillifera ด้วยการวัดพื้นที่จากภาพถ่ายได้ จากผลการศึกษาพบว่า สาหร่ายฝอยขัดหม้อใหญ่มีศักยภาพในการเลี้ยงร่วมกับกุ้งเพื่อการบำบัดน้ำเนื่องจากให้ค่าการบำบัดน้ำที่มีประสิทธิ์ภาพดี ส่งผลทำให้กุ้งมีการเจริญเติบโตดี แต่หากจะให้กุ้งได้กินสาหร่ายเป็นอาหารด้วยต้องเลี้ยงร่วมกับสาหร่ายช่อพริกไทยเนื่องจากผนังเซลล์ไม่หนามากง่ายต่อการย่อยอาหารของกุ้ง นอกจากนี้หากพิจารณาถึงการปรับตัวต่อสภาพความเปลี่ยนแปลงทั้งความเค็ม และความเข้มแสงในสภาพแวดล้อมพบว่า มีการปรับตัวได้ดีแตกต่างกัน โดยสาหร่ายที่ปรับตัวได้ดีได้แก่ สาหร่ายฝอยขัดหม้อใหญ่ สาหร่ายผักกาดทะเล และสาหร่ายช่อพริกไทย ตามลำดับ The purpose of this research is study the biological water treatment system design in housing appropriate for aquaculture using macroalgae. There were divided into the fourth areas of research as 1) study of the absorption of ammonia waste by the macroalgae using chemical kinetic principles 2) physiological studies of macroalgae to absorb wastes ammonia 3) study of suitable material on attached algae of macroalgae 4) study to evaluate the growth of macroalgae using Digital Image Processing (DIP) technigue and 5) study the ability of algae in water treatment with shrimp The results showed that the arrangement Vmax of ammonia/ phosphorus from high to low were Chaetomorpha sp. Ulva sp. and Caulerpa sp., respectively. Vmax values of ammonia at salinity 30 ppt., were 12.82 (Chaetomorpha sp.), 0.89 (Ulva sp.) and 0.63 (Caulerpa sp.) mg/g (fw)/day , respectively. Vmax values of ammonia at salinity 30 ppt., were 8.99 (Chaetomorpha sp.), 5.40 (Ulva sp.) and 0.346 (Caulerpa sp.) mg/g (fw)/day, respectively. Effects of salinity and light intensity on Vmax of macroalgae were found in this research. Suitable materials on attached algae of macroalgae were plastic net and oyster shell. However, try to seeking the materials for attachment and growth of macroalgae were studies in the future. The study was compared 3 techniques for growth measurement of Caulerpa lentillifera including wet weight measurement, length determination and photographic area methods. Five hundred datasets were used to determine relationship among method by regression analysis. The consequence demonstrated equation of regression analysis between wet weight measurement and photographic area methods was y = 0.488911x+0.091231 (R2=0.9099). Equation of regression analysis between length determination and photographic area methods was y=15.9460x+6.8446 (R2=0.8273). Finally, equation of regression analysis between wet weight measurement and length determination was y=28.6909x+11.7185 (R2=0.7035). That study illustrated that photographic area method could apply for growth rate measurement of Caulerpa lentillifera. The study found that Chaetomorpha sp. have ability water treatment with integrated shrimp culture that due to the water treatment performance and good growth rate. Shrimp can feed Caulerpa sp. because it had soft cell wall as easy to digest in shrimp digestive tract. Thus, consideration algae from adaptation on salinity and light intensity found that the ability to adapted on environmental from high to low were Chaetomorpha sp. Ulva sp. and Caulerpa sp., respectively