Biofloc tehnologija združuje čiščenje vode, dodatno prehrano in kroženje hranil v enem sistemu. Čeprav zahteva natančno upravljanje in ni primerna za vse vrste rib, odpira zanimive možnosti za toplovodno akvakulturo, gojenje kozic ter povezovanje ribogojstva z rastlinsko pridelavo in krožnim gospodarstvom.
Akvakultura se je dolgo razvijala predvsem z iskanjem večje proizvodnje, kar je pomenilo več ribnikov, več kletk, več pretoka, več krme. V zadnjih letih pa se vse bolj uveljavlja drugačno vprašanje. Kako pridelati več rib ali kozic, ne da bi ob tem porabili več vode, povečali izpuste in še bolj obremenili okolico gojišč? Eden od odgovorov je tehnologija biofloka, ki v ribogojstvu ne stavi samo na mehanske filtre, črpalke in nadzor kakovosti vode, temveč na živo mikrobno združbo. V takem sistemu odpadne snovi niso le težava, ki jo je treba odstraniti, ampak surovina, iz katere lahko nastane nova biološka masa.
Bioflok temelji na preprostem, a občutljivem načelu. Ribe ali kozice zaužijejo krmo, del hranil porabijo za rast, preostanek pa se v obliki izločkov in neporabljene krme znajde v vodi. V običajnih sistemih iz teh ostankov nastajajo dušikove spojine, predvsem amoniak in nitrit, ki lahko hitro poslabšajo življenjske razmere. Pri biofloku ribogojec z dodajanjem ogljikovih virov, na primer melase ali škroba, spodbuja rast heterotrofnih bakterij. Te dušikove spojine vgradijo v lastno biomaso. S tem se del snovi, ki bi sicer ogrožale gojene živali, spremeni v mikrobne kosme, ki jih lahko nekatere vrste ponovno zaužijejo.
Ti kosmi niso navadna motnost vode. Sestavljajo jih bakterije, alge, praživali, glive, drobni nevretenčarji in delci organske snovi, povezani z bakterijsko sluzjo in nitastimi mikroorganizmi. Običajno merijo od nekaj deset do nekaj sto mikrometrov. V dobrem sistemu ostanejo razpršeni po vodnem stolpcu, zato jih morata zračenje in mešanje ves čas dvigovati z dna. Če se začnejo posedati, se koristna mikrobna biomasa hitro spremeni v mulj, ki porablja kisik in lahko poslabša razmere v bazenu. Bioflok je zato hkrati biološka in tehnološka rešitev, saj brez mikrobov ne deluje, brez zanesljive opreme pa se lahko sistem hitro poruši.
Tehnologija biofloka ni nova. Prve oblike te tehnologije so se pojavile že v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, ko so raziskovalci francoskega inštituta Ifremer v betonskih bazenih na Tahitiju dosegali za tisti čas visoke pridelke kozic. Pozneje so jo razvijali v Izraelu in Združenih državah Amerike, zlasti pri tilapiji in kozicah. V devetdesetih letih so večji poskusi pokazali, da bioflok ni le laboratorijska posebnost, ampak ga je mogoče uporabiti tudi v proizvodnji. Danes je najmočneje razširjen v državah, kjer toplovodne vrste, višje temperature in potreba po intenzivni pridelavi omogočajo bolj ugodno gospodarsko računico.
Najpogosteje se uporablja pri belonogi kozici, vrsti Litopenaeus vannamei, in pri tilapijah. Obe skupini dobro prenašata vodo z več suspendiranimi delci in znata mikrobno biomaso izkoristiti kot dopolnilno hrano. To je ključna omejitev, ki jo je treba razumeti že na začetku. Bioflok ni splošna rešitev za celotno ribogojstvo. Vrste, ki potrebujejo hladno, bistro in zelo čisto vodo, v takem sistemu niso primerne. Postrvi in lososi imajo drugačne fiziološke zahteve, zato bi bilo neposredno prenašanje biofloka v klasično hladnovodno rejo nesmotrno.
Privlačnost biofloka je predvsem v boljšem kroženju hranil. Krma je eden največjih stroškov v akvakulturi in hkrati glavni vir organskih ter dušikovih obremenitev. Kadar hranila iz krme ostanejo neizkoriščena, je ribogojec na dvojni izgubi. Najprej pri strošku krme, nato pri obremenitvi vode. V biofloku se del tega izgubljenega dušika in ogljika vrne v prehransko verigo. Mikrobni kosmi lahko vsebujejo precej beljakovin, nekaj maščob ter različne vitamine in minerale. Pri vrstah, ki jih zauživajo, zato delujejo kot sproti nastajajoča dodatna krma, čeprav osnovne pripravljene krme ne nadomestijo v celoti.
Pomen dodatne mikrobne hrane ni samo v nižjem strošku. V dobro vodenem biofloku se lahko izboljšata rast in preživetje živali, krmni količnik pa se zniža, ker se del hranil uporabi več kot enkrat. Sistem tako ne poskuša odstraniti vsakega delca organske snovi, temveč ga usmeri v koristno biomaso. V tem je bistvena razlika med bioflokom in klasično predstavo o filtraciji. Pri biofloku bazen sam postane bioreaktor, v katerem se voda čisti, hranila vežejo, živali pa del mikrobne združbe uporabijo kot hrano.
Druga velika prednost je manjša poraba vode. V klasičnih intenzivnih sistemih se kakovost vode pogosto vzdržuje z večjo izmenjavo. To je lahko sprejemljivo tam, kjer je vode dovolj in kjer izpusti ne povzročajo večjih okoljskih težav. V državah s strožjimi pravili in večjim pritiskom na vodne vire pa je tak pristop vedno težje upravičiti. Bioflok lahko deluje z zelo majhno izmenjavo vode, v nekaterih poskusih skoraj brez nje. S tem se zmanjšajo izpusti dušikovih spojin in organskih snovi, hkrati pa je manj možnosti, da bi z novo vodo v sistem prišli povzročitelji bolezni.
Zaprtost sistema prinaša tudi korist s področja biovarnosti. Manj izmenjave vode pomeni manj stikov z zunanjim okoljem. Raznolika mikrobna združba lahko poleg tega tekmuje s škodljivimi bakterijami za prostor in hranila. V zrelih bioflokih so raziskave pogosto pokazale zmanjšanje nekaterih nezaželenih rodov, med njimi tudi vibrijev, ki so pri gojenju kozic posebno pomembni. Vendar bioflok ni razkužilo in ne nadomesti veterinarskega nadzora. Če se razmere porušijo, lahko prav mikrobno bogat sistem postane okolje, v katerem se nezaželene bakterije hitro razmnožijo.
Zato je upravljanje biofloka zahtevno. Ribogojec mora spremljati kisik, pH, alkalnost, amoniak, nitrit, količino suspendiranih snovi in razmerje med ogljikom in dušikom. Če je ogljika premalo, bakterije ne vežejo dovolj dušika. Če ga je preveč, se lahko poveča poraba kisika in sistem postane nestabilen. Tudi prevelika količina kosmov ni dobra. Bioflok mora biti dovolj bogat, da opravlja svojo nalogo, vendar ne tako gost, da začne dušiti bazen. Uspeh je zato odvisen od vsakodnevnega vodenja, ne le od začetne zasnove obrata.
Posebej občutljiva je preskrba s kisikom. Zračenje ne služi samo ribam ali kozicam, ampak tudi bakterijam in drugim organizmom v mikrobni združbi. Ob izpadu elektrike se lahko kisik v intenzivnem sistemu hitro porabi. Zato bioflok potrebuje zanesljive zračne sisteme, rezervno napajanje in stalno pripravljenost na tehnične napake. Prihranki pri vodi in krmi imajo svojo ceno, kot so večja poraba energije, več opreme in več znanja. To je eden glavnih razlogov, zakaj tehnologija ni enako privlačna v vseh delih sveta.
Sčasoma se pojavi tudi vprašanje odvečne biomase. Mikrobni kosmi nastajajo, rastejo in se spreminjajo. Del jih živali pojedo, del pa se kopiči. Če stare biomase ne odstranjujemo, se poveča obremenitev z organsko snovjo, delci se zlepijo, poraba kisika naraste, kakovost vode pa se poslabša. Odstranjeni mulj ni nujno odpadek brez vrednosti, saj vsebuje hranila in organsko snov. Ob ustrezni obdelavi ga je mogoče uporabiti kot gnojilo, surovino za bioplin ali del širšega krožnega sistema. Toda tudi to zahteva jasna pravila, nadzor in dodatno obdelavo.
V Evropi se bioflok razvija počasneje kot v toplejših delih sveta. Razlog ni samo v previdnosti, temveč v razmerah. Podnebje je hladnejše, energija dražja, delo dražje, okoljska in veterinarska pravila pa strožja. Tropske kozice in tilapije večji del leta potrebujejo zaprte prostore, rastlinjake ali ogrevano vodo. Tehnologija, ki v toplem okolju prihrani vodo in del krme, lahko v hladnejšem okolju postane stroškovno zahtevna zaradi ogrevanja, zračenja in tehničnega nadzora. Evropska uporaba biofloka mora zato temeljiti na drugačni računici kot v Aziji ali Latinski Ameriki.
Zato ga evropski razvoj večinoma ne obravnava kot samostojno rešitev, ampak kot dopolnilo recirkulacijskim sistemom. RAS že zapira vodni krog, odstranjuje delce, uporablja biološke filtre in omogoča natančen nadzor. Bioflok lahko v takem okolju doda še plast mikrobnega kroženja hranil, vendar le pri vrstah, ki prenesejo več delcev v vodi. S tem se odpira prostor za kombinirane sisteme, v katerih so ribe ali kozice povezane z mikroorganizmi, rastlinami in obdelavo organskih ostankov. Tak pristop je bližje evropskemu razumevanju krožnega gospodarstva kot klasičnemu intenzivnemu ribogojstvu.
Za gospodarsko uporabo v Evropi bo zato odločilna energija. Bioflok potrebuje stalno zračenje in mešanje, zaprti toplovodni sistemi pa pogosto tudi ogrevanje. Če se to poveže z obnovljivimi viri, odpadno toploto ali dobro načrtovano energetsko oskrbo, se potencial za evropski trg precej izboljša. Če je sistem odvisen od drage elektrike in ogrevanja brez jasne tržne prednosti pridelka, bo težko konkurenčen. Zato so obrati za proizvodnjo kozic zanimivi predvsem tam, kjer lahko svež lokalni proizvod doseže višjo ceno in kjer je mogoče tehnološko tveganje dobro obvladati.
Finančne ustanove in vlagatelji bioflok vseeno spremljajo z zanimanjem, predvsem kot del širšega vala recirkulacijske in bolj nadzorovane akvakulture. Evropske naložbe v nove obrate za kozice kažejo, da trg išče alternative uvozu in okoljsko sporni proizvodnji v oddaljenih regijah. Toda prisotnost kapitala ne pomeni, da je tehnologija sama po sebi zrela za množično širitev. Bioflok je biološko prepričljiv, vendar gospodarsko občutljiv. Uspešen je lahko tam, kjer so vrsta, temperatura, krma, energija, oprema in znanje usklajeni v delujočo celoto.
Tudi regulativni okvir bo imel pomembno vlogo. Novi sistemi morajo dokazati, da ne ogrožajo okolja, zdravja živali in varnosti hrane. Posebej občutljiva bo uporaba odstranjene mikrobne biomase, če bi jo želeli predelati v krmo ali gnojilo. Potrebna bodo jasna merila za kakovost vode, odstranjevanje mulja, sanitacijo in ravnanje z morebitnimi patogeni. Brez takih smernic bodo manjši rejci težko presodili, kaj je tehnološko varno in pravno sprejemljivo. Zato pri biofloku ne bo dovolj prodaja opreme. Potrebni bodo usposabljanje, svetovanje in povezava med raziskovalci ter prakso.
Za Slovenijo je pomen biofloka bolj nišen kot proizvodno prelomen. Slovenska akvakultura je močno vezana na postrvi in krapovske ribnike. Pri postrveh bioflok ni primerna pot, ker ta reja zahteva hladno, čisto in dobro prezračeno vodo z malo suspendiranimi delci. Bolj smiselno je razmišljati o poskusnih toplovodnih sistemih, o krapovskih ali somovskih kombinacijah, o zaprtih demonstracijskih enotah in o povezavi z rastlinsko pridelavo. Tam bi bioflok lahko služil kot model učinkovitejše rabe hranil, ne kot neposredna zamenjava obstoječih ribogojskih praks.
Slovenija ima pri takšnih poskusih nekaj prednosti. Razdalje so majhne, povezovanje raziskovalnih ustanov, svetovalnih služb, manjših pridelovalcev in lokalnih skupnosti je razmeroma izvedljivo. Demonstracijski sistemi bi lahko imeli izobraževalno in razvojno vrednost, zlasti pri razumevanju krožnega ravnanja z vodo in hranili. Hkrati je domači trg majhen, zato bi bila večja komercialna naložba smiselna le ob jasnem proizvodu z višjo dodano vrednostjo. Tehnologija sama ni dovolj. Potrebni so primerna vrsta, stabilen trg, dostopna energija in ljudje, ki sistem znajo voditi.
Največji prispevek biofloka za slovensko okolje je morda prav v spremembi pogleda na odpadne snovi v akvakulturi. Izločki rib, neporabljena krma in organski mulj niso samo strošek ali okoljsko tveganje. V pravilno zasnovanem sistemu lahko postanejo vir mikrobne hrane, gnojila, bioplina ali hranil za rastline. To je pomembno v času, ko se pridelava hrane sooča z višjimi stroški energije, negotovimi dobavnimi verigami in vse večjim pritiskom na vodo. Bioflok ne rešuje vseh teh vprašanj, pokaže pa smer, v kateri se bo morala razvijati bolj sklenjena akvakultura.
Bioflok je zato treba razumeti trezno. Ni čudežna rešitev, ki bi sama pocenila ribogojstvo in odpravila okoljske težave, niti ni le laboratorijska zanimivost. Njegova vrednost je v tem, da naravne mikrobne procese prestavi v nadzorovan proizvodni sistem. Kadar je dobro voden, lahko zmanjša porabo vode, bolje izkoristi hranila, dopolni prehrano živali in omeji del izpustov. Kadar je slabo voden, lahko postane nestabilen, energetsko drag in biološko tvegan. V toplih delih sveta je že našel komercialno vlogo. V Evropi bo napredoval počasneje, predvsem v zaprtih, tehnološko podprtih in nišnih sistemih. Za Slovenijo ni bližnjica do množične nove panoge, je pa uporabno razvojno orodje za prihodnje oblike krožnega ribogojstva, kjer se voda, hranila, mikroorganizmi, ribe in rastline obravnavajo kot deli istega sistema.
Avtorji članka so zaposleni na Oddelku za zootehniko, Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani, ki je izvajalec operacije “Izmenjava znanja – e-novice: vzpostavitev in vzdrževanje sistema za pošiljanje e-novic z zagotavljanjem relevantnih vsebin in uredniškega dela” na aktivnosti Akvakultura, ki temelji na znanju, in raziskave, Programa Evropskega sklada za pomorstvo, ribištvo in akvakulturo 2021-2027
Živijo, moje ime je EMA, kako ti lahko pomagam?
