DOI: https://doi.org/10.24843/atbes.2026.v10.i01.p01
تاريخ النشر: 2026-02-16
المؤلف: Gede Iwan Setiabudi وآخرون
الموضوع الرئيسي: إدارة الأمراض في تربية الأحياء المائية والميكروبيوتا
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة العلاقة بين النشاط الميكروبي وجودة المياه في تربية الروبيان الأبيض الباسيفيكي (Penaeus vannamei) المكثفة، مع التركيز على العدد الكلي للبكتيريا (TBC) والعدد الكلي للفيبريو (TVC). أظهرت عمليات أخذ العينات المنتظمة للمياه والرواسب طوال دورة الزراعة أن بعض معايير جودة المياه، وخاصة الأمونيا والمواد العضوية الكلية (TOM)، زادت عن المعايير المحددة في SNI 01-7246-2006 مع تقدم الدورة. أظهرت الرواسب أعدادًا بكتيرية أعلى بكثير (متوسط 10^6 – 10^7 CFU/g) مقارنةً بعمود الماء (متوسط 10^4 – 10^5 CFU/mL). أظهرت تحليل الارتباط علاقة سلبية قوية بين الأكسجين المذاب (DO) وكل من TBC (r = -0.85, p < 0.01) وTVC (r = -0.79, p < 0.01)، بينما لوحظت علاقة إيجابية قوية بين TOM وTBC (r = 0.91, p < 0.01) وTVC (r = 0.88, p < 0.01). تشير النتائج إلى أن وفرة البكتيريا القابلة للزراعة، وخاصة TBC وTVC، تعمل كمؤشرات بيولوجية حساسة للحمل العضوي والإجهاد البيئي في أنظمة برك الروبيان. وتخلص الدراسة إلى أن المراقبة الروتينية لهذه المقاييس الميكروبية، جنبًا إلى جنب مع المعايير الفيزيائية والكيميائية القياسية، يمكن أن تعزز ممارسات الإدارة، وتحسن استراتيجيات الوقاية من الأمراض، وتساهم في استدامة تربية الروبيان المكثفة. تؤكد العلاقات التنبؤية القوية التي تم تأسيسها في هذا البحث على أهمية المراقبة الميكروبيولوجية في الحفاظ على جودة المياه المثلى والصحة البيئية في بيئات تربية الأحياء المائية.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على أهمية تربية الروبيان الأبيض الباسيفيكي (Penaeus vannamei) في قطاع مصايد الأسماك العالمي، مدفوعةً بالطلب العالي في السوق ودورات الإنتاج القصيرة. ومع ذلك، فإن تكثيف ممارسات الزراعة، التي تتميز بكثافات تخزين عالية وزيادة في مدخلات العلف، يطرح تحديات بيئية، وخاصة تراكم النفايات العضوية من العلف غير المأكول وبراز الروبيان. يؤدي هذا التراكم إلى تدهور جودة المياه، وهو أمر حاسم لإنتاجية واستدامة تربية الروبيان. تلعب المجتمع الميكروبي داخل نظام البركة، وخاصة البكتيريا غير ذاتية التغذية، دورًا حيويًا في إعادة تدوير المغذيات وتحلل النفايات. ومع ذلك، يمكن أن تعزز البيئات الغنية بالمغذيات أيضًا نمو البكتيريا المسببة للأمراض، مثل تلك من جنس الفيبريو، المسؤولة عن مرض الفيبريوز والخسائر الاقتصادية الكبيرة في تربية الروبيان.
تؤكد الورقة على الترابط بين معايير جودة المياه الفيزيائية والكيميائية والمجتمعات البكتيرية، مشيرةً إلى أن الزيادات في المواد العضوية ومركبات النيتروجين غير العضوية يمكن أن تؤدي إلى ظروف نقص الأكسجين الضارة بصحة الروبيان. تهدف الدراسة إلى التحقيق في العلاقة الكمية بين وفرة البكتيريا القابلة للزراعة والمعايير الرئيسية لجودة المياه في برك الروبيان المكثفة. وتعترف بأهمية كل من التقنيات الجزيئية والأساليب التقليدية المعتمدة على الثقافة لتقييم التنوع الميكروبي وإدارة صحة البركة، خاصةً من خلال مراقبة العدد الكلي للبكتيريا (TBC) والعدد الكلي للفيبريو (TVC).
الطرق
تحدد قسم “الطرق” تصميم التجربة والتقنيات التحليلية المستخدمة في الدراسة. يوضح اختيار المشاركين، بما في ذلك أي معايير شمول أو استبعاد، ويصف الإجراءات المتبعة أثناء جمع البيانات. كما يحدد القسم الأدوات والأجهزة المستخدمة للقياس، مع التأكد من أنها موثوقة وصالحة للغرض المقصود.
بالإضافة إلى ذلك، يتم تقديم الطرق الإحصائية المطبقة لتحليل البيانات، بما في ذلك أي برامج تم استخدامها والاختبارات المحددة التي أجريت لتقييم الفرضيات. يؤكد القسم على أهمية الحفاظ على الصرامة في المنهجية لضمان صحة وموثوقية النتائج. بشكل عام، تم تصميم الطرق لتوفير إطار شامل لفهم الأسئلة البحثية المطروحة في الدراسة.
النتائج
في قسم النتائج، قامت الدراسة بتقييم معايير جودة المياه الفيزيائية والكيميائية خلال دورة زراعة Penaeus vannamei، كاشفةً عن تقلبات كبيرة تأثرت بالعمليات البيولوجية وممارسات الإدارة. ظلت المعايير الرئيسية مثل درجة الحرارة، والملوحة، ودرجة الحموضة، والأكسجين المذاب (DO) عمومًا ضمن النطاقات الموصى بها المحددة في SNI 01-7246-2006. ومن الجدير بالذكر أن أدنى قيمة مسجلة للأكسجين المذاب كانت 3.6 ملغ/لتر، والتي حدثت في الصباح الباكر بسبب التنفس الليلي للكائنات المائية، مما يبرز أهمية ديناميات الأكسجين في نظام البركة.
على العكس من ذلك، أظهرت المعايير الدالة على النفايات العضوية ومستويات المغذيات اتجاهات مقلقة. تجاوزت متوسط تركيزات الأمونيا الكلية (0.08 ملغ/لتر)، والنيتريت (0.05 ملغ/لتر)، والمواد العضوية الكلية (TOM) (75.6 ملغ/لتر) الحدود المحددة، خاصةً في النصف الثاني من دورة الزراعة. يشير هذا التراكم من العلف غير المأكول والمنتجات الأيضية إلى أن قدرة الامتصاص الطبيعية للبركة قد تم تجاوزها. تشكل وجود الأمونيا، حتى عند مستويات منخفضة، خطرًا سامًا على الروبيان، مما قد يعيق النمو ويزيد من قابلية الإصابة بالأمراض. بالإضافة إلى ذلك، تشير مستويات TOM المرتفعة إلى حمل عضوي كبير، مما قد يؤدي إلى زيادة تحلل الميكروبات، مما يؤثر بشكل أكبر على جودة المياه وصحة الروبيان.
المناقشة
تهدف البحث الذي أُجري في بركة تجارية للروبيان Penaeus vannamei في بالي، إندونيسيا، إلى التحقيق في العلاقة بين وفرة البكتيريا ومعايير جودة المياه على مدار دورة زراعة مدتها 110 أيام. أظهرت عمليات أخذ العينات الأسبوعية للمياه والرواسب أن العدد الكلي للبكتيريا (TBC) والعدد الكلي للفيبريو (TVC) كانا أعلى بكثير في الرواسب مقارنةً بالمياه، مما يبرز دور الرواسب كـ “غرفة محرك ميكروبية” بسبب تراكم المواد العضوية من العلف والنفايات. حددت الدراسة الأجناس البكتيرية السائدة، بما في ذلك Bacillus وPseudomonas وFlavobacterium وMicrococcus وVibrio، بما يتماشى مع النتائج السابقة في بيئات تربية الأحياء المائية.
أظهر تحليل الارتباط لبييرسون علاقات قوية بين وفرة البكتيريا ومعايير جودة المياه. ومن الجدير بالذكر أنه تم ملاحظة علاقة سلبية كبيرة بين مستويات الأكسجين المذاب (DO) وكل من TBC وTVC، مما يشير إلى أن زيادة أعداد البكتيريا تؤدي إلى زيادة استهلاك الأكسجين، مما يجهد الروبيان. على العكس من ذلك، ارتبطت تركيزات المواد العضوية الكلية (TOM) والأمونيا إيجابيًا مع أعداد البكتيريا، مما يشير إلى أن النفايات العضوية تغذي تكاثر البكتيريا، مما يزيد من استنفاد الأكسجين. تؤكد الدراسة على أهمية إدارة الأحمال العضوية من خلال ممارسات مثل إدارة العلف بكفاءة واستخدام البروبيوتيك، وخاصة Bacillus spp.، للحفاظ على توازن ميكروبي صحي وتحسين الصحة البيئية لأنظمة تربية الروبيان المكثفة. بشكل عام، تؤكد النتائج على إمكانية استخدام TBC وTVC كمؤشرات بيولوجية تكاملية لمراقبة صحة البركة وتوجيه استراتيجيات الإدارة.
DOI: https://doi.org/10.24843/atbes.2026.v10.i01.p01
Publication Date: 2026-02-16
Author(s): Gede Iwan Setiabudi et al.
Primary Topic: Aquaculture disease management and microbiota
Overview
This study investigates the relationship between microbial activity and water quality in intensive Pacific white shrimp (Penaeus vannamei) aquaculture, focusing on total bacterial count (TBC) and total Vibrio count (TVC). Regular sampling of water and sediment throughout a cultivation cycle revealed that certain water quality parameters, particularly ammonia and total organic matter (TOM), increased beyond the SNI 01-7246-2006 standards as the cycle progressed. The sediment exhibited significantly higher bacterial counts (average 10^6 – 10^7 CFU/g) compared to the water column (average 10^4 – 10^5 CFU/mL). Correlation analysis indicated a strong negative relationship between dissolved oxygen (DO) and both TBC (r = -0.85, p < 0.01) and TVC (r = -0.79, p < 0.01), while a strong positive correlation was observed between TOM and TBC (r = 0.91, p < 0.01) and TVC (r = 0.88, p < 0.01). The findings suggest that the abundance of culturable bacteria, particularly TBC and TVC, serves as sensitive biological indicators of organic load and ecological stress in shrimp pond systems. The study concludes that routine monitoring of these microbial metrics, alongside standard physicochemical parameters, can enhance management practices, improve disease prevention strategies, and contribute to the sustainability of intensive shrimp farming. The strong predictive relationships established in this research underscore the importance of microbiological monitoring in maintaining optimal water quality and ecological health in aquaculture environments.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significance of Pacific white shrimp (Penaeus vannamei) cultivation in the global fisheries sector, driven by high market demand and short production cycles. However, the intensification of cultivation practices, characterized by high stocking densities and increased feed inputs, poses ecological challenges, particularly the accumulation of organic waste from uneaten feed and shrimp feces. This accumulation deteriorates water quality, which is critical for the productivity and sustainability of shrimp farming. The microbial community within the pond ecosystem, especially heterotrophic bacteria, plays a crucial role in nutrient recycling and waste decomposition. However, nutrient-rich environments can also promote the growth of pathogenic bacteria, such as those from the genus Vibrio, which are responsible for vibriosis and significant economic losses in shrimp farming.
The paper emphasizes the interconnectedness of physicochemical water quality parameters and bacterial communities, suggesting that increases in organic matter and inorganic nitrogen compounds can lead to hypoxic conditions detrimental to shrimp health. The study aims to investigate the quantitative relationship between culturable bacterial abundance and key water quality parameters in intensive shrimp ponds. It acknowledges the relevance of both molecular techniques and traditional culture-based methods for assessing microbial diversity and managing pond health, particularly through the monitoring of Total Bacterial Count (TBC) and Total Vibrio Count (TVC).
Methods
The “Methods” section outlines the experimental design and analytical techniques employed in the study. It details the selection of participants, including any inclusion or exclusion criteria, and describes the procedures followed during data collection. The section also specifies the instruments and tools used for measurement, ensuring that they are validated and reliable for the intended purpose.
Additionally, the statistical methods applied for data analysis are presented, including any software utilized and the specific tests conducted to evaluate the hypotheses. The section emphasizes the importance of maintaining rigor in the methodology to ensure the validity and reproducibility of the findings. Overall, the methods are designed to provide a comprehensive framework for understanding the research questions posed in the study.
Results
In the results section, the study assessed the physicochemical water quality parameters during a cultivation cycle of Penaeus vannamei, revealing significant fluctuations influenced by biological processes and management practices. Key parameters such as temperature, salinity, pH, and dissolved oxygen (DO) generally remained within the recommended ranges outlined in SNI 01-7246-2006. Notably, the lowest recorded DO value was 3.6 mg/L, occurring in the early morning due to nocturnal respiration by aquatic organisms, highlighting the importance of oxygen dynamics in the pond ecosystem.
Conversely, parameters indicative of organic waste and nutrient levels exhibited concerning trends. The average concentrations of total ammonia (0.08 mg/L), nitrite (0.05 mg/L), and total organic matter (TOM) (75.6 mg/L) surpassed established thresholds, particularly in the latter half of the cultivation cycle. This accumulation of uneaten feed and metabolic byproducts suggests that the pond’s natural assimilation capacity was exceeded. The presence of ammonia, even at low levels, poses a toxicity risk to shrimp, potentially hindering growth and increasing disease susceptibility. Additionally, the elevated TOM levels indicate a significant organic load, which could lead to intensified microbial decomposition, further impacting water quality and shrimp health.
Discussion
The research conducted in a commercial Penaeus vannamei shrimp pond in Bali, Indonesia, aimed to investigate the relationship between bacterial abundance and water quality parameters over a 110-day cultivation cycle. Weekly sampling of water and sediment revealed that total bacterial count (TBC) and total Vibrio count (TVC) were significantly higher in sediment compared to water, highlighting the sediment’s role as a “microbial engine room” due to the accumulation of organic matter from feed and waste. The study identified dominant bacterial genera, including Bacillus, Pseudomonas, Flavobacterium, Micrococcus, and Vibrio, consistent with previous findings in aquaculture environments.
Pearson’s correlation analysis indicated strong relationships between bacterial abundance and water quality parameters. Notably, a significant negative correlation was observed between dissolved oxygen (DO) levels and both TBC and TVC, suggesting that increased bacterial populations lead to higher oxygen consumption, thereby stressing the shrimp. Conversely, total organic matter (TOM) and ammonia concentrations positively correlated with bacterial counts, indicating that organic waste fuels bacterial proliferation, which in turn exacerbates oxygen depletion. The study emphasizes the importance of managing organic loads through practices such as efficient feed management and the use of probiotics, particularly Bacillus spp., to maintain a healthy microbial balance and improve the ecological health of intensive shrimp farming systems. Overall, the findings underscore the potential of TBC and TVC as integrative biological indicators for monitoring pond health and guiding management strategies.