Efficacy of using Sanyar prebiotics in biofloc environment: Evaluation of production performance, water nitrogen compounds, hematological and metabolic responses of common carp, Cyprinus carpio

Document Type : Research Paper

Authors

Department of Fisheries, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Golestan, Iran

10.22124/janb.2022.21549.1162

Abstract

The study was performed to find out the potential effects of Sanyar prebiotic on production performance, water nitrogen compounds, blood and metabolic parameters of common carp, Cyprinus carpio reared in a biofloc system. 324 fingerlings (average weight 10.09 ± 0.45 g) were stocked in eighteen 35-L tanks (18 fish in each tank). After 10 days of adaptation to laboratory conditions, six experimental groups were tested for 60 days including: control group without additive with clean water (C), control group without additive with floc (FC), floc groups with 0.1 and 0.2 g (FP1 and FP2) prebiotic powder and floc groups with 1 and 2 mL (FL1 and FL2) liquid prebiotic per 100 g of basic diet. At the end of the experiment, FP1 group exhibited significant increase in final biomass weight, final density, and protein efficiency ratio and decrease in feed conversion ratio in comparison with the other groups. Total water ammonia nitrogen was reduced in the C group compared to the FC. Serum urea and creatinine levels increased significantly in the FC group compared to the other experimental groups. ALT, AST and ALP enzymes were significantly increased in groups C and FC compared to the groups fed with Saynar prebiotic. The highest number of red and white blood cells was obtained in FL1 and FC groups, respectively. In conclusion, dietary supplementation of FP1 (0.1 g Sanyar prebiotic per 100 g of basic diet) can be potentially used as health enhancer in common carp reared under biofloc system.

Keywords


آدینه، ح.، هرسیج، م. 1397. تأثیر سطوح مختلف بایوفلاک بر کیفیت آب، عملکرد رشد و بازماندگی پست لارو میگوی وانامی (Litopenaeus vannamei). تحقیقات دامپزشکی 73: 401-393.
بیواره، م. ر.، جعفریان، ح. 1396. تأثیر پربیوتیک ایمکس بر عملکردهای رشد، کارایی تغذیه و برخی از فاکتورهای بیوشیمیایی سرم خون بچه ماهیان انگشت قد کپور معمولی. فیزیولوژی و تکوین جانوری 1: 27-13.
بیواره، م. ر.، جعفریان، ح. 1396. مقایسه عملکردهای رشد، وضعیت تغـذیه، بقاء و مـقاومت در برابر استرس­های محیطی در بچه ماهیان نورس کپور معمولی (Cyprinus carpio Linnaeus 1758) با جیره‌های غذایی مکمل سازی شده توسط دو پربیوتیک تجاری ایمکس و ایمکس اولترا. علوم و فنون دریایی 12: 63-46.
خسروی، آ.، جعفریان، ح.، آدینه، ح.، هرسیج، م. 1399. تاثیر دو پربیوتیک ای­مکس­اولترا و سلماناکس مایع به صورت تلقیح بر کیفیت آب، عملکرد رشد و ترکیبات لاشه بچه ماهیان انگشت­قد کپور معمولی (Cyprinus carpio). محیط زیست جانوری 12: 188-177.
خضرائی­نیا، پ.، پیغان، ر.، آذری تاکامی، ق. 1379. بررسی تغییرات برخی آنزیمهای سرمی،اوره و کلسترول خون ماهی کپور معمولی در مسمومیت تجربی حاد با آمونیاک. تحقیقات دامپزشکی 55: 32-29.
رنجدوست، م.، جعفریان، ح.، هرسیج، م.، قلی­پور کنعانی، ح. 1397. تاثیر پری­بیوتیک سلماناکس و پنج گونه از پروبیوتیک­های باسیلی بر کاهش استرس حمل­و نقل کپور معمولی (Cyprinus carpio) در شوری­های مختلف. علوم آبزی­پروری 6: 50-39.
فرهنگی، م.، کر، ع. 1399. تأثیر پری بیوتیک مانان الیگوساکارید بر عملکرد رشد، بازماندگی و مقاومت به تنش شوری در بچه ماهی کپور معمولی (Cyprinus carpio). بوم شناسی آبزیان ۱۰: ۸۱-۷۵.
قاسم­پور دهاقانی، پ.، جواهری بابلی، م.، ضیائی­نژاد، س.، تقوی مقدم، ا.، پورهادی، م. 1392. بررسی اثر مکمل غذایی سین‌بیوتیک بایومین ایمبو به عنوان مکمل غذایی بر عملکرد رشد، بازماندگی و فلور باکتریایی روده‌ ماهی کپور معمولی (Cyprinus carpio) انگشت قد. توسعه آبزی پروری ۷: ۵۲-۴۳.
کریم­تبار، ف.ز.، جعفریان، ح.، آدینه، ح. 1398. تاثیر افزودن پروبیوتیک­های تجاری در سازگان بایوفلاک: بررسی کیفیت آب، عملکرد رشد و تغذیه و ترکیبات بیوشیمیایی بدن ماهی کپور معمولی (Cyprinus carpio). علوم آبزی پروری 7: 151-141.
محمودیان، ا.، کرامت امیرکلایی، ع.، اکرمی، ر.، بهلکه، ا. 1394. بررسی اثر پری بیوتیک آلفامیون و پروبیوتیک پروتکسین به صورت انفرادی و ترکیبی بر رشد بچه ماهیان کپـور معمولی (Cyprinus carpio). پژوهش­های ماهی­شناسی کاربردی ۳: ۱۰۴-۹۳.
واعظ، ر.، محمدی آذرم، ح.، موسوی، س. م.، رجب­زاده، ا. 1396. اثر مکمل های گیاهی و اینولین بر فعالیت آنزیم های آنتی­اکسیدانی در ماهی جوان کپور معمولی (Cyprinus carpio). دامپزشکی ایران 13: 121-115.
Adhikari, S., Sarkar, B., Chatterjee, A., Mahapatra, C. T., Ayyappan, S. 2004. Effects of cypermethrin and carbofuran on certain hematological parameters and prediction of their recovery in a freshwater teleost, Labeo rohita (Hamilton). Ecotoxicology and Environmental Safety 58: 220-226.
Adineh, H., Naderi, M., Hamidi, M. K., Harsij, M. 2019. Biofloc technology improves growth, innate immune responses, oxidative status, and resistance to acute stress in common carp (Cyprinus carpio) under high stocking density. Fish & Shellfish Immunology 95: 440-448.
APHA. 1998. Standard Methods for the Examination of the Water and Wastewater, 22nd ed. American Public Health Association, Washington, DC.
Avnimelech, Y., Kochba, M.­ 2009. Evaluation of nitrogen uptake and excretion by tilapia in biofloc tanks, using N-15 tracing. Aquaculture 287: 163-168.
Azim, M.E., Little, D.C. 2008. The biofloc technology (BFT) in indoor tanks: water quality, biofloc composition, and growth and welfare of Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Aquaculture 283: 29-35.
Birkbeck, T.H., Ringø, E. 2005. Pathogenesis and the gastrointestinal tract of growing fish. In: Mosenthin, R., Zentek, J., Zebrowska, T. 2005.  Biology of Growing Animals. Elsevier, 640P.
Crab, R., Defoirdt, T., Bossier, P. Verstraete, W. 2012. Biofloc technology in aquaculture: beneficial effects and future challenges. Aquaculture 356-357: 351-356.
De Schryver, P., Crab, R., Defoirdt, T., Boon, N., Verstraete, W. 2008. The basics of bio-flocs technology: the added value for aquaculture. Aquaculture 277: 125-137.
Ebeling, J.M., Timmons, M.B., Bisogni, J.J. 2006. Engineering analysis of the stoichiometry of photoautotrophic, autotrophic, and heterotrophic removal of ammonia-nitrogen in aquaculture systems. Aquaculture 257: 346-358.
Emerenciano, M., Ballester, E.L., Cavalli, R.O., Wasielesky, W. 2012. Biofloc technology application as a food source in a limited water exchange nursery system for pink shrimp Farfantepenaeus brasiliensis (Latreille, 1817). Aquaculture Research 43: 447-457.
Feldman, B.F., Zinkl, J.G., Jian, N.C. 2000. Schalm's veterinary hematology, 3nd edn. Lippincott Williams and Wilkins publication, Philadelphia, USA. pp. 32-36.
Hargreaves, J.A. 2013. Biofloc production systems for aquaculture (Vol. 4503, pp. 1-11). Stoneville, MS: Southern Regional Aquaculture Center.
Harikrishnan, R., Balasundaram, C., Heo, M.S. 2011. Impact of plant products on innate and adaptive immune system of cultured finfish and shellfish. Aquaculture 317: 1-15.
Hoseinifar, S.H., Eshaghzadeh, H., Vahabzadeh, H., Peykaran Mana, N. 2016. Modulation of growth performances, survival, digestive enzyme activities and intestinal microbiota in common carp (Cyprinus carpio) larvae using short chain fructooligosaccharide. Aquaculture Research 47: 3246-3253.
Khanjani, M.H., Sajjadi, M.M., Alizadeh, M., Sourinejad, I. 2017. Nursery performance of Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei Boone, 1931) cultivated in a biofloc system: the effect of adding different carbon sources. Aquaculture Research 48: 1491-1501.
Lee, R.G., Foerster, J., Jukens, J., Paraskevas, F., Greer, J.P., Rodgers, G.M. 1998. Wintrobe’s-Clinical Hematology, 10th ed., Lippincott Williams & Wilkins, New York.
Liu, G., Deng, Y., Verdegem, M., Ye, Z., Zhu, S. 2019. Using poly (β-hydroxybutyrate-β-hydroxyvalerate) as carbon source in biofloc-systems: Nitrogen dynamics and shift of Oreochromis niloticus gut microbiota. Science of the Total Environment 694: 133664.
Long, L., Yang, J., Li, Y., Guan, C., Wu, F. 2015. Effect of biofloc technology on growth, digestive enzyme activity, hematology, and immune response of genetically improved farmed tilapia (Oreochromis niloticus). Aquaculture 448: 135-141.
Martínez‐Córdova, L. R., Emerenciano, M., Miranda‐Baeza, A., Martínez‐Porchas, M. 2015. Microbial‐based systems for aquaculture of fish and shrimp: an updated review. Reviews in Aquaculture 7: 131-148.
Najdegerami, E.H., Bakhshi, F., Lakani, F.B. 2016. Effects of biofloc on growth performance, digestive enzyme activities and liver histology of common carp (Cyprinus carpio L.) fingerlings in zero-water exchange system. Fish Physiology and Biochemistry 42: 457-465.
Pagano, M., Vazzana, I., Gentile, A., Caracappa, G., Faggio, C. 2019. Hematological and biochemical parameters in Sea turtles (Caretta caretta) after stranding. Regional Studies in Marine Science 32: 100832.
Pathiratne, A., Rajapakshe, W. 1998. Hematological changes associated with the epizootic ulcerative syndrome in the Asian cichlid fish, Etroplus suratensis. Asian Fisheries Science 11: 203-212.
Pauly, D., Christensen, V., Guenette, S., Pitcher, T.J., Sumaila, U.R., Walters, C.J., Watson, R., Zeller, D. 2002. Towards sustainability in world fisheries. Nature 418: 689-695.
Perrault, J.R., Stacy, N.I., Lehner, A.F., Poor, S.K., Buchweitz, J.P., Walsh, C.J. 2017. Toxic elements and associations with hematology, plasma biochemistry, and protein electrophoresis in nesting loggerhead sea turtles (Caretta caretta) from Casey Key, Florida. Environmental Pollution 231: 1398-1411.
Qiao, G., Chen, P., Sun, Q., Zhang, M., Zhang, J., Li, Z., Li, Q. 2020. Poly-β-hydroxybutyrate (PHB) in bioflocs alters intestinal microbial community structure, immune-related gene expression and early Cyprinid herpesvirus 2 replication in gibel carp (Carassius auratus gibelio). Fish and Shellfish Immunology 97: 72-82.
Sano T. 1960. Haematological studies of the culture fishes in Japan. Journal of the Tokyo University of Fisheries 46: 98-87.
Serradell, A., Torrecillas, S., Makol, A., Valdenegro, V., Fernández-Montero, A., Acosta, F., Montero, D. 2020. Prebiotics and phytogenics functional additives in low fish meal and fish oil based diets for European sea bass (Dicentrarchus labrax): effects on stress and immune responses. Fish and Shellfish Immunology 100: 219-229.
Staykov, Y., Spring, P., Denev, S., Sweetman, J. 2007. Effect of a mannan oligosaccharide on the growth performance and immune status of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Aquaculture International 15: 153-161.
Tohidi, M., Harati, H., Hadaegh, F., Mehrabi, Y., Azizi, F. 2007. Association of liver enzymes with incident type 2 diabetes: Tehran lipid and glucose study. Iranian Journal of Diabetes and Metabolism 7: 167-176.
Xu, W.J., Pan, L.Q. 2013. Enhancement of immune response and antioxidant status of Litopenaeus vannamei juvenile in biofloc-based culture tanks manipulating high C/N ratio of feed input. Aquaculture 412: 117-124.
Yousefi, S., Shokri, M.M., Noveirian, H.A., Hoseinifar, S.H. 2020. Effects of dietary yeast cell wall on biochemical indices, serum and skin mucus immune responses, oxidative status and resistance against Aeromonas hydrophila in juvenile Persian sturgeon (Acipenser persicus). Fish and Shellfish Immunology 106: 464-472.