Effects of Body Weight and Dietary Protein Level on Ammonia Excretion by the Nile tilapia Oreochromis niloticus

Ammonia is the major limiting factor in intensive aquaculture production systems. Therefore, quantification of ammonia excretion is important for the water quality management in aquaculture systems. Ammonia excretion is known to be affected by many factors such as body weight and dietary protein level (DPL). In this study, experiments were carried out to investigate the effects of body weight and DPLs on the rates of ammonia excretion of Nile tilapia Oreochromis niloticus. Three sizes of fishes (mean initial weight; 4.8 g,42.7 g and 176.8 g) were fed each of two dietary protein levels (30.5% and 35.5%). Daily feeding levels for the three fish sizes of 4.8 g, 42.7 g and 176.8 g were 6%, 3%, and 1.5% body weight per day, respectively. Each group of fish was stocked in a 17.1-L aquarium and all treatments were triplicated. Following feeding, the weight-specific ammonia excretion rate of O. niloticus increased, peaked at 4 to 8 h, and returned to pre-feeding levels within 24 h. Total ammonia nitrogen (TAN) excretion.ate per unit weight decreased with the increase of fish weight for each diet (P<0.05). The TAN excretion rate increased with increasing dietary protein content for each fish size (P<0.05). TAN excretion rates (Y) for each diet with different fish weights were described by the following equations: low DPL diet (30.5%): $Y\;(mg\;kg^{-1}\;d^{-1})=955.69-147.12\;lnX\;(r^2=0.95)$, high DPL diet (35.5%): $Y\;(mg\;kg^{-1}\;d^{-1})=1362.41-209.79\;lnX\;(r^2=0.99)$. Where: X=body weight (g wet wt.). The TAN excretion rates ranged 28.5%-37.1% of the total nitrogen ingested for the low DPL diet (30.5%) and 37.4-38.5% for the high DPL diet (35.5%). Total nitrogen losses of fish fed the high DPL diet $(35.5%;\;0.26\sim0.91g\;kg^{-1}\;d^{-1})$ were higher than those fed the low DPL diet $(30.5%;\;0.22\sim0.68g\;kg^{-1}\;d^{-1})$. The losses decreased per kg of fish as fish size increased. Results will provide valuable information fer water quality management and culture of Nile tilapia in recirculating aquaculture systems.

나일틸라피아의 암모니아 배설에 미치는 어체중과 사료 내 단백질 함량의 영향

암모니아는 양식 생산성을 제한하는 주요 인자로서 암모니아 배설의 정량화는 양식시스템 내 수질 관리를 위해 중요하다. 어류의 암모니아 배설은 체중과 사료내 단백질 함량에 영향을 받는 것으로 알려져 있으며, 본 실험에서는 나일틸라피아의 암모니아 배설에 미치는 체중과 사료 내 단백질 함량에 대한 영향을 조사하였다. 세가지 크기의 나일틸라피아, 초기 평균 무게가 4.8 g, 42.7 g, 그리고 176.8 g를 대상으로 두가지 단백질 함량(30.5%와 35.5%)의 사료를 각각 어체중의 6%, 3%,그리고 1.5%공급하였다. 각 실험어는 17.1 L수조에 3반복 수용하여 실험을 수행하였다. 사료 공급 후 최대 총암모니아성 질소(total ammonia nitrogen, TAN) 배설률은 $4{\sim}8$ 시간 사이에 나타났으며, 24시간 이내로 사료 공급 이전 농도로 회복되었다. TAN 배설률$(mg\;kg^{-1}\;h^{-1})$은 어류 무게가 증가할수록 감소하였으며, 사료 내 단백질 함량이 증가할수록 증가하였다(P<0.05). 단백질 함량이 다른 두 가지 사료를 공급했을 때 나일틸라피아의 어체중(X, 습중량)에 따른 일간 TAU 배설식$(Y\;mg\;kg^{-1}\;d^{-1})$은 다음과 같다. 저단백질(30.5%)실험구$(Y\;mg\;kg^{-1}\;d^{-1})=955.69-147.12\;lnX\;(r^2=0.95)$, 고단백질(35.5%) 실험구$(Y\;mg\;kg^{-1}\;d^{-1})=1362.41-209.79\;lnX\;(r^2=0.99)$. 섭취된 질소에 대한 TAN 배설 비율은 저단백질(30.5%) 및 고단백질(35.5%)실험 구에서 각각 $28.5{\sim}37.1%$와 $37.4{\sim}38.5%$으로 나타났으며, 이에 따른 총 질소 손실은 각각 $0.22{\sim}0.68g\;kg^{-1}\;d^{-1}$과 $0.26{\sim}0.91g\;kg^{-1}\;d^{-1}$으로 고단백질 실험구와 어체중이 감소할수록 높게 나타났다. 이와 같은 결과들은 순환여과식 나일틸라피아 양식장 내 수질 및 사육관리를 위한 중요한 자료가 될 것이다.