Výber média biofiltra pre okúňa veľkoústeho- Charakteristika biofilmu a výkon rastu
zubáč veľkoústy (Micropterus salmoides), tiež známy ako kalifornský bas, patrí medzi Actinopterygii, Perciformes, Centrarchidae, Micropterus. Pochádza z Kalifornie v USA a má výhody, ako je rýchly rast, lahodná chuť, bohatá výživa a vysoká ekonomická hodnota. Stal sa jedným z dôležitých druhov sladkovodnej akvakultúry v Číne. V posledných rokoch sa na pozadí transformácie a modernizácie rybolovu a prudkého rozvoja digitálneho a inteligentného rybolovu postupne objavila industrializovaná recirkulujúca akvakultúra. Režim akvakultúry zubáča veľkoústeho sa tiež presúva z tradičnej rybničnej kultúry k zelenému a efektívnemu recirkulačnému režimu akvakultúry. Recirkulačná akvakultúra má výhody, ako je úspora vody a pôdy, vysoká hustota chovu a pohodlné riadenie. Prostredníctvom fyzikálnych, biologických, chemických metód a zariadení sa pevné nerozpustné látky a škodlivé látky vo vodnom útvare odstraňujú alebo premieňajú na neškodné látky, takže kvalita vody spĺňa bežné rastové potreby chovaných druhov, čím sa realizuje recyklácia vody v podmienkach akvakultúry s vysokou-hustotou. Dosiahol dobré ekonomické prínosy u viacerých kultúrnych druhov.
V súčasnosti sa výskum recirkulačnej akvakultúry zubáča veľkoústeho zameriava najmä na rozmnožovanie, výživu krmiva, výber kmeňa, presné kŕmenie, zmeny vodného prostredia a kvalitu výživy. Výskum vnútornej industrializovanej recirkulačnej akvakultúry ostrieža veľkoústeho sa zameriava najmä na pestovanie veľkých-dospelých rýb a celo-cyklus chovu dospelých rýb sa veľmi nepropaguje. Hlavnou výzvou, ktorej čelí recirkulačná akvakultúra ostrieža veľkoústeho, je udržiavanie dobrého vodného prostredia v podmienkach vysokej{4}}hustoty, aby sa zabezpečil normálny rast chovaných druhov. Úprava vody je jadrom recirkulačnej akvakultúry a účinné biofiltračné médiá na úpravu vody sú základom systému úpravy vody. Hoci existuje veľa správ o čistení vody biofiltračnými médiami, chýbajú správy špecificky o industrializovanej recirkulačnej akvakultúre ostrieža veľkoústeho, najmä pokiaľ ide o skríning účinných biofiltračných médií na úpravu vody, štruktúru mikrobiálnej komunity biofilmov na rôznych biofiltračných médiách, účinky úpravy a vplyvy na rast pestovaných druhov. Vybrali sa tri typy biofiltračných médií, z ktorých štvorcová špongia a fluidné guľôčkové biofiltračné médiá sú lacné- a jednoducho sa obsluhujú a sú široko používané pri úprave odpadovej vody z akvakultúry; Mutag Biochip 30 (skrátene Biochip) je nový typ biofiltračného média, ktoré sa objavilo v posledných rokoch, s výhodami odolnosti voči nárazu a dlhej životnosti, ale jeho praktické aplikačné účinky neboli zaznamenané. Na tento účel sa použila vysokovýkonná sekvenčná technológia 16S rDNA{12}} na analýzu situácie tvorby biofilmu troch biofiltračných médií na úpravu vody a súčasne sa analyzovala situácia rastu ostrieža veľkoústeho, aby sa vylúčili praktické biofiltračné médiá na úpravu vody a poskytli sa účinné médiá na úpravu vody pre priemyselnú recirkulačnú akvakultúru ostrieža veľkoústeho.
1. Materiály a metódy
1.1 Testovacie materiály
Biofiltračné médiá vybrané pre tento test bolištvorcovú špongiu, Biočip, aguľa s fluidným lôžkom, ako je uvedené vObrázok 1. Materiál štvorcovej špongie je polyuretán v tvare kocky s dĺžkou strany 2,0 cm, špecifickým povrchom (3,2~3,5) × 10⁴ m²/m³. Materiál Biočipu je polyetylén v tvare kruhu s priemerom 3,0 cm, hrúbkou cca 0,11 cm, špecifickým povrchom 5,5×10³ m²/m³. Guľový materiál s fluidným lôžkom je polyetylén, efektívny špecifický povrch 500~800 m²/m³.
1.2 Experimentálne zoskupovanie
Skupina ošetrenia biofiltračným médiom so štvorcovou špongiou bola nastavená ako skupina T1, zodpovedajúci biofilm média bol označený B1 a zodpovedajúca voda z akvakultúry bola označená W1; skupina ošetrená biofiltračným médiom Biochip bola nastavená ako skupina T2, zodpovedajúci biofilm média bol označený B2 a zodpovedajúca voda z akvakultúry bola označená W2; skupina na ošetrenie biofiltračného média s fluidným lôžkom bola nastavená ako skupina T3, zodpovedajúci biofilm média bol označený B3 a zodpovedajúca voda z akvakultúry bola označená W3.
1.3 Systém akvakultúry
Experiment sa uskutočnil v recirkulačnom systéme akvakultúry na komplexnej experimentálnej základni Balidian Inštitútu sladkovodného rybolovu Zhejiang.Celkom bolo 9 kultivačných nádrží, objem 500 l, účinný objem vody 350 l. Nádrž biofiltra bola vyrobená z plastového akvária s rozmermi 80 cm na dĺžku, 50 cm na šírku a 50 cm na výšku, objem 200 l, účinný objem vody 120 l. Kultivačná nádrž a nádrž s biofiltrom boli spojené vodným čerpadlom, aby sa vytvorila vnútorná cirkulácia, prietok 3~4 l/min, s prevzdušňovaním na okysličovanie, kyslík rozpustený vo vode sa udržiaval nad 5 mg/l. Biofiltračné médiá boli náhodne zoskupené, každý typ biofiltračného média mal 3 replikáty, každá biofiltračná nádrž bola naplnená 2,0 kg biofiltračného média, pričom bol súčasne pozastavený pomalý-uvoľňujúci zdroj uhlíka. Počas obdobia kultivácie biofilmu sa denne vymieňalo 10 % vody.Počiatočné ukazovatele kvality vody: Celkový dusík (TN) 9,41 mg/L, Celkový fosfor (TP) 1,02 mg/L, Amoniakálny dusík (TAN) 1,26 mg/L, Dusitanový dusík (NO₂⁻-N) 0,04 mg/L, Index manganistanu 3 mg/3 mg (COD).
1.4 Testovanie riadenia rýb a kultúr
Ako kultivovaný druh sa používal zubáč veľkoústy. Pred začiatkom testu boli aklimatizované v recirkulujúcej vode počas 7 dní.Test sa uskutočnil od 11. augusta 2022 do 22. septembra 2022 a trval 42 dní. Na zoskupenie boli vybrané zubáče bez povrchových poranení, zdravé a živé, do každej kultivačnej nádrže bolo nasadených 60 rýb, ktoré boli kŕmené dvakrát denne, časy kŕmenia boli o 07:00 ráno a o 16:00 popoludní, denné množstvo kŕmenia predstavovalo asi 1,0 % ~ 1,5 % z celkovej telesnej hmotnosti rýb. Počiatočná telesná hmotnosť testovanej ryby bola (20,46 ± 0,46) g.
1.5 Odber vzoriek
Vzorky vody z nádrže biofiltra sa odoberali každé 2 dni, pričom sa zaznamenávali ukazovatele ako teplota vody, rozpustený kyslík, hodnota pH a meranie amoniakálneho dusíka a dusitanového dusíka. Zaznamenávalo sa množstvo krmiva, telesná hmotnosť rýb na začiatku a na konci experimentu a miera prežitia. Po experimente sa 1 1 vody z každej kultivačnej nádrže odobral pomocou sterilných zberných vakov na vodu, prefiltroval sa cez 0,22 um filtračnú membránu a uskladnil sa v mrazničke na -80 stupňov na neskoršie použitie. Vzorky biofiltračného média s hmotnosťou 0,5 g sa asepticky odobrali z každej nádrže biofiltra, uskladnili sa v sterilizovanej destilovanej vode, energicky sa pretrepali, aby sa z povrchu biofilmu uvoľnili mikroorganizmy, potom sa prefiltrovali cez 0,22 um filtračnú membránu a uskladnili sa v mrazničke na -80 stupňov na neskoršie použitie.
1.6 Metódy merania
1.6.1 Meranie kvality vody
Teplota vody, rozpustený kyslík a hodnota pH sa zisťovali pomocou aPrenosný analyzátor kvality vody HACH Hq40d. Koncentrácia amoniakálneho dusíka bola meraná pomocou Nesslerovej spektrofotometrickej metódy. Koncentrácia dusitanového dusíka bola detekovaná pomocou spektrofotometrickej metódy naftyletyléndiamínu s kyselinou chlorovodíkovou.
1.6.2 Meranie výkonnosti akvakultúry
Vzorce na výpočet miery prírastku hmotnosti, pomeru konverzie krmiva a miery prežitia rýb sú nasledujúce.
l Miera prírastku hmotnosti= (Konečná telesná hmotnosť rýb - Počiatočná telesná hmotnosť rýb) / Počiatočná telesná hmotnosť × 100 %;
l Pomer konverzie informačného kanála= spotreba krmiva / prírastok hmotnosti;
l Miera prežitia= (počet rýb na konci experimentu / počiatočný počet rýb na začiatku experimentu) × 100 %.
1.6.3 Mikrobiálne vysokovýkonné-sekvenovanie
Bakteriálna DNA sa extrahovala z vody a biofilmu pomocou súpravy na extrakciu bakteriálnej DNA (OMEGA Biotech, USA). Špecifické priméry 338F (5'–ACTCCTACGGGAGGCAGCAG–3') a 806R (5'–GGACTACHVGGGTWTCTAAT–3') sa použili na amplifikáciu oblastí V3 a V4 bakteriálnej 16S rDNA. PCR použila reakčný systém TransGen AP221-02: 4 ul 5 x FastPfu tlmivý roztok, 2 ul 2,5 mmol/l dNTP, 0,4 ul FastPfu polymerázy, 0,8 ul každý z 5 umol/l dopredného a reverzného primeru, 0,2 ul templátu doplnený o 10 ul DNA ddH20 do 20 ul. Podmienky reakcie PCR: 95 stupňov počas 3 minút; 95 stupňov počas 30 s, 53 stupňov počas 45 s, 72 stupňov počas 1 minúty, 28 cyklov; Predĺženie o 72 stupňov na 10 min. PCR amplifikácia sa uskutočnila na PCR reakčnom zariadení 9700 (Applied Biosystems® GeneAmp®, USA). Produkty PCR boli purifikované pomocou guľôčok a potom podrobené sekvenovaniu. Sekvenovanie bolo zadané spoločnosti Shanghai Majorbio BioPharm Technology Co., Ltd.
1.6.4 Analýza mikrobiálnej diverzity
Prvotné údaje získané zo sekvenovania boli najprv zostrihané, nasledovalo filtrovanie kontroly kvality čítania kvality a efekt zostrihu a korekcia smeru sekvencie, čo viedlo k optimalizovaným údajom. Po normalizácii konečne získaných čistých údajov sa uskutočnila zhluková analýza OTU (operačné taxonomické jednotky) a taxonomická analýza s 97% podobnosťou. Histogramy vzoriek boli nakreslené pomocou Excelu a tepelné mapy boli nakreslené pomocou platformy Majorbio Cloud Platform.
1.7 Analýza údajov
Na analýzu významnosti rozdielov sa použil štatistický softvér SPSS 16.0 a na viacnásobné porovnania sa použila Duncanova metóda v analýze rozptylu (ANOVA).
2. Výsledky a analýza
2.1 Čas vytvorenia biofilmu rôznych biofiltračných médií
Ako je uvedené vObrázok 2,v podmienkach prirodzenej tvorby biofilmu vykazoval obsah amoniakálneho dusíka vo vode v nádrži biofiltra trend rýchleho nárastu, po ktorom nasledoval postupný pokles.Obsah amoniakálneho dusíkavo vode v nádrži biofiltra zodpovedajúcej štvorcovej špongii dosiahol svoj vrchol po 17 dňoch, 8,13 mg/l, potom postupne klesal,najnižšiu po 41 dňoch, potom zostáva okolo 0,20 mg/l, čo naznačuje, žečas vytvorenia biofilmu pre štvorcovú špongiu bol približne 17 dní. Zmeny v obsahu amoniakálneho dusíka vo vode nádrží biofiltra zodpovedajúcich Biočipu a gule s fluidným lôžkom boli v podstate rovnaké a vykazovali kolísavé zmeny. Vrchol amoniakového dusíka sa objavil po 21 dňoch, 7,88 mg/l a 7,57 mg/l, čo naznačuje, žečas vytvorenia biofilmu pre Biochip a fluidné guľové biofiltračné médium bol približne 21 dní. Obsah amoniakálneho dusíkav nádržiach biofiltra zodpovedajúcichtieto dve médiá klesli na najnižšiu hodnotu 43 dní a 45 dní.
2.2 Zmeny hodnoty pH vody v rôznych kultivačných nádržiach
OdObrázok 3je možné vidieť, že počiatočná hodnota pH kultivačnej vody bola 7,3. Ako sa kultivačný čas predlžoval, hodnota pH vody v každej kultivačnej nádrži vykazovala klesajúci trend. Po 12 dňoch bola hodnota pH všetkých kultivačných nádrží nižšia ako 6,0, čo je nepriaznivé pre rast pestovaných druhov.Preto po 12 dňoch tvorby biofilmu treba venovať pozornosť úprave hodnoty pH vody v kultivačnej nádrži.
2.3 Analýza zloženia mikrobiálnej komunity na biofilmoch rôznych biofiltračných médií a vo vode
2.3.1 Zloženie mikrobiálnej komunity na úrovni kmeňa
Ako je uvedené vObrázok 4,na úrovni kmeňa boli dominantné baktérie na biofilmoch troch biofiltračných médií rovnaké, pričom všetky boli Proteobacteria, Actinobacteriota, Bacteroidota a Chloroflexi. Ich kombinované relatívne abundancie boli 68,96 %, 64,74 % a 65,45 %. Dominantné baktérie v zodpovedajúcej kultivačnej vode boli rôzne. Dominantnou baktériou vo W1 bola Actinobacteriota s relatívnou abundanciou 64,66 %. Dominantnými baktériami vo W2 a W3 boli Proteobaktérie s relatívnym výskytom 34,93 % a 50,10 %.
Obr. 4 Zloženie komunity baktérií v rôznom biofilme a vode na úrovni kmeňa
2.3.2 Zloženie mikrobiálnej komunity na úrovni rodiny
Ako je uvedené vObrázok 5na biofilmoch troch médií bolo asi 48 % baktérií bakteriálne komunity s relatívnym výskytom menej ako 3 %. Dominantné baktérie B1 a B2 boli rovnaké, obe boli Xanthomonadaceae s relatívnou abundanciou 11,64 % a 9,16 % v uvedenom poradí; dominantnou baktériou B3 bola JG30-KF-CM45 s relatívnou abundanciou 10,54 %. Dominantné baktérie v kultivačnej vode boli odlišné od baktérií na biofiltračnom médiu. Microbacteriaceae boli absolútne dominantné baktérie vo W1 s relatívnou abundanciou 62,10 %; dominantné baktérie vo W2 okrem Microbacteriaceae (13,82 %) zahŕňali aj určitý podiel Rhizobiales (8,57 %); dominantnou baktériou vo W3 boli Rhizobiales s relatívnou abundanciou 38,94 %, po ktorej nasledovali Flavobacteriaceae s relatívnou abundanciou 15,89 %.
Počítalo sa 50 najlepších druhov na úrovni rodu. Po spracovaní číselných hodnôt sa zmeny abundancie rôznych druhov vo vzorkách zobrazili prostredníctvom farebného gradientu farebných blokov. Výsledky sú uvedené vObrázok 6. Leifsonia bola dominantnou baktériou vo W1 s relatívnou abundanciou 56,16 %; dominantnými baktériami vo W2 boli Leifsonia (10,30 %) a Rhizobiales_Incertae_Sedis (8,47 %); dominantnou baktériou vo W3 bola Rhizobiales_Incertae_Sedis s relatívnou abundanciou 38,92 %. Spomedzi identifikovateľných baktérií na biofilmoch bol Thermomonas dominantným rodom v B1 s relatívnou abundanciou 4,71 %; dominantnými rodmi v B2 a B3 boli Nitrospira s relatívnou abundanciou 4,41 % a 2,70 %.
Obr. 5 Zloženie komunity baktérií v rôznych biofilmocha voda na rodinnej úrovni
Obr. 6 Tepelná mapa zloženia bakteriálnej komunity v rôznom biofilme a vode na úrovni rodu
2.4 -Analýza diverzity mikrobiálnych spoločenstiev na biofilmoch rôznych biofiltračných médií a vo vode
Ako je uvedené vTabuľka 1Shannonov index mikrobiálnych spoločenstiev na biofilmoch rôznych médií bol vyšší ako index zodpovedajúcej kultivačnej vody, zatiaľ čo Simpsonov index bol opačný. Pri analýze zodpovedajúcej kultivačnej vody bol Shannonov index bakteriálnej komunity W2 najvyšší, výrazne vyšší ako index W1 a W3, zatiaľ čo Simpsonov index bol výrazne nižší ako index W1 a W3, čo naznačuje, že jeho -diverzita bola najvyššia. Na rozdiel od -diverzity kultivačnej vody, hoci Shannonov index bakteriálnej mikrobiálnej komunity v médiu B2 bol najväčší a index Simpson bol najmenší, medzi tromi biofiltračnými médiami nebol žiadny významný rozdiel. Sekvenčné pokrytie všetkých vzoriek bolo vyššie ako 0,990, čo naznačuje, že hĺbka sekvenovania by mohla odrážať skutočnú úroveň vzoriek.
2.5 Účinky rôznych biofiltračných médií na rast ostrieža veľkoústeho
Tabuľka 2ukazuje situáciu rastu ostrieža veľkoústeho v rôznych skupinách biofiltračných médií. Po 44 dňoch kultivácie bola konečná telesná hmotnosť a miera prírastku hmotnosti zubáča veľkoústeho v skupine so štvorcovou piškótovou kultúrou významne vyššia ako v skupine s guľou s fluidným lôžkom a v skupine s biočipom a pomer konverzie krmiva bol výrazne nižší ako u ostatných skupín. Miera prežitia zubáča veľkoústeho v každej skupine bola nad 97 %, pričom medzi skupinami nebol žiadny významný rozdiel.
3. Záver a diskusia
3.1 Čas tvorby biofilmu rôznych biofiltračných médií
Biofilmy sa prichytávajú na povrch biofiltračného média. Materiál, štruktúra a špecifický povrch biofiltračného média sú hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi tvorbu biofilmu. Existujú dve bežné metódy kultivácie biofilmu: metóda tvorby prirodzeného biofilmu a metóda tvorby inokulovaného biofilmu. Rôzne metódy tvorby biofilmu ovplyvňujú dobu dozrievania biofilmu. Hu Xiaobing a kol. použili štyri rôzne metódy na tvorbu biofilmu a výsledky ukázali, že pri použití metód, ako je pridávanie chitosanu, iónov železa a očkovanie vypusteným kalom na tvorbu biofilmu, bola doba dozrievania biofilmu kratšia ako pri metóde tvorby prirodzeného biofilmu. Hoci pridanie prospešných mikroorganizmov alebo aktívnych látok môže skrátiť čas tvorby biofilmu, existujú problémy, ako sú ťažkosti pri získavaní inokula, komplexná konštrukcia procesu a vysoké náklady. Guan Min et al., v podmienkach nízkeho obsahu organickej hmoty, priamo použili surovú vodu na tvorbu biofilmu a nádrž s biofiltrom sa úspešne spustila prostredníctvom prirodzenej tvorby biofilmu po približne 38 dňoch. Tento výsledok výskumu je podobný výsledkom tejto štúdie. Výsledky tejto štúdie ukazujú, že za rovnakých podmienok tvorby biofilmu bol čas tvorby biofilmu štvorcovej špongie kratší ako čas ostatných dvoch biofiltračných médií. To môže súvisieť s veľkým špecifickým povrchom, silnou hydrofilnosťou a ľahkosťou prichytenia biofilmu štvorcovej špongie. Špecifický povrch štvorcovej špongie je až 32 000 až 35 000 m²/m³, čo je oveľa viac ako u ostatných dvoch médií. Ďalej je materiálom štvorcovej špongie polyuretán, ktorý sa pri pôsobení vody rozťahuje, má vysokú hydrofilnosť a prispieva k uchyteniu a rastu mikroorganizmov vo vode. Výsledky výskumu Li Yong a kol. tiež ukázali, že počiatočná-výkonnosť a účinnosť odstraňovania amoniakálneho dusíka polyuretánovou špongiou boli lepšie ako účinnosť polypropylénu, čo je v súlade s výsledkami tejto štúdie. Okrem toho v tejto štúdii bola špecifická plocha povrchu biofiltračného média Biochip až 5 500 m²/m³, oveľa väčšia ako plocha biofiltračného média s fluidným lôžkom, ale doba tvorby biofilmu bola v zásade rovnaká ako pri fluidnom médiu s guľou. Môže to súvisieť s veľkosťou pórov. Niektoré štúdie poukázali na to, že vnútorný priestorový rozsah biofiltračných médií ovplyvňuje rast biofilmov. Hoci niektoré biofiltračné médiá majú veľký špecifický povrch, ich póry sú jemné a veľkosť pórov je oveľa menšia ako hrúbka zrelého biofilmu, čo môže ľahko viesť k upchatiu pórov, čo sťažuje biofilmu v póroch dosiahnuť maximálnu akumuláciu. Póry biočipu sú malé, čo má za následok pomalší rast biofilmu a dlhší čas tvorby biofilmu.
3.2 Zloženie biofiltračných médií a kultivačnej vody v mikrobiálnej komunite
V tejto štúdii boli dominantné baktérie na biofiltračných médiách a v zodpovedajúcej kultivačnej vode odlišné. Shannonov index biofilmov na biofiltračnom médiu bol vyšší ako index zodpovedajúcej kultivačnej vody, čo naznačuje, že biofiltračné médium má vplyv na obohatenie mikroorganizmov. To je v súlade s výsledkami výskumu Hu Gaoyu et al. Existuje mnoho faktorov ovplyvňujúcich štruktúru mikrobiálnej komunity, ako je typ nosiča, hĺbka filtra, slanosť, koncentrácia organickej hmoty atď. Rovnaké biofiltračné médium bude mať za rôznych kultivačných podmienok na biofilme rôzne mikrobiálne spoločenstvá. Autor raz študoval situáciu vytvárania biofilmu guľových biofiltračných médií s fluidným lôžkom v recirkulačnom systéme akvakultúry pre obrie sladkovodné krevety (Macrobrachium rosenbergii). Výsledky ukázali, že dominantným kmeňom na jeho biofilme boli Firmicutes, zatiaľ čo v tejto štúdii boli dominantným kmeňom na biofilme s fluidným lôžkom Proteobaktérie. Hlavným dôvodom tohto rozdielu môžu byť odlišné prostredia akvakultúry. Tri biofiltračné médiá použité v tejto štúdii mali rovnaké počiatočné podmienky na kultiváciu biofilmov. Je možné, že v dôsledku rôznych fyzikálnych charakteristík médií bola vytvorená hrúbka biofilmu a vnútorné prostredie tiež odlišné, čo malo za následok rozdiely v mikrobiálnych spoločenstvách. Preto je rozdiel v nosičoch hlavným dôvodom rozdielov v mikrobiálnych spoločenstvách. Okrem toho sa počas procesu akvakultúry vodné prostredie a mikrobiálne spoločenstvo navzájom ovplyvňujú. Dôvody rozdielov v mikrobiálnych spoločenstvách môžu súvisieť s environmentálnymi faktormi. Napríklad výskum Yuan Cuilina naznačil, že celkový počet heterotrofných baktérií v tele; Fan Tingyu a spol. veril, že hodnota pH môže významne ovplyvniť celkový obsah dusíka vo vode a zohráva kľúčovú úlohu v distribúcii spoločenstiev vodných baktérií vo vnútrozemských úsekoch riek. Amoniakálny dusík, celkový fosfor a chlorofyl v rôznej miere ovplyvňujú aj zloženie bakteriálnych spoločenstiev vo vodnom útvare. Environmentálne faktory spôsobujúce rozdiely v zložení mikrobiálnej komunity v tejto štúdii ešte potrebujú ďalšie potvrdenie.
3.3 Účinky rôznych biofiltračných médií na rast ostrieža veľkoústeho
Podľa výsledkov rastu rástol ostriež veľkoústy v skupine štvorcovej huby najrýchlejšie, s mierou prírastku hmotnosti výrazne vyššou ako u ostatných dvoch médií a najnižším pomerom konverzie krmiva. To je v súlade s predchádzajúcimi výsledkami výskumu. V tejto štúdii sa tvorba biofilmu a akvakultúra uskutočňovali súčasne. Súdiac podľa času tvorby biofilmu, biofilm štvorcovej špongie dozrel skôr a po dozretí biofilmu boli koncentrácie amoniakálneho dusíka a dusitanového dusíka vo vode vždy nižšie ako v ostatných dvoch médiách. Štvorcová huba má navyše určitú filtračnú kapacitu, obsah pevných suspendovaných pevných látok v kultivačnej vode bol nižší a voda bola relatívne číra. Lepší rast zubáča veľkoústeho v skupine hranatých húb môže súvisieť s dobrou kvalitou vody. Čistiace účinky média so štvorcovými hubami na celkový dusík, celkový fosfor a manganistanový index vo vode si však vyžadujú ďalšie štúdium. Stojí za zmienku, že počas experimentu hodnota pH vykazovala celkovo klesajúci trend. Po 12 dňoch kultivácie bola hodnota pH všetkých kultivačných nádrží nižšia ako 6,0, čo je v súlade s výsledkami výskumu Zhang Longa et al. Pokles hodnoty pH je spôsobený tým, že počas procesu kultivácie biofilmu vzniká veľké množstvo vodíkových iónov, čo vedie k zníženiu hodnoty pH vody. Preto je počas procesu tvorby biofilmu potrebné urýchlene upraviť hodnotu pH vody z kultivačnej nádrže, aby sa zabezpečilo, že bude v rámci normálneho rastového rozsahu pestovaných druhov. Vzhľadom na ekonomické náklady je trhová cena štvorcovej špongie 70 ~ 100 RMB/kg a jej cena je medzi ostatnými dvoma biofiltračnými médiami. V kombinácii s výsledkami rastu je z krátkodobého hľadiska štvorcová špongia relatívne praktickým biofiltračným médiom na úpravu vody pre recirkulujúcu akvakultúru. Štvorcová špongia má však zlú húževnatosť a krátku životnosť. Jeho dlhodobé-účinky používania a účinky na akvakultúru si vyžadujú ďalšie overenie.
v súhrnev podmienkach prirodzenej tvorby biofilmu má štvorcové špongiové biofilmové médium najkratší čas tvorby biofilmu, miernu cenu a konečná telesná hmotnosť a miera prírastku hmotnosti zubáča veľkoústeho v skupine štvorcovej špongie boli výrazne vyššie ako u ostatných dvoch biofiltračných médií. Z krátkodobého hľadiska ide o relatívne praktické biofiltračné médium na úpravu vody pre recirkulačnú akvakultúru.