Stimulation of bacterial exoproteolytic activity by fish farming in coastal marine ponds: effect on dissolved protein cycling

Stimulation de l'activité exoprotéolytique bactérienne par l'intensification de l'aquaculture en marais maritimes: effet sur le recyclage des protéines dissoutes

CREMA-L'Houmeau (CNRS-IFREMER), case 5, 17137 L'Houmeau, France

Received: 9 September 1996
Accepted: 11 April 1997

Abstract

The effect of fish farming on dissolved amino acid concentrations, bacterioplankton abundance and exoproteolytic activity was assessed in 3 experimental marine ponds. Different standing stocks of fish were introduced (semi-intensive pond: 250 g.m⁻², semi-extensive pond: 50 g.m⁻², control pond: 0). Sea bass farming increased dissolved combined amino acid (DCAA) concentrations only in the semi-intensive pond. Bacterial standing stock was unaffected by fish food supply. However, bacterial exoproteolytic activity was strongly stimulated by aquaculture intensification; the average maximal rate of dissolved protein hydrolysis (V_m) increased with intensity (control pond: 1 500 nM.h^-1; semi-extensive pond: 2 600 nM.h⁻¹; semi-intensive pond: 5 100 nM.h⁻¹). DCAA fluxes through bacterial exoproteolytic activity ranged between 16 (semi-extensive) and 11% (semi-intensive) of the daily nitrogen input by fish food. Bacterial exoproteolytic activity allowed a substantial part of the increased supply of dissolved amino nitrogen to be incorporated into bacterial biomass, then available for transfer to higher trophic levels within the ponds. It also significantly decreased dissolved organic nitrogen export from the ponds to the surrounding environment.

Résumé

L'effet de l'intensification de l'aquaculture sur les teneurs en acides aminés dissous et sur l'activité exoprotéolytique bactérienne a été étudié dans 3 bassins expérimentaux où des densités croissantes de poissons ont été introduites (bassin 1/2 intensif : 250 g.m⁻²; bassin 1/2 extensif : 50 g.m⁻²; bassin témoin : 0). L'intensification de l'élevage du bar conduit à une augmentation des teneurs en acides aminés dissous combinés uniquement pour l'élevage 1/2 intensif. La biomasse bactérienne n'est pas affectée par les apports d'aliment distribué aux poissons. Par contre, l'activité exoprotéolytique bactérienne est très fortement stimulée par l'élevage des bars ; ainsi, la vitesse maximale d'hydrolyse des protéines dissoutes (V_m) par les bactéries augmente simultanément à l'intensification de l'aquaculture (bassin témoin: 1 500 nM.h⁻¹; élevage 1/2 extensif: 2 600 nM.h⁻¹; élevage 1/2 intensif: 5 100 nM.h⁻¹). Les flux de protéines dissoutes utilisées par les bactéries, grâce à l'activité exoprotéolytique, représentent en moyenne 16 (élevage 1/2 extensif) et 11 % (élevage 1/2 intensif) de l'apport azoté journalier d'aliment. L'activité exoprotéolytique bactérienne constitue donc un processus important dans les bassins aquacoles qui permet le recyclage de l'azote aminé dissous en biomasse bactérienne, disponible pour les échelons trophiques supérieurs à l'intérieur des bassins, et conduit ainsi à une diminution des rejets de composés organiques dissous vers le milieu extérieur.