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1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO TRIÂNGULO MINEIRO Campus Uberaba MESTRADO PROFISSIONAL EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS PAULO ROBERTO DIAS DA SILVA DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO PRELIMINAR DE SISTEMA AQUAPÔNICO COM BIOFLOCOS UBERABA, MG 2016

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA

DO TRIÂNGULO MINEIRO – Campus Uberaba

MESTRADO PROFISSIONAL EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

PAULO ROBERTO DIAS DA SILVA

DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO PRELIMINAR DE SISTEMA

AQUAPÔNICO COM BIOFLOCOS

UBERABA, MG

2016

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PAULO ROBERTO DIAS DA SILVA

Desenvolvimento e avaliação preliminar de sistema aquapônico com

Bioflocos

Dissertação apresentado ao Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos, do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Triângulo Mineiro - Campus Uberaba – como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos.

Orientadora: Profa. Dra. Claudia

Maria Tomás Melo

UBERABA, MG

2016

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PAULO ROBERTO DIAS DA SILVA

Desenvolvimento e avaliação preliminar de sistema

aquapônico com Bioflocos

Dissertação apresentada ao

Programa de Pós-Graduação em

Ciência e Tecnologia de Alimentos

do Instituto Federal de Educação,

Ciência e Tecnologia do Triângulo

Mineiro – Campus Uberaba, como

requisito parcial para a obtenção

do título de Mestre em Ciência e

Tecnologia de Alimentos.

Aprovada em _____/_____/_____

BANCA EXAMINADORA

Profa. Dra. Claudia Maria Tomás Melo IFTM - Campus Uberlândia (Orientadora)

Profa. Dra. Nara Cristina de Lima Silva IFTM - Campus Uberlândia

Profa. Dra. Vicelma Luiz Cardoso

UFU - Universidade Federal de Uberlândia

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Dedico esse trabalho

aos meus pais e

irmãos, os quais

sempre me apoiaram

na conquista deste

título tão almejado.

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AGRADECIMENTOS

Agradeço a minha orientadora Profa. Dra. Claudia Maria Tomás Melo,

pelas inúmeras orientações, pela ajuda, apoio, incentivo e por toda a sua

experiência que obtive ao longo do mestrado. Não há palavras para a expressar

minha gratidão.

Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Ciência e

Tecnologia de Alimentos do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia

do Triângulo Mineiro – Campus Uberaba, que contribuíram para a minha

formação.

Aos professores, Prof. Dr. Wilson Wasielesky Jr. e Prof. Dr. Dariano

Krummenauer pela oportunidade de trabalhar na equipe e por participar do

Projeto Camarão da FURG.

Ao André Freitas e Aline da Costa Bezerra pela constante ajuda com o

experimento durante o estágio que realizei na FURG na aprendizagem do

sistema de bioflocos.

A todos os técnicos e funcionários, em especial ao Wilson Boitrago, que

concedeu apoio para a realização deste projeto.

Enfim, agradeço a toda minha família e aos amigos por todo apoio e

compreensão recebidos ao longo do mestrado.

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RESUMO

O acúmulo de compostos nitrogenados, nos cultivos intensivos na aquacultura

com fins comerciais, pode ocasionar efeitos nocivos ao meio ambiente, como a

eutrofização das águas receptoras desses dejetos, entre outros, afetando a

sobrevivência de outros animais, sendo, também, nocivo aos animais que ali

estão sendo criados. Pesquisas estão sendo desenvolvidas para minimizar

esses impactos no ambiente e, para tanto, uma tecnologia que está em

desenvolvimento é o sistema BFT (Biofloc Technology System), na qual os

produtos nitrogenados gerados são transformados, pelas comunidades

bacterianas autotróficas e heterotróficas, em proteína microbiana e em

nitrogenados menos tóxicos para a aquicultura, neste caso o nitrato. Existem

técnicas que aproveitem esses compostos e auxiliam no processo de

transformação dessas substâncias nitrogenadas. A aquaponia é uma técnica

que está sendo utilizada em pequena escala; nessa técnica, utiliza-se a criação

de animais da aquicultura (peixes, camarões, etc.) por meio dos nitrogenados

gerados para o cultivo de plantas. Nesse cenário, o presente trabalho procurou

estabelecer uma nova tecnologia, unindo estas duas técnicas, a de BFT e a

Aquaponia, com o intuito de reduzir os nitrogenados gerados pela criação na

aquacultura intensiva e a aquaponia. O presente estudo foi realizado no IFTM -

Instituto Federal do Triangulo Mineiro – Campus Uberlândia (zona rural) - local

em que foi realizado um protótipo com 4 tanques, sendo dois com hidroponia e

Bioflocos e dois apenas com Bioflocos. Para o controle da água dos tanques

foram realizadas análises diárias de pH, Temperatura (Cº), Condutividade e

Oxigênio (OD) dissolvido. Também foram monitorados os parâmetros Amônia

Total, Nitrito, Nitrato, Alcalinidade, Cor e Turbidez no sistema. Os resultados

experimentais demonstraram pouco aumento de biomassa da cultura de alface,

bem como reduzido desenvolvimento das tilápias cultivadas, indicando a pouca

viabilidade deste sistema no início do processo do desenvolvimento do sistema

de bioflocos. Quanto aos nitrogenados dos tanques, evidenciou-se o declínio do

teor de amônia como a formação de nitrito e nitrato no meio.

Palavra Chave: BFT, Biofloco, Aquaponia, hidroponia.

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ABSTRACT

The accumulation of nitrogenous compounds in intensive crops in aquaculture for

commercial purposes, can cause harmful effects to the environment, such as

eutrophication of receiving waters such waste, among others, affecting the

survival of other animals, and is also harmful to animals there are being created.

Searches are being developed to minimize these impacts on the environment

and, therefore, a technology that is being developed is the BFT system (Biofloc

Technology System), in which the generated nitrogen products are transformed

by autotrophic and heterotrophic bacterial communities in microbial protein and

less toxic to aquaculture nitrogen, in which case the nitrate. There are techniques

that take advantage of these compounds and assist in the process of

transformation of nitrogenous substances. Aquaponics is a technique that is

being used on a small scale; this technique uses the creation of aquaculture

animals (fish, shrimp, etc.) through the nitrogen generated for the cultivation of

plants. In this scenario, this study sought to establish a new technology,

combining these two techniques, the BFT and Aquaponics, in order to reduce

nitrogen generated by the creation in intensive aquaculture and aquaponics. This

study was conducted in IFTM - Federal Triangulo Mineiro Institute - Campus

Uberlândia (countryside) - where it was made a prototype with 4 tanks, two with

hydroponics and Bioflocos and two only Bioflocos. To control the water tanks

were carried out daily analysis of pH, temperature (Cº), Conductivity and Oxygen

(DO) dissolved. the Total Ammonia parameters, Nitrite, Nitrate, Alkalinity,

Turbidity and color in the system were also monitored. The experimental results

showed little increase in lettuce crop biomass and reduced development of

cultured tilapia, indicating little feasibility of this system at the beginning of the

process development bioflocos system. As the nitrogen tank, evidence of the

decline of content as ammonia to nitrite and nitrate formation in the medium.

Key-words: BFT, Biofloc, Aquaponic, hydroponic.

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FIGURAS

Pg.

Figura 01 - Esquema da montagem do sistema de aquoponia- hidroponia

23

Figura 02: Variações médias das concentrações de amônia total (mgL-1) nos tratamentos com bioflocos durante o cultivo dos peixes

32

Figura 03: Variações médias das concentrações de Nitrito (mgL-1) nos tratamentos com bioflocos durante o cultivo dos peixes

33

Figura 04: Variações médias das concentrações de Nitrato (mgL-1) nos tratamentos com bioflocos durante o cultivo dos peixes

34

Figura 05: Variações da condutividade elétrica (µS.cm-1) nos tratamentos com bioflocos durante o cultivo dos peixes nos tanques T01, T02, T03 e T04

35

Figura 06: Cor (PtCo) da água nos tanques com bioflocos

36

Figura 07: Turbidez (NTU) da água nos tanques com bioflocos

36

Figura 08A e 08B - Turbidez no Sistema de Bioflocos após 32 dias

37

Figura 9A e 9B - Ilustração das plantas (alface) acopladas ao sistema aquopônico com bioflocos após o fim do ciclo

38

Figura 10 - Peso da biomassa do cultivo da alface no fim da pesquisa.

39

Figura 11 - Variação média de peso (g) de peso dos peixes no fim da pesquisa preliminar.

39

Figura 12 – Dados dos peixes mortos durante o experimento

40

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TABELAS

Pg.

Tabela 01 - Porcentagem de carbono e fator de equivalência das diferentes fontes de carbono

29

Tabela 2 – Parâmetros físicos e químicos da água (médias ± desvio padrão).

29

Tabela 03: Médias ± Desvio padrão dos valores do desempenho

zootécnico dos peixes no período de 15/02/2016 a 16/03/2016

31

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SUMÁRIO

Pg.

1 - Introdução 12

2 – Objetivos 14

2.1 – Objetivo Geral 14

2.2 – Objetivos Específicos 14

3 – Revisão da literatura 14

3.1 - Piscicultura extensiva 14

3.2 – Piscicultura Semi-intensiva 15

3.3 - Piscicultura intensiva 15

3.4 - A aquacultura 16

3.5 – Hidroponia

18

3.6 - Aquaponia 19

3.7 - Bioflocos

21

4.0 – Material e Métodos 22

4.1 – Local do experimento 22

4.2 - Montagem do sistema de Aquaponia 22

4.3 - Análises físicas e químicas da água do sistema de aquoponia 24

4.3.1. Coleta de amostra para análises físicas e químicas

24

4.3.2 - Medidas de pH, Temperatura, Oxigênio Dissolvido e

Condutividade

24

4.3.3 - Adição de Carbono 25

4.3.4 - Determinação de turbidez 25

4.3.5 - Determinação da cor 25

4.3.6 - Nitrito e nitrato 26

4.3.7 - Amônia Total 26

4.3.8 - Alcalinidade 26

4.4 - Fases de desenvolvimento do sistema de aquoponia 27

4.4.1. Fase 1: Partida do sistema 27

4.4.2 – Fase 2: Formação dos bioflocos 27

4.4.3 – Adição fonte de carbono

28

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5 – Resultados 29

5.1 – Parâmetros físicos e químicos da água 29

5.2 - Biometria 31

5.3 – Análises de Amônia, Nitrito, Nitrato, Condutividade, Cor e

Turbidez

31

5.4 - Desenvolvimento das mudas de alfaces a partir da água da

piscicultura

37

5.5 - Biometria dos peixes no sistema de bioflocos 39

5.6 - Desenvolvimento das tilápias no sistema aquopônico

40

6 – Conclusão

40

7 – Referências Bibliográficas 42

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1 – Introdução

No Planeta, a água, um recurso cada vez mais escasso, pode representar

mais de 70% do peso dos organismos vivos, terrestres e aquáticos. Nesse

sentido, a água é o recurso natural mais importante, sendo essencial para a

sobrevivência e desenvolvimento de todos os organismos vivos (SCHOREDER

et al, 1991).

Com a necessidade de utilizar novas tecnologias para suprir o consumo

de água com o crescimento populacional mundial, técnicas foram desenvolvidas

para auxiliar a produção na aquicultura em que a exploração dos recursos

naturais está a cada dia mais intensivo e assim proporcionando um desequilíbrio

dos recursos aquícolas mundial (AMBIENTE, 2013).

A aquaponia pode ser definida como a criação integrada de peixes para a

alimentação associada ao cultivo de hortaliças. O reuso da água para a

hidroponia, cultivo de plantas sem solo, utiliza os minerais disponibilizados no

sistema de aquoponia para a nutrição das plantas (BERNSTEIN, 2011), sistema

que busca a sustentabilidade. A aquaponia, acoplada ao sistema de hidroponia,

ao reciclar os nutrientes dos peixes para as plantas, também contribui para se

produzir alimentos com menor impacto ao meio ambiente (SILVA et al, 2010).

Na aquaponia, os peixes disponibilizam a maioria dos macronutrientes

(carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo, enxofre, nitrato, amônia e

magnésio) e micronutrientes (boro, cobre, ferro e manganês) os quais as plantas

necessitam para o seu desenvolvimento (AMBIENTE, 2013), sendo que na

hidroponia convencional os nutrientes estão disponíveis para as plantas, na

forma de sais adquiridos em lojas especializadas, que recirculam no sistema até

serem substituídos por uma nova solução (NOGUEIRA et al., 2002).

A tecnologia de bioflocos, acoplada ao sistema de aquaponia, que são

partículas orgânicas em suspensão na água, sobre a qual se desenvolvem

microrganismos (microalgas, protozoários, rotíferos, fungos, oligoquetos,

bactérias heterotróficas e autotróficas) (JANDAKOT; BERRIGAN, 2011),

possibilita a intensificação da aquicultura, serve como fonte suplementar de

alimento, melhorando a conversão alimentar, sem comprometimento da

qualidade da água (AVNIMELECH, 2009). A criação de peixes em sistemas com

bioflocos não necessita de filtros mecânicos ou outro tipo de sistema de

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recirculação de água, tendo as bactérias como responsáveis pela depuração dos

elementos nitrogenados, potencialmente tóxicos, produzidos pelos peixes, como

amônia, nitrito e nitrato em sistema fechado (KUBITZA, 2011).

O sistema aquapônico vem desenvolvendo um novo conceito no qual o

desenvolvimento sustentável com a responsabilidade social e ambiental, tem

aliado a novos designs inovadores para atender às necessidades do mercado. O

sistema urbano mais difundido no Brasil é o de pequenos aquários, já nos

Estados Unidos da América, Austrália e em alguns países asiáticos já se pratica

essa modalidade de produção, em unidades maiores, há mais de 30 anos

(JANDAKOT; 2011).

A densidade de peixes por m³ é maior, o que faz com que a produção

seja favorável à produção em grande escala, assim como a quantidade de

resíduos gerada no processo de metabolismo e restos de ração, o que se torna

um problema. A partir desta problemática iniciou-se o processo para analisar a

capacidade do aproveitamento desses resíduos na hidroponia utilizando

bactérias nitrificantes. No sistema de aquaponia o substrato das plantas funciona

como filtro biológico transformando a matéria orgânica em sais que são

absorvidos pelos vegetais e a água retorna ao viveiro de peixes com qualidade

para o seu reuso (BERNSTEIN, 2011).

Várias formas de fontes de carbono podem ser usadas, sendo a mais

utilizada o melaço de cana (na forma líquida ou em pó). O resíduo de bala de

festa proveniente de açúcar líquido que é posteriormente solidificado em seu

processo industrial. Sendo um açúcar simples e passado por processos

industrializados e clarificado de consumo humano direto consolidado, facilita a

dissolução do carbono no meio permitindo o crescimento bacteriano e

proporciona uma menor turbidez na água em comparação ao melaço,

melhorando o manejo do sistema (SUITA, 2009).

Baseando-se na importância de produção sustentável, este trabalho teve

o propósito em desenvolver um sistema piloto de aquoponia, utilizando bioflocos

como forma de tratamento da água residuária gerada pelos peixes e diretamente

colocado plataformas de isopor perfuradas, na perspectiva em utilizar os

nutrientes gerados pelo sistema para a produção de alfaces.

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2 – Objetivos

2.1 – Objetivo Geral

Desenvolver um sistema de aquoponia, utilizando a água do sistema de

bioflocos diretamente na produção de alfaces, tendo como foco a redução dos

compostos nitrogenados gerados pela produção da piscicultura intensiva, e a

produção de alface no mesmo sistema.

2.2 – Objetivos Específicos

- Montagem experimental de um de sistema de aquoponia (produção de peixe e

alface) com bioflocos na fase inicial da formação dos bioflocos.

- Avaliar a viabilidade técnica deste sistema em grande escala.

3 – Revisão da Literatura

3.1 - Piscicultura extensiva

A piscicultura está em pleno crescimento no mundo havendo

possibilidades de ampliar a produção mundial de pescado, estabilizada em

determinados momentos pelo limite da produção pesqueira, na sua maioria

ainda é proveniente dos mares e oceanos. Por outro lado, é uma atividade

causadora de potencial degradação ambiental (ABREU, 2012).

A piscicultura extensiva é a forma mais utilizada nos países de criação em

que o homem interfere o mínimo possível nos fatores de produtividade (apenas

realiza o povoamento inicial do corpo d'água). Caracteriza-se pela

impossibilidade de esvaziamento total do criadouro, impossibilidade de

despesca, ausência de controle da reprodução dos animais estocados, presença

de peixes e aves predadoras, ausência de práticas de adubação, calagem e

alimentação, alimentação apenas da produtividade natural e, pela produtividade

baixa, dificilmente ultrapassa 400 Kg/ha/ano (POLI, 2003).

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A produção de peixes nesta modalidade depende principalmente de dois

fatores (NASCIMENTO; OLIVEIRA, 2010):

a) capacidade de suporte alimentar do ambiente, ou seja, da

produtividade natural da água que depende da quantidade de nutrientes

(fosfatos, nitratos e materiais orgânicos) da água e do solo;

b) escolha de espécies adequadas;

3.2 - Piscicultura Semi-intensiva

A piscicultura semi-intensiva caracteriza-se pela possibilidade de

esvaziamento total do criadouro, ou o reuso da água por meio de tratamentos

específicos, controle da reprodução dos animais estocados, ausência ou

controle de predadores, presença de prática de adubação, calagem e,

opcionalmente, uma alimentação artificial à base de subprodutos regionais,

manutenção de uma densidade populacional correta durante o período de

cultivo, sendo que a estocagem pode ser de 20 a 30 kg de peixe/m3 para

engorda, sendo a renovação de água de 50 a 100% por dia (FURTADO, 1995).

Este sistema se caracteriza pela maximização da produção de alimento

natural (fito e zooplâncton, bentos e macrófitas), a partir do aporte de minerais

que pode ser feito com adubos orgânicos (esterco de bovinos, suínos, equinos,

etc.) ou químicos (fontes de nitrogênio e fósforo), para servir como principal fonte

de alimento dos peixes (NASCIMENTO; OLIVEIRA, 2010).

3.3 – Piscicultura intensiva

A piscicultura intensiva é o sistema de exploração mais utilizado

atualmente no Brasil no qual os fatores de produção são controlados pelo

homem (FURTADO, 1995).

Caracteriza-se por apresentar densidade populacional elevada de peixes

por volume d'água, alimentação artificial exclusivamente à base de rações

balanceadas, necessidade de alto fluxo de água ou uma recirculação forçada

devido à alta densidade populacional, apresenta alta produtividade, podendo

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ultrapassar 90 kg/m3, sistema racional de custo elevado, com mão-de-obra

especializada e alto nível de mecanização (CAMPOS, 1998).

No sistema intensivo os viveiros são planejados, escavados com

máquinas e possuem declividade para facilitar o escoamento da água e

despesca dos animais. Nesses sistema ocorre renovação da água, para suportar

a biomassa de pescado estocada e carrear as excretas dos peixes para fora.

Dependendo da disponibilidade e da qualidade da água pode-se estocar

entre 1 a 100 peixes por m2. O fluxo de água é controlado para manter, no

mínimo, um teor de oxigênio dissolvido (OD) de 4 ppm (NASCIMENTO;

OLIVEIRA, 2010)

3.4 - A aquacultura

A aquicultura ou aquacultura é responsável por cultivar organismos aquáticos

em condições controladas como temperatura, oxigênio da água, ideais para a

criação de espécies comercialmente viáveis, podendo ser desenvolvida em água

doce (aquicultura continental), ou em água salgada. (KUBITZA, 2011).

A aquacultura e a pesca, nos últimos anos, obtiveram os maiores índices de

produtividade, abastecendo o mercado mundial com cerca de 140 milhões de

toneladas de peixes, ou 16,6 kg/per capita/ano. Desse total, a aquacultura já é

responsável por aproximadamente 43% do mercado, enquanto nos anos 80,

esse número era apenas de 9% (FAO, 2005). Existe uma tendência do aumento

da aquacultura, pois se sabe que a pesca extrativista não consegue mais

preencher a lacuna deixada por esse segmento no setor (CREPALDI et al,

2006).

O uso racional da água é o desafio com que a humanidade tem se deparado

no seu desenvolvimento humanístico, assim como os recursos naturais

disponíveis no planeta (HUNDLEY, 2013).

No Brasil os sistemas utilizados para a criação de peixes ainda é o

chamado tanque escavado, porém nos últimos anos a atividade vem tomando

um novo rumo com a criação de peixes em tanque rede nos reservatórios.

Entretanto, esta atividade gera muitos resíduos deixando as águas

contaminadas para consumo (RODRIGUES, 2013).

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A aquacultura ainda possui vários problemas inerentes à sua natureza,

em primeiro lugar ocupa uma grande quantidade de terra e utiliza um volume de

água muito grande para produzir peixes gerando muitos resíduos sem

tratamento (AMBIENT, 2013).

Os efluentes gerados por intermédio das atividades de aquicultura sobre

os ecossistemas aquáticos são: o aumento das concentrações de nitrogênio e

fósforo nos corpos de água e o acúmulo de matéria orgânica nos sedimentos

(ABREU, 2012).

Os efluentes aquícolas são responsabilizados pela poluição da água por

um excesso de materiais orgânicos e nutrientes que são passíveis de causar

efeitos tóxicos agudos aos animais aquáticos e de longo prazo ao meio

ambiente. Essas descargas contêm vários compostos orgânicos e inorgânicos,

principalmente amônia, fósforo e carbono orgânico dissolvido (MCINTOSH et al,

2000).

As características dos efluentes de aquicultura podem apresentar

variações em função da espécie cultivada, intensidade do cultivo, manejo

alimentar e nível de tecnologia empregada. Nesse sentido, a caracterização do

impacto de cada cultivo sobre a água utilizada depende de avaliações

individualizadas. Essa avaliação do impacto é fundamental para a melhoria do

manejo, visando à produção de efluente com menores concentrações de

nitrogênio, fósforo, material particulado em suspensão e demanda bioquímica de

oxigênio (BIALLI et al, 2015).

Em um sistema harmônico, o uso de agrotóxicos não é utilizado, os

grandes problemas que existiam no início dos anos 40 quando foram

introduzidos os primeiros agrotóxicos sintéticos, porém após várias décadas de

uso intenso, tornou-se evidente que estes produtos químicos prejudicam outros

organismos, desenvolvendo um desequilibro ecológico, comprometendo a

cadeia alimentar de várias espécies e outras se alimentando de plantas

contaminadas e repassando estes contaminantes para as suas espécies

predadoras (ODUM, 1983).

Em sistemas tradicionais os herbicidas podem entrar nos sistemas

aquáticos por aplicação direta para controle de ervas daninhas, dispersão de

aplicações aéreas ou terrestres, podendo ser transportados no solo e contaminar

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cursos d’água e águas subterrâneas por meio do escoamento superficial ou “run-

off” e por lixiviação (ABREU, 2012).

3.5 - Hidroponia

A hidroponia é uma técnica, desenvolvida por Allen Cooper em 1965 e

originalmente denominada “Nutrient Film Technique” (NFT), que consiste na

passagem de uma lâmina de solução nutritiva por um leito contendo as plantas

(FURLANI, 1995).

No cultivo hidropônico, ou fluxo laminar de solução, a solução nutritiva é

bombeada em um reservatório passando pelas raízes das plantas nos canais de

cultivo e voltando ao reservatório por gravidade (FAQUIN et al, 1998). Esse

sistema tem revelado alto rendimento e reduções de ciclo em relação ao cultivo

no solo (FURLANI, 1999).

A hidroponia, termo derivado de duas palavras de origem grega, hidro =

água e ponia = trabalho, é uma técnica que, segundo FURLANI (1998), está se

desenvolvendo rapidamente como meio de produção vegetal, especialmente de

hortaliças, pois é uma técnica alternativa de cultivo protegido, na qual o solo é

substituído por uma solução aquosa, contendo apenas os elementos minerais

necessários aos vegetais (OHSE et al, 2001)

A técnica de hidroponia pode ser aplicada tanto em escala doméstica

(pequenos vasos) bem como em escala comercial (grandes plantações em

galpões). Uma das plantas mais produzidas nesse sistema é a alface, que é uma

planta herbácea, da família Asteraceae, sendo considerada a hortaliça folhosa

mais expressiva na alimentação do brasileiro (CARVALHO et al, 2005).

Atualmente, os canais de cultivo não utilizam substratos e a sustentação

das plantas é feita através de uma cobertura com orifícios (isopor, lona plástica

de dupla face e “tetrapack®”) que também previne contra a entrada de luz e

aquecimento do sistema radicular das plantas (TEIXEIRA,1996).

O cultivo de alfaces no sistema hidropônico vem-se destacando muito no

Brasil, especialmente pela sua viabilidade e a disponibilidade dos produtos em

períodos de entressafra e garantindo uma regularidade em sua oferta para o

consumidor brasileiro (CASTELLANE et al, 1994).

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3.6 – Aquaponia

Aquaponia é uma simbiose integrada da piscicultura e da hidroponia,

entre bactérias e absorção de nutrientes pelas plantas geradas pelas mesmas.

Assim, quando se considera o tamanho do tanque de peixes, tem-se que levar

em consideração o tamanho de todo o sistema, projetar e construir um sistema

equilibrado (JAPAN, 2013).

Os sistemas de aquaponia atuais têm auxiliado a resolução de problemas

causados pelos excrementos dos animais aquáticos, pois não há geração de

produtos químicos ou resíduos a serem liberados no meio ambiente;

normalmente há a geração de resíduos orgânicos que podem ser direcionados

para a hidroponia, fechando o ciclo sem desperdício de água (BERNSTEIN,

2011).

As vantagens no sistema de aquaponia são indiscutíveis, pois utiliza-se

resíduos para a produção de alimentos, com um menor custo e menor impacto

ambiental, e todos com uma qualidade superior à convencional. Nesse sistema,

consegue-se disponibilidade maior de alimentos, em uma área menor do que a

convencional, utilizando-se uma quantidade de água reduzida para a produção

de alimentos, o que é muito vantajoso haja vista que, a cada dia, há discussão

sobre o uso racional desse elemento natural que é crucial para a vida

(NOGUEIRA et al., 2002).

O sucesso de um sistema de aquaponia está ligado à filtração biológica e

a sua função em relação ao ciclo do nitrogênio, pois o elevado acúmulo de

amônia, expelido pelos peixes, pode levar ao envenenamento, conhecido como

Síndrome de New Tank, causando danos aos tecidos, especialmente às

brânquias e ao rim dos peixes; além disso ocorrem desequilíbrios fisiológicos, o

crescimento é prejudicado, há a diminuição da resistência a doenças e a morte

(BERNSTEIN, 2011). O envenenamento por nitrito inibe a absorção de oxigênio

pelas células vermelhas do sangue. Conhecida como doença do sangue

marrom, ou metemoglobinemia, a hemoglobina nos glóbulos vermelhos é

convertida em metemoglobina. Esse problema é muito mais grave em peixes de

água doce do que em organismos marinhos. A presença de íons cloreto (Cl-) tem

como finalidade inibir a acumulação de nitrito no fluxo de sangue (ABREU,

2012).

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Uma porção dos nutrientes fornecidos aos peixes na forma de alimento é

absorvida por eles, sendo a maior parte expelida na forma sólida ou dissolvida

em água o que, nos sistemas integrados, gera compostos nitrogenados que se

aproximam dos valores encontrados em algumas soluções nutritivas para o

cultivo de vegetais (BERNSTEIN, 2011), justificando o sistema aquapônico.

Outro problema comum nesses sistemas é a remoção de partículas

provenientes de alimentos não consumidos pelos peixes. Estima-se que mais de

60% dos alimentos disponibilizados no sistema fica disponível na forma de

partículas; daí a importância de um bom sistema de filtração, pois, 87% do

alimento fornecido normalmente não é aproveitado pelos peixes, sendo

eliminado juntamente com as fezes, com CO2 e com a urina. Uma boa parte

deste resíduo (30%) é sedimentável e o restante do material solúvel na água

(PISICULTURA, 2008).

O nitrogênio é o nutriente que está presente na água residual do sistema,

sob a forma de N-orgânico, por meio das contínuas excretas dos organismos

aquáticos, na forma de amônia. Essa forma de nitrogênio deve ser reciclada pela

ação de bactérias nitrificantes, para ser mais perfeitamente aproveitada pelos

vegetais, sendo que, para que a maior parte do nitrogênio seja convertido em

nitrato por meio da nitrificação, a amônia (NH3), excretada pelos peixes, deve

dissolver-se na água, formando o íon amônio (NH4+) (CORTEZ et al., 2009).

Devido à rápida circulação da água nos sistemas integrados, a nitrificação

pode ocorrer apenas parcialmente e em pequena taxa, razão por que, no

biofiltro, devem ser utilizados areia, pedregulho, cascalho, conchas ou outros

materiais como “estruturas” para fixar as bactérias que, em sua maioria,

pertencem aos gêneros Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrospira, Nitrosolobus e

Nitrosovibrio. Além disso, deve-se reduzir a velocidade de circulação da água

residual, para aumentar o potencial de nitrificação por meio de maior tempo de

contato com as bactérias (GEE et al., 1990).

Quando liberados, os dejetos da atividade da aquicultura modificam as

características físicas, químicas e biológicas da água dos tanques ou viveiros,

mas esses resíduos orgânicos, após ação microbiológica, fornecem nutrientes

essenciais para o desenvolvimento de plâncton, podendo, quando em excesso,

causar eutrofização do ambiente e alteração da composição de diversos

organismos aquáticos (EMERENCIANO et al, 2013).

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3.7 - Bioflocos

O Sistema de bioflocos ou BFT (Biofloc Technology System) vem se

popularizando nos últimos anos e foi recentemente considerado como uma

técnica bem sucedida por ser sustentável pelo fato de não realizar trocas de

água ao longo do cultivo (AVNIMELECH, 2007).

O Sistema de Bioflcocos foi desenvolvido inicialmente nos anos 1970 pelo

Ifremer - COP (Instituto Francês para a Exploração do Mar, Centro do Oceano

Pacífico), com diferentes espécies de peneídeos incluindo Penaeus monodon,

Fenneropenaeus merguiensis, Litopenaeus vannameie L. stylirostris

(EMERENCIANO et al, 2013).

O sistema com bioflocos é derivado de sistemas de recirculação da água,

em que não se utiliza filtros mecânicos, nem filtros biológicos convencionais. Os

resíduos orgânicos gerados na produção das fezes, o muco dos peixes e as

sobras de ração são desintegrados e mantidos em suspensão dentro dos

próprios tanques, servindo como substrato ao desenvolvimento de bactérias

heterotróficas, rico em proteínas e outros nutrientes e absorvendo a amônia e

mantendo a qualidade da água. (AVNIMELECH, 1999, MCINTOSH et al, 2000).

A formação de bioflocos ocorre a partir da mudança da razão entre

carbono e nitrogênio (C:N) dos cultivos de peixe que deve se manter entre 15 e

20:1. Isso estimula o surgimento de bactérias heterotróficas, posteriormente

autotróficas nitrificantes, que fazem a assimilação em biomassa bacteriana ou a

oxidação da amônia e assim toda uma sucessão microbiana até a formação dos

chamados bioflocos (AVNIMELECH, 1999).

Entretanto, essa comunidade microbiana pode demorar até seis semanas

para se estabilizar no sistema (GABRIELE et al, 2013). As bactérias são

encarregadas de depurar a qualidade da água, utilizando compostos

nitrogenados potencialmente tóxicos aos peixes como a amônia, o nitrito e o

nitrato para a síntese de proteína e biomassa microbiana, que enriquecem os

bioflocos (ABREU, 2012).

A tecnologia de bioflocos permite a utilização de altas densidades de

estocagem e elevadas produtividades de peixes (10 a 200 kg m-3)

(AVNIMELECH, 2005)

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4.0 – MATERIAL E MÉTODOS

4.1 – Local do experimento

O experimento foi realizado no setor de piscicultura do Instituto Federal do

Triangulo Mineiro (IFTM) - campus Uberlândia – localizado na Fazenda

Sobradinho.

4.2 - Montagem do sistema de Aquaponia

O protótipo do sistema de aquaponia foi realizado com quatro caixas

d’água de fibra de vidro, cada uma medindo 1,0 x 2,0 x 0,40 m, com capacidade

de 800 litros de água, no setor de piscicultura do IFTM Campus Uberlândia. Para

a primeira batelada dos experimentos foram colocadas 50 tilápias (Oreochromis

niloticus) em cada tanque o peso médio foi de 67 g cada, e comprimento médio

de 15 cm, visando obter produção de peixe e alface conjuntamente, sendo que a

água da criação de peixe fornecerá nutrientes para o desenvolvimento do

vegetal. Em todos os tanques promoveu-se o desenvolvimento de bioflocos com

a presença de bactérias nitrificantes (Nitrosomonas e Nitrobacter) responsáveis

pela remoção do nitrogênio amoniacal e do nitrito e pela incorporação em

biomassa bacteriana, gerando nitrato a ser incorporado pelas plantas

(AVNIMELECH, 2007).

O sistema de aquoponia foi instalado em quatro taques denominados de

tanque 01, tanque 02, tanque 03 e tanque 04 (Figura 01), sendo os

espaçamento usuais em hidroponia de 0,25 a 0,30x 0,25 a 0,30 cm

correspondendo a uma densidade de 11 a 16 plantas por m² (MARINEZ, 2005) e

instaladas quatro placas de isopor perfuradas (seis perfurações em cada placa)

para a locação das mudas de alface, num total de 24 mudas por tanque.

Apenas nos tanques 02 e 04 foram feitos o plantio das mudas de alface

após a partida do sistema, ou seja, quando o teor de amônia alcançava 1 mgL-1.

No taque 01 e no tanque 03 apenas as placas de isopor foram instaladas,

sem o plantio das alfaces. Em todas as perfurações do isopor foram colocados

copos descartáveis com perfurações para que pudesse ocorrer o contato da raiz

das plantas com a água do sistema contendo os bioflocos bem como para que

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esses copos servissem de proteção às raízes das plantas de forma que não

pudessem ser atacadas pelos peixes.

A alimentação para a engorda foi realizada adicionando-se ração para

alimentação Guabi® pirá 32 (com 32% de proteína) com taxa de alimentação

com orientação do fornecedor de 5% da biomassa. Considerando-se o sistema

intensivo para a pesquisa, e sendo considerada a produtividade sugerida por

AVNIMELECH 2005, utilizamos a densidade de estocagem de peixes de 40

Kg.m-3.

Fonte: Paulo Dias, 2016.

Figura 01: Esquema da montagem do sistema de aquoponia- hidroponia.

As tilápias foram doadas pelo próprio Instituto Federal do Triangulo

Mineiro-Campus Uberlândia. A estocagem foi definida pelo sistema intensivo.

Para o sistema de aeração da água foi colocado um soprador de ar, com

capacidade de produzir 2,0 m³/min com divisores para um ponto em cada caixa

e com um metro de mangueira porosa com diâmetro externo de 1,5 polegadas e

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interno de 1,0 polegadas. Essas mangueiras foram instaladas no fundo das

caixas para o auxílio da oxigenação e formação dos bioflocos, e,

consequentemente, a manutenção dos sólidos em suspensão, além da

movimentação no sistema, proporcionando uma melhor oxigenação e a

suspenção dos sólidos.

Segundo Lima et al. (2015), o pH ideal para partida e manutenção do

sistema de aquoponia deve ficar em torno de 6,5 a 7,5 e a alcalinidade acima de

20 mg.L-1, enquanto o teor de oxigênio dissolvido na água deve ficar em torno de

3,0 mg.L-1a 7,0 mg.L-1, o que foi observado na pesquisa.

4.3 - Análises físico-químicas da água do sistema de aquoponia

4.3.1. - Coleta de amostra para análise físico e químicas

As coletas de amostras de água nos tanques 01, 02, 03 e 04 foram

realizadas com recipientes plásticos de 500 ml, higienizados. Todas as amostras

coletadas foram identificadas e, então, levadas ao laboratório de Análises físico-

químicas do IFTM – campus Uberlândia no prazo máximo de 1 hora.

4.3.2. - Medidas de pH, Temperatura, Oxigênio Dissolvido e

Condutividade

Para o controle da água do sistema foram realizadas análises diárias uma

vez ao dia, de pH, temperatura (ºC), oxigênio dissolvido (OD) e condutividade

(µS.cm-1) por meio do medidor multiparâmentro AK 88 da AKSO Brasil.

O controle geral dos parâmetros físico-químicos da água é fundamental,

pois podem afetar de alguma forma a sobrevivência, reprodução, crescimento,

produção ou mesmo o manejo dos peixes, (Amônia Total, Nitrito, Nitrato, Cor,

Turbidez, Alcalinidade) do sistema de aquaponia foi realizado duas vezes na

semana no laboratório de análises físico-químicas do Instituto Federal do

Triângulo Mineiro (IFTM), Campus Uberlândia.

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4.3.3. - Adição de Carbono

Análises prévias do resíduo de balas foram realizadas com a

determinação do teor de carbono para a adição de carbono orgânico para a

formação do floco microbiano.

O início da produção de bioflocos aconteceu naturalmente no sistema a

partir da existência de amônia, sendo a fonte de carbono, resíduos da indústria

de alimentos, mais especificamente resíduos de balas JUNCO®. A análise do

teor de carbono orgânico foi realizada no laboratório de Química da

Universidade Federal de Uberlândia em equipamento denominado “CHN

Analyser” (Perkin Elmer Serie PE 2400), com o teor de carbono de 36,66 %

deste resíduo de bala analisado. Esta fonte de carbono serve como fonte de

energia para as bactérias que iniciam o processo de consumo de amônia, que é

transformado em nitrito e posteriormente em nitrato, forma que é absorvida pelas

plantas no sistema de aquoponia (KUBITZA, 2011).

4.3.4. - Determinação de turbidez

Para a determinação de turbidez utilizou-se o método nefelométrico que

baseia-se na comparação da intensidade de luz espalhada pela amostra, em

condições definidas, com a intensidade da luz espalhada por uma suspensão

considerada padrão.

Para a determinação da turbidez das amostras (Tanque 01, 02, 03 e 04)

foi utilizado turbidimetro Tecnopon TB-1000. Primeiramente foi realizada a

calibração do equipamento com as soluções padrões em NTU (Nephelometric

Turbidity Unity) (turbidez: 0,8, 80, 800 e 1000 mgL-1). Posteriormente à

calibração, foi feita a leitura da turbidez das amostras em unidades

nefelométricas de turbidez, com as devidas diluições, quando necessário.

4.3.5. - Determinação da cor

A determinação de característica física devido a existência de substâncias

dissolvidas como metais, matéria orgânica, plânctons, geralmente um indicador

da presença destas substâncias e realizada por meio de espectrofotômetro

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Hach® DR 2800, zerando-se o aparelho com água destilada. Foi utilizado o

comprimento de onda 455nm, gerando o resultado na escala cloroplatinato de

cobalto (PtCo).

4.3.6. - Nitrito e nitrato

A determinação de nitrito, nitrato e amônia foi realizada duas vezes por

semana, em amostras provenientes dos quatro tanques em estudo. Foi utilizado

o método espectrofotomérico proposto por BENDSCHNEIDER et al (1952), e

Instituto Adolfo Lutz (2008), respectivamente para as análises de nitrito e nitrato,

sendo as leituras de absorbância realizadas em especrofotômetro DR 2800

HACH®. Para a determinação de nitrato a leitura da absorbância foi realizada em

205 nm.

Para a construção da curva de calibração para determinação de nitrato foi

utilizada solução de nitrato de potássio 10 mgL-1 com diluições de 1 a 10 mgL-1

e para a nitrito foi utilizado solução de nitrito de sódio anidro 0,345 g/L.

4.3.7. - Amônia Total

O teor de amônia total foi realizado por meio do método da UNESCO

(1983). Para a curva de calibração foram utilizadas soluções cloreto de amônio

com concentrações variando de 1,0 mgL-1 a 10 mgL-1.

A amônia no ambiente aquático pode apresentar-se em duas formas,

ionizada (NH4+) e não ionizada (NH3). O balanço entre as duas formas é

determinado principalmente pelo pH e, em menor grau pela temperatura. Com o

aumento do pH, este balanço muda no sentido da forma NH3, aumentando

exponencialmente sua proporção. Somente a forma NH3 é importante em

termos de toxicidade. (LIN et al, 2001)

4.3.8. - Alcalinidade

Para a determinação da alcalinidade das amostras de água dos Tanques

foi utilizado o método da American Public Health Association (APHA, 1998).

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Quando o pH atingia valores baixo de 6,5 eram adicionadas 0,05 g/L de

cal hidratada para elevar o pH. (FURTADO, 2013)

A alcalinidade da água é representada pela presença dos íons hidróxido,

carbonato e bicarbonato, a importância do conhecimento das concentrações

desses íon permite a definição de dosagens, todos os íons causadores da

alcalinidade tem características básica. (FURLANI, 1998)

4.4 - Fases de desenvolvimento do sistema de aquoponia

4.4.1. - Fase 1: partida do sistema

Durante a partida do experimento (os três primeiros dias iniciais) foi

adicionado a fonte de carbono orgânico na relação 20:1 (C:N) e mantido o pH

em torno de 7,0 (AVNIMELECH, 1999). Esta relação foi calculada baseando-se

na quantidade necessária para a formação inicial dos bioflocos, neste caso

seguindo a metodologia sugerida por AVNIMELECH, 1999, a seguir foram

realizados os cálculos, foi adicionado 35 g de resíduos de bala de festa

JUNCO® uma vez ao dia durante os três primeiros dias.

Após este período no sistema, foram adicionados resíduos de bala

JUNCO® (fonte de carbono), sempre após as análises semanais de Amônia

total, realizadas no laboratório do IFTM.

4.4.2 – Fase 2: Formação dos bioflocos

A partir do quarto dia de experimento, a adição da fonte de carbono

orgânico (resíduo de bala) foi realizada em função do teor de Amônia Total no

meio, obtido nas análises realizadas em laboratório de análises físico-químicas.

Sempre que a concentração de amônia total nos tanques chegava acima de 1

mgL-1 foi adicionado a fonte de carbono orgânico (resíduos de bala JUNCO®)

na relação 10:1 (C:N) (SAMOCHA et al. 2007 e TACON, 1987), para que

houvesse a redução da carga desta substância que é tóxica para os peixes

acima desta concentração. (AVNIMELECH, 1999). Colocado alfaces a partir do

momento em que a concentração de amônia total chegasse acima de 1,0 mgL-1,

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isto ocorreu logo na primeira análise após o terceiro dia de experimento,

realizado em laboratório.

A formação do floco ou agregado microbiano ocorre a partir do acúmulo

de matéria orgânica e da disponibilidade de oxigênio no sistema de produção,

quando este é realizado em viveiros ou tanques revestidos com material

impermeável e com mínima ou nenhuma renovação de água. (AVNIMELECH,

1999).

4.4.3 – Adição fonte de carbono

A adição de Carbono orgânico, após a primeira fase, foi realizada

de acordo com os níveis de Amônia Total, obtidos a partir das análises

realizadas no laboratório do IFTM (Instituto Federal do Triangulo Mineiro). O

resíduo de balas JUNCO® (respeitando a proporção de 10:1 (C:N) ) foi triturado

e deixado de molho por 3 horas para ficar em estado líquido. Dez gramas de

carbono orgânico são necessários para converter 1g de nitrogênio total na forma

de amônia em proteína microbiana (EBELING et al., 2006; SAMOCHA et al.,

2007; TACON, 1987)

O princípio da tecnologia dos bioflocos é reciclar nutrientes através de

uma elevada relação carbono/nitrogênio na água, com o intuito de estimular o

crescimento de bactérias heterotróficas que convertem a amônia em biomassa

microbiana, que pode suplementar a alimentação dos organismos cultivados

(AVNIMELECH, 1999; AVNIMELECH ,2007).

Para calcular a quantidade de carbono orgânico (resíduo de bala de festa

JUNCO®) para a conversão do nitrogênio total na forma de amônia (N-AT)

foram estabelecidos os seguintes cálculos sugeridos por SERRA et al (2015).

Correção (g)= (TAN) x C:N x EF x vol. TanK (L) / 1000

(TAN) = total nitrogênio amoniacal (mgL-1), C:N = C/N relação EF = Fator

Equivalente (tabela 01)

Ex.: 1 mgL-1 (amônia) x 20:1 x 2,73 x 640 litros /1000 = 34,94 g de fonte

de carbono.

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Tabela 01: Porcentagem de carbono e fator de equivalência das diferentes fontes de carbono

Fonte de Carbono % Carbono Fator Equivalente

Resíduo de bala (JUNCO®) 36,66 2,73

Melaço de cana 37,47 2,67

Dextrose 40,89 2,45

Farelo de arroz 43,36 2,31

SERRA et al, 2015

5 – RESULTADOS

5.1 – Parâmetros físicos e químicos da água

As médias dos resultados obtidos para a temperatura (°C), oxigênio

dissolvido (mg.L-1), pH e Alcalinidade (mgL-1) durante o período experimental

(15/02 a 16/03) nos diferentes tratamentos (Tanque 1 a Tanque 4) estão

apresentadas na Tabela 2.

Tabela 2: Parâmetros físicos e químicos da água (médias ± desvio padrão).

Tratamento Tanque 01* Tanque 02* Tanque 03* Tanque 04*

Temperatura (ºC) 26,53 ± 1,55 26,65 ± 1,90 26,82 ± 1,90 26,95 ± 2,12

O.D (mgL-1) 5,85 ± 0,91 4,83 ± 1,48 5,02 ± 0,98 5,19 ± 0,84

pH 6,76 ± 0,10 7,07 ± 0,48 6,86 ± 0,52 6,91 ± 0,05

Alcalinidade 57 ± 41,24 113 ± 43,34 72 ± 38,02 82,5 ± 37,13

* Tanque 01 e 03 sem alfaces, tanque 02 e 04 com alfaces.

O pH, em todos os tanques, foi próximo de 7,0 sendo em que alguns

momentos foi necessária a adição de cal hidratada para elevar o pH dos

tanques principalmente nos tanques que não continham o sistema de

hidroponia, em que para o pH de 5 a 6 adicionava-se 200 kg de cal hidratado por

1.000 m2 (KUBITZA, 1998) ou 0,05 g/L. (FURTADO, 2013)

A temperatura ideal deve estar em torno de 24ºC a 27ºC, a alcalinidade

desejada superior a 160 mgL-1, amônia inferior a 1,0 mgL-1 e nitrito inferior a

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0,70 mgL-1 a 200 mgL-1 dependendo da espécie e qualidade da água pois a

concentração de cloreto na água minimiza a toxidade letal, no qual o nitrito oxida

o ferro presente na hemoglobina contida nas hemácias passando do estado

ferroso (Fe 2+) para o estado férrico (Fe 3+), inviabilizando, assim, o transporte

de oxigênio (KUBITZA, 1998).

Segundo KNOTT (1962), as temperaturas mais favoráveis ao crescimento

e produção de alface se situam entre 15ºC e 24ºC, sendo que a alface

americana necessita da mínima de 7ºC. Como temperatura ideal para o seu

desenvolvimento tem-se uma temperatura de 23ºC durante o dia e 7ºC à noite.

Antônio (1998) afirma que temperaturas acima de 40ºC retardam

gradativamente a absorção de nutrientes, enquanto a maior absorção é

conseguida entre 25ºC e 30ºC.

A temperatura ficou próxima a 26°C, em ambos os tanques, sendo que a

temperatura ideal de crescimento das alfaces seria no máximo de 30ºC sendo

que acima desta temperatura as plantas podem entrar no estágio reprodutivo, e

de 6º C como mínima (MARTINEZ, 2005). Já os peixes de 20ºC a 32ºC sendo o

ideal seria de 20ºC a 32ºC (RODRIGUES et al, 2013). Ficando o sistema com a

temperatura média de 26ºC.

O oxigênio dissolvido (OD) na água ficou, em quase todo o período da

pesquisa, dentro do esperado que seria acima de 3,0 mgL-1 (Rodrigues et al ,

2013), porém em alguns momentos houve queda de energia, tendo analisado

pelo medidor multiparâmentro AKSO® AK88, a redução drástica da oxigenação

dos tanques e com isto a sobrevivência dos peixes reduzida em todos os

tanques.

Durante o período do experimento (15/02 a 16/03), o sistema que

apresentou melhor desempenho em relação ao crescimento dos peixes foi o

Tanque 01 (Tabela II), no qual não havia alfaces e a possível explicação para

este comportamento é a maior disponibilidade de oxigênio dissolvido (OD) do

meio durante o período de avaliação, não havendo o mesmo comportamento do

Tanque 03 aonde também não havia alfaces.

O pior desempenho da oxigenação foi o tanque 02, porém a sua

alcalinidade foi a maior pelo fato da queda maior do pH assim teve que adicionar

uma quantidade maior de cal hidratado.

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Alcalinidade apresentou diferenças mais perceptíveis nos sistema com

hidroponia nos tanque 02 e 04. Quando a alcalinidade atingia valores abaixo de

160 mgL-1 era realizada ajuste da alcalinidade do meio por intermédio da adição

de cal hidratada (AVNIMELECH, 2012). Essa redução da alcalinidade era mais

frequente nos tanques 01 e 03. O ajuste de pH era realizado para uma melhor

absorção dos nutrientes pelas raízes das plantas, sendo que o pH ideal seria em

torno de 6,0 a 7,0, conforme especificado por Martinez (2005). Para o

desenvolvimento dos peixes, o pH ideal deveria ficar na faixa de 6,5 a 8,5

(Rodrigues et al., 2013), enquanto para o desenvolvimento dos bioflocos seria

entre 7,0 a 9,0, conforme Van Wyk (1999).

5.2 - Biometria

A biometria dos peixes (Tabela 03) mostra o crescimento em peso e em

tamanho durante o período de avaliação.

Tabela 03: Médias ± Desvio padrão dos valores do desempenho zootécnico dos peixes no

período de 15/02/2016 a 16/03/2016

Tratamento Tanque 01* Tanque 02* Tanque 03* Tanque 04*

Peso inicial

67,93 ± 16,15 68,53 ± 16,76 69,2 ± 17,06 66,5 ±15,18

Peso final

103,13 ± 34,32 76,76 ± 27,49 70,05 ± 17,19 72,24 ± 26,27

Tamanho Inicial

15,5 ± 1,16 15,64 ± 1,29 15,93 ± 1,19 15,58 ± 1,21

Tamanho Final

16,70 ± 1,87

15,10 ± 1,81 15,02 ± 1,20 14,91 ± 1,79

*Tanque 01 e 03 sem alfaces, tanque 02 e 04 com alfaces.

5.3 – Análises de Amônia, Nitrito, Nitrato, Condutividade, Cor e

Turbidez

As Figuras 02 e 03 mostram o comportamento da concentração de

amônia e nitrito nos tanques durante o período do experimento.

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(Tanque 01 e 03 sem alfaces, tanque 02 e 04 com alfaces)

Figura 02: Variações médias das concentrações de amônia total (mgL-1) nos tratamentos com

bioflocos durante o cultivo dos peixes.

Conforme observado na Figura 02, o teor de amônia nos tanques elevou

ao longo do tempo, conforme o esperado, isto se deve aos resíduos gerados

pelos peixes provenientes de uma alimentação rica em proteínas, do

fornecimento diário de ração (base 1-5% da biomassa) e da consequente

produção de dejetos, e as sobras da ração fornecida (AVNIMELECH, 1999).

Nos tanques 01 e 03, nos quais não foi realizado o plantio de alfaces, o

teor máximo de amônia do sistema, após três dias da partida, foi de 2,6 e 3,02

mg.L-1, respectivamente, enquanto que nos tanques 02 e 04, tanques nos quais

havia plantio das alfaces, o valor foi, respectivamente, 3,21 e 3,14 mg.L-1.

A queda linear da concentração de amônia nos tanques 02 e 04 (sem

alfaces) iniciaram-se 19 dias após a partida do sistema, diferentemente dos

tanques 01 e 03 (com alfaces). Nesses tanques (01 e 03), a queda aconteceu 15

dias após a partida. O declínio da concentração de amônia (Figura 02) indica a

formação de nitrito (Figura 03) no meio (AVNIMELECH, 1998).

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Am

ôn

ia (

mg

/L-1

)

Tempo (dias)

TQ1

TQ2

TQ3

TQ4

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33

Figura 03: Variações médias das concentrações de Nitrito (mg/L-1) nos tratamentos com

bioflocos durante o cultivo dos peixes

Verifica-se que o aumento de nitrito no meio coincide com a queda do teor

de amônia no 15º dia (Figura 02 e 03). Num sistema convencional de aquicultura

(tanques escavados, tanques rede), os compostos nitrogenados do meio são

retirados do sistema por renovação da água, diferentemente do que acontece no

sistema com bioflocos no qual as bactérias presentes são estimuladas a

transformarem os nitrogenados do meio em agregados microbianos ricos em

proteínas, podendo ser utilizados como fonte de alimento para os animais

aquáticos como as Tilápias (AVNIMELECH, 1998). A razão carbono-nitrogênio

(C:N) no meio pode acelerar os processos que estimulam o desenvolvimento

microbiano e com isto a redução das concentrações de amônia na água (AZIM

et al., 2008).

O comportamento da concentração e disponibilidade de nitrato nos

tanques em estudo (Figura 04) mostra a presença desse composto, em

pequenas quantidades, mesmo no início do experimento, com um teor máximo e

tendendo a ficar constante coincidente com o período de queda da Amônia Total

(após 15º dia do experimento) e o aumento do Nitrito e a redução da amônia

nesse mesmo período.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Nit

rito

mg

/L-1

)

Tempo (dias)

TQ01

TQ02

TQ03

TQ04

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34

Figura 04: Variações médias das concentrações de Nitrato (mg/L-1) nos tratamentos com

bioflocos durante o cultivo dos peixes

Constata-se um comportamento similar entre os tanques 01 e 03, o que

não ocorreu com os tanques 02 e 04, e isto pode ser explicado pela absorção de

nitrato pelas plantas (alfaces) dispostas nesses tanques.

No solo, a maior parte do nitrogênio absorvido pelas plantas está na forma

de nitrato. No sistema hidropônico, o nitrogênio também é fornecido em sua

maior parte sob a forma de nitrato,(FAQUIN et al. (1994).

A condutividade elétrica (Figura 05), em todos os tanques, apresentou

valores crescentes em função do tempo, mas com menor intensidade nos

tanques 02 e 04, os quais continham o plantio de alfaces, levando a crer que

houve absorção de nutrientes pelas plantas. Como a condutividade mede a

presença de íons em solução, supõem-se, em função dos resultados

experimentais, que há formação de cátions e ânions ao longo do tempo em um

sistema fechado de aquoponia e isto se deve provavelmente à formação dos

compostos nitrogenados, gerados pelos peixes, resíduos da ração e também

pela adição de cal hidratada (ajuste de pH).

0

5

10

15

20

25

Nit

rato

(m

g/L

-1l)

Tempo (dias)

TQ01

TQ02

TQ03

TQ04

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35

Figura 05: Variações da condutividade elétrica (µS.cm-1) nos tratamentos com bioflocos durante

o cultivo dos peixes nos tanques T01, T02, T03 e T04

A condutividade elétrica (Figura 05) em todos os tanques evidenciou

valores crescentes em função do tempo, mas com menor intensidade nos

tanques 02 e 04 aonde havia alfaces, levando a crer que houve absorção de

nutrientes pelas plantas. A condutividade mede a presença de íons em solução,

verifica-se que há formação de cátions e ânions ao longo do tempo em um

sistema fechado de aquoponia e isto se deve provavelmente à formação dos

compostos nitrogenados gerados pelos peixes e resíduos da ração e também

pela adição de cal hidratada (ajuste de pH),

Segundo MARTINEZ (2005), a condutividade é um parâmetro expressivo

para o desenvolvimento e acompanhamento de plantas cultivadas em sistema

de hidroponia, sendo que ponto ideal situa-se entre 2,0 mS.cm-1 e 4,0 mS/cm.

Pela Figura 03, observa-se que mesmo após 30 dias de experimento, a

condutividade ainda não se encontra em valores ideais, neste primeiro período

preliminar, para o sistema de hidroponia com valor limite no tanque 04 de

aproximadamente 550 µS.cm-1, o que equivale a 0,55 mS.cm-1.

Na Figura 06 há a representação da Cor no sistema e na Figura 07 o de

Turbidez sendo apresentados os comportamentos e parâmetros da água nos

tanques ao longo do experimento.

0

100

200

300

400

500

600

700

15

-Fe

b

17

-Fe

b

19

-Fe

b

21

-Fe

b

23

-Fe

b

25

-Fe

b

27

-Fe

b

29

-Fe

b

2-M

ar

4-M

ar

6-M

ar

8-M

ar

10

-Mar

12

-Mar

14

-Mar

16

-Mar

Co

nd

uti

vid

ad

e e

létr

ica (

µS

.cm

-1)

Tempo (dias)

TQ 01

TQ 02

TQ 03

TQ 04

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Figura 06: Cor (PtCo) da água nos tanques com bioflocos

Figura 07: Turbidez (NTU) da água nos tanques com bioflocos.

Os parâmetros cor e turbidez, respectivamente, indicam a presença de

sólidos solúveis e sólidos em suspensão na água. Conforme observado nas

Figuras 06 e 07, os dois parâmetros apresentaram valores crescentes ao longo

do desenvolvimento do sistema. A turbidez é um parâmetro que possui estreita

relação com os sólidos totais e com a quantidade de matéria orgânica no

sistema, consequentemente o aumentado a demanda de oxigênio (BUFORD et

al, 2004).

O tanque 01 e 03 apresentaram praticamente o mesmo comportamento

em relação ao parâmetro turbidez até 19º dia sendo que o tanque 03 apresentou

um aumento dos sólidos em suspensão nos próximos dias do experimento, o

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Co

r(P

tCo

)

Tempo (dias)

TQ01

TQ02

TQ03

TQ04

0

50

100

150

200

250

300

350

15

-Fe

b

17

-Fe

b

19

-Fe

b

21

-Fe

b

23

-Fe

b

25

-Fe

b

27

-Fe

b

29

-Fe

b

2-M

ar

4-M

ar

6-M

ar

8-M

ar

10

-Mar

12

-Mar

14

-Mar

16

-Mar

Tu

rbid

ez (

NT

U)

Tempo (dias)

TQ01

TQ02

TQ03

TQ04

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que não era esperado comparativamente ao tanque 0 1 pois ambos não tiveram

a presença de plantas com o objetivo de absorver os nutrientes do meio.

A produção de materiais em suspensão (agregados microbianos) os

bioflocos contribuem para o aumento da turbidez do sistema, conforme pode ser

observado pela Figura 08A e 08B.

(A) (B)

Fonte: Paulo Dias, 2016.

Figura 08(A) e 08(B): Turbidez no Sistema de Bioflocos após 32 dias

5.4 - Desenvolvimento das mudas de alfaces a partir da água da

piscicultura

As Figuras 9A e 9B ilustram as mudas de alface após 30 dias de início da

partida do sistema. Embora se tenha observado o crescimento e o aumento do

número de folhas, esperava-se, pelo tempo de contato com a água contendo

bioflocos, que houvesse um maior desenvolvimento da planta, mas isso não

ocorreu, provavelmente devido à pequena concentração de nutrientes,

constatado pelo valor da condutividade nos tanques (Figura 05). Uma explicação

para esse pequeno desenvolvimento seria a falta de nutrientes na forma

absorvível como nitrato (MARTINEZ, 2005).

O nitrato é o produto final da oxidação da amônia e não é um composto

muito importante em termos de toxidez. Conforme COLT et al 1981 a DL50 96

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h (Dose Letal media em 96 horas) de nitrato para a maioria dos animais

aquáticos varia entre 1.000 mgL-1, e 3.000 mgL-1, e considerada segura para os

animais, uma concentração de até 88,3 mgL-1.

Segundo MARTINEZ (2005), a condutividade das soluções utilizadas na

hidroponia devem estar entre 2,0 mS.cm-1 e 4,0 mS.cm-1, valores superiores aos

do experimento e os valores de condutividade elétrica são proporcionais à

concentração dos vários íons em solução, e da mesma forma ao potencial

osmótico.

(A) (B)

Fonte: Paulo Dias, 2016.

Figura 9(A) e 9(B): Ilustração das plantas (alface) acopladas ao sistema aquopônico com

bioflocos após o fim do ciclo

No tanque 02 foram inseridas 24 mudas de alface com massa inicial

média de 1,11g, sendo que ao final do experimento foram contabilizados 18

mudas de alface com massa média de 5,60g, sendo que dois pés de alface se

destacaram em massa 24,00 e 21,00g. Esse comportamento anômalo pode ser

explicado pela posição no tanque, isto é, na região central, aonde a aeração foi

superior pela posição das mangueiras no sistema.

No tanque 04 também foram feitos o “plantio” de 24 mudas, com massa

média de 1,10 g, sendo que ao final do experimento foram colhidos apenas 19

pés de alface com massa média de 9,13g, sendo que um dos pés de alface

apresentou massa média de 25g.

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39

Figura 10: Peso da biomassa do cultivo da alface no fim da pesquisa.

5.5 - Biometria dos peixes no sistema de bioflocos

O aumento do peso médio dos peixes (Figura 11) foi distinto no tanque

01, sendo maior que os demais tanques, para aonde foi observada durante o

tratamento uma maior concentração de oxigênio dissolvido (tabela I) em relação

aos outros tanques. Mesmo porque as tilápias estão perfeitamente adaptadas ao

sistema de bioflocos, tendo a sua capacidade de alimentar por filtração da água,

permitindo a absorção dos bioflocos da água assim o seu crescimento é maior

(AVNIMELECH, 1998).

Figura 11: Variação média de peso (g) dos peixes no fim da pesquisa preliminar.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

TQ02 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 9 10 21 24

TQ04 1.5 1.5 1.5 4 4 4 6 6 6 6 7 8 11 12 15 17 18 20 25

0

5

10

15

20

25

30

Pe

so a

lfac

es

(g)

Nº Alfaces

TQ01 TQ02 TQ03 TQ04

15/fev 67.93 68.53 69.2 66.5

16/mar 103.13 76.76 70.05 72.24

0

20

40

60

80

100

120

Peso

em

Gra

mas

Peso dos Peixes

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40

5.6 - Desenvolvimento das tilápias no sistema aquopônico

Durante o experimento houve alguns problemas envolvendo o

fornecimento da energia elétrica do IFTM. Como no local da pesquisa não havia

um gerador para suprir a falta de energia elétrica, o sistema ficou sem aeração

por um período de 4 horas e os níveis de oxigênio dissolvido foram reduzidos

rapidamente devido à grande demanda dos microrganismos (bioflocos) e dos

peixes do sistema. Neste período ocorreu a morte de peixes, e, com maior

intensidade nos dias 26/02/2016 e 02/03/2016 (Figura 12), embora Hayashi

(1995) afirme que as tilápias apresentam crescimento rápido, adaptação ao

confinamento e alta rusticidade. Nessas datas os peixes mortos foram repostos,

após realização da biometria.

Figura 12 - Dados dos peixes mortos durante o experimento.

6 - CONCLUSÃO

O Sistema de aquoponia preliminar respondeu bem às expectativas do

desenvolvimento dos peixes, evidenciado principalmente pelo tanque 01, no qual

não foi necessária reposição dos mesmos. O desenvolvimento das mudas de

alfaces não foi muito expressivo no período de 31 dias de pesquisa, tendo em

vista que a condutividade ideal par a hidroponia deve ficar entre 2,0 mS.cm-1

e 4,0 mS.cm-1 (MARTINEZ, 2005) e estes valores só foram alcançados ao final

0

10

20

30

40

50

26/fev 02/mar 06/mar 10/mar 13/mar

TQ01 0 4 4 1 18

TQ02 47 28 0 2 1

TQ03 35 8 4 1 15

TQ04 37 23 6 0 5

Peso

em

Gra

mas

Dias

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41

da pesquisa. Esta baixa condutividade indica falta de nutrientes no meio para

absorção das plantas.

Foi verificado que, para a produção de peixes e plantas pelo sistema de

aquoponia, deve-se ter um controle total do fornecimento de energia, uma vez

que a ausência de aeração do sistema de bioflocos provoca a falta de oxigênio

dissolvido na água e, consequentemente, a morte dos peixes, mesmo em

pequenos períodos de tempo.

A qualidade da fonte de carbono total - resíduos de bala JUNCO® -

utilizada na pesquisa não comprometeu o desenvolvimento do sistema de

bioflocos e o baixo custo deste resíduo alimentar, em relação aos demais

produtos disponíveis no mercado, justifica a sua utilização nesses tipos de

sistema como fonte de energia para o desenvolvimento de microrganismos.

Esta pesquisa mostrou que, para se fazer a montagem de um sistema de

aquaponia em larga escala, há a necessidade de mais estudos de forma a

definir condições ideais específicas, evitando perdas de produção e baixa

produtividade.

.

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42

7 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABREU, Simone de Paula – Dossiê técnico – Sistema Aquapônico – Centro de

Apoio ao desenvolvimento Tecnológico – CDT/UNB- 2012 – Disponível em:

<http://www.sbrt.ibict.br/acessoDT/5684> Acesso em: 07/01/2014

ANTÔNIO, I.C. Análise do comportamento da cultura da alface em sistema

Hidropônico, tipo NTF, com e sem o uso de nutrientes quelatilizados na

solução nutritiva. Jaboticabal: UNESP, 1998. 91p. Dissertação Mestrado

AMBIENTE, Brasil. Ambiente Água: piscicultura. Curitiba - 2013. Disponível

em:<http://ambientes.ambientebrasil.com.br/agua/artigos_agua_doce/piscicultur

a.html>. Acesso em: 27/11/ 2013 .

APHA (American Public Health Associatino), 1998. Standard Methods for the

Examination of Water and Wastewater. 20st edition. Washiton, DC.

AVNIMELECH, Y. Minimal discharge from intensive fish ponds. World

Aquacult. 29, 32–37. 1998.

AVNIMELECH Y . Carbon/nitrogen ratio as a control element in aquaculture

systems. Aquaculture 176:227–235. 1999.

AVNIMELECH, Y. Tilapia harvest microbial flocs in active suspension

research pond. Global Aquaculture Advocate, p.57-58 October, 2005.

AVNIMELECH, Y. Feeding with microbial flocs by tilapia in minimal

discharge bio-flocs technology ponds. Aquaculture. 264,140-147. 2007.

AVNIMELECH, Y. Biofloc Technology: A Practical Guide Book. Baton

Rouge, Louisiana, 2ª Edition. The Word Aquaculture Society. 2012, 271 p

Page 43: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E … · transformação dessas substâncias nitrogenadas. A aquaponia é uma técnica que está sendo utilizada em pequena escala; nessa

43

AZIM, M.E., Little, D.C., Bron, J.E., 2008. Microbial protein production in

activated suspension tanks manipulating C:N ratio in feed and the

implications for fish culture. Bioresource Technology 99, 3590–3599.

BENDSCHNEIDER, K., AND R. J. ROBINSON. 1952. A new

spectrophotometric method for the determination of nitrite in sea water. J.

Mar. Res., 11: 87-96.

BERNSTEIN, S. 2011. Aquaponic Gardening: A Step by Step Guide to

Growing Fish and Vegetables Together - New Society Publishers - 336 p.

BIALLI, A. P.; Cruz, L. D. Aquaponia – Manual para produção em pequena

escala disponível em:

<http://gia.org.br/site/images/galerias/Imagens%20gerais/Piscicultura/Manual%2

0de%20Aquaponia.pdf> Acesso em: 28/12/2015

BUFORD, M.A., LORENZEN, K., 2004. Modeling nitrogen dynamics

inintensive shrimp ponds: the role of sediments remineralization.

Aquaculture 229,129 –145.

CAMPOS, J.L.. Produção intensiva de peixes de couro no Brasil. In:

Simpósio Sobre Manejo e Nutrição de Peixes. 2., 1998, Piracicaba: CBNA,

Anais... p. 61-72.

CASTELLANE, P. D.; ARAUJO, J. A. C. de. Cultivo sem solo: hidroponia.

SOB Informa, Itajaí, v. 13, n. 1, p. 28-29, 1994.

CARVALHO, J. E.; ZANELLA, F.; MOTA, J. H.; LIMA, A. L. S. Cobertura morta

do solo no cultivo de alface Cv. Regina 2000, em Ji-Paraná/RO. Ciência e

Agrotecnologia, Lavras, v. 29, n. 5, p. 935-939, 2005.

COLT JE, Armstrong DA. Nitrogen toxicity to crustaceans, fish and mollusks.

In: Allen LJ, Kinney EC, editors. Proceedings of the Bioengineering Symposium

Page 44: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E … · transformação dessas substâncias nitrogenadas. A aquaponia é uma técnica que está sendo utilizada em pequena escala; nessa

44

for fish Culture. Bethesda (MA): Fish Culture Section of the American Fisheries

Society; 1981. p. 34-47

CORTEZ, G.E.P.; ARAUJO, J.A.C. de; BELLINGIERI, P.A.; DALRI, A. B.

Qualidade química da água residual da criação de peixes para cultivo de

alface em hidroponia. Rev. bras. eng. agríc. ambient. [online]. 2009, vol.13, n.4,

pp. 494-498. ISSN 1807-1929. http://dx.doi.org/10.1590/S1415-

43662009000400019.

CREPALDI, D. V.; TEIXEIRA, E. A.; FARIA, P. M. C.; RIBEIRO, L. P.; MELO, D.

C.; CARVALHO, D.; SOUSA, A. B.; SATURNINO, H. M. Sistemas de produção

na piscicultura. Revista Brasileira de Reprodução Animal, Belo Horizonte, v. 30,

n. 3-4, p. 86-99, 2006.

EBELING, J. M., Timmons, M. B., & Bisogni, 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., G. GAXIOLA and G. CUZON, Biofloc Technology (BFT):

A Review for Aquaculture Application and Animal Food Industry - 2013.

Disponível em: <http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/44409.pdf> Acesso em:

07/02/2014

FAQUIN, V.; FURLANI, P. R. Cultivo de hortaliças de folhas em hidroponia

em ambiente protegido. Informe Agropecuário, Belo Horizonte, v. 20, n.

200/201, p. 99-104,1999.

FAO. 2005. Fishstat Plus: Universal software for fishery statistical time

series. Aquaculture production: quantities 1950-2005, Aquaculture

production: values 1984-2005; Capture production: 1950-2005;

Commodities production and trade: 1950-2005; Total production: 1970-

2005, Vers. 2.30. Rome, FAO Fisheries and Aquaculture Department,

Fishery Information, Data and Statistics Unit.

Page 45: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E … · transformação dessas substâncias nitrogenadas. A aquaponia é uma técnica que está sendo utilizada em pequena escala; nessa

45

FURLANI, P. R., SILVEIRA, L. C. P.; BOLONHEZI, D.; FAQUIM, V. Cultivo

hidropônico de plantas. Campinas: Instituto Agronômico, 1999. 52p.

FURLANI, P.R. Instruções para o cultivo de hortaliças de folhas pela técnica

de Hidroponia NFT. Campinas, Instituto Agronômico, 1998, 30p. (Boletim

técnico, 168).

FURLANI, P.R. Cultivo da alface pela técnica de hidroponia - NFT.

Campinas: Instituto Agronômico, 1995. 18 p. (Documentos IAC, 55).

FURTADO, J.F.R. Piscicultura: uma alternativa rentável. Guaíba:

Agropecuária, 1995, 180 p.

FURTADO Plínio S., Carlos A.P. Gaona, Fabiane P. Serra, Luiz H. Poersch e

Wilson Wasielesky Jr. A influência da alcalinidade, pH e CO2. Revista

Panorama da aquicultura. 13/08/2013.

GABRIELE, D.K.; FÓES, L.G.; POERSCH, L.H.; WASIELESKY JR, W. Sistema

de bioflocos:é possível reutilizar a água por diversos ciclos? Panorama da

AQÜICULTURA, abril 2013.

GEE, C.S., SUDAN, M.T. AND PFEFFER, J.T. "Modeling of Nitrification

Under Substrate-Inhibiting Conditions." ASC Journal of Environ. Engineering,

v.116, n.1, p. 18-31, 1990.

HAYASHI, C, Breves considerações sobre as tilápias, in. Ribeiro, R. P, Hayashi, C, Furuya, W.M. (Eds). Curso de piscicultura – Criação racional de tilápias, p. 4,1995.

HUNDLEY, G. C. Aquaponia, uma experiência com tilápia (Oreochromis

niloticus), manjericão (Ocimum basilicum) e manjerona (Origanum

majorana) em sistemas de recirculação de água e nutrientes. Monografia

(Graduação em Agronomia) – Universidade de Brasília – UnB, Brasília, 2013.

Page 46: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E … · transformação dessas substâncias nitrogenadas. A aquaponia é uma técnica que está sendo utilizada em pequena escala; nessa

46

INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Métodos físico-químicos para análise de

alimentos. São Paulo, Instituto Adolfo Lutz, 2008 p. 1020

JANDAKOT, Rd & BERRIGAN Dr. Travis IBC of Aquaponics – 2011 -

Disponível em:

<http://www.backyardaquaponics.com/Travis/IBCofAquaponics1.pdf> Acesso

em: 07/01/2014

JAPAN, Aquaponics – Fish tank Guide. Disponível em: <http://www.japan-

aquaponics.com/fish-tank-guide.html> Acesso em: 15/11/2013

KNOTT, J.E. Handbook for vegetable growers. 2, ed. New York: John Wiley e

Sons, 1962. 245 p

KUBITZA, F. Qualidade da água na produção de peixes - Parte II. Revista

Panorama da Aquicultura, v. 8, n. 46, p. 36-41, 1998.

KUBITZA, F. Criação de tilápias em sistema com bioflocos sem renovação

de água. Panorama da Aquicultura, vol. 21, no. 125, maio/junho, 2011.

LIMA, J.F. BASTOS, A.M. MONTAGNER, D. BORGES, W. L. Aquaponia: uma

alternativa de diversificação na aquicultura e horticultura familiar do

Amapá. Embrapa Amapá, 2015.

LIN, Y.C.; CHEN, J.C. Acute toxicity of ammonia on Litopenaeus vannamei

Boone juveniles at different salinity levels. Journal of Experimental Marine

Biology and Ecology, v.259, p.109-119, 2001. DOI: 10.1016/S0022-

0981(01)00227-1.

MARTINEZ, Hermínia E. P. Manual prático de hidroponia. Viçosa, MG: 271p.

2º ed. Ed. aprenda fácil, 2005.

MCINTOSH, D., SAMOCHA, T.M., JONES, E.R., LAWRENCE, A.L.,

HOROWITZ, S., HOROWITZ, A. Effects of two commercially available low-

Page 47: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E … · transformação dessas substâncias nitrogenadas. A aquaponia é uma técnica que está sendo utilizada em pequena escala; nessa

47

protein diets (21% and 31%) on water and sediment quality, and on the

production of L. vannamei in an outdoor tank system with limited water

discharge. Aquacult. Eng. v.25, p.69–82, 2000.

NASCIMENTO, F.L.; OLIVEIRA, M.D. Noções básicas sobre piscicultura e

cultivo em tanques-rede no Pantanal. Corumbá : Embrapa Pantanal, 2010.

NOGUEIRA, Filho, Hercules et al. - Aquaponia: interação entre alface

hidropônica e criação super intensiva de tilápias. Associação Brasileira de

Horticultura. Campinas -2002. Disponível em:

<http://www.abhorticultura.com.br/biblioteca/arquivos/Download/Biblioteca/cpfg2

025c.pdf>. Acesso em: 30/11/2013

ODUM, EUGENE P. 1983. Introdução: âmbito da Ecologia. In: Ecologia,

Guanabara: Rio de Janeiro.

PISICULTURA, Rio Doce. Suporte técnico. A água. . 2008 - Disponível em:

<http://www.riodocepiscicultura.com.br/index_suporte_2.asp> Acesso em:

06/01/2014.

POLI, C.R.; ARANA, L.V. Qualidade da água em aqüicultura. In: POLI, C.R. et

al. Aqüicultura: experiências brasileiras. Florianópolis: Multitarefa, 2003. p.45-72.

RODRIGUES, A.P.O.; BERGAMIN, G.T.; SANTOS, V.R.V. Nutrição e

alimentação de peixes. In: RODRIGUES, A.P.O.; LIMA, A.F.; ALVES, A.L.;

ROSA, D.K.; TORATI, L.S.; SANTOS, V.R.V. (Eds.). Piscicultura de água

doce: multiplicando conhecimentos, 1ª ed. Brasília, DF: Embrapa, 2013.

cap.6, p.171-214

SAMOCHA, T. M., S. Patnaik, M. Speed, A. M. Ali, J. M. Burger, R. V. Almeida,

Z. Ayub, M. Harisanto, A. Horowitz, and D. L. Brock. 2007. Use of molasses as

carbon source in limited discharge nursery and grow-out systems for

Litopenaeus vannamei. Aquacultural Engineering 36:184–191.

Page 48: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E … · transformação dessas substâncias nitrogenadas. A aquaponia é uma técnica que está sendo utilizada em pequena escala; nessa

48

SCHROEDER, G.L.; KALTON, A.; LAHER, M. Nutrient flow in pond aquaculture

systems. In: BRUNE, E.; TOMASO, J.R. (Eds.) Aquaculture and water quality.

Advances in World Aquaculture 3. Baton Rouge: The World Aquaculture Society,

1991. p.489-505.

SERRA, Fabiane, P. Gaona, C.A.P. Furtado, P.S. POERSH, L.H. WASIELESKY,

W. Use of different carbon sources for the biofloc system adopted during

the nursery and grow-out culture of Litopenaeus vannamei. Aquaculture

International December 2015, Volume 23, Issue 6, pp 1325-1339.

SILVA, N. da; JUNQUEIRA, V. C. A.; SILVEIRA, N. F. A.; TANIWAKI, M. H.;

SANTOS, R. F. S.; GOMES, R. A. R. Manual de métodos de análise

microbiológica de alimentos. 3. ed. São Paulo: Varela, 2010.

SILVA, R. F. Aquaponia - simbiose de organismos. Today 3 Tech, 2010.

Disponível em: <http://today3tech.blogspot.com/2010/09/aquaponia-simbiose-

deorganismos.html>. Acesso em: 05/01/ 2014.

SUITA, S. M. WASIELESKY, W. J. AREU, P. C. O uso da dextrose como

fonte de carbono no desenvolvimento de bio-flocos e desempenho do do

camarão-branco (Litopenaeus vannamei) cultivado em sistema sem

renovação de água. 44 pg, 2009. Dissertação (Mestrado em Aquicultura) –

Instituto de Oceanografia, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande /

RS, 2009.

TACON, AGJ. 1987. The nutrition and feeding of farmed fish and shrimp – A

training manual. The essential nutrients. Brasília, FAO. 117 p.

TEIXEIRA, N.T. Hidroponia – uma alternativa para pequenas áreas. Guaíba:

Agropecuária, 1996. 86 p.

UNESCO. Chemical methods for use in marine environmental monitoring.

Manual and guides,12. Paris: Intergovernamental Oceanographic Commission,

1983.

Page 49: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E … · transformação dessas substâncias nitrogenadas. A aquaponia é uma técnica que está sendo utilizada em pequena escala; nessa

49

VAN WYK, P & J SCARPA. 1999. Water quality and management. In: Van

Wyk, P. et al. (Eds.). Farming marine shrimp in recirculating freshwater systems.

Florida department of agriculture and consumer services, Tallahassee, p. 128-

138.