melaço de soja na fertilização do cultivo super-intensivo
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
DEPARTAMENTO DE AQUICULTURA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AQUICULTURA
Melaço de soja na fertilização do cultivo super-intensivo de camarão
branco do Pacífico em sistema de bioflocos microbianos
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós-Graduação em Aquicultura do Centro
de Ciências Agrárias da Universidade
Federal de Santa Catarina.
Orientador: Walter Quadros Seiffert
Coorientador: Edemar Roberto Andreatta
Carlos Manoel do Espírito Santo
Florianópolis
2014
Melaço de soja na fertilização do cultivo super-intensivo de camarão
branco do Pacífico em sistema de bioflocos microbianos
Por
CARLOS MANOEL DO ESPÍRITO SANTO
Esta dissertação foi julgada adequada para a obtenção do título de
MESTRE EM AQUICULTURA
e aprovada em sua forma final pelo Programa de
Pós-Graduação em Aqüicultura.
_____________________________________
Prof. Alex Pires de Oliveira Nuñer, Dr.
Coordenador do Programa
Banca Examinadora:
__________________________________________
Dr. Walter Quadros Seiffert – Orientador
__________________________________________
Dr. Felipe do Nascimento Vieira
__________________________________________
Dra. Leila Hayashi
__________________________________________
Dr. Sérgio Winckler da Costa
AGRADECIMENTOS
A minha família que é a maior incentivadora em seguir sempre
em frente estudando.
A minha amada Marysol que foi compreensiva em todos os
momentos e me deu muita força e carinho durante este trabalho.
Ao meu orientador, professor Walter Quadros Seiffert pela
oportunidade de qualificação profissional e sempre ter disponibilizado
toda estrutura e pessoal do Laboratório de Camarões Marinhos- LCM
para que eu fizesse o melhor possível.
Ao José Luís Pereira Mouriño pelo apoio técnico, operacional e
intelectual, fundamental neste trabalho e no meu curso de Pós-
graduação.
Ao Felipe do Nascimento Vieira pela ajuda na interpretação dos
resultados, supervisão da escrita e ensinamentos de como fazer um texto
científico.
Ao professor Edemar Roberto Andreatta, pela honra de tê-lo
como coorientador.
Ao Rafael Garcia pela parceria de trabalho, paciência para ouvir e
ajuda nas questões de Química.
A professora Leila Hayashi que deu amparo quando nada dava
certo e mostrou que era possível seguir e frente.
A professora Carla Bonetti, que gentilmente prestou socorro nas
dúvidas sobre análise de água e deu apoio à minha formação.
Ao João Santana pelos serviços administrativos que mantém e
melhora o LCM para atender aos pesquisadores e estudantes.
A(os) professora(es) Katt Lapa, Luis Vinatea, e Roberto
Bianchini pelo incentivo á minha formação e ingresso na Pós-graduação.
Ao Bruno Correa da Silva que desde o início do meu curso de
mestrado esteve disposto a ajudar em todas as áreas e foi o
“descobridor” do melaço de soja.
Ao Efrayn Wilker Souza Candi, pela preparação das unidades
experimentais, dedicação e cuidado no manejo do experimento.
A Juliana Ribeiro pela realização das análises de água.
Ao Douglas Severino e Isabela Claudiana Pinheiro pela
realização das análises de água, preparação e manejo do experimento e,
plantões de final de semana.
Ao Gabriel Alves de Jesus e Marcello Mendes pela realização das
análises microbiológicas, preparação e manejo do experimento e,
plantões de final de semana.
Ao Rafael Arantes e Rodrigo Schveitzer pelo conhecimento que
compartilharam e ajuda em todas as dúvidas sobre bioflocos.
Ao Marco Antonio de Lorenzo pelo apoio na estatística.
Aos alunos colaboradores do Laboratório de Camarões Marinhos,
Marcos Santiago, Gabriela Soltes e Scheila Pereira, que dedicaram
tempo e trabalho em alguma etapa deste trabalho.
À equipe da microbiologia do LCM que fez análises
microbiológicas, ajudou no povoamento, na despesca e certamente em
outros momentos que agora não estou lembrado.
A Andréia, Davi, Ilson, Dimas, Carlos Miranda, Paulo e Diego,
colaboradores do LCM que contribuíram cada um na sua área, com este
trabalho.
À empresa IMCOPA Ltda, que gentilmente cedeu o melaço de
soja para o experimento.
Ao Doutor João Grigoletti Scholl, porque me ensinou que o bom
uso da ciência é aplicá-la para o bem das pessoas, e além de tudo é
entusiasta da carcinicultura.
Aos que colaboraram, mas não encontraram seus nomes aqui,
também sou muito grato.
RESUMO
Neste estudo foi avaliado o uso do melaço de soja líquido, como fonte
de carbono complementar ao melaço de cana na fertilização orgânica do
cultivo super-intensivo de camarão branco do Pacífico, Litopenaeus
vannamei (Bonne 1931) em sistema de bioflocos com renovação
mínima de água. O melaço de soja é um subproduto do beneficiamento
da soja, oriundo da extração do óleo e do farelo concentrado proteico de
soja, com aproximadamente 30% de umidade e 47% de carboidratos. O
experimento consistiu em cultivo de camarões com peso médio inicial
de três gramas, densidade de 250 camarões/ m3 e o controle da amônia
total pela aplicação de melaço de soja combinado com o melaço de cana
na água do cultivo. Foram avaliados os efeitos, nos parâmetros de
qualidade de água recomendados para o camarão branco do Pacífico, na
concentração de amônia total, na formação de bioflocos, na
concentração de clorofila-a, na concentração de Vibrios spp. e de
bactérias heterotróficas na água e nos índices de produção zootécnicos.
O delineamento experimental foi unifatorial e inteiramente casualizado,
com quatro réplicas. Foram utilizados três tratamentos com diferentes
taxas de inclusões de melaço de soja e melaço de cana (60-40%, 38-
62% e 15- 85%, respectivamente). O grupo controle foi fertilizado
apenas com melaço de cana. Após 50 dias não foi apresentada alteração
significativa dos parâmetros de qualidade de água e dos índices de
produção zootécnicos do cultivo. A concentração de amônia foi mantida
em níveis adequados para o cultivo de L. vannamei. Não houve efeito
significativo nos sólidos suspensos totais que indicasse aumento da
quantidade de bioflocos com o uso do melaço de soja. Também não
houve diferença significativa para clorofila-a que apontasse aumento da
produtividade primária. A concentração de bactérias heterotróficas na
água do cultivo não foi modificada com o uso do melaço de soja.
Entretanto o número de Vibrios spp. na água do final do cultivo foi
significativamente menor. Sendo assim, o melaço de soja se mostrou
eficiente no controle da amônia e formação de bioflocos para o cultivo
de L. vannamei mantendo a produtividade do cultivo em sistema de
bioflocos. Destaca-se neste estudo que o melaço de soja ocasiona
redução dos víbrios na água.
Palavras-chave: Litopenaeus vannamei, camarão marinho, fertilização
orgânica, relação carbono/nitrogênio, cultivo heterotrófico, Vibrios spp.
ABSTRACT
In this study, the use of liquid soybean molasses was evaluated as a
supplementary carbon source to sugarcane molasses on the organic
fertilization of Pacific white shrimp, Litopenaeus vannamei (Boone,
1931), super-intensive farming in Biofloc technology (BFT) system
using a minimum water exchange. The soybean molasses is a processing
byproduct obtained from the extraction of the soybean oil and the
protein concentrate powder and approximately 47% of its content is
carbohydrates and 30% is moisture. The experiment consisted of
farming shrimps weighting initially three grams at a stocking density of
250 shrimps per m³. The total ammonia content was controlled by the
addition of combined amounts of sugarcane and soybean molasses to the
cultivation water. As result, the effects of the molasses addition on the
recommended water quality parameters for the Pacific white shrimp
farming, the total ammonia concentration, the biofloc formation, the
chlorophyll A concentration, the heterotrophic bacterial load, the Vibrios
spp. concentration and the zootechnical indexes were evaluated. The
unifactorial experimental design was completely randomized and four
replicates were performed. Three different molasses treatments were
performed using several soybean to sugarcane molasses ratios (60 -
40%, 38 - 62% and 15 - 85%, respectively). The control group was
treated only with sugarcane molasses. After 50 days, it was not noticed
significant changes on both the water quality parameters and the
zootechnical indexes. The total ammonia content was kept on adequate
levels for L. vannamei cultivation. There was no significant increase on
the total suspended solids, indicating that the use of soybean molasses
did not lead to an increase on the biofloc formation. Also, there was no
increase on the primary productivity since no increase on the
chlorophyll A concentration was noticed. The heterotrophic bacterial
load in the cultivation water was not modified by soybean molasses use.
However, in this case, the Vibrios spp. concentration was significantly
reduced. As result, the soybean molasses showed to be efficient
controlling the total ammonia content and the biofloc formation,
therefore maintaining the productivity of L. vannamei farming when the
Biofloc technology (BFT) system is employed. It is noteworthy to
highlight that it also led to a significant reduction of vibrios in the
cultivation water.
Keywords: Litopenaeus vannamei, marine shrimp, organic fertilization,
carbon / nitrogen ratio, heterotrophic cultivation, Vibrios spp.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO................................................................................. 13
1.1 Fertilização orgânica e fontes de carbono orgânico ................ 15 1.2 O melaço de soja ..................................................................... 15
2. JUSTIFICATIVA .............................................................................. 17 2. OBJETIVOS: .................................................................................... 17
3.1 Objetivo geral: ......................................................................... 17 3.2 Objetivos específicos: ............................................................. 17
4. FORMATAÇÃO DA DISSERTAÇÃO ............................................ 18 5. RESUMO .......................................................................................... 20 6. ABSTRACT ...................................................................................... 21 7. INTRODUÇÃO ................................................................................ 22 8. MATERIAL E MÉTODOS............................................................... 23
8.1 Material biológico ................................................................... 23 8.2 Delineamento experimental e unidades experimentais ........... 24 8.3 Condições experimentais......................................................... 24 8.4 Relação carbono/nitrogênio (C/N), fertilização orgânica e
manejo da qualidade da água .............................................. 25 8.5 Análise dos parâmetros de qualidade de água e clorofila a ..... 27 8.6 Análise microbiológica da água .............................................. 27 8.7 Lodo removido do cultivo ....................................................... 28 8.8 Desempenho zootécnico dos camarões ................................... 28 8.9 Análise estatística .................................................................... 28
9. RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................... 29 9.1 Qualidade de água, relação carbono/nitrogênio (C/N) e
clorofila- a .......................................................................... 29 9.2 Bactérias heterotróficas totais e Vibrio spp ............................. 33 9.3 Lodo removido ........................................................................ 35 9.4 Índices de produção zootécnicos ............................................. 36
10. CONCLUSÕES ............................................................................... 37 11. AGRADECIMENTOS .................................................................... 37 12. REFERÊNCIAS .............................................................................. 37 13. CONSIDERAÇÕES FINAIS .......................................................... 43 14. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DA INTRODUÇÃO .......... 43 ANEXO I: ............................................................................................. 48 ANEXO II: ............................................................................................ 49
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1. INTRODUÇÃO
O camarão branco do Pacífico Litopenaeus vannamei é a espécie
de camarão mais cultivada no mundo desde 2003, sendo que no ano de
2012 foram produzidos 3,18 milhões de toneladas desta espécie,
representando aproximadamente 73,5% da produção mundial de
camarões marinhos (FAO, 2014). Não obstante, o cultivo desta espécie
contribuiu com aproximadamente 9,9% do rendimento total de dólares
gerados internacionalmente com a produção aquícola animal em 2012.
Estes dados têm ainda mais expressividade, quando se considera o
aumento de 11,5 vezes na quantidade de camarão branco do Pacífico
produzida no mundo em uma década (2001-2011) (FAO, 2014). No
Brasil foram produzidos 74,1 mil toneladas de L. vannamei em 2012,
resultando em 13,6% do valor gerado por cultivos de animais aquáticos
(FAO, 2014).
Mesmo com o bom cenário produtivo e econômico, a
carcinicultura é afetada por enfermidades de origem virais, como o vírus
da mancha branca (WSSV), vírus de taura (TSV), vírus da cabeça
amarela (YHV) e vírus da mionecrose infecciosa (IMNV) (LIGHTNER,
2005) que já causaram prejuízos em diversas regiões produtoras do
planeta. Desde 2010 a síndrome da necrose aguda do hepatopâncreas
(AHPNS), causada por víbrio, também tem provocado surtos de
mortalidade na Ásia e América Latina (TRAN et al., 2013). No Brasil o
IMNV e o WSSV, têm sido um entrave para o crescimento da
carcinicultura marinha (NUNES; MADRID; ANDRADE, 2011).
Uma das portas de entrada destas enfermidades nos cultivos é
através da renovação da água dos viveiros. Pois, existe risco de captação
de água de drenagem de outras fazendas e introdução de agentes
patogênicos no cultivo (PÁEZ-OSUNA, 2001). Entretanto, nos cultivos
tradicionais as renovações são uma opção de manejo, sendo que a
qualidade de água é mantida pela assimilação dos compostos
nitrogenados tóxicos para o cultivo pelas microalgas (HARGREAVES,
2006). Porém, a água é renovada quando ocorre floração excessiva de
fitoplâncton ou acúmulo de matéria orgânica (CRAB et al., 2007). As
renovações podem liberar no ambiente água e vetores infectados,
disseminando a enfermidade nas regiões de cultivo (COSTA, 2010).
Os primeiros estudos em cultivo de camarões sem renovação e
sem recirculação de água iniciaram nos anos 90, nos Estados Unidos, no
centro de pesquisa Waddel Mariculture Center, com o trabalho de (Steve
Hopkins e colaboradores) e em Israel (AVNIMELECH, 2012). As
14
pesquisas culminaram com o trabalho de Avnimelech (1999),
demonstrando que uma relação carbono/nitrogênio (C/N) acima de 12,
promovida pela adição de glicose na água juntamente com suprimento
de aeração, diminui a concentração dos compostos nitrogenados tóxicos
e permitem a renovação mínima de água do cultivo. Isto devido ao fato
de que o aumento da relação C/N, através da adição de carboidratos de
moléculas simples e solúveis, favorece o crescimento de bactérias
heterotróficas que assimilam e imobilizam a amônia em biomassa
bacteriana (EBELING; TIMMONS; BISOGNI, 2006). O crescimento
dessas bactérias formam agregados microbianos chamados de flocos,
que por suas particularidades, deram origem ao nome do sistema de
cultivo com mínima ou nenhuma renovação de água em meio
heterotrófico, bioflocos (AVNIMELECH, 1999).
O cultivo de camarão marinho em sistema de bioflocos possibilita
utilizar altas densidades de estocagem, resultando em produtividades
altas ao final de cada ciclo e reduzida necessidade de área para produção
(TAW, 2010). McAbee et al. (2003) e Otoshi et al. (2007) relatam
rápido crescimento e boa sobrevivência nos cultivos em sistema de
bioflocos com densidades até 600 camarões/ m2.
Pesquisas recentes demonstram que o cultivo em sistema de
bioflocos, constitui uma medida de biossegurança (COHEN et al.,
2005). Isto devido ao fato de que por utilizar menor volume de água e
ser realizado em menores áreas, facilita o controle da entrada de
organismos patogênicos no cultivo de camarões (WANG, CHANG;
CHEN, 2008). Além disso, devido à competição entre os micro-
organismos existentes, pode diminuir o potencial infeccioso de víbrios e
outros patógenos, quando estes estão presentes na água do cultivo
(CRAB et al., 2010b). Outro fator positivo para sanidade do cultivo é
que o sistema de bioflocos pode aumentar a atividade imunológica de L.
vannamei, melhorando a sobrevivência em comparação a cultivos com
água clara renovada diariamente (KIM et al., 2014).
No sistema de bioflocos, os agregados microbianos também
servem de alimento, e auxiliam na nutrição (AZIM; LITTLE, 2008;
BURFORD et al., 2004; HARI et al., 2004). Desta forma, pode ocorrer
aumento da retenção de nitrogênio da ração, possibilitando a redução ou
substituição parcial da proteína animal nas rações (CRAB et al., 2007;
KUHN et al., 2009; CRAB et al., 2010a; BAUER et al., 2012).
15
1.1 Fertilização orgânica e fontes de carbono orgânico
Nos cultivos em sistema de bioflocos, uma relação
carbono/nitrogênio (C/N) acima de 12/1 na água promove o crescimento
de bactérias heterotróficas e o controle da amônia nos cultivos de peixes
e camarões em bioflocos (AVNIMELECH, 1999). Neste sistema de
cultivo, a relação C/N mínima é alcançada pela adição de uma fonte de
carbono orgânico na água, sendo que a utilização de fontes de carbono
orgânico é ainda apontada como um desafio para futuras pesquisas
(CRAB et al., 2012). Glicose, dextrose, melaço de cana, farinha de
mandioca, farelo de arroz, farelo de trigo e celulose, são produtos ricos
em carbono que podem ser usados para aumentar a relação C/N no
cultivo e estimular o desenvolvimento de comunidades microbianas
heterotróficas (SCHRYVER et al., 2008). No entanto, para formação de
bioflocos e eficaz controle da amônia devem ser usadas fontes ricas em
carboidratos simples e solúveis, como, a glicose, dextrose e o melaço de
cana (EBELING; TIMMONS; BISOGNI, 2006). Crab et al. (2010a),
avaliaram o uso de outras fontes de carbono, glicose, glicerol e acetato,
que foram eficazes no controle da amônia. Para a melhoria da
sustentabilidade dos cultivos em bioflocos, Schryver et al. (2008),
recomendam preferencialmente o uso de fontes de carbono que sejam
resíduos de processos agrícolas e industriais ou com baixo custo de
aquisição. Estes mesmos autores sugerem o uso de melaço de cana, já
que possui menor custo de aquisição, quando comparado a outras fontes
de carbono solúveis, como dextrose, acetato, glicerol, açúcar refinado ou
glicose.
No Brasil, apesar de Suita (2009) ter obtido melhores resultados
utilizando dextrose em cultivos super-intensivo de L. vannamei, é muito
utilizado o melaço de cana, que possui aproximadamente 50% de
carbono e é constituído principalmente de sacarose (KRUMMENAUER,
2012; SCHVEITZER, 2012).
1.2 O melaço de soja
O melaço de soja é um subproduto da extração do óleo e do farelo
concentrado proteico de soja (GAO; LI; LIU, 2012). O melaço de soja
em geral possui 50% de umidade, sendo constituído essencialmente de
carboidratos (60%), 10% de proteínas, 20% de lipídeos e 10% de cinzas
(KINNEY, 2003). O melaço de soja é utilizado principalmente como
matéria prima para fermentação (SIQUEIRA et al., 2008), sendo a
produção de etanol combustível o principal destino para o melaço de
16
soja (MACHADO, 1999; SIQUEIRA et al., 2008; LONG; GIBBONS,
2013). O melaço de soja produzido no Brasil possui quantidade
significativa de carboidratos e baixo teor de umidade (Tabela 1), o que
qualifica este produto como uma potencial fonte de carbono para
controle da amônia e formação de bioflocos microbianos em cultivos
com mínima renovação de água.
Tabela 1: Composição bioquímica e teor de cinzas e umidade do melaço de soja líquido e do melaço de cana em pó
Composição (%) Melaço de soja Líquído1 Melaço de cana em pó2
Umidade 29,96 4,49
Açúcares totais 46,97 73,49
Proteína bruta 6,97 2,84
Lipídeos 9,72 0,4
Cinzas 34,78 18,77
1 Produzido por: IMCOPA – Importação, exportação e indústria de óleos S.A. (Araucária, PR, Brasil). ² Produzido por Indumel - Indústria e comércio
de melaço Ltda. (Sertãozinho, SP, Brasil).
Antes de 2006, com a implantação de usina de álcool na própria
planta de uma das maiores beneficiadoras de soja do Paraná, o resíduo
de melaço de soja gerado não tinha utilidade, sendo que, a maior parte
era queimada (FINEP, 2014). Apesar da disponibilidade no mercado, a
baixa procura encarece o produto para a venda. Por isso, o custo de
aquisição do melaço de soja líquido diretamente na fábrica (sem
transporte) é de R$ 2,00 o litro. Enquanto que o melaço de cana líquido
pode ser encontrado a R$ 0,80 o litro.
O melaço de soja é estudado principalmente na área da
biotecnologia, como, substrato para produção de leveduras na indústria
alimentícia (GAO; LI; LIU, 2012), biossínteses de soforolipídeos
(biossurfactantes) (SOLAIMAN et al., 2007) e produção de
hidroxialcanoatos (biopolímeros) (SOLAIMAN et al., 2006). Em
recente revisão bibliográfica, de janeiro de 2014, foi encontrada apenas
uma referência com uso de melaço de soja na aquicultura, como
ingrediente na formulação de dietas para peixe (WARD et al., 2013).
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2. JUSTIFICATIVA
A prática sustentável do cultivo de camarões vem sendo
viabilizada pela adoção de medidas de biossegurança que buscam a
minimização da taxa de renovação de água. Porém, estes cultivos
demandam maior uso de tecnologias, materiais e energia, quando
comparados aos de manejo tradicional. A utilização de resíduos de
outras atividades como insumos ou fertilizantes orgânicos, pode suprir
uma destas demandas. Nesta direção, o potencial uso do melaço de soja
deve ser estudado, considerando as características que o qualificam
como fonte de carbono na fertilização orgânica do cultivo super-
intensivo de Litopenaeus vannamei em meio heterotrófico, apesar do
custo de aquisição mais elevado do melaço de soja em relação ao
melaço de cana. O qual se deve principalmente à baixa comercialização
desse produto para outras finalidades além da produção de etanol
combustível.
2. OBJETIVOS:
3.1 Objetivo geral:
Avaliar o uso do melaço de soja combinado com melaço de cana,
como fertilizante orgânico no cultivo super-intensivo de Litopenaeus vannamei em sistema de bioflocos com mínima renovação de água.
3.2 Objetivos específicos:
Avaliar o efeito da aplicação de melaço de soja líquido
combinado com melaço de cana em pó, em três taxas (15- 85%; 38-
62% e 60- 40%, respectivamente), na fertilização orgânica do cultivo de
Litopenaeus vannamei em sistema de bioflocos e renovação mínima de
água, sobre:
a) Os parâmetros de qualidade de água (amônia, nitrito, nitrato,
Ortofosfato, pH e alcalinidade).
b) A concentração de clorofila-a.
c) A quantidade de bioflocos formada no cultivo (Sólidos
sedimentáveis, sólidos suspensos totais e sólidos suspensos
voláteis e quantidade de lodo removida do cultivo).
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d) A concentração de bactérias heterotróficas e vibrionáceas na
água do cultivo.
e) O desempenho zootécnico dos camarões.
4. FORMATAÇÃO DA DISSERTAÇÃO
Esta dissertação está dividida em duas partes, a primeira
introdutória, referente à revisão bibliográfica sobre o tema, a
justificativa e os objetivos do trabalho. A segunda parte é um artigo
científico formatado de acordo com as normas da revista “Aquaculture
Research”, referente à pesquisa realizada sobre o tema apresentado.
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ARTIGO CIENTÍFICO
O melaço de soja como fonte de carbono orgânico no cultivo
de Litopenaeus vannamei (Bonne 1931) em sistema de bioflocos
Carlos Manoel do Espírito Santo, Isabela Claudiana Pinheiro, Douglas
Severino, Gabriel Alves de Jesus, José Luis Pereira Mouriño, Felipe do
Nascimento Vieira, Roberto Edemar Andreatta, Walter Quadros Seiffert.
Laboratório de Camarões Marinhos, Departamento de Aquicultura,
Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Santa Catarina,
Brasil.
Artigo formatado segundo as normas da revista Aquaculture Research.
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5. RESUMO
Neste estudo foi avaliado o uso do melaço de soja líquido, como fonte
de carbono orgânico complementar ao melaço de cana na fertilização
orgânica do cultivo super-intensivo de camarão branco do Pacífico
Litopenaeus vannamei (Bonne 1931) em sistema de bioflocos com troca
mínima de água. O experimento consistiu em cultivo de camarões com
peso médio inicial aproximado de três gramas e densidade inicial de 250
(camarões. m-3
), sendo o aumento da relação carbono/nitrogênio e o
controle da concentração de amônia total na água, pela aplicação de
melaço de soja combinado com melaço de cana. Após 50 dias não houve
alteração significativa dos parâmetros de qualidade de água e dos
índices de produção zootécnicos do cultivo. A concentração de amônia
total foi mantida em níveis adequados para o cultivo de L. vannamei. A
concentração de sólidos suspensos totais na água não apresentou
alteração significativa que indicasse aumento da quantidade de bioflocos
com a utilização do melaço de soja. A concentração de clorofila-a
também não sofreu impacto significativo, sendo formado e mantido
bioflocos heterotrófico “marrom” na água do cultivo. A concentração de
víbrios na água do final do cultivo foi significativamente menor com o
uso de melaço de soja. Entretanto, o número de bactérias heterotróficas
totais não se alterou. Sendo assim, o melaço de soja se mostra eficiente
no controle da amônia e formação de bioflocos no cultivo super-
intensivo do camarão branco do Pacífico em meio heterotrófico,
possibilitando a manutenção da produtividade do cultivo em sistema de
bioflocos. Destaca-se neste estudo que o melaço de soja ocasiona
redução da concentração de víbrios na água do cultivo. Porém, não foi
possível substituir completamente o melaço de cana pelo melaço de
soja, devido ao elevado teor de nitrogênio do melaço de soja.
Palavras-chave: camarão marinho, fertilização orgânica, relação
carbono/nitrogênio, cultivo heterotrófico, Vibrios spp.
21
6. ABSTRACT
The use of liquid soybean molasses was investigated as a supplementary
carbon source to sugarcane molasses on the organic fertilization of
Pacific white shrimp, Litopenaeus vannamei (Bonne, 1931), super-
intensive farming in Biofloc technology (BFT) system using a minimum
water exchange. The experiment consisted of farming shrimps
weighting initially three grams at a stocking density of 250 (shrimps. m-
³). The increase on the carbon/nitrogen ratio and the control of the total
ammonia concentration were performed by the addition of combined
mixtures of sugarcane and soybean molasses to the cultivation water.
After 50 days, it was not noticed significant changes on both the water
quality parameters and the zootechnical indexes. The total ammonia
content was kept on adequate levels for L. vannamei cultivation. There
was no significant increase on the total suspended solids, indicating that
the use of soybean molasses did not lead to an increase on the biofloc
formation. The chlorophyll A concentration was not influenced by the
use of soybean molasses and “brown” heterotrophic bioflocs were
formed in the cultivation water. A significant reduction of vibrios was
noticed. However, the heterotrophic bacterial load was not altered. As
result, the soybean molasses showed to be efficient controlling the total
ammonia content and the biofloc formation, therefore maintaining the
productivity of the Pacific white shrimp farming when the Biofloc
technology (BFT) system was employed. It is noteworthy to highlight
that the use of soybean molasses led to a significant reduction of vibrios
in the cultivation water. However, it was not possible to completely
replace sugarcane molasses on the L. vannamei cultivation due to the
high nitrogen content of soybean molasses.
Keywords: marine shrimp, organic fertilization, carbon / nitrogen ratio,
heterotrophic cultivation, Vibrios spp.
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7. INTRODUÇÃO
Entre os anos de 2001-2011 houve um aumento de
aproximadamente 11,5 vezes na produção mundial do camarão branco
do Pacífico Litopenaeus vannamei (Bonne 1931), que representou
73,5% da produção mundial de camarões marinhos em 2012 (FAO
2014). O cultivo desta espécie contribuiu com um de cada 10 dólares
gerados pela produção mundial de animais aquáticos em 2012 (FAO
2014).
A aplicação de medidas de biosseguridade (Burford, Thompson,
McIntosh, Bauman & Pearson 2003) possibilitou esse aumento da
produção, uma vez que o cultivo desta espécie também é assolado por
enfermidades de origens virais (Lightner 2005), que causam mortalidade
massiva nos cultivos e em muitos casos se tornaram endêmicas (Costa
2010). Recentemente a síndrome da necrose aguda do hepatopâncreas
provocada por víbrios é um novo entrave em algumas regiões produtoras
(Tran, Nunan, Redman, Mohney, Pantoja, Fitzsimmons & Lightner
2013). Dentre as medidas de biosseguridade adotadas, se destaca o uso
de viveiros menores e revestidos com geomembranas, aumento da taxa
de aeração e redução da renovação da água (Chamberlain 2010).
O cultivo em sistema de bioflocos (Avnimelech 1999)
complementa essas medidas de biosseguridade, uma vez que, mantém a
qualidade de água, reduzindo ou eliminando a renovação (Samocha,
Patnaik, Speed, Ali, Burger, Almeida, Ayub, Harisanto, Horowitz &
Brock 2007; Crab, Avnimelech, Defoirdt, Bossier & Verstraete 2007) e
permite a intensificação do cultivo (Avnimelech 1999; Otoshi, Scott,
Naguwa & Moss 2007; Taw 2010).
A formação de compostos nitrogenados tóxicos é o principal fator
limitante para intensificação dos cultivos (Ebeling, Timmons & Bisogni
2006). Porém, no cultivo em sistema de bioflocos a fertilização orgânica
é efetuada para aumentar a relação carbono/nitrogênio (C/N) e
consequentemente promover o crescimento de bactérias heterotróficas
que assimilam e imobilizam a amônia na biomassa bacteriana (Ebeling
et al. 2006). Para formação de bioflocos e eficaz controle da amônia, são
utilizadas fontes ricas em carboidratos solúveis e de moléculas simples,
como a glicose (Avnimelech 1999), sacarose (Ebeling et al. 2006),
glicose, glicerol ou acetato (Crab, Chielens, Wille, Bossier & Verstraete
2010), glicerol ou glicose (Ekasari, Crab & Verstraete 2010), dextrose
(Vinatea, Gálvez, Browdy, Stokes, Venero, Haveman, Lewis, Lawson,
Shuler & Leffler 2010) ou melaço de cana (Krummenauer, Peixoto,
Cavalli, Poersch & Wasielesky 2011; Schveitzer, Arantes, Costódio,
23
Espírito Santo, Vinatea, Seiffert & Andreatta 2013b; Souza, Suita,
Romano, Wasielesky & Ballester 2014).
Schryver, Crab, Defoirdt, Boon & Verstraete (2008) sugerem
preferencialmente o uso de fontes de carbono que sejam resíduos de
processos agrícolas ou industriais ou com baixo custo de aquisição.
Estes mesmos autores recomendam o uso de melaço de cana, já que
possui menor custo de aquisição, quando comparado a outras fontes de
carbono solúveis, como dextrose, acetato, glicerol, açúcar refinado ou
glicose. O melaço de cana é a fonte de carbono mais utilizada para
fertilização dos cultivos em sistema de bioflocos (Schneider, Sereti,
Eding & Verreth 2006; Samocha et al. 2007; Schryver et al. 2008;
Schveitzer et al. 2013b). Como alternativa ao melaço de cana,
encontramos o melaço de soja líquido, que é um subproduto da extração
do óleo e do farelo concentrado proteico de soja (Gao, Li & Liu 2012).
Em geral, o melaço de soja possui 50% de sólidos totais, que são
constituídos essencialmente de carboidratos (60%), mais, 10% de
proteínas, 20% de lipídeos e 10% de cinzas (Kinney 2003). Isto faz do
melaço de soja uma potencial fonte de carbono para controle da amônia
e formação de bioflocos microbianos em cultivos com mínima
renovação de água. No entanto, foi encontrada apenas uma referência na
área de aquicultura em estudo com nutrição de peixes (Ward, Bone,
Bengtson, Lee, & Gomez-Chiarri 2013).
Neste estudo, foi avaliado o efeito do uso do melaço de soja
líquido combinado com o melaço de cana em pó na fertilização orgânica
do cultivo de Litopenaeus vannamei em sistema de bioflocos com
mínima renovação de água, sobre os parâmetros zootécnicos,
microbiológicos e de qualidade de água.
8. MATERIAL E MÉTODOS
8.1 Material biológico
A pesquisa foi desenvolvida com o camarão branco do Pacífico
Litopenaeus vannamei (Bonne 1931) no Laboratório de Camarões
Marinhos-LCM do Departamento de Aquicultura da Universidade
Federal de Santa Catarina, região sul do Brasil. A produção destes
animais foi realizada no LCM, com a reprodução de progenitores da
linhagem Livre de Patógenos Específicos (SPF, Specific Pathogen Free)
de notificação obrigatória (WSSV, IMNV, YHV, TSV e IHHNV) pela
Organização Mundial de Epizootias (OIE), cedidos pela empresa
24
(Aquatec Ltda- Canguaretama, Rio Grande do Norte, Brasil). Os
camarões utilizados no experimento foram cultivados em sistema de
berçário super-intensivo em bioflocos (Samocha et al. 2007).
8.2 Delineamento experimental e unidades experimentais
O cultivo foi realizado dentro de estufa retangular coberta com
filme de polietileno de 20 micras (Anexo I). Como unidade
experimental, foi utilizado tanque circular de polietileno com fundo
plano e volume útil de 800 litros (Anexo II). Cada unidade estava
equipada com aquecedor elétrico de titânio (800 Watts) controlado por
termostato (Fullgauge®
); um anel central de aeração no fundo, feito com
40 cm de mangueira microporosa (Airtube®) alimentado por soprador
radial elétrico; bandeja para alimentação de camarões (Wasielesky,
Atwood, Stokes & Browdy 2006); substratos artificiais submersos
(Schveitzer, Arantes, Baloi, Costódio, Vinatea, Seiffert & Andreatta 2013a); tanque de decantação de sólidos com volume de 20 Litros (Ray,
Dillon & Lotz 2011), e cobertura de tela Aluminet®
50%.
O experimento consistiu em cultivo de engorda de camarões em
sistema de bioflocos, com fertilização orgânica da água e manutenção de
baixa concentração de amônia total, mediante aplicação de mistura de
melaço de soja líquido e melaço de cana em pó na água do cultivo. O
delineamento experimental foi unifatorial e inteiramente casualizado
com quatro réplicas, sendo três tratamentos com diferentes taxas de
mistura de melaço de soja líquido e melaço de cana em pó (15-85%; 38-
62% e 60-40%, respectivamente) e um grupo controle fertilizados
somente com melaço de cana (Tabela 2).
8.3 Condições experimentais
O povoamento em todos os tratamentos e no controle foi
realizado em água clara, captada em praia de mar aberto (Praia de
Moçambique, Florianópolis, Brasil), com salinidade de 31 g. L -1
,
alcalinidade igual a 120 mg. L-1, turbidez de dois NTU, transparência (>
2 m) e temperatura de 24,4 °C.
Cada unidade foi povoada com 200 camarões de peso médio de
3,15 ± 0,02 g, resultando na densidade inicial de cultivo de 250
camarões. m-³. Para alimentação foi utilizada ração comercial (Guabi®
Active - 38% de proteína bruta), sendo o total de ração diária igual 5%
da biomassa de camarões no início do experimento. A ração foi
fornecida a lanço três vezes ao dia (8:00; 11:00 e 17:00 h) com
25
aproximadamente 10% do total de ração colocado na bandeja
(Schveitzer et al. 2013b) para checagem do consumo após 1,5 h (Baloi,
Arantes, Schveitzer, Magnotti & Vinatea 2012).
Tabela 2: Composição das misturas utilizadas na fertilização orgânica do cultivo super-intensivo de Litopenaeus vannamei em sistema de bioflocos,
nos tratamentos T60 com 60% de melaço de soja e 40% de melaço de cana;
T38 com 38% de melaço de soja e 62% de melaço de cana; T15 com 15%
de melaço de soja e 85% de melaço de cana, e controle T0 fertilizado
apenas com melaço de cana.
Composição (%)
Controle Tratamentos
T0 T15 T38 T60
Carboidratos 73,5 69,5 63,4 57,6
Proteína bruta 2,8 3,5 4,4 5,3
Cinzas 18,8 21,2 24,8 28,4
Umidade 4,5 8,3 14,2 19,8
Melaço de soja líquido1 0,0 15,0 38,0 60,0
Melaço de cana em pó² 100,0 85,0 62,0 40,0 1 Produzido por IMCOPA – Importação, exportação e indústria de óleos
S.A. (Araucária, PR, Brasil). ² Produzido por Indumel - Indústria e comércio
de melaço Ltda. (Sertãozinho, SP, Brasil).
8.4 Relação carbono/nitrogênio (C/N), fertilização orgânica e
manejo da qualidade da água
O cálculo da relação carbono/nitrogênio (C/N) foi de acordo com
Avnimelech (2012), sendo considerados 40% de carbono nos
carboidratos dos melaços de soja e de cana e 50% de carbono na ração
utilizada (Ebeling et al. 2006). A aplicação de fertilizante orgânico nos
tratamentos e no controle foi realizada duas vezes ao dia (09:30 e 15:00
h). O período de duração do manejo de fertilização orgânica foi dividido
em duas fases (Figura 1).
A primeira fase de fertilização orgânica foi realizada na primeira
semana de cultivo. Nesta fase, a adição do fertilizante orgânico foi diária
e de acordo com a quantidade de ração diária total, mantendo relação
C/N fixa de 12/1 (Avnimelech 2012). A partir do oitavo dia de cultivo
iniciou a segunda fase da fertilização orgânica. Nesta fase o fertilizante
orgânico foi adicionado na água diariamente para manter a concentração
de amônia total abaixo de um mg. L-1
(Vinatea et al. 2010; Baloi et al. 2012; Schveitzer et al. 2013a; Souza et al. 2014), sendo que para cada
26
grama de nitrogênio amoniacal no tanque acima de um mg. L-1
foram
adicionados 20 g de carboidratos via fonte carbono orgânico
(Avnimelech 1999). Na segunda fase de fertilização também foi
adicionado fonte de carbono, diariamente, em função da perda de
nitrogênio da ração para água (Avnimelech 1999), sendo considerada
perda teórica para água de 50% do nitrogênio da ração fornecida aos
camarões diariamente (Ebeling et al. 2006). Após a estabilização da
concentração de amônia total em valor menor que um mg. L-1
foi
finalizado o período de fertilização orgânica e o cultivo continuou até
completar sete semanas.
Após o período de fertilização orgânica, a alcalinidade da água
foi mantida em aproximadamente 150 mg L-1
com aplicação de
hidróxido de cálcio (CaOH-) (Figura 1). Os sólidos suspensos totais
foram mantidos entre 400 e 600 mg. L-1
(Schveitzer et al. 2013b) com
auxílio dos tanques de decantação. O lodo retido no tanque de
decantação foi filtrado com malha de 60 micras para quantificação e
toda água devolvida para a unidade experimental.
Figura 1. Esquema de desenvolvimento temporal do manejo de fertilização orgânica adotado no experimento de cultivo de Litopenaeus vannamei em
sistema de bioflocos durante 50 dias, fertilizado com melaço de cana no
controle T0 e tratamentos, T15 fertilizado com 15% de melaço de soja e
85% de melaço de cana; T38 com 38% de melaço de soja e 62% de melaço de cana e T60 com 60% de melaço de soja e 40% de melaço de cana.
27
8.5 Análise dos parâmetros de qualidade de água e clorofila a
A medição do oxigênio dissolvido e da temperatura da água foi
realizada duas vezes ao dia (08:00 e 17:00 h) com oxímetro YSI 5908®.
O oxigênio dissolvido também foi mensurado meia hora após as
aplicações de fonte de carbono. A salinidade foi medida uma vez por
semana com refratômetro Instrutherm®
e o pH foi medido todas as tardes
com pHmetro YSI 100®. A alcalinidade medida por titulação (APHA,
2005- 2320 B), a turbidez medida em turbidímetro Alfakit®, a
transparência da água medida com disco de Secchi e os sólidos
sedimentáveis- SS medido com auxílio de Cone Imhoff (Avnimelech
2007), foram analisados duas vezes por semana durante o cultivo.
A coleta da água para análise foi realizada antes da primeira
alimentação. A concentração de amônia total (Strickland & Parsons
1972) foi medida diariamente durante o período de fertilização orgânica.
Após esse período, a análise de amônia foi realizada duas vezes por
semana. A concentração de nitrito e fosfato inorgânico dissolvido
(Strickland & Parsons 1972) também foi medida duas vezes por semana.
Para leitura das absorbâncias das amostras foi utilizado
espectrofotômetro Lamotte® modelo Smart Spectro. O nitrato foi
analisado uma vez por semana com Kit de análise (HACH®, método
8039 de redução do nitrato com cádmio) em espectrofotômetro HACH®
modelo DR 2800.
Os sólidos suspensos totais- SST (APHA 2005- 2540 D) e sólidos
suspensos voláteis- SSV (APHA 2005- 2540 E) foram medidos pelo
método gravimétrico duas vezes por semana. A análise de clorofila-a
(APHA 2005- 10200 H) foi realizada a cada 15 dias. As leituras foram
com espectrofotômetro HACH® DR 2800 em cubeta de quartzo com
cinco centímetros de caminho ótico. Para análise de SST, SSV e
clorofila-a, foi utilizado microfiltro de fibra de vidro com porosidade de
0,6 µm (GF- 6 - Macherey- Nagel®).
8.6 Análise microbiológica da água
No décimo dia de cultivo e na despesca foram realizadas as
análises microbiológicas da água. Foi formado um pool de cada
tratamento e do controle de um mL de amostra, com 0,25 mL de água de
cada repetição. Cada pool foi homogeneizado e diluído serialmente (1/
10) em solução salina 3% estéril e semeado em duplicata em meio de
cultura ágar marinho (MARINE) para contagem de bactérias
28
heterotróficas totais viáveis e em meio ágar tiossulfato bile sacarose
(TCBS) para contagem de bactérias vibrionáceas. As placas de Petri
com os meios semeados foram incubadas em estufa microbiológica a
30ºC. Após 24 h foram efetuadas contagens totais de unidades
formadoras de colônia (UFC).
8.7 Lodo removido do cultivo
As análises de sólidos suspensos totais- SST e sólidos suspensos
voláteis- SSV do lodo removido foram feitas com amostras diluídas até
200 vezes e a quantidade de lodo removido da água do cultivo (gramas
de matéria seca) foi estimada com a fórmula: Quantidade de lodo
removida (g) = volume de lodo removido (L) x SST do lodo removido
(g. L-1
) (Schveitzer et al. 2013b).
8.8 Desempenho zootécnico dos camarões
Para avaliar resultados dos dados zootécnicos do cultivo foram
calculados, de cada unidade experimental, os índices que seguem:
Sobrevivência (%) = [número final de camarões / número inicial
de camarões] * 100
Ganho de Peso Semanal (g por semana) = [{peso médio final (g)
– peso médio inicial (g)} / dias de cultivo] * 7
Biomassa Final (kg. m-3
) = biomassa final (kg) / volume do
tanque (m3)
Índice de Conversão Alimentar (CA) = quantidade de ração
fornecida (kg) / [biomassa final – biomassa inicial (kg)].
8.9 Análise estatística
Uma vez verificadas as premissas de homogeneidade de
variâncias pelo teste de Barttelet, os dados foram submetidos à análise
de variância unifatorial suplementada pelo teste Tukey de separação de
médias, ambas ao nível de significância de 0,05. Os valores das
variáveis microbiológicas (bactérias heterotróficas totais e vibrionáceas)
foram transformados para Log de x (x = 10). No texto e tabelas os dados
são apresentados em média ± desvio padrão.
29
9. RESULTADOS E DISCUSSÃO
9.1 Qualidade de água, relação carbono/nitrogênio (C/N) e
clorofila- a
O cultivo teve duração de 50 dias, não sendo observada diferença
significativa nos parâmetros de qualidade de água entre os tratamentos e
o controle. Todos os parâmetros de qualidade de água estiveram dentro
dos limites adequados ao cultivo de Litopenaeus vannamei (Van Wyk &
Scarpa 1999). A temperatura média diária da água foi de 29,4 ± 1,3 °C e
esteve dentro das condições ideais para o crescimento da espécie
(Wyban, Walsh & Godim 1995). A salinidade foi de 32,0 ± 1,3 g. L-1
. O
oxigênio dissolvido durante todo o período experimental não foi um
fator limitante para o manejo dos cultivos (Tabela 3). O pH e a
alcalinidade se mantiveram estáveis, uma vez que houve aplicação de
hidróxido de cálcio na água (Tabela 3), sendo que ambos estiveram
dentro do esperado para cultivos em sistema de bioflocos (Furtado,
Poersch & Wasielesky 2011).
Os nutrientes inorgânicos dissolvidos, amônia, nitrito, nitrato e
ortofosfato não apresentaram diferença significativa entre os tratamentos
(Tabela 3). O manejo de fertilização efetuado para controle da
concentração de amônia demonstrou-se eficiente, como em outros
trabalhos de cultivo em meio heterotrófico com mínima renovação de
água (Burford et al. 2003; Furtado et al. 2011; Schveitzer et al. 2013b).
A concentração máxima de amônia tóxica (N-NH3) calculada do cultivo
foi de 0,09 mg. L-1
, e ficou abaixo da concentração sugerida como
segura (0,16 mg. L-1
) ao cultivo de L. vannamei (Lin & Chen 2001). A
concentração de nitrito esteve dentro do esperado e apresentou
concentrações semelhantes a estudos com densidades de cultivo
próximas (Wasielesky et al. 2006; Krummenauer et al. 2011). A
concentração máxima de nitrito em todos os tratamentos ficou abaixo do
nível considerado seguro (27,4 mg N-NO2-. L
-1) para L. vannamei (Lin
& Chen 2003). A concentração do nitrato esteve abaixo da máxima de
220 mg. L-1
tolerada pela espécie (Kuhn, Smith, Boardman, Angier,
Marsh & Flick 2010). A presença de nitrato e os baixos valores de
nitrito indicaram que ocorreu a oxidação completa da amônia pela ação
de bactérias quimioautotróficas do bioflocos em todos os tratamentos e
no controle (Cohen, Samocha, Fox & Lawrence 2005; Ebeling et al. 2006) O ortofosfato apresentou a mesma média e desvio em todos os
tratamentos e no controle, indicando que o impacto causado pelo melaço
30
de soja neste nutriente é mínimo. As concentrações de ortofosfato
observadas estiveram próximas de outros trabalhos com bioflocos
(Furtado et al. 2011; Schveitzer et al. 2013b). Em todos os tratamentos e
no controle não ocorreu diferença significativa para sólidos
sedimentáveis-SS. O SS máximo variou de 12 a 16 mL. L-1
e
permaneceu abaixo do limite máximo de 20 mL. L-1
para os cultivos em
sistema de bioflocos (Avnimelech 2012).
Os sólidos suspensos totais- SST, turbidez e a transparência da
água, não apresentaram diferença significativa entre os tratamentos e o
controle (Tabela 3). A concentração de SST foi mantida no nível
adequado (Schveitzer et al. 2013b). Para isso, foram realizadas três
remoções de sólidos com auxílio dos tanques de decantação em todas as
unidades durante o cultivo.
Os sólidos suspensos voláteis- SSV são diretamente afetados pela
fonte de carbono (Schryver et al. 2008), mas, não apresentaram
diferença significativa (Tabela 3). O percentual de SSV contido nos
sólidos suspensos totais não apresentou diferença, e foi igual em todos
os tratamentos e controle (44% ± 7).
Embora a disponibilidade de nutrientes inorgânicos dissolvidos
na água e a incidência de luz natural sobre os tanques fossem favoráveis
à proliferação de microalgas, a concentração de clorofila- a foi baixa
como (Hari, Kurup, Varghese, Schrama & Verdegem 2004) e não
apresentou diferença significativa em todos os tratamentos e o no
controle (Tabela 3). Os valores de clorofila-a foram mais baixos que os
estudos de Baloi et al. (2012) que realizou cultivo na ausência de luz e
de Schveitzer et al. (2013b) que utilizou iluminação artificial e relatou
baixos valores de clorofila-a. Ressaltamos que não foi detectado
clorofila-a na água utilizada para iniciar o experimento. Desta forma, a
fertilização orgânica sob a forma de melaço e ração, resultou em relação
C/N favorável ao crescimento de micro-organismos heterotróficos em
detrimento de algas, o que também foi verificado por Samocha et al.
(2007) e Vinatea et al. (2010).
Após o período de fertilização orgânica, a quantidade de ração
fornecida diariamente contribuiu para a baixa presença de clorofila-a no
cultivo, mantendo um sistema majoritariamente heterotrófico e
quimioautotrófico (Hargreaves 2006; Hargreaves 2013). A baixa
concentração de clorofila-a reforça que as vias de controle da amônia no
cultivo foram assimilação da amônia por bactérias heterotróficas através
da adição de fonte de carbono na água e a oxidação até nitrato pela via
quimioautotrófica por bactérias oxidadoras de amônia e nitrito.
31
Tabela 3: Parâmetros de qualidade de água do cultivo super-intensivo de Litopenaeus vannamei em sistema de bioflocos com duração de 50 dias,
fertilizado com melaço de soja líquido e melaço de cana em pó, nos
tratamentos T15 com 15% de melaço de soja e 85% de melaço de cana; T38
com 38% de melaço de soja e 62% de melaço de cana; T60 com 60% de
melaço de soja e 40% de melaço de cana e controle T0 fertilizado somente
com melaço de cana.
Controle Tratamentos
Parâmetros T0 T15 T38 T60 P
Oxigênio (mg O2. L-1) 5,89
±0,30
5,88
±0,30
5,89
±0,28
5,76
±0,35
0,120
pH 7,88
±0,17
7,88
±0,18
7,85
±0,18
7,87
±0,19
0,706
Alcalinidade (mg CaCO3. L-1) 149
±25
153
±28
153
±30
163
±37
0,615
Amônia total (mg N-AT1. L-1) 0,8 ±0,8
0,9 ±0,9
0,8 ±0,8
0,9 ±0,8
0,956
Nitrito (mg N-NO2-. L-1) 0,3
±0,2
0,3
±0,2
0,3
±0,2
0,3
±0,2
0,995
Nitrato (mg N-NO3-. L-1) 50,4
±31,5
49,1
±32,3
46,2
±32,6
49,3
±36,7
0,995
Ortofosfato (mg P-PO3-4. L-1) 1,8
±0,8
1,8
±0,8
1,8
±0,8
1,8
±0,8
0,983
Clorofila- a (µg. L-1) 1,0
±1,1
1,6
±2,0
1,2
±0,6
2,9
±3,3
0,780
Transparência (cm) 16
±11
16
±11
16
±11
16
±10
0,997
Turbidez (NTU)2 112
±53 110
±48
119
±50
122
±51
0,968
SST3 (mg. L-1) 477 ±96
470 ±92
499 ±104
513 ±110
0,654
SSV4 (mg. L-1) 205
±44
201
±50
222
±50
238
±64
0,250
1 N-NAT- nitrogênio amoniacal total. 2 NTU - Unidades nefelométricas de turbidez. 3 SST - Sólidos suspensos totais. 4 SSV - Sólidos suspensos
voláteis.
32
Nos cultivos em meio heterotrófico sem renovação de água é
esperada queda natural de pH (Wasielesky et al. 2006), causada pela
respiração dos micro-organismos da água e consumo da alcalinidade
pela nitrificação (Ebeling et al. 2006). No entanto, a aplicação de cal
hidratada para correção da alcalinidade evitou a queda do pH, sendo
que, a quantidade de cal utilizada para corrigir a alcalinidade da água foi
menor no tratamento com maior percentual de melaço de soja (Tabela
4). A possível explicação para a menor quantidade de cal utilizada no
tratamento T60 é que o maior teor de melaço de soja aplicado neste
tratamento contribuiu para o aumento da alcalinidade.
Tabela 4. Insumos utilizados na fertilização orgânica e no manejo da
qualidade da água e período de fertilização orgânica do cultivo super-intensivo de Litopenaeus vannamei em sistema de bioflocos com duração de
50 dias, fertilizado com melaço de soja líquido e melaço de cana em pó, nos
tratamentos T15 com 15% de melaço de soja e 85% de melaço de cana; T38
com 38% de melaço de soja e 62% de melaço de cana; T60 com 60% de
melaço de soja e 40% de melaço de cana e controle T0 fertilizado apenas
com melaço de cana.
Valores na mesma linha seguidos de letras minúsculas diferentes indicam diferença significativa pelo teste de Tukey (p < 0,05).
O período de fertilização orgânica foi significativamente maior
no tratamento T60 do que em T15 e controle (Tabela 4). Isto indica que
foi necessário maior número de dias para estabilizar a amônia em valor
Variáveis
Controle Tratamentos
P T0 T15 T38 T60
Cal (g) 248,9
±33,2a 252,8
±5,2a 246,3
±26,7a 191,8
±7,0b 0,005
Melaço de soja (g) 0,0
±0,0a 108,7
±15,2a 337,3
±69,0b 830,6
±97,8c <0,001
Melaço de cana (g) 610,9
±180,0a 615,5
±85a 550,1
±112,8a 560,2
±69,6a 0,811
Carboidratos (g) 448,8
±132,3a 506,9
±70,0a 559,1
±114,5a 806,7
±96,9b 0,002
Período de fertilização orgânica (dias)
13,5 ±1,0a
13,5 ±1,0a
15,2 ±1,2ab
17,0 ±0,8b
0,001
33
(<1mg. L-1
) com a inclusão de 60% de melaço de soja na fertilização
orgânica. As quantidades de melaço de soja e melaço de cana utilizadas
em cada tratamento e no controle são apresentadas na Tabela 4. Como já
previsto na metodologia do trabalho, houve aumento significativo de
quantidade de melaço de soja, proporcional ao percentual de melaço de
soja em cada tratamento. No entanto, em todos os tratamentos e controle
não houve redução significativa da quantidade melaço de cana. A
provável explicação para este fato é o teor de nitrogênio do melaço de
soja. O teor de nitrogênio do melaço de soja, também pode explicar o
aumento significativo de carboidratos utilizados na fertilização do
tratamento T60 (Tabela 4). Estes resultados indicam que a utilização de
60% de melaço de soja na mistura eleva significativamente, o período de
fertilização orgânica e a quantidade de fonte de carbono necessária para
fertilizar um cultivo em sistema de bioflocos em meio heterotrófico.
Entretanto, a relação C/N calculada de 13 ± 2 durante o período de
fertilização orgânica não apresentou diferença nos tratamentos e
controle. Após o período de fertilização orgânica e estabilizado o
processo de nitrificação, não houve reaplicação de fonte de carbono nos
tratamentos e controle.
9.2 Bactérias heterotróficas totais e Vibrio spp
Nos tratamentos e no controle a abundância média foi de 106
células. mL-1
, sendo que não houve diferença significativa para bactérias
heterotróficas viáveis totais (p= 0,8814). Outros trabalhos com
Litopenaeus vannamei em sistema de bioflocos apresentaram valores
próximos (Piérri 2012; Kim, Pang, Seo, Cho, Samocha & Jang 2014).
No entanto, os valores para viveiros super-intensivos sem renovação de
água podem ser mais elevados, na faixa de 107 a 10
8 células. mL
-1
(Avnimelech 2012; Otoshi, Holl, Moss D., Arce & Moss S. 2006).
Panjaitan (2010) obteve valores ainda mais elevados de 109 a 10
10
células. mL-1
. Porém, vale ressaltar que o melaço de soja em todas as
taxas de inclusão, não causou impacto significativo no número de
bactérias heterotróficas totais em relação ao controle.
No início do cultivo não houve diferença significativa para
abundância de Vibrio spp. (Figura 2). Porém, no final do cultivo a
concentração de Vibrio spp. foi significativamente menor nos
tratamentos T38 e T60 em relação ao controle (Figura 2). Estes
resultados sugerem que o incremento de melaço de soja pode reduzir a
quantidade de víbrios na água. Anand, Kohli, Kumar, Sundaray, Roy,
34
Venkateshwarlu, Sinha & Pailan (2014) obtiveram concentrações de
Vibrio spp. mais altas (106). Aguilera-Rivera, Prieto-Davó, Escalante,
Chávez, Cuzon & Gaxiola (2014) relataram maior crescimento e
sobrevivência de L. vannamei em cultivos sem renovação de água e
aplicação de melaço de cana em comparação a cultivos sem renovação e
sem aplicação de melaço de cana, mas, aumento significativo de víbrios
na água. Abundâncias mais baixas de víbrios na água de cultivo são
relatadas para cultivos com menor densidade e/ou biomassa de
camarões, como, em berçários com bioflocos (Souza et al. 2014),
fazenda de engorda em sistema semi-intensivo (Mouriño, Buglione,
Vieira, Ramirez, Seiffert, Martins, Pedrotti & Schveitzer 2008) e
larvicultura de L. vannamei (Vieira 2010). Por apresentar valores de
víbrios próximos do esperado é provável que, não houve impacto
significativo causado por víbrios nas variáveis zootécnicas avaliadas.
0
1
2
3
4
5
6
a
aa a
T0
T15
a
ab b b
T38
T60
Décimo dia de cultivo 50ª dia de cultivo
Vib
rio
sp
p.
log
(U
FC
. m
L-1
)
Figura 2. Concentração de Vibrio spp. na água do cultivo super-intensivo
de Litopenaeus vannamei em sistema de bioflocos fertilizada com melaço
de cana no controle T0 e tratamentos, T15 com 15% de melaço de soja e
85% de melaço de cana; T38 com 38% de melaço de soja e 62% de melaço
de cana e T60 com 60% de melaço de soja e 40% de melaço de cana, no
décimo dia de cultivo e na despesca após 50 dias de cultivo. Letras
minúsculas diferentes acima das barras indicam diferença significativa pelo
teste de Tukey (p< 0,05).
35
9.3 Lodo removido
A quantidade de lodo removido do cultivo (Tabela 5) não
apresentou diferença significativa entre os tratamentos e controle. Isto
indica que o uso do melaço de soja não causou efeito significativo na
quantidade de bioflocos formada no cultivo, uma vez que também não
houve diferença significativa nos sólidos suspensos totais, sólidos
suspensos voláteis e sólidos sedimentáveis na água do cultivo (Tabela
3). Com este resultado, o melaço de soja em combinação com o melaço
de cana apresenta potencial para formação de bioflocos em todas as
taxas de inclusão estudadas. O sólido suspenso volátil do lodo removido
não apresentou diferença significativa e foi próximo ao de Schveitzer et al. (2013b) (Tabela 5). O volume de lodo removido esteve dentro do
esperado (Schveitzer et al. 2013b) e entre os tratamentos e o controle
não houve diferença significativa.(Tabela 5). A reposição do volume de
lodo removido foi feia com adição de água doce potável.
Tabela 5. Somatório do lodo removido em duas retiradas do total de três remoções de sólidos ao longo de 50 dias do cultivo super-intensivo de
Litopenaeus vannamei em sistema de bioflocos com fertilização orgânica,
através da aplicação de melaço de soja líquido e melaço de cana em pó nos
tratamentos, T15 com 15% de melaço de soja e 85% de melaço de cana;
T38 com 38% de melaço de soja e 62% de melaço de cana; T60 com 60%
de melaço de soja e 40% de melaço de cana e controle T0 fertilizado apenas
com melaço de cana.
Valores na mesma linha seguidos de letras minúsculas diferentes indicam
diferença significativa pelo teste de Tukey (p < 0,05). 1 SST - Sólidos
suspensos totais. 2 Peso seco.
3 SSV - Sólidos suspensos voláteis.
Parâmetros
Controle Tratamentos
P T0 T15 T38 T60
Volume de lodo
removido (L)
2,0
±0,3a
2,0
±0,4a
2,6
±0,4a
2,8
±0,4a
0,023
SST1 (g. L-1) do lodo 103,6
±33,6a 125,5
±75,4a 91,07
±25,0a 96,2
±21,0a 0,382
Lodo removido (g)2 206,1
±22,7a 221,6
±31,0a 242,4±
18,9a 271,2
±54,2a 0,096
SSV3 (g. L-1) 63,1 ±15,0a
68,0 ±13,1a
61,9 ±10,8a
68,8 ±8,0a
0,516
36
9.4 Índices de produção zootécnicos
Após o período experimental, não foi observada diferença
significativa nos índices de produção dos tratamentos e do controle
(Tabela 6). Estes resultados demonstraram que o melaço de soja
combinado com o melaço de cana não teve impacto significativo na
sobrevivência, ganho de peso, conversão alimentar, peso médio final e
biomassa final dos camarões. Todos os índices zootécnicos
apresentaram valores médios próximos dos resultados de Baloi et al. (2012) que utilizou a mesma linhagem de camarões e condições de
manejo semelhantes, sendo que a sobrevivência está de acordo com o
esperado para cultivos super-intensivos em sistema de bioflocos
(Samocha et al. 2007; Krummenauer et al. 2011; Schveitzer et al.
2013a).
Tabela 6. Índices de produção no cultivo super-intensivo de Litopenaeus vannamei em sistema de bioflocos com duração de 50 dias, fertilizado com
melaço de soja líquido e melaço de cana em pó, nos tratamentos T15 com
15% de melaço de soja e 85% de melaço de cana; T38 com 38% de melaço
de soja e 62% de melaço de cana; T60 com 60% de melaço de soja e 40%
de melaço de cana e controle T0 fertilizado apenas com melaço de cana.
1 GPS - ganho de peso semanal. 2 C.A - conversão alimentar.
Variáveis
Controle Tratamentos
P T0 T15 T38 T60
Peso médio inicial (g) 3,15
±0,02
3,14
±0,00
3,17
±0,02
3,15
±0,02
0,996
Peso Médio Final (g) 11,42
±0,38
10,96
±0,82
11,38
±0,26
11,36
±0,34
0,510
GPS1 (g. semana-1) 1,16
±0,05
1,10
±0,11
1,15
±0,03
1,15
±0,05
0,630
Biomassa Final (Kg. m-3) 1,8 ±0,2
1,9 ±0,2
2,0 ±0,1
1,9 ±0,3
0,516
Sobrevivência (%) 84,9
±6,6
89,4
±5,1
94,1
±2,9
86,4
±12,9
0,394
C.A2 2,2
±0,2
2,0
±0,2
1,8
±0,1
2,1
±0,5
0,454
37
10. CONCLUSÕES
Todas as composições de melaço de soja e melaço de cana,
avaliadas, mantém a qualidade de água e a produtividade do cultivo
super-intensivo de Litopenaeus vannamei em sistema de bioflocos. A
concentração de víbrios na água diminui com a fertilização orgânica da
água pela aplicação de misturas com, 38% de melaço de soja e 62% de
melaço de cana e com, 60% de melaço de soja e 40% de melaço de
cana.
11. AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem ao Laboratório de Camarões Marinhos
(LCM – UFSC) e toda sua equipe de colaboradores pelo apoio à
realização deste trabalho.
A IMCOPA – Importação, exportação e indústria de óleos S.A.
(Araucária, PR, Brasil) pela disponibilização do melaço de soja utilizado
neste estudo.
Ao Efrayn Wilker Souza Candi, pelo inestimável apoio durante a
preparação e manejo do experimento.
O primeiro autor também agradece ao Departamento de
Aquicultura da Universidade Federal de Santa Catarina, Brasil, pelo
incentivo para realizar o curso de Pós-graduação que resultou neste
trabalho.
12. REFERÊNCIAS Aguilera-Rivera D., Prieto-Davó A., Escalante K., Chávez C., Cuzon G. &
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43
13. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O melaço de soja mostrou potencial para ser utilizado como
fertilizante orgânico no cultivo super-intensivo de Litopenaeus vannamei em sistema de bioflocos. Devido não ter ocorrido incremento
no ganho de peso, conversão alimentar e biomassa final, não foi
realizada análise do teor de proteína e lipídeos dos bioflocos. Contudo,
futuros estudos com a redução do teor de proteína da ração e
consequente aumento da relação carbono/nitrogênio com a utilização do
melaço de soja são promissores. Pois o melaço de soja possui todos os
aminoácidos essenciais. Sob esta perspectiva, podem ser realizados
estudos em berçários de juvenis, uma vez que neste estágio de
desenvolvimento os camarões apresentam maior aproveitamento
nutricional dos bioflocos.
O uso de melaço de soja como fonte de carbono orgânico na
produção de tilápias e outras espécies de água doce em sistema de
bioflocos pode ser promissor, nas regiões próximas às beneficiadoras de
soja onde o este produto é bastante disponível.
Ressaltamos neste estudo o impacto do melaço de soja sobre a
concentração de víbrios na água, reduzindo-a significativamente. Pois os
víbrios são responsáveis por redução de crescimento e da sobrevivência
em cultivos de camarões, que resulta em inúmeros prejuízos para esta
atividade.
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ANEXO I:
Estufa onde foi realizado experimento de cultivo de engorda de camarões em sistema de bioflocos
49
ANEXO II:
Unidade experimental