FURG
Universidade Federal do Rio Grande – FURG Instituto de Oceanografia Programa de Pós-Graduação em Aquicultura
Ventajas del cultivo con biofloco para la maduración y larvicultur lar viculturaa del camarón Dariano Krummenauer
Evolución para sistemas alternativos
Sistemas amigables del medio ambiente (Environmental friendly systems)
Evolución para sistemas alternativos
Sistemas amigables del medio ambiente (Environmental friendly systems)
Sistema BFT
Procesos de Nitrificación, Formación de los agregados y Fertilización Orgánica en el Sistema de Biofloco
CICLO DEL NITRÓGENO EN UN SISTEMA DE CRIACIÓN CONVENCIONAL alimento
Luz
Fitoplancton
NAT
NO₃ NO₂
Alimento no consumido
excrementos
Bactérias en agua y en sedimento
N₂
CICLO DEL NITRÓGENIO EN SISTEMA DE BIOFLOCO
Alimento no consumido
excrementos
7 0 0 2 , . l a
El amonio (tóxico) es transformado en proteína microbiana, aumentando la relación C:N
Comunidad
microbiana – metabolización de los compuestos nitrogenados
Produción de nitrogenados
Assimilación/Eliminación comunidad microbiana
Utilización de la Cadena microbiana Fitoplancton
Camarón
Zooplancton
CO2 Nitrógeno
Excreción
Fósforo (Herbívoro)
(Carnívoro)
M.O.D. Excreción
Cianobactérias
Zooplâncton
Bacterias Flagelados Ciliados Excreción
Microbial Loop
Excreción
Utilización de la Cadena microbiana Fitoplancton
Camarón
Zooplancton
CO2 Nitrógeno
Excreção Excreción
Fósforo (Herbívoro)
(Carnívoro)
M.O.D. Excreção Excreción
Cianobactérias
Utilización de carbono
Zooplancton
Bactérias Flagelados Ciliados Excreción
Microbial Loop
Excreción Excreção
Utilización de la Cadena microbiana Fitoplancton
Camarón
Zooplancton
CO2 Nitrógeno
Excreção Excreción
Fósforo (Herbívoro)
(Carnívoro)
M.O.D. Excreción
Cianobactérias
Zooplancton
Bactérias Flagelados Ciliados Excreción
Microbial Loop
Excreción
Utilización de la Cadena microbiana Fitoplancton
Camarón
Zooplancton
CO2 Nitrógeno
Excreción
Fósforo (Herbívoro)
(Carnívoro)
M.O.D. Excreción Excreção
Cianobactérias
Zooplancton
Bactérias Flagelados Ciliados Excreção Excreción
Microbial Loop
Excreción Excreção
Ebeling et al. (2006) Fotoautotrófica
http://www.phycal.com/site/wp-content/uploads/algae-strain-development.jpg
Autotrófica
x Heterotrófica
Mezcla de las 3 vias a lo largo del cultivo
BACTÉRIAS AUTOTRÓFICAS NITRIFICANTES X BACTÉRIAS HETEROTRÓFICAS
Crecimento mas lento Mayor eficiencia en la metabolización de amonia
competición
Crecimento rápido (cambio en la relación C:N) Acumulación de sólidos suspensos totales
por substrato variación en las concentraciones de oxigeno disuelto en el agua control de los sólidos en suspensión
Gráfico hipotético del ciclo del nitrógeno a lo largo de un ciclo de cultivo de 120 dias en sistema de biofloco
60 50
40 L / g 30 M
Amônia Nitrito
20
Nitrato
10
0
1
7 4 1 8 5 2 9 6 3 0 7 4 1 8 5 2 0 1 2 2 3 4 4 5 6 7 7 8 9 9 0 1 2 1 1 1
Tiempo (dias)
Modelo conceptual del balance de masa del nitrógeno. Rios da Silva et al. 2009.
Balance de masa del nitrógeno en el sistema BFT
sistema tradicional 12-15% de recuperación del nitrógeno proteico
Balance de masa del nitrógeno en el sistema BFT
40 % N de los camarones
40 % N en efluente
Composición aproximada del Biofloco (Emerenciano et al 2012)
Principales grupos de microorganismos presentes en el biofloco • Bacterias • Diatomeas • Chlorophytas • Cianobacterias • Protozoos (ciliados y flagelados) • Nematodos • Rotíferos
Biofloco •Mejora la calidad del agua mediante la eliminación de los compuestos nitrogenados • Son complementos alimenticios debido a su composición • Cultivos de elevadas densidades
Cantidad de agua (L) para producir 1 kg de camarón Hopkins et al , 1993
EUA
64000
Otoshi et al, 2006
EUA
160
Wasielesky et al, 2007
BRASIL
250
Krummenauer et al 2010
BRASIL
118
Samocha et al 2011
EUA
96
Com o reuso da água será possível diminuir estes números
¿Cómo obtener el biofloco microbiano?
Procesos de Formación de Biofloco
- Burbujas de aire - Floculación de sales - Actividad microbiana - Sedimentación del fitoplancton
Procesos bilogicos: Agregación de microorganismos muertos (materia orgánica), bacterias y fitoplancton (mucus)
= Biofloc
Procesos físicos de la formación de agregados • Baylor e Sutaliffe, 1963:
- Producción de particulas mezcla de matería orgánica disuelta con burbujas de aire. (La artemia salina se alimenta de estas partículas) - Descripción de los agregados creados en las burbujas
Utilización del carbono: 1) Utilización del carbono (melaza) en función de los materiales de entrada (ración, harina, etc.); (C:N = 15:1) 2) La utilización del carbono depende de la concentración de amonio en el sistema; (añadir 6 g C para cada 1 g N)
Bomba
inicial Relación C/N
15:1 6
gramos de Carbono para
un gramo de TAN
FUENTES DE CARBONO: Melaza o dextrosa
Ejemplo:
Un raceway con 35000 L. TAN = 1.2 mg/ L TAN total Raceway: 42 gramos
Total de C: 252 gramos Cual es el total de Melaza con 50% de Carbono?
Bioseguridad
Medidas de bioseguridad
Rodolúvio; Pediluvios; Desinfección de
material
todas las instalaciones y
Medidas de bioseguridad Post-larvas SPF; Capacitación de personal; Ración de "calidad"; Inóculo de biofloco; Fertilización
orgánica;
Supervisión técnica.
Las ventajas del sistema BFT •Reducción
de los efluentes; •Reutilización de agua; •Cantidades menores de agua; •Mayor retención de N en el camarón; •Menor cantidad de alimentos; •Aumento de bioseguridad; •Áreas menores •Mayores rendimientos
Marine Aquaculture Aquaculture Station - FURG
Objetivo principal del sistema BTF en FURG Trabajos de precria y engorde Estudios recientes: maduración de reproductores y larvicultura.
MADURACIÓN + BIOFLOCO ???????????????
OBTENCIÓN DE REPRODUCTORES Pré-maturación en biofloco: EMA (FURG)
Crescimento Crescim ento I
Despesca Despe sca
Transferência
PROPAGACIÓN MUNDIAL DE LOS PATOGENOS
cerrar el ciclo de vida con reproductores aparece como una prioridad para la bioeguridad y así evitar las transmisiones verticales de enfermedades
Problemas nutricionales en los reproductores en cautiverio es otra cuestión
Fonte: Inve Aquaculture
Hoy: viveros grandes a baja densidad con el objetivo de proporcionar una biota rica en nutrientes
Problemas: Acumulación de materia orgánica; Blooms de cianobacterias; Subidas y bajadas de algunos parámetros de calidad del agua (temperatura, OD, pH y compuestos del N) pueden afectar a la salud de los camarones en sistemas al aire libre
Alternativa: Sistemas cero intercambio de agua atribuyendo así mayor bioseguridad en pequeñas areas. En la columna de agua, el bifloco esta disponible 24 hr/dia, este alimento se utiliza en los primeros estadios de formación de gonadas y desarrollo de ovarios
Ventajas del la produción de reproductores en BFT : puede estar localizada en pequeñas areas cerradas y cerca de las larviculturas
Estudios con Biofloco
Tecnología Biofloco en granjas intensiva de reproductores de camarón rosa F arf antepenaeus duorarum : desarrollo del desove, composición bioquimica y perfil de acidos grasos de los ovulos
Emerenciano et al 2013
Pré-maturación en biofloco Agua clara con alimentos frescos
tanques de maduración
Floc con y sin alimento fresco
Emerenciano et al 2013
FLOC Sin FLOC
Hembras: aumentan el crecimiento; triple de produción de ovulos;
Afectos a corto plazo de la suplementación de alimento fresco en el desarrollo de reproductores y perfiles de ácidos grasos de L itopenaeus vannamei (Boone) criados en sistemas de biofloco
Emerenciano et al 2013
Pré-maturación en biofloco
Floc con y sin alimento fresco
tanques de maduración
Emerenciano et al 2013
FLOC
Emerenciano et al 2013
FLOC
Hembras presentan mayor capacidad de acumulación de nutrientes,
Uso de la tecnología de biofloco durante el período de premaduración de machos de L itopenaeus vannamei : efectos de alimentación con diferentes níveles de proteina en los espermatoforos y la calidad del esperma
Braga et al 2013
BFT permite: La redución de los níveles de proteina; Mantienes la calidad del espermatóforo y del esperma si lo comparamos con el sistema convencional
Mejor rendimiento con biofloco
LARVICULTURA + BIOFLOCO ???????????????
Uso de isótopos estables como herramienta para el análisis del consumo de biofloco por parte de las post larvas de L itopenaeus vannamei
Suita et al 2014
tecnología de Biofloco (BFT)
Benefícios ambientales
Benefícios económicos
El alimento natural puede contribuir hasta un 50% en el crecimiento de los camarones marinos
¿Juveniles de camarón (PL1-PL30) com exigencias nutricionales específicas, sistema de biofloco?
pueden
beneficiarse
del
I sótopos establ es Perfil isotópico del CONSUMIDOR = Perfil de la dieta asimilada
Se hace posible determinar la influencia de la dieta oferecida en el crecimento del consumidor por período de tempo (Peterson & Fry,1987 )
Conocer cual es la fase de la vida en que los organismos están fisiologicamente más preparados para asimilar se determinados alimentos es de gran importancia para la larvicultura
Estación Marina de Acuicultura - FURG
Obtención de los animales Recepción Chequeo Aclimatación Estocaje
Estructura experimental
15 L 83 PL’s/L
Agua Clara 70% renovación de agua
TC
TB
Sistema de Biofloco Fertilización orgánica (Dextrose)
N-AT 0,5 mg/L
Nivel de concentración de seguridad estabelecido para postlarvas de Litopenaeus vannamei (Lin & Chen 2001)
Alimentación 2x/dia
PL10 150µm
5 x 104 células/ml
300 µm 1x/dia
PL20 300 µm 1x/dia
PL30
Resultados Tabla I. Valores médios (±DP) de las variables físico-químicas de calidade del agua, registrados en el cultivo de camarón blanco Litopenaeus vannamei, donde TC=Tratamiento Control y TB=Tratamiento Biofloco. Tratamientos
TC
TB
Temperatura (0C)
27,8±1,14
28,13±1,33
Oxígenio (mg/L)
5,72±0,4
5,73±0,49
pH
8,05±0,24
8,04±0,23
Salinidad
30,16±0,98a
31,33±0,52 b
Alcalinidad (mg/L como CaCO 3)
248,75±2,5a
112,5±14,43 b
Fosfato (mg/L)
0,99±0,6
1,93±1,21
Amonia (mg/L)
0,65±0,15
0,65±0,1
Nitrito (mg/L)
0,7±0,15a
1,34±0,3 b
Nitrato (mg/L)
1,32±1,17
1,9±2
Análisis de isótopos estables
Figura 5- Perfiles isotópicos de los diferentes tipos de alimento y del tejido de las post-larvas de camarón-blanco
La importancia del oferecimiento de Artemia sp. para el crecimento de las post-larvas de L. vannamei disminuyó despues de PL 10
Las microalgas y el biofloco presentaron perfiles isotópicos parecidos sugiriendo una incorporación de las microalgas por el biofloco
El uso de biofloco mantuvo ademas la presencía de las microalgas en mayor densidade dentro del sistema, lo que puede ser benéfico ya que disponibiliza tal tipo de alimento durante todo el período de cultivo
EVAULACIÓN DE LA FORMACIÓN DEL HEPATOPANCREAS Y ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE LAS POST-LARVAS DEL CAMARÓN-BLANCO Litopenaeus vannamei CRIADAS EN SISTEMAS DE BIOFLOCO
Sabrina Medeiros Suita, Alessandro Pereira Cardozo*, Luis Alberto Romano, Luís Poersch, Wilson Wasielesky
OBJETIVO
Ratificar el desarrollo zootécnico, análisis de calidad y formación del hepatopancreas en el camarón blanco Litopenaeus vannamei criado en sistema BFT durante las fases iniciales de crecimiento
MATERIAL Y MÉTODOS • ESTACIÓN MARINA DE ACUICULTURA – IO - FURG Fase I (BI): PL1-PL15 (2 x 5) Dens. Estocaje = 75 PL’s/L
Fase II (BII): PL16-PL30 (2 x 4) Dens. Estocaje = 50 PL’s/L
Tanques en forma de “U” (15 litros)
Agua Clara 70% renovación de agua
TC
TB
Sistema de Biofloco Fertilización orgánica
MATERIAL Y MÉTODOS Análisis del Hepatopancreas: Muestra inicial (50 PL’s) Tanque de larvicultura Muestra final (25 PL’s) Cada unidad experimental Fijados (Solución de Davidson) y conservados em alcohol 70%. Morfometria del hepatopancreas (Weibel 1980). Medidas área total del hepatopancreas y espesor de las paredes del hepatopancreas
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Tabla II- Valores (media±DP) de los parámetros del desarrollo zootécnico y calidade de post-larvas en los experimentos BI y BII. Berçário I
Berçário II
Desempenho Zooté cnico Controle
Biofloco
Controle
Biofloco
70,81±2,25a
88,76±5,8 b
80,62±13,36
95,75±2,22
98±4,47
100±0
100±0
100±0
Peso Inicial (mg)
0,5±0,1
0,5±0,1
10,0±2,0
10,0±2,0
Peso Final (mg)
9,4±2,8
13,0±3,0
19,0±5,0
23,0±3,0
Comprimento inicial (mm)
7±1,3
7±1,3
12,7±0,98
Comprimento final (mm)
12,6±1,19
13,02±1
14,22±1,49
19,4±0,8 b
1,81±1,16 a
4,4±1,6 b
8,28±3,55
11,62±2,17
Mejor supervivencia con Sobrevivência (%) Teste de stress salino (%) Floc
Mejor Biomassa productividad final (g) con Floc
12,7±0,98 a
Qual idade pós-lar vas
Opacidade abdominal
1,25±0,7a
1,9±0,11 b
1,28±0,7
1,6±0,28
Coloração hepatopâncreas
2±0
1,98±0,05
1,93±0,09
1,95±0,1
Peristaltismo intestinal
1,78±0,09
1,83±0,15
1,65±0,25a
2±0 b
Deformidades no corpo
1,75±0,17
1,85±0,19
1,7±0,11
1,9±0,11
Músculo:Intestino
1,25±0,68
1,6±0,43
1,7±0,25
1,95±0,1
Melanização no corpo
1,07±0,47a
1,55±0,24 b
1,85±0,1
1,7±0,4
Necrose em apêndices
1,55±0,52a
1,98±0,05 b
1,68±0,09
1,85±0,24
Deformidade tubular hepatopâncreas
1,97±0,05
1,98±0,05
1,7±0,09
1,95±0,1
Preenchimento Hepatopâncreas
1,95±0,05
2±0
2±0
2±0
Incrustração com epibiontes
1,28±0,3
1,3±0,14
1,28±0,43
1,43±0,38
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Área del hepatopâncreas en experimento la fase I Control
Biofloco
Espesor de la pared de los túbulos del hepatopancreas en el experimento Fase I Control
Biofloco
Espesor de la pared de los túbulos del hepatopancreas del experimento BII Control
Biofloco
Biofloco
mayor cantidade de material digestivo
Área do hepatopâncreas del experimento Fase II
Después de PL15 no es posible diferenciar tanto el hepatopancreas
CONCLUSIÓN El uso de biofloco en las fases iniciales, sobre todo de PL1-PL15, puede aportar benefícios para el desarrollo del camarón blanco Litopenaeus vannamei
La presencia de biofloco puede proporcionar una mejor condicón nutricional cuando comparamos con sistemas con renovaciones constantes de agua. Además de esto, post-larvas criadas en sistemas de biofloco presentan caractaresticas de calidad mejores que las criadas en sistemas convencionales con renovación de agua
FURG A partir de Mysis III
FURG A partir de Mysis III
0% de renovación En funcion de la concentración de amonia
FURG
Utilización del carbono: 1) Utilización del carbono (melaza) en función de los materiales de entrada (ración, harina, etc.); (C:N = 15:1) 2) La utilización del carbono depende de la concentración de amonio en el sistema; (6 g C para cada 1 g N)
Gráfico hipotético da ciclagem do nitrogênio ao longo de um ciclo de cultivo de 120 dias no sistema de bioflocos
60 50
40 / Ammonia L N g30 m
Amônia Nitrito
20
Nitrato
10
0
1
7 4 1 8 5 2 9 6 3 0 7 4 1 8 5 2 0 1 2 2 3 4 4 5 6 7 7 8 9 9 0 1 2 1 1 1
Tempo (dias)
2014 (hasta PL 8 sin recambio)
Melaza
SIN RENOVACIÓN DE AGUA
A m m o n i a
2014 (hasta PL 8 sin recambio)
Melaza
A m m o n i a
SIN RENOVACIÓN DE AGUA
2014 (hasta PL 8 sin recambio) A m m o n i a
Melaza
SIN RENOVACIÓN DE AGUA
Hepatopancreas con biofloco
Hepatopancreas con biofloco
Hepatopancreas com biofloco
2014 (hasta PL 8 sin renovación)
FURG
Ventajas Disminuición
de las taxas de
renovación Aumento de la Bioseguridad Redución de patogenos Aumento en la sobrevivencia Larvas de mejor calidad
CONCLUSIONES Bioflocos Alta productividad y cultivo sin enfermidades Bioseguridad
Investigaciones indican que el sistema BFT mejora el rendimiento de los reproductores ademas de la calidad de las post larvas
Gracias por la Atención
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