Estratégias de produção de camarão marinho e salicórnia em aquaponia com bioflocos

A integração do camarão-branco-do-Pacífico e da planta halófita salicórnia em aquaponia com bioflocos pode aumentar a produtividade e rentabilidade do cultivo e promover maior sustentabilidade devido ao aproveitamento dos nutrientes. Entretanto, por ser uma tecnologia recente, existem ainda muitos questionamentos sobre as condições ideais para a produção integrada desses organismos. Assim, essa tese apresenta duas estratégias de cultivo visando a otimização da produção de camarão (Litopenaeus vannamei) e salicórnia (Sarcocornia ambigua) em sistema de aquaponia com bioflocos. Para isso foram desenvolvidos dois experimentos. O primeiro avaliou a relação da salinidade com o desempenho de L. vannamei e S. ambigua em cultivo integrado em sistema de bioflocos e o segundo experimento avaliou o efeito do uso contínuo do sedimentador de sólidos no cultivo de L. vannamei e S. ambigua em aquaponia com bioflocos. De acordo com os resultados desses experimentos, foi observado que o cultivo integrado de L. vannamei com S. ambigua pode ser realizado em salinidades entre 16 e 24 psu, uma vez que a performance do camarão não é prejudicada e o crescimento das plantas e a remoção de compostos nitrogenados e fosfatados é favorecida nessa faixa de salinidade. Também foi demonstrada a viabilidade do cultivo aquapônico de L. vannamei e S. ambigua com bioflocos sem a necessidade de usar o sedimentador de sólidos de forma contínua, pois dessa forma os parâmetros de qualidade da água se mantêm mais estáveis e a estrutura de aquaponia pode ser simplificada

The integration of Pacific white shrimp and the halophyte plant salicornia in aquaponics with biofloc can increase the productivity and profitability of the crop and promote greater sustainability due to the use of nutrients. However, as it is a recent technology, there are still many questions about the ideal conditions for the integrated production of these organisms. Thus, this Ph.D. thesis presents two cultivation strategies aimed at optimizing the production of shrimp (Litopenaeus vannamei) and salicornia (Sarcocornia ambigua) in an aquaponic system with biofloc. For this, two experiments were developed. The first one evaluated the relationship of salinity with the performance of L. vannamei and S. ambigua in integrated cultivation with biofloc and the second evaluated the effect of the continuous use of the settling chamber for solids removal in the cultivation of L. vannamei and S. ambigua in aquaponics with biofloc. According to the results of these experiments, it was observed that the integrated cultivation of L. vannamei with S. ambigua can be carried out in salinities between 16 and 24 psu, since the performance of the shrimp is not impaired, and the growth of the plants and the removal of nitrogen.ous and phosphate compounds is favored in this range of salinity. The viability of the aquaponic cultivation of L. vannamei and S. ambigua with biofloc has also been demonstrated without the need to use the settling chamber continuously, as this way the water quality parameters will be more stable, and the aquaponics structure can be simplified

Balanço de fósforo no sistema de produção do lambari-do-rabo-amarelo em monocultivo e em cultivos integrados com camarão-da-amazônia e curimbatá

A sustentabilidade na aquicultura pode ser aumentada por meio de cultivos integrados e multitróficos. O fósforo é um fator limitante na produção de organismos aquáticos. Neste trabalho, foi testada a hipótese de que o cultivo integrado com espécies de diferentes nichos tróficos aumenta a assimilação de fósforo no sistema. Um experimento de 60 dias foi realizado em 12 viveiros de fundo natural, com três tratamentos e quatro repetições, todos em sistema fechado, sendo eles o sistema de monocultivo de lambari-do-rabo-amarelo (Astyanax lacustris) e os cultivos integrados das espécies A. lacustris com camarão-da-amazônia (Macrobrachium amazonicum) e A. lacustris com M. amazonicum e curimbatá (Prochilodus lineatus). O lambari exerceu a função de espécie principal, sendo diretamente alimentado com ração comercial (32% de proteína bruta) duas vezes ao dia. O camarão-da-amazônia e o curimbatá foram as espécies secundárias, se alimentando dos resíduos produzidos no sistema, como ração e fezes, e da biota aquática. As entradas e saídas de fósforo no sistema foram quantificadas por meio de amostras de água de entrada, saída e da chuva, dos animais, do sedimento e da ração fornecida para determinar a massa de fósforo acumulada em cada compartimento do sistema. Nenhum compartimento de entrada apresentou diferença estatística entre os tratamentos. A dieta foi responsável pela maior entrada de fósforo no sistema (60 64%), seguido pela água de abastecimento (18 29%) que é hipereutrófica. Na saída, o sedimento representou 69 81% do fósforo, mostrando que há um acúmulo do que não é assimilado pelo sistema nesse compartimento. A assimilação de fósforo apresentou valores de 51,3% no monocultivo, 56,35% no cultivo integrado de M. amazonicum e A. lacustris. O maior valor encontrado foi de 78,9% no cultivo integrado com as três espécies. Esse estudo confirma a hipótese inicial e mostra que existe uma otimização do uso dos recursos e aproveitamento de nutrientes quando são usados sistemas multitróficos com espécies com características ecológicas complementares.

Aquaculture sustainability can be increased through integrated and multitrophic aquaculture. Phosphorus is a limiting factor in the production of aquatic organisms. In this work, we tested the hypothesis that integrated multitrophic aquaculture systems with species from different trophic niches increases the assimilation of phosphorus in the system. A 60-day experiment was carried out in 12 earthen ponds, with three treatments and four replications in closed system. They were the monoculture of yellow tail lambari (Astyanax lacustris), the integrated culture with lambari and Amazonian river prawn (Macrobrachium amazonicum) and the integrated culture with lambari, prawn and curimbatá (Prochilodus lineatus). Lambari were fed commercial feed (32% crude protein) twice a day. The other species benefited from the wastes produced in the system and nutrients from inlet water. Phosphorus inputs and outputs in the system were quantified using samples of the inlet, outlet, and rain water, animals, sediment, and feed. The mass of phosphorus accumulated in each compartment of the system was determined. The entrance compartments showed no statistical difference among treatments. The diet accounted for the majority phosphorus entrance in the system (60 - 64%), followed by inlet water (18 - 29%). The sediment showed statistical difference and accumulated 69 - 81% of the phosphorus, showing that there is an accumulation of what is not assimilated by the system in this compartment. Phosphorus assimilation showed high values in the farmed species, representing 51.3% in monoculture, 56.35% in integrated cultivation of M. amazonicum and A. lacustris and the highest value found was 78.9% in integrated cultivation with the three species. This study confirmed the hypothesis that there is an optimization of the use of resources and nutrients when in multitrophic systems.

CULTIVO AQUAPÔNICO DO CAMARÃO DE ÁGUA DOCE Macrobrachium rosenbergii E ALFACE EM SISTEMA DE BIOFLOCO

O cultivo em aquaponia apresenta grande potencial de desenvolvimento com o Macrobrachium rosenbergii e a alface. Além deste fato, o manejo da adição de solução nutritiva pode potencializar o desempenho produtivo deste sistema de cultivo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da adição de solução nutritiva hidropônica, no desempenho produtivo da alface, do camarão de água doce e na qualidade de água em cultivo aquapônico com bioflocos, além de avaliar o fluxo de nutrientes na água de cultivo. O ensaio experimental foi inteiramente casualizado, conduzido em esquema fatorial, a partir de quatro tratamentos, com 3 réplicas cada: sistema de bioflocos com adição ou não de solução nutritiva (BC e BS) e o sistema de água clara com adição ou não de solução nutritiva (AC e AS). As análises de qualidade de água indicaram influência da adição dos nutrientes, na concentração de ortofosfato e compostos nitrogenados, estando em níveis prejudiciais aos camarões. Os resultados do fluxo de nutrientes indicaram que a água dos tratamentos sem adição de solução nutritiva apresentou deficiência, estando abaixo dos níveis recomendados. Os camarões apresentaram melhor desempenho nos tratamentos sem a adição de solução nutritiva. Por outro lado, as alfaces apresentaram melhor desempenho fitotécnico nos tratamentos com adição de solução nutritiva. Com os resultados obtidos, a concentração de 50% de Furlani (1998) não foi adequada, exigindo reformulação da solução nutritiva e utilização de fontes fertilizantes mais adequadas ao cultivo do camarão de água doce.

Aquaponics cultivation has great development potential with Macrobrachium rosenbergii and lettuce. In addition to this fact, the management of the addition of nutrient solution can enhance the productive performance of this cultivation system. The objective of this work was to evaluate the influence of the addition of hydroponic nutrient solution, on the productive performance of lettuce, freshwater shrimp and water quality in aquaponic cultivation with bioflocs, in addition to evaluating the flow of nutrients in the cultivated water. The experiment lasted 60 days, enabling the shrimp nursery and the cultivation of two cycles of lettuce. The experimental trial was completely randomized, conducted in a factorial scheme, based on four treatments, with 3 replicates each: biofloc system with or without addition of nutrients (BC and BS) and the clear water system with or without addition of nutrients (AC and AS). The analyzes of water quality indicated the influence of the addition of nutrients, in the concentration of orthophosphate and nitrogen compounds, being at levels harmful to shrimp. The prawns showed better performance in the treatments without the addition of nutrient solution. On the other hand, lettuces showed better phytotechnical performance in treatments with addition of nutrient solution. This study indicates that further studies should be carried out that can evaluate the ideal level of addition of nutrient solution in order to enable the development of the two species of interest in the culture system

Policultivo do curimatã pacu com o camarão canela / Polyculture of curimatã pacu and freshwater prawn

Has been analyzed the polyculture models with Brazilian native species, curimatã-pacu (Prochilodus argenteus) and freshwater prawn (Macrobrachium acanthurus) in different stocking densities. One hundred fifty one juveniles of P. argenteus and 259 fresh water prawns with initial average weight of 15.22 ± 2.25 g and 4.03 ± 0.88 g, respectively, were randomly distributed into 16 concrete ponds, with daily renewal rate of water of 20%. The experiment was conducted from April to June 2012, in a completely randomized design, with four treatments [proportion between fish (F) and prawn (P)]: 3.5F:0P; 3.5F:5P; 3.5F:8P and 3.5F:11P, with four replication. The results indicated that the increasing the density of prawn to 3.5F:5P and 3.5F:11P negatively influenced the fish performance, except its survival.(AU)

Foi analisado o modelo de policultivo com as espécies nativas, curimatã-pacu (Prochilodus argenteus) e camarão canela (Macrobrachium acanthurus), em diferentes densidades de estocagem. Foram utilizados 151 juvenis de P. argenteus e 259 camarões com peso médio inicial de 15,22 ± 2,25 g e de 4,03 ± 0,88 g, respectivamente, distribuídos aleatoriamente em 16 tanques de concreto, com taxa de renovação diária de água correspondente a 20%. O experimento foi realizado no período de abril a junho de 2012, em um delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro tratamentos [proporções entre peixes (P) e camarões (C)]: 3,5P:0C; 3,5P:5C; 3,5P:8C e 3,5P:11C, com quatro repetições cada. Os resultados indicaram que o aumento da densidade de camarões nas densidades de 3,5P:8C e 3,5P:11C influenciou negativamente o desempenho zootécnico dos peixes, exceto a sobrevivência.(AU)

Policultivo do curimatã pacu com o camarão canela / Polyculture of curimatã pacu and freshwater prawn

Has been analyzed the polyculture models with Brazilian native species, curimatã-pacu (Prochilodus argenteus) and freshwater prawn (Macrobrachium acanthurus) in different stocking densities. One hundred fifty one juveniles of P. argenteus and 259 fresh water prawns with initial average weight of 15.22 ± 2.25 g and 4.03 ± 0.88 g, respectively, were randomly distributed into 16 concrete ponds, with daily renewal rate of water of 20%. The experiment was conducted from April to June 2012, in a completely randomized design, with four treatments [proportion between fish (F) and prawn (P)]: 3.5F:0P; 3.5F:5P; 3.5F:8P and 3.5F:11P, with four replication. The results indicated that the increasing the density of prawn to 3.5F:5P and 3.5F:11P negatively influenced the fish performance, except its survival.

Foi analisado o modelo de policultivo com as espécies nativas, curimatã-pacu (Prochilodus argenteus) e camarão canela (Macrobrachium acanthurus), em diferentes densidades de estocagem. Foram utilizados 151 juvenis de P. argenteus e 259 camarões com peso médio inicial de 15,22 ± 2,25 g e de 4,03 ± 0,88 g, respectivamente, distribuídos aleatoriamente em 16 tanques de concreto, com taxa de renovação diária de água correspondente a 20%. O experimento foi realizado no período de abril a junho de 2012, em um delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro tratamentos [proporções entre peixes (P) e camarões (C)]: 3,5P:0C; 3,5P:5C; 3,5P:8C e 3,5P:11C, com quatro repetições cada. Os resultados indicaram que o aumento da densidade de camarões nas densidades de 3,5P:8C e 3,5P:11C influenciou negativamente o desempenho zootécnico dos peixes, exceto a sobrevivência.

Estabelecimento de cvs de Urochloa brizantha em resposta a diferentes sistemas de consórcio com cereais / Establishment of Urochloa brizantha cultivars intercropped with different cereal grains

Crop-livestock integration is an alternative method of rehabilitating degraded pastures. The goal of the present study was to evaluate the initial responses of morphostructural characteristics of two different Urochloa brizantha cultivars grown in monocropping or intercropping systems over two agricultural years. U. brizantha cultivars Marandu and Piatã were grown as monocrops or intercropped with corn or sorghum. A randomized block experimental design with a triple factorial scheme, two additional treatments (2x2x2+2) and four replicates was used. The following factors were tested: two U. brizantha cultivars (Marandu or Piatã), two intercropping combinations (with corn or sorghum), and two agricultural years (2010/2011 and 2011/2012). An additional treatment included U. brizantha cultivars grown as monocrops. The morphogenic and structural characteristics and forage gross production rates were evaluated in the different cropping systems. Intercropping with grain crops had a negative effect on the initial productivity of U. brizantha, and areas with intercropping presented higher tiller density, lower rates of leaf emergence and elongation and lower forage gross production rates relative to the monocropping systems. However, intercropping is a viable alternative to conventional monocropping systems, which was indicated by the land equivalent ratio.(AU)

O sistema de integração lavoura-pecuária surge como alternativa quando se busca recuperar áreas de pastagens degradadas. Objetivou-se avaliar as respostas iniciais das características morfo-estruturais de cultivares de Urochloa brizantha estabelecidas mediante sistema convencional e integração lavoura-pecuária em dois anos agrícolas. Os tratamentos foram constituídos pela formação do capim-Marandu e Piatã convencionalmente e via integração com milho ou sorgo. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial triplo com dois tratamentos adicionais (2x2x2+2), sendo duas cultivares (Marandu ou Piatã); dois métodos de integração (milho ou sorgo); dois anos agrícolas (2010/2011 e 2011/2012); e os tratamentos adicionais pastagens de U. brizantha formadas convencionalmente, com quatro repetições. Foram avaliadas as características morfogênicas, estruturais e a taxa de produção bruta de forragem dos capins nos diferentes sistemas de plantio. A integração de gramíneas forrageiras tropicais com culturas graníferas proporcionou impactos negativos na produtividade inicial das cultivas de U. brizantha. As áreas formadas mediante os sistemas integrados promoveram maiores densidades de perfilhos, porém menores taxas de aparecimento e alongamento foliares, além de menor taxa de produção bruta de forragem em relação ao sistema de formação convencional. No entanto, os sistemas integrados são alternativas viáveis em relação ao sistema convencional, visto pelos resultados do índice de equivalência de área.(AU)

Produção da halófita Sarcocornia ambigua em hidroponia e aquaponia com Litopenaeus vannamei

A integração da aquicultura com a hidroponia através da aquaponia é uma realidade atual. Resultados dos cultivos aquapônicos de Sarcocornia ambigua e Litopenaeus vannamei vem demostrando que além da produção competitiva de plantas e camarões, é possível obter níveis de compostos antioxidantes nesta espécie de halófita semelhantes aos obtidos em ambiente natural. Contudo, para melhorar a produtividade deste vegetal e verificar a variação de compostos antioxidantes produzidos, torna-se necessário estudar seu cultivo em soluções padrões utilizadas na hidroponia convencional, como a solução Hoagland, utilizada desde a década de 50 para diversas espécies, inclusive para halófitas. Para isso, neste estudo foram avaliados 3 tratamentos com 4 repetições cada, sendo: aquaponia com Litopenaeus vannamei em bioflocos, hidroponia com solução Hoagland modificada e hidroponia com solução Hoagland modificada em concentração de 50% da solução original. Na aquaponia, os camarões cresceram normalmente e os resultados de qualidade de água foram considerados bons para o cultivo da espécie. Os resultados de hidroponia demonstraram que é possível cultivar a S. ambigua, notando-se diferenças entre os tratamentos e obteve os melhores crescimentos da planta em comparação com aquaponia. Ficou evidente que os nutrientes disponibilizados pela solução aquapônica podem ser utilizados para a produção de S. ambigua, obtendo-se resultados de produtividade e compostos antioxidantes semelhantes aos encontrados na solução comercial de Hoagland.

The integration of aquaculture with hydroponics through aquaponics is a reality today. Results of the aquaculture cultures of Sarcocornia ambigua and Litopenaeus vannamei have demonstrated that besides the competitive production of plants and shrimp, it is possible to obtain levels of antioxidant compounds in this species of halophyte similar to those obtained in the natural environment. However, to improve the productivity of this plant and verify the variation of antioxidant compounds produced, it is necessary to study its cultivation in standard solutions used in conventional hydroponics, such as the Hoagland solution, which has been used since the 1950's for several species, including halophytes. For this, 3 treatments with 4 replicates were evaluated, being: aquaponics with Litopenaeus vannamei in bioflocs, hydroponics with modified Hoagland solution and hydroponics with modified Hoagland solution in 50% concentration of the original solution. In aquaponics, the shrimp grew normally and water quality results were considered good for the cultivation of the species. The results of hydroponics showed that it is possible to cultivate S. ambigua, noting differences between treatments and obtaining the best plant growth in comparison to aquaponics. It was evident that the nutrients provided by the aquaponic solution can be used for the production of S. ambigua, obtaining results of productivity and antioxidant compounds similar to those found in the commercial solution of Hoagland.

POLICULTIVO DO CURIMATÃ PACU COM O CAMARÃO CANELA SOB ALIMENTAÇÃO SUPLEMENTAR COM FARELO DA FOLHA DE MANDIOCA

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho zootécnico do curimatã pacu (Prochilodus argenteus) submetido ao policultivo com o camarão canela (Macrobrachium acanthurus) e à suplementação alimentar com diferentes níveis de farelo da folha da mandioca desidratada (FFMD), em comparação com o seu monocultivo. Foram cultivados 96 peixes e 72 camarões com peso médio inicial de 10,77 ± 1,29 g e 3,68 ± 0,74 g, respectivamente, distribuídos aleatoriamente em 24 tanques experimentais com dimensão de 69 x 36 x 35 cm e capacidade para 70 litros cada. O estudo foi realizado no período de julho a setembro de 2015, em um delineamento experimental inteiramente casualizado, constituindo-se de dois experimentos simultâneos: monocultivo de curimatã e seu policultivo com o camarão canela sob densidades de 4P/0C e 4P/6C [proporção entre peixes (P) e camarões (C)], respectivamente, com 3 tratamentos e 4 repetições cada: 0%; 10% e 20% de FFMD. Os resultados indicaram que tanto a presença dos camarões quanto a maior concentração de FFMD (20%) influenciou negativamente o desenvolvimento dos peixes, em termos de peso médio final, ganho de peso e conversão alimentar. Entretanto, o modelo alimentar utilizado no T2 pode ser uma alternativa sustentável de produção de P. argenteus em substituição às rações comerciais, desde que em sistema de monocultivo.

The objective of this study was to evaluate the production performance of curimatã pacu (Prochilodus argenteus) submitted to polyculture with cinnamon shrimp (Macrobrachium acanthurus) and food supplementation with different levels of dried cassava leaf meal (FFMD) compared with its monocultures. Ninety six fish were cultured and 72 shrimp with initial average weight of 10.77 ± 1.29 g and 3.68 ± 0.74 g, respectively, randomly distributed into 24 experimental tanks with dimensions of 69 x 36 x 35 cm and up to 70 liters each. The study was carried out from July to September 2015, in a completely randomized design, constituting two simultaneous experiments: monoculture curimatã and his polyculture with shrimp cinnamon in densities of 4P / 0C and 4P / 6C [ratio between fish (P) and shrimp (C)], respectively, with 3 treatments and 4 repetitions each: 0%; 10% and 20% FFMD. The results indicated that both the presence of shrimp as the highest concentration of FFMD (20%) negatively influenced the development of fish, in terms of average final weight, weight gain and feed conversion. However, the food used in the T2 model can be a sustainable alternative P. argenteus production to replace the commercial pet food, since monocrop system.

Estabelecimento de cvs de Urochloa brizantha em resposta a diferentes sistemas de consórcio com cereais / Establishment of Urochloa brizantha cultivars intercropped with different cereal grains

Crop-livestock integration is an alternative method of rehabilitating degraded pastures. The goal of the present study was to evaluate the initial responses of morphostructural characteristics of two different Urochloa brizantha cultivars grown in monocropping or intercropping systems over two agricultural years. U. brizantha cultivars Marandu and Piatã were grown as monocrops or intercropped with corn or sorghum. A randomized block experimental design with a triple factorial scheme, two additional treatments (2x2x2+2) and four replicates was used. The following factors were tested: two U. brizantha cultivars (Marandu or Piatã), two intercropping combinations (with corn or sorghum), and two agricultural years (2010/2011 and 2011/2012). An additional treatment included U. brizantha cultivars grown as monocrops. The morphogenic and structural characteristics and forage gross production rates were evaluated in the different cropping systems. Intercropping with grain crops had a negative effect on the initial productivity of U. brizantha, and areas with intercropping presented higher tiller density, lower rates of leaf emergence and elongation and lower forage gross production rates relative to the monocropping systems. However, intercropping is a viable alternative to conventional monocropping systems, which was indicated by the land equivalent ratio.

O sistema de integração lavoura-pecuária surge como alternativa quando se busca recuperar áreas de pastagens degradadas. Objetivou-se avaliar as respostas iniciais das características morfo-estruturais de cultivares de Urochloa brizantha estabelecidas mediante sistema convencional e integração lavoura-pecuária em dois anos agrícolas. Os tratamentos foram constituídos pela formação do capim-Marandu e Piatã convencionalmente e via integração com milho ou sorgo. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial triplo com dois tratamentos adicionais (2x2x2+2), sendo duas cultivares (Marandu ou Piatã); dois métodos de integração (milho ou sorgo); dois anos agrícolas (2010/2011 e 2011/2012); e os tratamentos adicionais pastagens de U. brizantha formadas convencionalmente, com quatro repetições. Foram avaliadas as características morfogênicas, estruturais e a taxa de produção bruta de forragem dos capins nos diferentes sistemas de plantio. A integração de gramíneas forrageiras tropicais com culturas graníferas proporcionou impactos negativos na produtividade inicial das cultivas de U. brizantha. As áreas formadas mediante os sistemas integrados promoveram maiores densidades de perfilhos, porém menores taxas de aparecimento e alongamento foliares, além de menor taxa de produção bruta de forragem em relação ao sistema de formação convencional. No entanto, os sistemas integrados são alternativas viáveis em relação ao sistema convencional, visto pelos resultados do índice de equivalência de área.