Resumo
No presente experimento verificou-se o efeito da salinidade no desempenho produtivo de diferentes cultivares de alface (Lactuca sativa) em um sistema de aquaponia utilizando a tecnologia de bioflocos. O experimento consistiu de dois sistemas independentes com duas salinidades: 0 ppt (DOCE) e 3 ppt (SAL). Foram estocados juvenis de tilápia (Oreochromis niloticus) em biomassa relativa de 6,1 kg m-3, e nas bancadas hidropônicas (tipo floating) foram mantidas três variedades de alface: roxa, lisa e crespa, na densidade de 20 plantas m-2. Os parâmetros zootécnicos dos peixes não apresentaram diferenças estatísticas entre os tratamentos, exceto o índice hepatossomático, que foi mais elevado em 3 ppt (4,35%) quando comparado ao registrado em 0 ppt (3,07%) (P<0,05). De maneira geral, a produtividade das variedades de alface foi superior em água doce (1,21 kg m-2) em relação à água salobra (0,8 kg m-2) (P<0,05). Considerando a maioria dos parâmetros fitotécnicos avaliados, os valores apresentados pela variedade roxa foi superior aos registrados para as variedades lisa e crespa. Já no tocante ao índice de qualidade de plantas (IQP), a variedade roxa em água salobra foi a que apresentou as melhores notas, com folhas mais íntegras e coloração mais intensa. Os resultados demonstraram que é possível integrar a criação de tilápia com a produção de alface roxa em sistemas de aquaponia com tecnologia de bioflocos e baixa salinidade.(AU)
This experiment evaluated the effect of salinity on growth performance of different lettuce cultivars (Lactuca sativa) in an aquaponics system with biofloc technology. The device contained two independent systems with two different salinities 0 ppt and 3 ppt. Were stored, Juvenile tilapia (Oreochromis niloticus) 6.1 kg m-3 and three varieties of lettuce: red leaf, smooth and crisp 20 plants m-2 in the floating system. All fish performance parameters showed no statistical differences, except for the hepatossomatic index, higher in 3 ppt (4.35%) versus (3.07%) in 0 ppt (P<0.05). In general, the productivity of lettuce cultivars were superior in fresh water (1.21 kg m-2) compare to brackish water (0.8 kg m-2) (P<0.05). In most phytotechnical parameters evaluated, the purple variety had better performance than the smooth and crisped varieties. In relation to plant quality index (IQP), purple variety in brackish water had the best score, presenting leafs with higher integrity and intense coloration. The results demonstrated that it is possible to integrate the production of red leaf variety in aquaponics systems with the technology of bioflocs in low salinity.(AU)
Assuntos
Animais , Lactuca , Ciclídeos , Agricultura Sustentável , Aquicultura , Águas SalinasResumo
No presente experimento verificou-se o efeito da salinidade no desempenho produtivo de diferentes cultivares de alface (Lactuca sativa) em um sistema de aquaponia utilizando a tecnologia de bioflocos. O experimento consistiu de dois sistemas independentes com duas salinidades: 0 ppt (DOCE) e 3 ppt (SAL). Foram estocados juvenis de tilápia (Oreochromis niloticus) em biomassa relativa de 6,1 kg m-3, e nas bancadas hidropônicas (tipo floating) foram mantidas três variedades de alface: roxa, lisa e crespa, na densidade de 20 plantas m-2. Os parâmetros zootécnicos dos peixes não apresentaram diferenças estatísticas entre os tratamentos, exceto o índice hepatossomático, que foi mais elevado em 3 ppt (4,35%) quando comparado ao registrado em 0 ppt (3,07%) (P<0,05). De maneira geral, a produtividade das variedades de alface foi superior em água doce (1,21 kg m-2) em relação à água salobra (0,8 kg m-2) (P<0,05). Considerando a maioria dos parâmetros fitotécnicos avaliados, os valores apresentados pela variedade roxa foi superior aos registrados para as variedades lisa e crespa. Já no tocante ao índice de qualidade de plantas (IQP), a variedade roxa em água salobra foi a que apresentou as melhores notas, com folhas mais íntegras e coloração mais intensa. Os resultados demonstraram que é possível integrar a criação de tilápia com a produção de alface roxa em sistemas de aquaponia com tecnologia de bioflocos e baixa salinidade.
This experiment evaluated the effect of salinity on growth performance of different lettuce cultivars (Lactuca sativa) in an aquaponics system with biofloc technology. The device contained two independent systems with two different salinities 0 ppt and 3 ppt. Were stored, Juvenile tilapia (Oreochromis niloticus) 6.1 kg m-3 and three varieties of lettuce: red leaf, smooth and crisp 20 plants m-2 in the floating system. All fish performance parameters showed no statistical differences, except for the hepatossomatic index, higher in 3 ppt (4.35%) versus (3.07%) in 0 ppt (P<0.05). In general, the productivity of lettuce cultivars were superior in fresh water (1.21 kg m-2) compare to brackish water (0.8 kg m-2) (P<0.05). In most phytotechnical parameters evaluated, the purple variety had better performance than the smooth and crisped varieties. In relation to plant quality index (IQP), purple variety in brackish water had the best score, presenting leafs with higher integrity and intense coloration. The results demonstrated that it is possible to integrate the production of red leaf variety in aquaponics systems with the technology of bioflocs in low salinity.
Assuntos
Animais , Agricultura Sustentável , Lactuca , Ciclídeos , Aquicultura , Águas SalinasResumo
Numerous systems, models, and production techniques have been developed to minimize the environmental impact of aquaculture and make this activity more sustainable. In this context, the thesis aims at developing and investigating sustainable production systems for tilapia farming in Brazil. The thesis comprises eight chapters. Chapter 1 brings a brief theoretical background, the research objectives and thesis approach and outline. Chapter 2 reviews the standards, potentialities, deficiencies, and applications of the emergy method in the sustainability assessment of aquaculture production systems. In this chapter, we also discuss and propose improvements on the emergy synthesis for measuring aquaculture sustainability. In Chapter 3 and 4, the sustainability of commercial tilapia production in aquaponics and biofloc-based systems were evaluated, respectively, using emergy synthesis. We also indicate alternative management to reduce systems issues and boost the sustainability of them. An innovative way to account for ecosystem services and disservices within emergy synthesis is proposed and discussed in Chapter 3 to accurately capture the environmental performance for aquaponics systems. The findings presented in Chapter 3 and 4 suggest that aquaponics and biofloc are systems potentially sustainable for tilapia farming in Brazil. However, improvements should be done in both food production systems to improve their sustainable performance. Chapter 5 and 6 investigate the technical feasibility of reducing the amount of feed in periphyton-based systems to produce tilapia in ponds and cages located in a farm dam. The tilapia growth performance presented in Chapter 5 indicates that the proposed production models are promising strategies for using natural food in a periphyton-based system and reusing effluents from monocultures. On the other hand, Chapter 6 shows that rearing tilapia in a farm dam with water poor in nutrients result in low availability of the periphyton and, consequently, the tilapia under feed restriction could not take advantage of the periphyton as natural food. In the study presented in Chapter 7, we show the consumer preferences and perceptions regarding the market for sustainable/certified aquaculture products in Brazil. As the main result of Chapter 7, we found that most Brazilian fish consumers are aware of what certification is and the aspects involved in it. In general, the set of information and findings presented in this thesis can be considered as an important step to support the development of public policies and certification programs to make aquaculture a more sustainable activity.
Inúmeros sistemas, modelos, e técnicas de produção tem sido desenvolvidas para minimizar o impacto ambiental da aquicultura e fazer essa atividade mais sustentável. Nesse contexto, essa tese tem como objetivo desenvolver e investigar sistemas sustentáveis para produção de tilápia no Brasil. A tese é composta de oito capítulos. O Capítulo 1 compreende um breve embasamento teórico, os objetivos e a abordagem da tese. O Capítulo 2 analisa os padrões, potencialidades, deficiências e aplicações da síntese em emergia na avaliação da sustentabilidade dos sistemas de produção de aquicultura. Neste capítulo, também discutimos e propomos melhorias na síntese em emergia para medir a sustentabilidade da aquicultura. Nos Capítulos 3 e 4, a sustentabilidade da produção comercial de tilápia em sistemas aquapônicos e baseados em bioflocos foi avaliada usando síntese em emergia. Também indicamos uma gestão alternativa para reduzir os problemas dos sistemas e aumentar a sustentabilidade dos mesmos. Uma maneira inovadora de contabilizar os serviços e desserviços do ecossistema na síntese em emergia é proposta e discutida no Capítulo 3 para medir com precisão o desempenho ambiental dos sistemas aquapônicos. Os resultados apresentados nos Capítulos 3 e 4 sugerem que a aquaponia e o bioflocos são sistemas potencialmente sustentáveis para a criação de tilápia no Brasil. No entanto, melhorias devem ser feitas em ambos os sistemas de produção para melhorar seu desempenho sustentável. Os Capítulos 5 e 6 investigam a viabilidade técnica de reduzir a quantidade de ração em sistemas baseados em perifíton para produzir tilápia em viveiros e em tanques-rede alocados em pequenos reservatórios. O desempenho do crescimento da tilápia apresentado no Capítulo 5 indica que os modelos de produção propostos são estratégias promissoras para o uso de alimentos naturais em um sistema baseado em perifíton e reutilização de efluentes de monoculturas. Por outro lado, o Capítulo 6 mostra que a criação de tilápia em pequeno reservatório com água pobre em nutrientes resulta em baixa disponibilidade do perifíton e, consequentemente, a tilápia sob restrição alimentar não poderia aproveitar o perifíton como alimento natural. No estudo apresentado no Capítulo 7, mostramos as preferências e percepções dos consumidores em relação ao mercado de produtos aquícolas sustentáveis / certificados no Brasil. Como resultado principal do Capítulo 7, descobrimos que a maioria dos consumidores brasileiros de pescado está ciente do que é certificação e dos aspectos envolvidos nela. De maneira geral, o conjunto de informações e resultados apresentados nesta tese pode ser considerado um passo importante para apoiar o desenvolvimento de políticas públicas e programas de certificação que tornem a aqüicultura uma atividade mais sustentável.
Resumo
A demanda por alimentos de origem animal, aliada à preocupação com a segurança alimentar dos seres humanos e dos animais, alimentos mais naturais sem uso de defensivos agrícolas e o uso consciente da água, vêm fazendo com que se aumentem os cuidados com a produção animal de modo mais ecológico e sustentável. Nesse contexto, este experimento será desenvolvido com o intuito de avaliar a produção da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus), linhagem Supreme, mantida em diferentes densidades de estocagem com e sem a integração com o cultivo de alface (Lactuca sativa) Baby Leaf em sistema aquapônico de Raft durante a terminação. O delineamento experimental utilizado é o bloco ao acaso com quatro tratamentos em esquema fatorial 2 x 2 (T1: 3 peixes/m² sem alface; T2: 6 peixes/m² sem alface; T3: 3 peixes/m² sem alface; T4: 6 peixes/m² com alface), repetindo no tempo, uma vez que o experimento foi repetido para proporcionar maior precisão dos resultados. Em cada fase serão avaliados: o desempenho produtivo da tilápia do Nilo e da alface; viabilidade econômica do sistema; análise de parâmetros limnólogicos, hemato-imunológicos e parasitológicos; rendimentos corporais da tilápia do Nilo; composição química do filé de tilápia e da alface. Observou-se que as unidades experimentais que na densidade de 6 peixes por metro quadrado com a presença da alface proporcionou melhores resultados, dados zootécnicos, hemato-imunológicos e também melhor viabilidade econômica.
The demand for food of animal origin, combined with the concern with the food safety of humans and animals, more natural foods without the use of agricultural pesticides and the conscientious use of water, has led to increased care with animal production. more ecological and sustainable way. In this context, this experiment will be developed in order to evaluate the production of Nile tilapia (Oreochromis niloticus), Supreme lineage, maintained at different stocking densities with and without integration with the lettuce (Lactuca sativa) "Baby Leaf" cultivation in aquaponic Raft system during termination. The experimental design used is a randomized block with four treatments in a 2 x 2 factorial scheme (T1: 3 fish/m² without lettuce; T2: 6 fish/m² without lettuce; T3: 3 fish/m² without lettuce; T4: 6 fish /m² with lettuce), repeating over time, since the experiment was repeated to provide greater accuracy of the results. In each phase, the following will be evaluated: the productive performance of Nile tilapia and lettuce; economic feasibility of the system; analysis of limnological, hemato-immunological and parasitological parameters; body income from Nile tilapia; chemical composition of tilapia and lettuce fillet. It was observed that the experimental units that in the density of 6 fish per square meter with the presence of lettuce provided better results, zootechnical, hemato-immunological data and also better economic viability.
Resumo
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
Resumo
A halófita Salicornia neei tem potencial para comercialização e tem sido cultivada em aquaponia com águas de carcinicultura marinha. O uso da aquaponia como parte de sistemas de recirculação de água (RAS) na produção intensiva do camarão Litopenaeus vannamei em sistema de biofloco (BFT) requer módulos de integração e plantas tolerantes aos altos níveis de sólidos suspensos totais (SST) e de salinidade nas águas. O presente trabalho avaliou as características de águas não clarificadas (NC), águas clarificadas por flotação (SF) e por decantação/sedimentação (SD) de um cultivo superintensivo BFT de L. vannamei recirculadas em sistema aquapônico desacoplado de balsas flutuantes (DWS) com S. neei, bem como quantificou o desempenho das plantas. Foi testado um sistema de clarificação alternativo baseado no processo de flotação, que permite o reaproveitamento do biofloco retirado. Para cada tratamento, o sistema aquapônico foi montado em três tanques (réplicas) com volume útil de 280 L, aeração no fundo e vinte plantas de S. neei fixadas em bandejas flutuantes com 0,15 m² de área. Os sistemas aquapônicos receberam águas de um raceway de 237 m² com estocagem de 450 camarões m-2 ao longo de 71 dias de um ciclo de cultivo BFT. As concentrações de SST e de macronutrientes dissolvidos nas águas dos tanques DWS foram avaliadas antes e após recirculações semanais, bem como os parâmetros biométricos e a produtividade de S. neei quantificados após podas periódicas. A média global de SST na água do raceway foi de 759,95 ± 59,07 mg L-1. As reduções médias de SST pelos métodos de clarificação SF e SD foram, respectivamente, de 29,9 e 35,3%. O flotador apresentou eficiência semelhante e tamanho reduzido em relação aos dispositivos de sedimentação tradicionais, coletando em média 4,6 L de biofloco com concentração de SST de 31,2 g L-1 a cada m³ de água clarificada. Após a clarificação, maiores concentrações de NAT e nitrito na água foram encontradas em SD do que em NC ou SF. A recirculação da água nas unidades aquapônicas diminuiu acentuadamente o conteúdo de SST (médias finais = 146,66-182,85 mg L-1), bem como aumentou a concentração média de conteúdo de oxigênio dissolvido (50-78%) e o pH, em comparação a água do raceway. Os teores de NAT e nitrito dissolvidos também diminuíram após a recirculação da água em todos os tratamentos. Essas mudanças xii foram relacionadas à manutenção das condições nitrificantes sob aeração forçada, entretanto, o teor de nitrato na água não aumentou devido à absorção pelas plantas. As concentrações de fosfatos aumentaram ao longo do período de recirculação, associadas à ocorrência de fortes processos de regeneração desse elemento nos sistemas aquapônicos. Plantas de Salicornia neei apresentaram excelente desempenho de crescimento direto sobre águas BFT, com poucas diferenças entre os tratamentos. Esses resultados podem estar relacionados à eficiência do sistema de aeração que evitou a colmatação das raízes, à grande quantidade de nitrato disponível na água e ao efeito dos cortes periódicos das plantas. A produtividade da biomassa aérea variou entre 4,27 e 5,82 kg m-2 30 dias-1, com grande quantidade de ramos com tamanho comercial (> = 10cm) produzidos por área plantada (2200 ramos m-2 30 dias-1). O sistema aquapônico desacoplado utilizando tanques DWS melhorou os parâmetros de qualidade da água proveniente do cultivo do camarão BFT e proporcionou alta produtividade de biomassa de S. neei.
The halophyte Salicornia neei has potential for commercialization and has been cultivated in aquapony with waters of marine shrimp farming. The use of aquaponics as part of Recirculating Aquaculture Systems (RAS) in intensive production of the shrimp Litopenaeus vannamei in Biofloc Technology System (BFT) requires integration modules and plants tolerant to high levels of total suspended solids (TSS) and salinity in waters. The present work evaluated the characteristics of non-clarified waters (NC), waters clarified by flotation (SF) and by decantation/sedimentation (SD) from a BFT superintensive cultivation of L. vannamei recirculated in a decoupled aquaponic system with deep water system (DWS) tanks with S. neei, and plant performance was also quantified. An alternative clarification system based on the flotation process, which allows the reuse of the removed biofloc was tested. For each treatment, the aquaponic system was set up on three tanks (replicates) with and active volume of 280 L, aeration in the bottom and twenty S. neei plants fixed in floatings rafts with 0.15 m² area. Aquaponics systems received waters from a 237 m² raceway stocked with 450 shrimp m-2 along 71 days of a BFT cultivation cycle. The concentrations of TSS and dissolved macronutrients in the DWS tanks waters were evaluated before and after weekly recirculations, as well biometric parameters and the productivity of S.neei quantified by periodic cuttings. The average TSS content of the raceway water was 759.95 ± 59.07 mg L-1. Average reductions in TSS by SF and SD clarification methods were 29.9 and 35.3%, respectively. The flotation clarifier showed similar efficiency and reduced size compared to traditional sedimentation devices, and collected an average of 4.6 L of biofloc with TSS concentration of 31.2 g L-1 for each m³ of clarified water. After the clarification, higher water concentrations of TAN and nitrite were found in SD than in NC or SF. Water recirculation in aquaponics units markedly decreased TSS content (final averages= 146.66-182.85 mg L-1), as well as increased the average concentration of dissolved oxygen content (50-78%) and pH, compared with the raceway water. Dissolved TAN and nitrite contents also decreased after water recirculation in all treatments. These changes were related to the maintenance of nitrifying conditions under forced aeration, however, nitrate content in the water did not increased due to xiv absorption by plants. Phosphate concentrations increased during the recirculation period, associated with the occurrence of strong regeneration processes of this element in the aquaponic systems. Salicornia neei plants showed excellent growing performance direct over BFT waters, with few differences among the treatments. These results can be related to the efficiency of the aeration system that prevented root clogging, the large amount of nitrate available in water and the effect of periodic cuttings of plants. Aerial biomass productivity ranged between 4.27 and 5.82 kg m-2 30 days-1, with a large quantity of branches with commercial size (>=10 cm) produced per planted area (2200 branches m-2 30 days-1). The decoupled aquaponic system using DWS tanks improved water quality parameters from the BFT shrimp cultivation and provided high S. neei biomass productivity.
Resumo
O cultivo de plantas vasculares em sistemas aquapônicos integrados a produção de animais marinhos esta crescendo no setor de alimentos. Com isto, o estabelecimento de melhores técnicas de propagação, o atendimento as preferências nutricionais e o uso de regime de poda apropriadas para as halófitas SalicornianeeiLag.,ApiumgraveolensL. e PaspalumvaginatumSw. irá contribuir para o aumento da produção vegetativa destas espécies comercializáveis.Esta tese teve como objetivo otimizar a produção das halófitas brasileiras S.neei, A.graveolens e P.vaginatum em aquaponia salina com água clarificada proveniente da produção de LitopenaeusvannameiB. em sistema de bioflocos (BFT). Para estabelecer um protocolo de germinação para a variedade selvagem de A. graveolens, ensaios com distintas temperaturas, concentrações e tipos de desinfetantes químicos foram testados, resultando na produção de mudas de aipo selvagem (90-100%) pela desinfecção das sementes com hipoclorito de sódio a 5-10% e incubadas sob um termoperíodo de 20/30 ºC (12h: 12h) (Capítulo 1).No Capítulo 2, foi verificado se as três halófitas estudadas podem absorver ambas as formas de nitrogênio fornecidas(amônio ou nitrato), e destacado que o nitrato é a forma preferida de nitrogênio absorvida por S. neei e A. graveolens. Níveis de nitrogênio acima de 10 mg L-1 melhoraram o crescimento e a produção de biomassa, mesmo em combinação de formas mistas de nitrogênio. O alto suprimento de amônio como forma exclusiva de nitrogênio afeta negativamente S. neei e A. graveolens, devido à acidificação da rizosfera, mas este estresse pode ser aliviado pelo aumento do pH da água. Paspalumvaginatumnão foi sensível à alta concentração de amônio. O nível de fósforo não foi um problema para todas as espécies, mas pode limitar a produção de S. neei e A. graveolenssob alta concentração de nitrato na água de cultivo, condição de fósforo incomum nos sistemas de aquicultura atuais.Os requerimentos micronutricionais do crescimento e produção de biomassa de S. neei são atendidos pelo uso da água clarificada do sistema BFT de L. vannamei. Entretanto, a suplementação de micronutrientes na água (particularmente ferro, manganês e molibdênio) foi necessária para aumentar o crescimento de P. vaginatum. O fraco desenvolvimento de plantas de A. graveolens nas condições experimentais não permitiu avaliar suas respostas às adições de micronutrientes. A fertilização foliar de micronutrientes não foi eficaz para melhorar o crescimento das halófitas (Capítulo 3).As plantas foram submetidas a cortes consecutivos de suas estruturas aéreas a cada 14 e 28 dias (Capítulo 4), e P. vaginatum e S. neei mostraram capacidade de rebrotaram em todos os tratamentos aplicados. O tratamento de um corte (a cada 28 dias) permitiu estruturas foliares com melhor valor comercializável, devido a prevenir ao acúmulo de matéria morta e ter abundante perfilhamento e folhas de P. vaginatum, assim como produzir S. neeicom grande quantidade de ramos com tamanho comercializável e não lignificado.A prática de poda não modificou a capacidade das halófitas de assimilação de nitrogênio em sua biomassa a partir da água do sistema aquapônico. No geral, as halófitas brasileiras estudadas podem ser facilmente produzidas em aquaponia salina com águas do sistema BFT de L. vannamei, com as práticas divulgadas de melhor germinação, uso de necessidades nutricionais mínimas e manejo de poda estabelecido nesta tese.
The cultivation of vascular plants in aquaponic integrated systems to marine animal production is growing in the food sector. Thereby, the establishment of best propagation techniques, the attendance of nutritional requirements and appropriate use of cutting frequencies for the halophytes SalicornianeeiLag.,ApiumgraveolensL.and Paspalumvaginatum Sw. will contribute to the increment of vegetative production of these marketable species. This thesis aimed to optimize the production of the Brazilian halophytes S.neei, A.graveolensandP.vaginatumin saline aquaponics with clarified water from the production of LitopenaeusvannameiB. in Biofloc Technology (BFT) system. In order to establish a protocol of germination for the wild variety of A.graveolens, trials with distinct temperatures, concentration and types of chemical disinfectants were tested, resulting in production of seedling of wild celery (90-100%) by the disinfection of the seeds with 510% sodium hypochlorite and incubating them under a 20/30 ºC thermoperiod (12h:12h) (Chapter 1).In Chapter 2, it was verified if the three studied halophytes can uptake both nitrogen forms supplied (ammonium or nitrate), and highlighted that nitrate is the preferred nitrogen form absorbed byS.neei and A. graveolens. Nitrogen level higher than 10 mgL-1 improved growth and biomass production, even in combination of mixed nitrogen forms. High supply of ammonium as sole nitrogen form affect negatively S.neei and A. graveolens, due torhizosphere acidification, but this stress can be relieved by increasing waterpH.Paspalumvaginatum was not sensitive to the high ammonium concentration. Phosphorus level was not an issue for all species, but may limit S. neeiand A. graveolens production under a high nitrate concentration in the cultivation water, unusual phosphorus condition in current aquaculture systems. Micronutritional requirements of the S.neeigrowth and biomass production are attended by the use of the clarified water from BFT system of L. vannamei.However, micronutrient supplementation in the water (particularly iron, manganese and molybdenum) was necessary to increaseP. vaginatumgrowth. Poor development of A. graveolensplants under the experimental conditions did not allow evaluation of their responses to micronutrient additions. Foliar fertilization of micronutrient was not effective to improve halophytes growth (Chapter 3). Plants were submitted to consecutive cuttings of their aerial structures at every 14 and 28 days (Chapter 4), and P. vaginatumand S. neei showed ability to regrowth in all treatments applied. One cutting treatment (every 28 days) allowed foliar structures with better marketable value, due to prevent the accumulation of dead matter and have plentiful tillering and leaves of P. vaginatum, as well as to produceS. neei with large amount of branches with marketable size and not lignified. Cutting practice did not modify halophytes capacity of nitrogen assimilation into their biomass from water of the aquaponic systems. Overall, the studied Brazilian halophytes can be easily produced in saline aquaponics with waters from BFT system of L. vannameiwith the disclosed practices of best germination, use of minimum nutritional needs and cutting management established in this thesis.
Resumo
O presente trabalho teve como objetivo geral analisar o desenvolvimento zootécnico e fitotécnico em um Sistema Aquapônico, no cultivo integrado entre Oreochromis niloticus e vegetais hidropônicos (Lactuca sativa e Ocimun basilicum), em dois tratamentos diferentes. Cada tratamento foi composto por três tanques, aos quais foram adicionados 200 peixes em cada, totalizando 600 animais por sistema. A bancada aquapônica foi constituída por 60 mudas de alface e manjericão. O experimento teve duração de 90 dias, sendo que foi dado um maior enfoque no ciclo inicial dos vegetais, correspondente aos primeiros 30 dias de cultivo. Foram utilizados alevinos masculinizados de tilápia do Nilo com peso médio de 0,7 ± 0,01 g. As mudas da alface e de manjericão foram obtidas de um estabelecimento particular, medindo cada uma cerca de 8 e 10cm de altura e com média de 9 e 6 folhas cada uma, respectivamente. Os parâmetros de qualidade de água foram monitorados diariamente, duas vezes ao dia e se mantiveram dentro dos padrões indicados para esse tipo de cultivo, sendo considerados aceitáveis e não diferiram significativamente (p>0,05). O peso médio final dos peixes para o tratamento com alface foi de 15,86 ± 1,96 g e de 16,18 ± 2,72 para o manjericão. O desempenho fitotécnico obtido do alface mostrou um peso úmido da parte aérea final igual a 266,68 ± 76,94 g, diâmetro de 36,11± 1,22 cm, na avaliação seca os valores foram de 37,5 ± 1,3 g para as folhas e 11,52 ± 2,4 g para as raízes. O manjericão resultou em um comprimento total igual a 46,08 ± 6 cm e massa úmida total de 72,33 ± 1,94 g, em relação aos pesos secos, o valor da raiz seca foi de 13,26 ± 1 g e a parte aérea passou a ser 10,2 ± 1,02 g. As análises microbiológicas não apresentaram resultados positivos para bactérias sobre as quais a legislação brasileira descreve limitações. Os resultados obtidos de produção integrada de peixes e vegetais demonstraram a viabilidade e eficiência do sistema aquapônico na produção integrada de dois alimentos.
The present work had as general objective the zootechnical and phytotechnical development of an aquaponic system, not cemented between native and hydroponic vegetables (Lactuca sativa and Ocimun basilicum), in two different treatments. Each cycle consists of three tanks, in which 200 fish were added in each, totaling 600 animals per system. The aquaponic bed was composed of 60 lettuce and basil leaves, respectively. The experiment lasted 90 days, with a greater focus on the initial cycle of the plants, corresponding to the 30 days of cultivation. This fact occurred due to the liberation of industries of vegetable industries. Male Nile tilapia fingerlings with a mean weight of 0.7 ± 0.01 g were used. The lettuce and basil seedlings were fixed at a given point, measuring each of the 8cm and 10cm height and mean of 9 and 6 leaves each, respectively. The parameters of quality were detected as daily, the times and day kept within the filters, type to grow to the type, being conguish and different different unique (p> 0.05). The final weight of the fish for treatment with lettuce was from and to basil. The phytotechnical performance was equal to the average weight of a final component equal to 266, 68 ± 76, 94 g, diameter of 36,11 ± 1,22 cm, in the temperature evaluation of 37,5 ± 1,3g for the leaves and 11,52 ± 2,4g for the roots. The basil, on average, a proportion of 46,08 ± 6 cm and a total wet mass of 72,33 ± 1,94 g, in relation to dry weights, the value of the root of the root of 13,26 ± 1 g and part flight became 10,2 ± 1,02 g. The microbiological results did not result in positive results for the Brazilian species analysis. Show this information only for BHCT, but this test was performed as an additive in general results, considering that Resolution No. 12 of ANVISA 2001 is not a quotation.
Resumo
It was evaluated the feasibility of growing lettuce intercropped with Nile tilapia farming in a hydroponic system and the efficiency upon the improvement of the quality of the effluent. The experimental structure was composed of one module for fish production and other for plant production in the hydroponic system. It was used production technique NFT (Nutrient Film Technique), and the nutrient solution used was the effluent of fish farming. It was used a randomized block experimental design with four treatments and three replications, considering each repetition an 8-day cycle in hydroponics. The treatments were: 20; 40, 60 and 80 plants for the first, second, third and fourth treatments, respectively. Electrical conductivity, pH, temperature and dissolved oxygen did not change (P>0.05) in relation to the input effluent and they were not affected (P>0.05) by the number of plants. We observed a linear effect of number of plants on the parameters orthophosphate and nitrite, ie the higher the number the greater the removal of plants for these parameters in the water. The percentage of nitrogen in leaves and roots of lettuce was not influenced by the number of plants. There was a linear effect of the number of plants on the accumulation in lettuce leaves parameters dry matter, nitrogen and phosphorus. There was a linear effect of the number of plants on the accumulation of dry matter and phosphorus and quadratic effect on nitrogen accumulation in roots of lettuce.There is a technical feasibility of integrating the intensive Nile tilapia farming in a closed system of recirculating water in the production of hydroponic lettuce, with nutrients remotion such as nitrogen and phosphorus from the effluents and their incorporation in leaves and roots of lettuce.(AU)
Avaliou-se a viabilidade do consórcio entre a criação de tilápia do Nilo e alface, em sistema hidropônico, e a eficiência sobre a melhoria da qualidade do efluente. A estrutura experimental foi composta de um módulo de produção de peixes e outro para produção vegetal no sistema hidropônico. No sistema hidropônico, foi utilizada a técnica de produção NFT (Nutrient Film Technique), sendo a solução nutritiva utilizada os efluentes da piscicultura. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com quatro tratamentos e três repetições, considerando cada repetição um ciclo de oito dias de hidroponia. Os tratamentos foram: 20; 40; 60 e 80 plantas, para o primeiro, segundo, terceiro e quarto tratamentos, respectivamente. O pH, a condutividade elétrica, a temperatura e o oxigênio dissolvido não se alteraram (P>0,05) em relação ao efluente de entrada e não foram afetados (P>0,05) pelo número de plantas. Observou-se efeito linear do número de plantas sobre os parâmetros nitrito e ortofosfato, ou seja, quanto maior o número de plantas maior a remoção desses parâmetros na água. A porcentagem de nitrogênio nas folhas e raízes da alface não foi influenciada pelo número de plantas. Houve efeito linear do número de plantas utilizadas sobre o acúmulo nas folhas de alface dos parâmetros matéria seca, nitrogênio e fósforo. Observou-se efeito linear do número de plantas utilizadas sobre o acúmulo de matéria seca e fósforo e efeito quadrático sobre o acúmulo de nitrogênio nas raízes de alface. Existe a viabilidade técnica de integrar a produção intensiva de tilápias em sistema fechado de recirculação de água com a produção de alfaces em hidroponia, ocorrendo a retirada de nutrientes como nitrogênio e fósforo dos efluentes e a incorporação destes nas folhas e raízes da alface.(AU)
Assuntos
Animais , Pesqueiros/análise , Purificação da Água/análise , Purificação da Água/métodos , Qualidade da Água , CiclídeosResumo
It was evaluated the feasibility of growing lettuce intercropped with Nile tilapia farming in a hydroponic system and the efficiency upon the improvement of the quality of the effluent. The experimental structure was composed of one module for fish production and other for plant production in the hydroponic system. It was used production technique NFT (Nutrient Film Technique), and the nutrient solution used was the effluent of fish farming. It was used a randomized block experimental design with four treatments and three replications, considering each repetition an 8-day cycle in hydroponics. The treatments were: 20; 40, 60 and 80 plants for the first, second, third and fourth treatments, respectively. Electrical conductivity, pH, temperature and dissolved oxygen did not change (P>0.05) in relation to the input effluent and they were not affected (P>0.05) by the number of plants. We observed a linear effect of number of plants on the parameters orthophosphate and nitrite, ie the higher the number the greater the removal of plants for these parameters in the water. The percentage of nitrogen in leaves and roots of lettuce was not influenced by the number of plants. There was a linear effect of the number of plants on the accumulation in lettuce leaves parameters dry matter, nitrogen and phosphorus. There was a linear effect of the number of plants on the accumulation of dry matter and phosphorus and quadratic effect on nitrogen accumulation in roots of lettuce.There is a technical feasibility of integrating the intensive Nile tilapia farming in a closed system of recirculating water in the production of hydroponic lettuce, with nutrients remotion such as nitrogen and phosphorus from the effluents and their incorporation in leaves and roots of lettuce.
Avaliou-se a viabilidade do consórcio entre a criação de tilápia do Nilo e alface, em sistema hidropônico, e a eficiência sobre a melhoria da qualidade do efluente. A estrutura experimental foi composta de um módulo de produção de peixes e outro para produção vegetal no sistema hidropônico. No sistema hidropônico, foi utilizada a técnica de produção NFT (Nutrient Film Technique), sendo a solução nutritiva utilizada os efluentes da piscicultura. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com quatro tratamentos e três repetições, considerando cada repetição um ciclo de oito dias de hidroponia. Os tratamentos foram: 20; 40; 60 e 80 plantas, para o primeiro, segundo, terceiro e quarto tratamentos, respectivamente. O pH, a condutividade elétrica, a temperatura e o oxigênio dissolvido não se alteraram (P>0,05) em relação ao efluente de entrada e não foram afetados (P>0,05) pelo número de plantas. Observou-se efeito linear do número de plantas sobre os parâmetros nitrito e ortofosfato, ou seja, quanto maior o número de plantas maior a remoção desses parâmetros na água. A porcentagem de nitrogênio nas folhas e raízes da alface não foi influenciada pelo número de plantas. Houve efeito linear do número de plantas utilizadas sobre o acúmulo nas folhas de alface dos parâmetros matéria seca, nitrogênio e fósforo. Observou-se efeito linear do número de plantas utilizadas sobre o acúmulo de matéria seca e fósforo e efeito quadrático sobre o acúmulo de nitrogênio nas raízes de alface. Existe a viabilidade técnica de integrar a produção intensiva de tilápias em sistema fechado de recirculação de água com a produção de alfaces em hidroponia, ocorrendo a retirada de nutrientes como nitrogênio e fósforo dos efluentes e a incorporação destes nas folhas e raízes da alface.
Resumo
A aquaponia é um método de produção de peixes e plantas onde metabólitos produzidos pelos peixes são reutilizados para nutrir as plantas. Assim mantém-se uma boa qualidade da água, melhorando o ambiente de cultivo e, principalmente, tornando-o mais sustentável. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes proporções de ração oriunda do cultivo dos peixes e a necessidade de complementação mineral (Fe 2,0 mg.L-1, K 183 mg.L-1, Ca 142 mg.L-1, Mg 400 mg.L-1, Mn 1,5 mg.L-1) para o cultivo de plantas. Foram utilizados seis sistemas experimentais idênticos. Cada sistema esteve composto por um tanque matriz circular de 500 L e três caixas retangulares plásticas de 0,42 m2 cada para compor a bancada hidropônica; além disso, cada sistema continha um filtro mecânico do tipo sedimentador e um filtro biológico, totalizando 810 L de volume. O modelo de aquaponia utilizado foi o de bandejas flutuantes. Os tratamentos receberam 0,5 g, 1,0 g, 2,0 g de ração/planta/dia com e sem complementação mineral. O peixe utilizado foi a tilápia (Oreochromis niloticus) e a planta alface lisa (Lactuca sativa). O experimento teve duração de 32 dias (um ciclo de produção de peixes e dois ciclos de produção de alfaces). Os resultados apresentaram diferença significativa entre os tratamentos para o cultivo de alface, onde foram encontradas produtividades de até 1,15 kg.m-2 e 1,43 kg.m-2 no primeiro e segundo ciclo, respectivamente. Os índices de qualidade da planta mostram que apenas os sistemas complementados com minerais produziram plantas sem deficiências aparentes. Os peixes não apresentaram diferença significativa entre os tratamentos. O balanço de massas mostrou deficiência de nutrientes nos sistemas não complementados e perdas de nitrato, ferro e manganês. Os resultados confirmam que a utilização de complementação mineral em sistemas de aquaponia possibilita a diminuição das relações de ração/planta/dia, sem influenciar negativamente no desenvolvimento dos organismos cultivados.
Aquaponics is a method of producing fish and plants where the nutrients released by fish are reused to nourish the plants, this helps maintain a good water quality, improving the farming environment, and making it more sustainable. The objective of this study was to evaluate the effect of different proportions between feed and plants, and also the need for a mineral supplementation (Fe 2.0 mg.L-1 K 183 mg.L-1, and Ca 142 mg L-1 Mg 400 mg.L-1, Mn 1.5 mg.L-1). Six identical experimental systems were used. Each one consists of a 500L circular tank, three rectangular plastic boxes of (0.42 m2/each) to compose a hydroponic bed, in addition, each system contained a sedimentation tank and a biological filter, totaling 810 L-1 of volume. Floating technique was utilized to grow plants. The treatments were 0.5 g, 1.0 g, 2.0 g feed/plant/day with and without mineral supplementation. Tilapia (Oreochromis niloticus) was the fish used for this experiment and as plants the chosen was lettuce (Lactuca sativa) butter variety. The experiment was conducted for a total of 32 days (one production cycle of fish and two production cycles of lettuce). The results show a significant difference between lettuce treatments, yields were of up to 1.15 kg.m-2 and 1.43 kg.m-2, first and second cycle. The plant quality index show that only the systems with minerals supplementation produced plants without deficiencies. The fish did not present significant difference between treatments. Mass balance shows nutrient deficiency in non-complemented systems and losses of nitrate, iron and manganese. The results confirm that the use of mineral supplementation in aquaponics systems allows a reduction of feed/plant/day ratios, without negatively influencing any development of the cultivated organisms.
Resumo
It was evaluated the feasibility of growing lettuce intercropped with Nile tilapia farming in a hydroponic system and the efficiency upon the improvement of the quality of the effluent. The experimental structure was composed of one module for fish production and other for plant production in the hydroponic system. It was used production technique NFT (Nutrient Film Technique), and the nutrient solution used was the effluent of fish farming. It was used a randomized block experimental design with four treatments and three replications, considering each repetition an 8-day cycle in hydroponics. The treatments were: 20; 40, 60 and 80 plants for the first, second, third and fourth treatments, respectively. Electrical conductivity, pH, temperature and dissolved oxygen did not change (P>0.05) in relation to the input effluent and they were not affected (P>0.05) by the number of plants. We observed a linear effect of number of plants on the parameters orthophosphate and nitrite, ie the higher the number the greater the removal of plants for these parameters in the water. The percentage of nitrogen in leaves and roots of lettuce was not influenced by the number of plants. There was a linear effect of the number of plants on the accumulation in lettuce leaves parameters dry matter, nitrogen and phosphorus. There was a linear effect of the number of plants on the accumulation of dry matter and phosphorus and quadratic effect on nitrogen accumulation in roots of lettuce.There is a technical feasibility of integrating the intensive Nile tilapia farming in a closed system of recirculating water in the production of hydroponic lettuce, with nutrients remotion such as nitrogen and phosphorus from the effluents and their incorporation in leaves and roots of lettuce.
Avaliou-se a viabilidade do consórcio entre a criação de tilápia do Nilo e alface, em sistema hidropônico, e a eficiência sobre a melhoria da qualidade do efluente. A estrutura experimental foi composta de um módulo de produção de peixes e outro para produção vegetal no sistema hidropônico. No sistema hidropônico, foi utilizada a técnica de produção NFT (Nutrient Film Technique), sendo a solução nutritiva utilizada os efluentes da piscicultura. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com quatro tratamentos e três repetições, considerando cada repetição um ciclo de oito dias de hidroponia. Os tratamentos foram: 20; 40; 60 e 80 plantas, para o primeiro, segundo, terceiro e quarto tratamentos, respectivamente. O pH, a condutividade elétrica, a temperatura e o oxigênio dissolvido não se alteraram (P>0,05) em relação ao efluente de entrada e não foram afetados (P>0,05) pelo número de plantas. Observou-se efeito linear do número de plantas sobre os parâmetros nitrito e ortofosfato, ou seja, quanto maior o número de plantas maior a remoção desses parâmetros na água. A porcentagem de nitrogênio nas folhas e raízes da alface não foi influenciada pelo número de plantas. Houve efeito linear do número de plantas utilizadas sobre o acúmulo nas folhas de alface dos parâmetros matéria seca, nitrogênio e fósforo. Observou-se efeito linear do número de plantas utilizadas sobre o acúmulo de matéria seca e fósforo e efeito quadrático sobre o acúmulo de nitrogênio nas raízes de alface. Existe a viabilidade técnica de integrar a produção intensiva de tilápias em sistema fechado de recirculação de água com a produção de alfaces em hidroponia, ocorrendo a retirada de nutrientes como nitrogênio e fósforo dos efluentes e a incorporação destes nas folhas e raízes da alface.
Assuntos
Animais , Pesqueiros/análise , Purificação da Água/análise , Purificação da Água/métodos , Ciclídeos , Qualidade da ÁguaResumo
O presente estudo desenvolveu um modelo de aquaponia integrando carpa colorida, Cyprinus carpio var. koi com alface Lactuca sativa, testando duas densidades de estocagem de peixes 40 e 20 carpas por tanque (12,8 kg m-3 e 6,4 kg m-3) e dois fluxos de vazão 7,0 L min-1 e 3,5 L min-¹. Os fatores avaliados geraram 4 tratamentos em triplicada: densidade alta com vazão alta (DAVA), densidade alta com vazão baixa (DAVA), densidade baixa com vazão alta (DBVA) e densidade baixa com vazão baixa (DBVB). O objetivo foi avaliar o efeito das biomassas de peixes e as respectivas cargas de nutrientes produzida por estas juntamente com o fator vazão que determina o tempo de exposição das raízes para absorção dos nutrientes no desempenho das alfaces, dos peixes e da qualidade da água do sistema. As unidades experimentais operaram com sistemas de recirculação individuais, compostas por um tanque de peixes (0,1 m³), uma caixa de cultivo das alfaces (0,47 m²), e um sump (40 L). Não foi observada interação entre os fatores aplicados, sendo assim, os resultados estão apresentados por nível de significância em cada fator. Temperatura da água, condutividade, pH, oxigênio dissolvido, amônia total, nitrato, ortofosfato e sólidos dissolvidos totais não apresentaram diferença (p>0,05) nos fatores testados. Ganho de peso das carpas, bem como, peso e comprimento finais das alfaces, também não foram significativos (p>0,05). Peso e comprimento final, assim como a taxa de crescimento dos peixes, foram significativos (p<0,05) em VA. A produtividade das alfaces com relação à posição de plantio dentro da caixa de cultivo foi significativa (p<0,05) indicando maior crescimento na primeira fileira (GRUPO A). Mediante os resultados obtidos, a vazão de 7,0 L min-1 demonstrou ser mais eficiente no desempenho das C. carpio var. koi, porém não foi registrada influência desse fator na assimilação dos nutrientes por parte das alfaces. Para as densidades aplicadas, ambas demonstraram ser eficientes na produção de nutrientes, contudo, os peixes mantidos na densidade de 12,8 kg m-3, apresentaram comportamentos de estresse, sugerindo, portanto, que a densidade de 6.4 kg m-3 como sendo mais indicada para o bem estar das carpas C. carpio var koi nas condições do presente estudo
The present study developed an aquaponic model integrating colored carp, Cyprinus carpio var. koi with lettuce Lactuca sativa, testing two stocking densities of fish 40 and 20 carp per tank (12.8 kg m-3 and 6.4 kg m-3) and two flow flows 7.0 L min-1 and 3 , 5 L min -1. The evaluated factors generated 4 treatments in triplicate: high density with high flow rate (DAVA), high density with low flow rate (DAVA), low density with high flow rate (DBVA) and low density with low flow rate (DBVB). The aim of this study was to evaluate the effect of fish biomass and nutrient loads produced by these species together with the flow factor that determines the time of root exposure for nutrient uptake in lettuce, fish and water quality. The experimental units operated with individual recirculation systems, consisting of a fish tank (0.1 m³), a lettuce growing box (0.47 m²), and a sump (40 L). No interaction was observed between the applied factors, therefore, the results are presented by level of significance in each factor.Water temperature, conductivity, pH, dissolved oxygen, total ammonia, nitrate, orthophosphate, and total dissolved solids have not presented difference (p>0, 05) in the factors tested. The weight gain of the carps, as well as, the final weight and length of the lettuces, were not substantial either (p<0.05) in VA. The productivity of the lettuces in relation to the position of the planting inside of the growing bed was significant (p<0.05) indicating a better growth in the first line (A GROUP). Through the achieved results the 7,0 L min-1 the flow has showed more efficient in the carps performance Koi, however, was not registered any influence of this factor in the absorption of the nutrients by the lettuces. For the applied densities, both showed be efficient in the nutrients production, however, the fishes kept in the density 12,8 kg m-3, has showed strained behaviors, suggesting, therefore, that the 6,4 Kg m-3 density is more suitable for the carps koi wellbeing in the conditions presented in this report
Resumo
O tratamento da água da aquicultura em ciclo fechado através da produção hidropônica de biomassa vegetal com interesse econômico é denominado de aquaponia. O cultivo aquapônico pode ser realizado em basicamente dois tipos de sistemas, o deep water system ou flutuante (DWS) e o nutrient film technique ou leito cultivado (NFT). A Sarcocornia ambigua (Michx.) Alonso & Crespo (Amaranthaceae) é um subarbusto perene, nativo das marismas temperadas e tropicais da costa atlântica da América do Sul e capaz de atingir alta produtividade quando irrigado com efluentes salinos da maricultura. Estas características sugerem um grande potencial desta planta para utilização em sistemas de recirculação de água (RAS; abreviatura inglesa de Recirculating Aquaculture Systems), indispensáveis aos modernos sistemas intensivos de ciclo fechado da maricultura intensiva. O presente estudo teve como objetivo avaliar a capacidade de remoção de compostos nitrogenados e fosfatos da água de recirculação de uma piscicultura marinha intensiva através de dois RAS aquapônicos, constituídos de plantas de S. ambigua crescendo em sistemas NFT e DWS, além de quantificar o crescimento e a produção de biomassa dessa planta. O NFT foi montado em uma bancada hidropônica comercial, com 8 tubos de PVC com 6 m de comprimento acomodando um total de 120 plantas, recebendo água de uma caixa dágua contendo 450 L, com um fluxo de 385,2 L/hora e uma taxa de renovação diária da água de 20,5 vezes. O DWS era composto por um tanque plástico de cultivo (1,89m x 1,26m x 0,42m) de 1000 L com 6 balsas flutuantes contendo um total de 120 plantas, que recirculava água com uma caixa plástica coletora de 60 L, com um fluxo de 61,2 L/hora e uma taxa de renovação diária de 1,5 vezes. O delineamento experimental do trabalho foi composto dos dois RAS aquapônicos citados acima, que receberam água salgada de recirculação de tanques de engorda do cultivo intensivo em ciclo fechado do peixe marinho bijupirá (Rachycentron canadum Linnaeus, 1766). A eficiência na remoção dos nutrientes nos dois RAS aquapônicos foi avaliada em três ciclos de recirculação (C1, C2 e C3) com duração de 72 horas, sendo coletadas amostras de água a cada 24 horas para análises dos compostos nitrogenados, fosfatos e parâmetros da qualidade de água, assim como clorofila a. O desenvolvimento das plantas foi avaliado através de biometria periódica e coleta final da biomassa de caules e raízes. As concentrações de N-NO3, N-NO2, N-NAT (nitrogênio amoniacal total) e P-PO4, bem como salinidade, temperatura e pH durante o experimento se mantiveram dentro dos limites recomendados para o bijupirá. Os cultivos aquapônicos demonstraram um bom potencial de uso para remoção de composto nitrogenados do cultivo intensivo do bijupirá, mas particularmente para o NAT (até 93,3% em 72 horas) e com menor eficiência para o nitrato (até 67,4% em 72 horas). Nos dois RAS, houve grandes X variações nas taxas de remoção entre ciclos e entre os tempos de retenção nos ciclos, bem como incorporações de nitrito (até 0,15 mg N-NO2/L) e nitrato (até 55,8 mg N-NO3/L) na água de recirculação. Condições significativamente mais acidificadas, associadas aos eventos de incorporações de nitrito e nitrato (marcadamente em DWS durante C2 e C3), sugerem o estabelecimento de uma comunidade de microrganismos caracteristicamente mais nitrificante. Os teores médios de fosfato na água dos tanques de bijupirá aumentaram ao longo das três semanas de experimentação (de 0,56 para 7,60 mg P-PO4/L). Em ambos RAS aquapônicos e em todos os ciclos, o fosfato apresentou altas taxas de incorporação (até 257,1% após 72 horas) na água em recirculação, provavelmente resultante da mineralização do fósforo orgânico dissolvido, originado tanto da comida ofertada como de células fitoplanctônicas mortas. Concentrações médias globais significativamente menores de todos nutrientes ocorreram NFT. As plantas de S. ambigua mostraram um bom desenvolvimento em aquaponia. Um maior crescimento individual foi observado no NFT, onde 88 dias após poda dos caules, as plantas apresentaram médias de altura do caule de 26,4 cm, 5,4 ramificações por caule com comprimento máximo médio de 16,5 cm e uma massa fresca de caule de 36,2 g. O menor crescimento das plantas no DWS pode ter sido ocasionado por baixa oxigenação das raízes, devido ao menor fluxo de água e a ausência de aeração no tanque de cultivo. A produção potencial de biomassa fresca de caules de S. ambigua variou entre 0,62 (NFT) e 1,10 kg/m²/88dias (DWS). Apesar no menor crescimento das plantas, a maior produção de biomassa em DWS ocorreu devido ao maior número de indivíduos por área de cultivo (50,4 plantas/m²) do que no NFT (11,1 plantas/m²). Ambos os sistemas apresentaram um bom potencial de remoção de nutrientes da piscicultura marinha intensiva do bijupirá. Um mais rápido desenvolvimento de plantas de S. ambigua pode ser obtido no NFT, mas um menor uso de espaços e maiores produtividades primárias por área de plantio podem ser obtidas no DWS.
The water treatment of closed-circuit aquaculture systems through the hydroponic production of plant biomass of economic interest is named aquaponics. The aquaponic cultivation can be performed in basically two types of systems, the deep water system or floating (DWS) and the nutrient film technique (NFT). Sarcocornia ambigua (Michx.) Alonso & Crespo (Amaranthaceae) is a perennial sub-shrub, native to the temperate and tropical marshes of the Atlantic coast of South America and capable of achieving high productivity when irrigated with saline effluents from mariculture. These characteristics suggest a great potential of this plant for use in Recirculating Aquaculture Systems (RAS), indispensable to the modern intensive closed-circuit mariculture. The aims of this study was to evaluate the capacity of nitrogen and phosphate removal from the recirculating water of an intensive marine fish culture through two aquaponic RAS, consisting of S. ambigua plants growing in NFT and DWS systems, as well as to quantify the growth and biomass production of this plant. The NFT was set up on a commercial hydroponic bench, with 8 PVC pipes 6 m long accommodating a total of 120 plants, which received water from a water tank containing 450 L, with a flow of 385.2 L / hour and a daily water renewal rate of 20.5 times. The DWS consisted of a 1000 L plastic pool (1.89m x 1.26m x 0.42m) with 6 floating rafts containing a total of 120 plants, which recirculated water with a 60 L collecting plastic box, with a flow of 61.2 L / hour and a daily water renewal rate of 1.5 times. The experimental design of the work was composed of the two aquaponic RAS mentioned above, which received saline water from recirculation of fattening tanks from an intensive of closed-circuit aquaculture systems of the bijupirá marine fish (Rachycentron canadum Linnaeus, 1766) in Rio Grande (RS, Brazil). The efficiency of nutrient removal in the two aquaponic RAS was evaluated in three cycles (C1, C2 and C3) with a duration of 72 hours, and water samples were collected every 24 hours for analysis of nitrogen compounds, phosphates and quality parameters As well as chlorophyll a. The development of the plants was evaluated through periodic biometry and final biomass collection of stems and roots. The concentrations of NO3-N, NO2-N, NAT-N (total ammoniacal nitrogen) and PO4-P, as well as salinity, temperature and pH during the experiment were kept within the limits recommended for bijupirá. The aquaponic cultures showed a good potential of use for the removal of nitrogen compounds from intensive bijupirá cultivation, but particularly for NAT (up to 93.3% in 72 hours) and less efficient for nitrate (up to 67.4% in 72 Hours). In both RAS, there were large variations in the nutrient removal rates between cycles and between retention times inside the cycles, as well as inputs of nitrite (up to 0.15 mg NO2-N / L) and nitrate (up to 55.8 mg NO3-N / L) occur in the recirculated XII water. Significantly more acidified conditions, associated to input events of nitrite and nitrate (markedly in DWS during C2 and C3), suggest the establishment of more nitrifying microbial community. The mean phosphate levels in the water of bijupirá tanks increased during the three weeks of experimentation (from 0.56 to 7.60 mg PO4-P / L). Concentration of phosphate showed fast increase (up to 257.1% after 72 hours) in the recirculated water, probably due to mineralization of the dissolved organic phosphorus originated from both the rest of food offered and dead phytoplankton cells. Significantly lower overall mean concentrations of all nutrients occurred NFT. S. ambigua plants showed a good development in aquaponics. A higher individual growth was observed in the NFT, where 88 days after cutting of the shoots, the plants reached averages shoot height of 26.4 cm, 5.4 branches per shoot with a maximum branch average length of 16.5 cm and a fresh shoot biomass of 36.2 g. The lowest plant growth in DWS may have been cause by low root oxygenation, due to the slow water flow and the absence of aeration in the pool. Potential production of fresh biomass of S. ambigua shoots ranged from 0.62 (NFT) to 1.10 kg / m² / 88 days (DWS). Despite of the lower plant growth, the highest biomass production in DWS occurred due to its higher density of cultivation (50.4 plants / m²) than in the NFT (11.1 plants / m²). Both systems presented good potential for nutrient removal from closed-circuit aquaculture systems of the bijupirá. A faster development of S. ambigua plants can be obtained in NFT, but less use of spaces and higher primary productivity per planting area can be obtained in the DWS.