Piscicultura Superintensiva Associada à Hidroponia Em Sistema de Recirculação de Água

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    ______________________________________________Recebido para publicao em 01/02/2009

    Aprovado em: 19/06/2009

    PISCICULTURA SUPERINTENSIVA ASSOCIADA HIDROPONIA EM SISTEMA DERECIRCULAO DE GUA

    Superintensive pisciculture associated with hydroponic system and waterrecirculation

    CRIVELENTI, L.Z.1; BORIN, S.1; da SILVA, N.R.1

    Mdico Veterinrio Universidade Federal de Uberlndia

    Endereo para correspondncia: Leandro Zuccolotto Crivelenti: [email protected]

    RREESSUUMMOO

    O avano da tilapicultura no mundo est levando a intensificao do descarte de efluentes no

    ambiente e acarretando srios riscos natureza. No entanto, integrando-se pisciculturasuperintensiva, recirculao de gua e hidroponia, tais resduos deixam de ser descartados,sendo ento reaproveitados pelos vegetais. Com este intuito, objetivou-se com este trabalhoavaliar o crescimento de tilpias Oreochromis niloticus e alfaces hidropnicas (Lactuca sativa),bem como, analisar paralelamente a qualidade da gua a fim de validar a integrao pisciculturaintensiva e hidroponia, sem o uso de fertilizantes, em sistema de recirculao fechada com uso debiofiltro externo. As qualidades fsico-qumicas da gua foram mantidas adequadas durante todoperodo experimental. Foram obtidos valores satisfatrios quanto ao ganho de peso, pesagemfinal, converso alimentar e sobrevivncia dos peixes, os quais apresentaram comprimento e pesofinal mdio de, respectivamente, 17,6 cm e 100,2 g, em uma densidade de 130 peixes/m3. Oconsumo de rao total foi de 4760 g e a converso alimentar foi de 0,5. Obteve-se 43 ps dealfaces, com dimetro mdio de 33,6 5,9 cm e peso de 158,33 49,19g. Conclui-se que osistema desenvolvido pode assegurar um desenvolvimento sustentvel e otimizado na atividadeaqutica, racionalizando o uso da gua atravs da integrao do sistema hidropnico.

    Palavras-chave:Lactuca sativa; Oreochromis niloticus, produo

    AABBSSTTRRAACCTT

    The advance of tilapia raising throughout the world is leading to an increase of effluent discardingin the environment causing huge damage to the nature. Although, when super-intensivepisciculture, water recirculation and hydroponics are put together, the residuum is not discarded,

    but reused by the plants. This work had the aim of analyzing the tilapia Oreochromis niloticusgrowth, as well as the water quality, simultaneously, in order to validate the integration between theintensive pisciculture and hidroponia, without using fertilizes, in a closed circulation system usingan outdoor biofilter. The physical-chemical water qualities were monitored during the wholeexperiment period. The fish showed length and final weight of 17,6 cm and 100,2 g, respectively,and a density of 130 fish/m3 . The total consumption feed was 4760 g and the feed:gain ratio was0,5. Forty-three lettuce plants were obtained, with a diameter average of 33,6 5,9 cm and weight158,33 49,19 g by the end of the experiment. It was possible to conclude that the developedsystem may assure the sustainable and optimized development in the aquatic activity, making theuse of water through the integration of the hydroponic system rational.

    Key words: Lactuca sativa, Oreochromis niloticus, production

    NNoottaaCCiieennttffiiccaa

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    INTRODUO

    O avano da produo de tilpias nomundo est levando a uma intensificaodos cultivos, provocado principalmentepela realidade da diminuio das custosascapturas de espcies marinhas (Santos,2004) e por sua criao ser favorecida porsua prolificidade, rusticidade e ganho depeso (Bacconi, 2003). Entre os sistemasde cultivos de tilpia praticados em vriospases, inclusive no Brasil, destaca-se osuperintensivo, no qual a aplicao detecnologias, monitoramento da qualidade

    da gua e uso de rao de boa qualidadepermitem que sejam adotadas elevadasdensidades no sistema, sem prejuzo nodesenvolvimento dos peixes (Foss et al.,2003).

    Dentre os riscos proporcionados poreste sistema de cultivo, destaca-se aporo do alimento no utilizada pelo peixee excretada como resduo orgnico naforma de slidos fecais (Al-Hafedh et al.,2003). O descarte do efluente do viveiro no

    ambiente acarreta srios riscos naturezatais como poluio, hibridao, introduode espcies exticas, aumento daconsanguinidade, superproduo de algase deteriorao da qualidade da gua e dosolo (Arana, 1999).

    Estes slidos, juntamente com osresduos de alimento no ingeridos, sometabolizados pelas bactrias presentesna gua, as quais consomem oxignio eproduzem a amnia. Esta, inodora e

    incolor, pode levar os peixes mortedevida sua grande toxicidade (Sipauba-Tavares et al., 2002; Al-Hafedh et al.,2003).

    A destoxificao da amnia pode serobtida pelo processo de nitrificao comuso de biofiltro, no qual, de acordo comJeris & Owens (1975), a amnia transformada em nitrito e depois em nitratopor ao bacteriana, sendo este ltimo oproduto final, no txico.

    O nitrato, assim como demais nutri-entes, pode ser encontrado no efluente da

    criao de peixes e sua extrao pelosvegetais hidropnicos, melhora aqualidade da gua antes do seu retornoaos tanques de piscicultura (Quiller et al.,1995; Cortez, 1999). Esse processo ocorreaps a biodecomposio realizada nobiofiltro, no qual os minerais dissolvem-see ionizam-se na gua, sendo absorvidospelas plantas (Rakocy & Hargreaves,1993).

    O uso de biofiltro pode gerar melhoriasna qualidade da gua em sis-temas de

    cultivos de peixes, assegurando umdesenvolvimento sustentvel na ativi-dadeaqutica (Sipauba-Tavares et al., 2002).Alm disso, sistemas de recirculao degua integrados a hidroponia, propor-cionam ambiente artificial, controlado, queotimiza tanto o desenvolvimento de peixes(ou outras espcies aquticas), quanto deplantas cultivadas sem solo, conservandoos recursos hdricos (Rakocy eHargreaves, 1993) e criando um ambiente

    simbitico entre peixes, bactrias e plantas(Quiller et al.,1995).As preocupaes e conseqente

    presso da sociedade relativas realidadesocioeconmica e ambiental exigemmudanas nos padres de utilizao dosrecursos naturais. Faz-se necessrio, por-tanto, desenvolver propostas alternativasao modelo agrcola predatrio aindapredominante, especialmente, em pasescomo o Brasil. Para isto, considera-se

    fundamental desenvolver sistemas deproduo baseados em outro padro deexploraes agrcolas, convergidos paraum modelo de desenvolvimento susten-tvel. Neste contexto, Ehlers (1999)destaca a importncia da expanso e dofortalecimento da agricultura familiar. Noque se diz respeito integrao dapiscicultura e hidroponia, uma linha depesquisa ainda incipiente no pas, estapode resultar em solues apropriadas

    para o desenvolvimento endgeno, atravsde sua aplicao em programas de

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    fortalecimento da agricultura familiar, desteque suficientemente pesquisada.

    Diante das preposies anteriores,objetivou-se com este experimento ajuizara viabilidade da integrao entre a criaosuperintensiva de tilpias (Oreochromisniloticus) e alfaces (Lactuca sativa)hidropnicas, sem o uso de fertilizantes,em sistema de recirculao da gua comuso de biofiltro externo, assim como avaliara qualidade da gua e o crescimento dospeixes e vegetais durante o perodoexperimental.

    MATERIAL E MTODOSO projeto foi executado no Ncleo de

    Pesquisa em Piscicultura (NUPEP)instalado em um anexo do HospitalVeterinrio da Universidade Federal deUberlndia (UFU) Campus Umuarama,Uberlndia MG, no perodo de outubrode 2005 a janeiro de 2006, com duraode 110 dias, dividido em duas etapascompostas por 70 e 40 dias, respectiva-

    mente.O sistema de cultivo comps-se de umreservatrio de fibra de vidro comcapacidade para 500 litros (tanquecriatrio), no qual a recirculao de guafoi obtida atravs de bomba submersa comcapacidade de 2000 L/h, presente notanque coletor.

    O escoamento da gua (cerca de 75%do volume total) realizado atravs de umcano de PVC acoplado na lateral inferior

    da caixa dgua, obrigatoriamente passavapelo biofiltro e retornava para o tanquecoletor, caracterizando assim o sistema derecirculao da gua. Os outros 25% doefluente eram direcionados ao sistemahidropnico. A gua era retirada da partesuperficial da caixa dgua por meio demangueira de 0,5 polegada, e enviadadiretamente ao sistema hidropnico, quepor fim retornava por ao da gravidade aotanque coletor.

    O sistema hidropnico foi caracterizadoem formato de serpentina, com declive de

    2% utilizando-se canos de PVC 100 mmperfurados em sua extenso para oencaixe de copos plsticos de 300 mLperfurados, que serviram de suporte paraas alfaces (Lactuca sativa). O sistema deintegrao encontra-se ilustrado na Figura1.

    A perda de gua por evaporao,

    consumo pelas plantas, peixes e possveisfugas, foi reposta atravs de gotejamentoconstante no tanque coletor. Esteprocedimento foi realizado utilizando-se deum galo de 20L posicionado sobre otanque coletor, que acoplado a um equipohospitalar, permitia a reposio da gua deacordo com a necessidade diria dosistema.

    O monitoramento da qualidade fsico-qumica da gua foi realizado utilizando kitcolorimtrico Red Sea e termmetrosimples. Aferiu-se diariamente atemperatura (sempre no mesmo horrio) eos parmetros qumicos alcalinidade,amnia, nitrito e nitrato, foram mensuradosinicialmente a cada 24 horas, e posterior-mente a cada 7 dias, aproximadamente,durante todo perodo experimental.

    O fotoperodo teve durao aproximadade 12 horas, cuja incidncia dos raios

    solares ocorreram indiretamente. Aluminosidade foi complementada por trslmpadas fluorescentes de 40 W posi-

    BIOFILTRO EXTERNO

    TANQUE CRIATRIO

    Tela fina

    Nylon

    Bomba

    Concha

    moda

    SofiaBorin/Le

    androZuccolottoCrivelenti

    SofiaBorin/Le

    androZuccolottoCrivelenti

    SISTEMA HIDROPNICO

    BIOFILTRO EXTERNO

    TANQUE CRIATRIO

    Tela fina

    Nylon

    Bomba

    Concha

    moda

    SofiaBorin/Le

    androZuccolottoCrivelenti

    SofiaBorin/Le

    androZuccolottoCrivelenti

    SISTEMA HIDROPNICO

    Figura 1 Esquema do sistema piscicultura super-intensiva associada a hidroponia com recirculaode gua e uso de biofiltro externo (As setas ()indicam o sentido da circulao da gua no sistema)

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    cionadas dois metros acima do tanquecriatrio. A hidroponia foi mantida emambiente externo (no coberto), protegidapor tela tipo sombrite 60% posicionada trsmetros acima do sistema.

    Piscicultura intensivaInicialmente foram adquiridos 110

    alevinos (220 peixes/m3) de tilpiasOreochromis niloticuscom peso mdio de10,7 gramas do stio Lagoa da Prata,localizado na cidade de Batatais - SP, osquais foram introduzidos no tanquecriatrio, e l permaneceram durante a

    primeira etapa do experimento.Com o incio da segunda etapa aos70 dias de experimento, os animais foramsubmetidos seleo, na qual 42 peixescom comprimento inferior a 14 cm foramretirados do sistema. Os 65 peixesselecionados apresentaram mdia de pesode 70,7 g, e permaneceram no sistema pormais 40 dias, completando o ciclo de 110dias. Ao final do experimento realizou-se abiometria dos peixes com auxilio de

    balana digital e paqumetro.A base da alimentao dos peixes foirao comercial (Tabela 1), porarraoamento dirio conforme o peso totaldos peixes (biomassa).

    Tabela 1 - Nveis de garantia da rao1(crescimento e engorda), fornecida aospeixes durante o perodo experimental

    %Umidade (Mxima) 8,00

    Protena Bruta (Mnima) 28,00Extrato Etreo (Mnimo) 6,00Matria Fibrosa (Mxima) 10,00Matria Mineral (Mxima) 9,00Clcio (Mximo) 3,00Fsforo (Mnimo) 0,501LagunaOnvoros BRSIL-OCIALIS.

    HidroponiaQuinze dias antes do incio da

    segunda etapa, realizou-se a semeaduradas alfaces (Lactuca sativa) tipo lisa embandeja de isopor (288 clulas) com

    substrato comercial e irrigao realizadacom gua obtida do tanque criatrio.

    Simultaneamente ao incio dasegunda etapa, as alfaces foramintroduzidas no sistema hidropnico,apresentando em mdia trs a cinco folhase cinco cm de altura. Cada muda foidisposta em um dos copos plsticostransparentes de 300 mL contendocascalho fino, acoplados ao sistemahidropnico.

    A colheita foi realizada ao final doexperimento, totalizando 55 dias desde oplantio. Os parmetros avaliados foram

    nmero de folhas, massa de materialfresco e dimetro de cabea.

    RESULTADOS E DISCUSSO

    Caractersticas fsico-qumicas dagua

    A temperatura apresentou-se maiorestabilidade na primeira fase doexperimento mantendo-se entre 24,7C a26,6C. J na segunda fase, o sistema

    hidropnico teve maior contato com o meioexterno, provocando relativo aquecimentoda gua de circulao durante o dia, e seuresfriamento durante a noite. Dessa forma,a temperatura oscilou entre 23,5C e27,5C.

    A alcalinidade inicial foi de 60 mg/L,diminuindo rapidamente no 10 dia eestabilizando-se em 30 mg/L. Como formade controle e manuteno da alcalinidadena gua, utilizou-se cascalho de conchas

    modas formadas por carbonato de clcio,desde o inicio do experimento (Figura 2).A alcalinidade diminuiu rapidamente

    devido ao consumo de carbonato pelasbactrias do biofiltro. Seawright et al.(1998) descreve a utilizao debicarbonato de sdio como forma decontrole da alcalinidade, no entanto h apossibilidade dessa suplementao serprejudicial ao desenvolvimento dosvegetais devido excesso de sdio. Neste

    experimento, este parmetro apresentoubaixa oscilao e foi capaz de manter o pH

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    estvel, demonstrando que a utilizao deconchas, foi adequada para esse sistema.

    Os cicldios africanos, dentre eles atilpia do Nilo, apresentam maiorcrescimento e conforto em pH alcalino(Boscolo, 2001). Com esse intuito o pH foimantido em mdia 7,9 0,3 durante todo oexperimento (Figura 3).

    A amnia apresentou pico de 5 ppm no

    sexto dia do experimento. Isso devido suaproduo ainda ser superior a quantidadede bactrias presentes no biofiltroresponsveis pela destoxificao. Apseste episdio, os valores decresceramrapidamente, estabilizando-se epermanecendo constante em 0,2 ppm apartir do nono dia. Relata-se que no 56dia, devido falta de energia decorrente damanuteno da rede eltrica naUniversidade, houve aumento da amniapara 0,9 ppm pela interrupo darecirculao da gua no sistema (Figura

    4). O nitrito apresentou picos de 1,4 ppmno 7dia e 1,1 ppm nos 55e 63dias. Norestante do perodo manteve-se emvalores abaixo de 0,4 ppm (Figura 5).

    Como esperado, o nitrito acompanhouos valores da amnia, devido esse serresultante da sua biotransformao. Comoforma de se evitar esses percalos Quilleret al. (1995) sugerem o uso de energia

    solar, adaptando o sistema a locais semrede eltrica.

    A exposio crnica a txicosnitrogenados pode causar hiperplasia deguelras, alterao no crescimento, naproduo de muco, de histamina, nadespolarizao muscular e no sistemanervoso central, causando hiperventilao,hiperexcitabilidade, coma e convulso,podendo culminar em morte (Foss et al.,2003). Sendo assim, como formapreventiva da intoxicao pela amnia enitrito, procedeu-se troca de 10% da

    Figura 2 Alcalinidade da gua do tanque coletorao longo dos 110 dias de experimento.

    Figura 3 Oscilao do pH da gua do tanquecoletor ao longo dos 110 dias de experimento.

    Figura 4 Oscilao da amnia da gua do tanquecoletor durante 110 dias ao longo dos 110 dias deexperimento.

    Figura 5 Oscilao do nitrito da gua do tanquecoletor durante 110 dias ao longo dos 110 dias deexperimento.

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    gua juntamente com a suspenso daalimentao, reduzindo a produo dessescompostos durante o perodo de ausnciado funcionamento do biofiltro.

    O nitrato teve aumento gradualatingindo 340 ppm no 70 dia, quandoforam introduzidas as alfaces no sistemahidropnico. A partir do incio dofuncionamento da hidroponia o nitratodeclinou progressivamente at 90 dia,alcanando 270 ppm (Figura 6).

    Como descrito anteriormente, a

    produo e consumo do nitrato, torna-oelemento essencial ao sistema piscicultura/hidroponia. Sendo assim, este foi oparmetro escolhido para monitorar aquantidade de nutrientes do sistema, fatorque norteou a introduo das alfacestardiamente.

    Piscicultura intensivaOs dados referentes produo das

    tilpias obtidas durante o experimentoencontram-se explcitos na Tabela 2.

    A mortalidade dos peixes foi de 2,7%at o 70 dia, no havendo perdas nasegunda fase do experimento, valoresestes inferiores mortalidade relatada porQuiller et al. (1995). Os demais trabalhosconsultados no avaliaram este dado(Seawright et al., 1998; Hanson et al.,2008).

    Ao 110dia os animais apresentavam

    peso mdio de 100,2 g e 17,6 cm de

    comprimento na densidade de 130peixes/m3, evidenciando ganho de pesodirio de 0,73 g. O peso final dos peixesapresentou semelhana aos encontradospor Santos (2004) e por Quiller et al.(1995), no entanto tais autores utilizaramdensidades menores (3 e 28 peixes/ m3,respectivamente). Valores inferiores foramobservados em avaliaes da produosuperintensiva em tanques rede, comdurao de 196 dias, nas quais obtiveram-se mdia de peso de 83,9 g e 78,4 g econverso alimentar de 4,08 e 3,57 nasdensidades de 150 e 300 peixes/m3,

    respectivamente (Bozano et al., 1999).O sistema consumiu 3390 g de rao,obtendo-se valor de converso alimentarde 0,5. Devido este sistema ser isolado domeio ambiente natural, no foramobservados os problemas encontrados nacriao em tanques-rede descritos porBozano et al., (1999), nos quais ocorremdesperdcio e interferncia no consumo derao por peixes intrusos, animaispredadores e pouco controle dos

    parmetros fsico qumicos da gua.HidroponiaOs dados referentes produo das

    tilpias obtidas durante o experimentoencontram-se explcitos na Tabela 2.

    As plantas desenvolvidas nos sistemasde hidroponia convencionais, que fazemuso fertilizantes, apresentam como fatorindesejvel, maior assimilao de nitrato,reduzindo a qualidade final do produto

    (Quiller et al., 1995). Apesar de noavaliado, supe-se que neste experimento, semelhana do observado por Quiller etal. (1995), a constante disponibilidade donitrato do sistema de integrao geramenor concentrao de nitrato/planta e,consequentemente, melhor qualidade aosvegetais.

    Diversos autores (Quiller et al., 1995;Seawright et al., 1998; Cortez, 1999;Hanson et al., 2008) fizeram uso de

    Figura 6 Oscilao do nitrato da gua do tanquecoletor durante 110 dias ao longo dos 110 dias deexperimento .

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    fertilizantes na tentativa de aumentar aprodutividade das alfaces em cultivohidropnico com reaproveitamento dagua residual da criao intensiva depeixes, porm eventualidades tais comoparasitismo, eutrofizao (Seawright et al.,1998), e inclusive o desbalanceamento dealguns ons foram observadas.

    Neste experimento, mesmo conduzidosem a adio de suplementos, as alfaces

    apresentaram crescimento satisfatrio,havendo a mortalidade de uma nicaplanta inicialmente. Obtiveram-se 33 folhasemmdia com dimetro de 33,6 5,9 cm.O peso mdio por p de alface foi de 158,3 49,1 g, valor semelhante aos dados deQuiller et al., (1995) em que as alfaceslisas variaram de 101 36 g a 171 70 g.

    A aquicultura provoca gravesproblemas natureza pelo descarte deefluentes (Arana, 1999). No sistema de

    integrao entre a criao de tilpias(Oreochromis niloticus) e alfaces hidrop-nicas (Lactuca sativa), aqui desenvolvido,no houve descarte de efluentes no meioambiente. A reutilizao dos resduos,assim como a importante ao dasbactrias servindo tanto para abiotransformao da amnia, quanto parafixao do nitrognio nas plantas (Hansonet al., 2008), tornou-o tecnicamente eecologicamente vivel.

    Sistemas como este apresentam apossibilidade de aplicao a projetos deproduo de peixes e vegetais como ativi-

    dade alternativa para composio da dietaalimentar, bem como atividade econmicacomplementar para compo-sio da rendafamiliar, permitindo reduzir o consumo degua, solucionar o problema da poluio,podendo ser aplicado tanto em nvelindividual, como em projetos coletivosatravs de formas associativas deproduo.

    CONCLUSESO biofiltro transformou, efetivamente, a

    amnia em nitrato e este foi consumidopelas alfaces, trazendo melhoria naqualidade da gua no sistema de cultivosuperintensivo. Validou-se a viabilidade dacriao de tilpias do Nilo em altadensidade integrada ao sistemahidropnico com recirculao de gua euso de biofiltro externo, mostrando-se

    eficiente no desenvolvimento de alfaceshidropnicas (Lactuca sativa) sem aditivosna gua, assim como das tilpias(Oreochromis niloticus).

    AGRADECIMENTOS

    Ao Conselho Nacional de DesenvolvimentoCientfico e Tecnolgico (CNPq) pelofinanciamento da pesquisa. ProfessoraMaria Alice Vieira, engenheira agrnoma,

    pelo apoio no planejamento do projeto. mdica veterinria Mariana Cristina

    Tabela 2 - Valores mdios dos parmetros analisados no sistema aos 70e 110 dias deexperimento.

    Parmetros 70DIA 110DIA

    Densidade (peixes/m

    3

    )Peso mdio dos peixes (g)Ganho de peso dirio (g)Converso alimentarSobrevivncia (%)Consumo de Rao (g)

    214,070,70,90,697,3

    4766,0

    130,0100,20,70,5

    100,03391,0

    Peso mdio das alfaces (g)Nmero de folhasMortalidade das alfaces (un)Dimetro mdio (cm)

    ----

    158,33301

    33,6

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    Hoeppner Rondelli pela traduo doresumo.

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