PRÓ-REITORIA DE PESQUISADA UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS PROGRAMADE PIC Júnior - 01/2015

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1 PRÓ-REITORIA DE PESQUISADA UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS PROGRAMADE PIC Júnior - 01/2015 Projeto de Pesquisa Criação do camarão marinho Litopenaeus vannamei (Crustacea: Penaeidae) em sistema de bioflocos usando água salobra Coordenador: Prof. Dr. Kleber Campos Miranda Filho Professor Adjunto III Escola de Veterinária da UFMG Departamento de Zootecnia Av. Antônio Carlos, 6627, Pampulha, Caixa Postal 567 CEP , Belo Horizonte, MG kleber08@gmail.com Endereço do currículo LATTES do pesquisador Membros da equipe: Profa. Dra. Cintia L. Nakayama - Depto. de Zootecnia/Escola de Veterinária-UFMG Prof. Dr. Ronald Kennedy Luz - Depto. de Zootecnia/Escola de Veterinária-UFMG Doutorando Márcio J. Santos Silva - Depto. de Zootecnia/Escola de Veterinária-UFMG Doutorando Filipe dos Santos Cipriano - Depto. de Zootecnia/Escola de Veterinária-UFMG Aluno de IC - Franklin B. da Costa - Depto. de Zootecnia/Escola de Veterinária-UFMG Aluna de IC João Lorenzini - Depto. de Zootecnia/Escola de Veterinária-UFMG Belo Horizonte, fevereiro de

2 CARACTERIZAÇÃO E DELIMITAÇÃO DO PROBLEMA De acordo com a FAO (2009), a aquicultura é o setor de produção de alimentos que apresenta o crescimento mais acelerado entre os outros setores de produção de alimentos de origem animal, sendo responsável por 47% da produção mundial de pescado para consumo humano. A taxa média de crescimento deste setor tem sido de 8,7% ao ano desde 1970, enquanto que no mesmo período a pesca apresentou um crescimento de 1,2%. Entre os grandes grupos de espécies cultivadas, o que mais cresceu no início deste século foi o dos crustáceos peneídeos marinhos (FAO, 2007). No Brasil, não tem sido diferente, as fazendas de camarão no país começaram a operar na década de Porém, somente a partir de 1995, depois de tentativas frustradas com espécies nativas, a indústria apresentou um período de franco desenvolvimento com a introdução da uma espécie de rápido crescimento e ampla tolerância à variação de salinidade, a espécie exótica Litopenaeus vannamei, vulgarmente conhecida como camarão branco do Pacífico. Entretanto, depois de anos de acelerado crescimento (246 mil toneladas em 2002), foi registrada em 2004, uma queda vertiginosa na produção da carcinicultura brasileira e, em 2006, o total da produção de camarão marinho cultivado alcançou somente 65 mil toneladas (FAO, 2006; IBAMA, 2008). Vários foram os fatores atribuídos à queda da produção de camarão no Brasil e em vista desta nova realidade, os carcinicultores brasileiros começaram a buscar alternativas que reduzissem os custos de produção e que atendessem as recentes demandas de uma atividade ambientalmente correta. Assim, uma nova estratégia de cultivo vem sendo desenvolvida com base no sistema criado na Carolina do Sul (EUA) nos anos 90 pela Waddel Mariculture Center, Estados Unidos (Hopkins et al., 1993; Sandifer e Hopkins, 1996). Neste local foram desenvolvidas pesquisas para o desenvolvimento de cultivos com renovação limitada de água. Na década seguinte, pesquisas com troca mínima de água confirmaram que poderia haver redução no risco de introdução e expansão de epidemias virais e bacterianas (McIntosh et al., 2000). Esta ação também favorece os aspectos de biossegurança e representa uma resposta à pressão de órgãos ambientais quanto ao impacto causado pelos efluentes, contribuindo no controle do tempo de residência da água dos viveiros. Vantagens econômicas também foram obtidas ao se utilizar a produtividade natural do sistema com o uso de organismos de níveis tróficos inferiores, principalmente de produtores primários, diminuindo os custos da produção (Naylor et al., 2000; Tidwell & Allan, 2002). Este tipo de criação recebeu a denominação o cultivo 1

3 em meio heterotrófico, ZEAH (Zero Exchange, Aerobic, Heterotrophic culture systems) ou também conhecido como BFT (Biofloc Technology). O BFT é um sistema de cultivo fechado e super-intensivo (80 a 600 camarões/m 2 ) onde a forte aeração e a troca zero de água permitem a formação de macroagregados, constituídos basicamente por microalgas, bactérias, protozoários, rotíferos, metazoários, exoesqueletos, fezes, restos de organismos mortos, com predomínio de uma biota heterotrófica e aeróbica (Schryver et al., 2008). Este tipo de cultivo também pode ser denominado de bioflocos, já que existe a formação dos agregados microbianos, ricos em proteína e outros nutrientes, que podem ser utilizados como fonte de alimento suplementar para os organismos cultivados. Possibilitam assim, a utilização de ração com menores teores de proteína bruta, que também contribui com a integridade do meio, possibilitando que a mesma seja reutilizada por vários ciclos anuais. Adicionalmente, os bioflocos ajudam a manter a qualidade da água do meio pela absorção de compostos nitrogenados, como a amônia, nitrito, nitrato e de outros nutrientes originados da ração não consumida. (Avnimelech, 1999; McIntosh et al., 2000; Burford et al., 2003; Hari et al., 2004; Crab et al., 2007). Estas tecnologias foram modificadas e adaptadas para produções comerciais na América Central, mais especificamente em Belize, onde o clima é mais quente (Burford et al., 2003). Portanto, pode se dizer que atualmente existem dois sistemas de cultivos intensivos, o de Belize e o sistema super-intensivo realizado nos Estados Unidos. O primeiro é realizado em viveiros relativamente pequenos que utilizam densidades de estocagem que variam de 80 a 160 camarões/m² alcançando produtividades acima de 1 kg/m² (Boyd & Clay, 2002; Burford et al., 2003). O segundo é o sistema que utiliza densidades de estocagens entre 300 e 900 camarões/m² com produtividades de até 10,3 kg/m² (Ogle et al., 2006; Otoshi et al., 2007). O camarão branco do Pacífico L. vannamei é o peneídeo mais cultivado no mundo e devido ao seu crescimento acelerado em cativeiro e à sua ampla tolerância a variação de salinidade do meio, representa uma espécie de interesse para o cultivo em tais sistemas de produção. Conforme prognóstico proferido por McNeil (2000), essa espécie já vem sendo utilizada com sucesso em sistema de cultivo em bioflocos há alguns anos. Burford et al. (2004) relataram que a utilização dos bioflocos como alimento contribuiu significativamente no crescimento de L. vannamei e que mais de 29% do alimento consumido pelos camarões podem ser provenientes dos flocos bacterianos presentes no meio heterotrófico. Hari et al. (2006) relataram que a adição de 2

4 carboidrato em conjunto com a redução do nível de proteína na dieta, melhorou a sustentabilidade das fazendas de camarão em cultivo extensivo, com o aumento da retenção do nitrogênio na biomassa do camarão cultivado, redução da demanda de proteína da dieta e da concentração de nitrogênio amoniacal potencialmente tóxico. O fator comercial também poderia compensar a instalação desse sistema em mercados distantes da valorizada região costeira. Normalmente em cidades que não são banhadas pelo mar, a demanda e o valor dos produtos de origem marinha são elevados. Nos estados do Arkansas, Michigan e Kentucky nos EUA, mesmo não sendo banhados pelo mar, possuem fazendas de camarão marinho. O emprego de água marinha artificial para produção do meio de cultivo na maricultura já foi testado com sucesso nos EUA. No entanto, no Brasil poucos são os trabalhos publicados até o momento (Shei et al., 2008). De acordo com Atwood et al. (2003), a criação de peneídeos em águas interiores apresenta maior viabilidade econômica em comparação com atividades realizadas em áreas costeiras, em razão do maior rigor das legislação ambientais, do elevado custo da terra e da poluição presente na costa. Assim, de acordo com o que fora descrito, o desenvolvimento de sistemas de cultivo denominados BFT prezam pelo menor uso de água, racionalizando a emissão de efluentes para o ambiente, atenuando o risco de danos ambientais e de introdução ou disseminação de patógenos. O sistema BFT também permite que o cultivo superintensivo de camarão marinho seja realizado com a espécie que melhor responde ao cativeiro (exótica para o nosso ambiente) e em áreas que não são banhadas pelo mar (próximas aos centros de consumo), pois os meios não necessitam de renovação diária de água em função da formação dos bioflocos. Adicionalmente, o uso da baixa salinidade visaria um menor custo para manter a viabilidade do sistema em bioflocos. Desta forma, o presente projeto pode ser considerado desafiador, pois visa atender uma demanda que não é atendida e que ajudará a alavancar a atividade aquícola no estado e em outras regiões continentais do país. OBJETIVOS E METAS Definir as condições necessárias para a formação de bioflocos usando sal sintético; Analisar a tolerância e o desempenho de juvenis de L. vannamei submetidos à baixa salinidade, com o uso de sal sintético, durante o período experimental de 30 dias de teste em sistema super-intensivo de bioflocos; 3

5 Contribuir com a formação de pessoal. METODOLOGIA Local e instalações O experimento será conduzido no laboratório de Aquacultura (LAQUA) da UFMG. O laboratório contará com um setor específico para Maricultura com toda a estrutura necessária para a execução do presente projeto. Obtenção dos Camarões Pós-larvas (7 mil pós-larvas de 10 dias ou PL s 10) de camarões serão obtidas da empresa Aquatec LTDA (Rio Grande do Norte). Durante o transporte, a salinidade será de aproximadamente 3. Em laboratório, as PL s serão previamente mantidas em berçário de aclimatação (tanque de polietileno de L) e alimentadas com ração (da linha Potimar da Guabi). O sistema será montado com água salobra artificial sem bioflocos e para se atingir a salinidade desejada, será usado o sal Redcoral Salt. O meio, a 28 o C, terá sua alcalinidade corrigida e será mantido um período aproximado de dias. Formação dos flocos microbianos Para a formação dos flocos microbianos será utilizado o tanque circular (2.000 L) do berçário, sem renovação de água, repondo-se somente o volume perdido por evaporação. O tanque será mantido com forte aeração de fundo, oriunda de um soprador central. Para isso serão utilizados quadrados de PVC com segmentos de 10 cm de aerotube no interior, com o objetivo de gerar microbolhas e movimentos circulares. O meio receberá uma fertilização orgânica (quando necessário) que compreenderá a adição de farelo de trigo, para servir como substrato para fixação de bactérias e melaço de cana-de-açúcar e a própria ração fornecida aos camarões, favorecendo uma relação nominal (em peso) de carbono/nitrogênio (C/N) de aproximadamente 20:1, sendo essa relação mensurada e balanceada de acordo com a composição proximal de cada ingrediente, o que favorecerá o crescimento de bactérias heterotróficas, as quais converterão o nitrogênio inorgânico em proteína bacteriana (Avnimelech, 1999) e também servirão como ambiente propício para a reprodutibilidade de bactérias heterotróficas que poderão servir de alimento aos camarões, diminuindo o fornecimento de ração inerte. 4

6 Ao longo dos 30 dias de experimento, amostras de água serão retiradas diariamente do tanque.. Uma sub-amostra será retirada para que sejam mensurados os parâmetros físico-químicos como salinidade e ph, por meio de seus respectivos medidores. Uma segunda sub-amostra será utilizada para análises dos compostos nitrogenados (amônia e nitrito). A cada pico de amônia será fornecido carbono ao sistema para a manutenção da relação nominal (em peso) de carbono/nitrogênio (C/N) de aproximadamente 6:1. Os animais serão arraçoados com a linha Potimar da Guabi própria para camarões marinhos. A cada 10 dias serão feitas biometrias para acompanhar o crescimento dos camarões DESCRIÇÃO DO IMPACTO DO AUXÍLIO NAS FUTURAS ATIVIDADES DO DOCENTE - O desenvolvimento de uma linha de pesquisa junto ao Laboratório de Aquacultura da UFMG; Formação de pessoal diretamente ligados à atividade de maricultura; - Possibilidade de criação de meio heterotrófico aeróbico sem renovação de água (bioflocos) em ambiente salobro obtido a partir de sal sintético; Utilização dos animais em aulas práticas da disciplina de carcinicultura (ZOO 018); Produção do crustáceo marinho mais cultivado no mundo, em um ambiente continental, distante da costa, por meio de testes com água salobra artificial, primeira vez no estado de Minas Gerais; - A publicação dos resultados obtidos em eventos na área de aquicultura. CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO Atividade mês 1 mês 2 mês 3 Levantamento bibliográfico X X X Aquisição e preparação das unidades experimentais X Obtenção e aclimatação dos animais X Criação dos Bioflocos X X Interpretação e divulgação dos resultados X Divulgação do trabalho em eventos X RECURSOS NECESSÁRIOS/ORÇAMENTO Produto Descrição SOLICITAÇÃO DE MATERIAL DE CONSUMO Valor total do item R$ Camarões e frete Pós-larvas de Litopenaeus vannamei SPF R$ 800,00 5

7 Sal Marinho Sais para produção de água salobra R$ 1.100,00 Consumíveis Reagentes químicos diversos para análises de qualidade de água Ração de engorda para juvenis, Probióitcos, nutrientes, melaço, farelos, etc Produto Tanques PVC, Tela, corda, Vidraria para cultivo de microalgas e bioflocos (Carboi de 20 L, erlenmeyers, pipetas volumétricas e graduadas, béqueres, tubos de ensaio, etc) cones de sedimentação Imhoff + suporte), baldes de plástico, béqueres de plástico, programador de fotoperíodo, Câmara de Sedgewick rafter, luminárias, mangueira de silicone, aerotube, luvas de procedimento, quadro para recados, puçás, pedilúvios, etc Tiossulfato de sódio, Citrato de sódio, Ácido cítrico, Ácido arcórbico, Sulfato de cobre, Fenol, EDTA(Dissódico), Sulfanilamida, N-naftil etilenodiamina, Nitrato de sódio, Fosfato de sódio, Cloreto de ferro III, Uréia, Sulfato de amônio, Citoneurim, Formol, Hidróxido de sódio, reagentes para análise de nitrito, amônia e nitrato (HACH), etc Ração de engorda para juvenis de camarão, probióticos, nutrientes, etc Descrição SOLICITAÇÃO DE MATERIAL PERMANENTE Tanques circulares com capacidade para 2000 L (Tanques circulares em Poliproliento para realização de experimentos), tanques de 50 L para experimentos. R$ 1.700,00 R$ 1.100,00 R$ 550,00 Valor total do item R$ 2.300,00 Bombas submersas Bombas submersas de 0,5 HP ou similares para rotina R$ 550,00 TOTAL R$ 8.100,00 BIBLIOGRAFIA ATWOOD, H.L.; YOUNG, S.P.; TOMASSO, J.R. & BROWDY, C.L Survival and growth of pacific white shrimp Litopenaeus vannamei postlarvae in lowsalinity and mixed-salt environments. Journal of the World Aquaculture. Society, 34: AVNIMELECH, Y Carbon/nitrogen ratio as a control element in aquaculture systems. Aquaculture, 176: BOYD, C.E. & CLAY, J.W Evaluation of Belize Aquaculture, Ltd: A Super intensive Shrimp Aquaculture System. Report prepared under the World Bank, NACA, WWF and FAO Consortium Program on Shrimp Farming and the 6

8 Environment. Work in Progress for Public Discussion. Published by the Consortium, 17 p. BURFORD, M.A.; THOMPSON, P.J.; BAUMAN, R.H. & PEARSON, D.C Nutrient and microbial dynamics in high-intensive, zero-exchange shrimp ponds in Belize. Aquaculture, 219: BURFORD, M.A.; THOMPSON, P.J.; MCINTOSH, R.P.; BAUMAN, R.H. & PEARSON, D.C The contribution of flocculated material to shrimp (Litopenaeus vannamei) nutrition in a high-intensity, zero-exchange system. Aquaculture, 232: CRAB, R.; AVNIMELECH, Y.; DEFOIRDT, T.; BOSSIER, P. & VERSTRAETE, W Nitrogen removal techniques in aquaculture for a sustainable production. Aquaculture, 270: EBELING, J.M.; TIMMONS, M.B. & BISOGNI, J.J Engineering analysis of the stoichiometry of autotrophic, and heterotrophic control of ammonia-nitrogen in aquaculture production systems. Aquaculture, 257: FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) The state of World Aquaculture FAO Fisheries Department, Rome. FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) The state of World Fisheries and Aquaculture (SOFIA) FAO Fisheries Department, Rome. FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) The state of World Fisheries and Aquaculture (SOFIA) FAO Fisheries Department, Rome. HARI, B.; KURUP, B.M.; VARGHESE, J.T.; SCHRAMA, J.W. & VERDEGEM, M.C.J The effect of carbohydrate addition on water quality and the nitrogen budget in extensive shrimp culture systems. Aquaculture, 252: HARI, B.; MADHUSOODANA, K.; VARGHESE, J.T.; SCHAMA, J.W. & VERDEGEM, M.C.J Effects of carbohydrate addition on production in extensive shrimp culture systems. Aquaculture, 241: HOPKINS J.S.; HAMILTON, R.D.; SANDIFER P.A.; BROWDY, C.L. & STOKES A.D Effect of Water Exchange Rate on Production, Water Quality, Effluent Characteristics and Nitrogen Budgets of Intensive Shrimp Ponds. Journal of the World Aquaculture Society, 24: IBAMA (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis) Estatística da pesca 2006 Brasil: grandes regiões e unidades da federação / Brasília-DF, IBAMA, 174 p. MCINTOSH, B.J.; SAMOCHA, T.M.; JONES, E.R.; LAWRENCE, A.L.; MCKEE, D.A.; HOROWITZ, S. & HOROWITZ, A The effect of a bacterial supplement on the high-density culturing of Litopenaeus vannamei with lowprotein diet on outdoor tank system and no water exchange. Aquacultural Engineering, 21: NAYLOR, R.L.; GOLDBURG, R.J.; PRIMAVERA, J.H.; KAUTSKY, N.; BEVERIDGE, M.C.M.; CLAY, J.; FOLKE, C.; LUBCHENCO, J.; MOONEY, H. & TROELL, M Effect of aquaculture on world fish supplies. Nature, 405: OGLE, J.T.; FLOSENZIER, A.V. & LOTZ, J.M USM-GCRL Large Scale Growout Marine Shrimp Production Facility. In Sea Grant Publication VSG Proceedings The Sixth International Conference on Recirculating Aquaculture. July 21-23, p

9 OTOSHI, C.A.; SCOTT, M.S.; NAGUWA, F.C. & MOSS, S.M Production/Commercial-Scale RAS Trial Yields Record Shrimp Production for Oceanic Institute. Vol 10, p.74. SANDIFER, P.A. & HOPKINS, J.S Conceptual Design of a Sustainable Pondbased Shrimp Culture System Aquacultural Engineering, 15: SCHRYVER, P.D.; CRAB, R.; DEFOIRDT, T.; BOON, N. & VERSTRAETE, W The basics of bio-flocs technology: The added value for aquaculture. Aquaculture, 277: SHEI, M.R.P.; BARRETO, O.J.S.; BONFANTE, T.M. & BASTOS, G.C.C Cultivo da microalga marinha Chaetoceros calcitrans (Bacillariophyceae) utilizando diferentes tipos de água marinha artificial. Boletim do Instituto de Pesca, 34(4): TIDWELL, J. & ALLAN, G Fish as food: Aquaculture's contribution-ecological and economic impacts of fish farming and capture. EMBO Reports, 2(11):