Otimização de estratégias de manejo operacional no cultivo de Ulva ohnoi utilizando efluente da criação de camarão marinho em sistemas de bioflocos

Abstract

A intensificação da aquicultura gera efluentes ricos em nutrientes que demandam manejo adequado. Diante desse desafio, a aquicultura multitrófica integrada (AMTI) surge como alternativa para reciclar esses resíduos e produzir biomassa adicional de valor comercial. Embora a viabilidade do cultivo da macroalga Ulva ohnoi em água de bioflocos (BFT) já tenha sido demonstrada, ainda é necessário determinar estratégias operacionais de manejo que otimizem sua produtividade e capacidade de biorremediação. Esta pesquisa analisou como diferentes estratégias de manejo influenciam o cultivo da macroalga U. ohnoi utilizando água proveniente da criação do camarão marinho Penaeus vannamei em sistemas de bioflocos. Partiu-se da hipótese de que as frequências de colheita parcial e de renovação da água BFT são fatores determinantes na regulação dos estresses por densidade e manejo, bem como na dinâmica de aporte de nutrientes, influenciando diretamente o desempenho produtivo da macroalga e a capacidade de remoção de nutrientes da espécie. O estudo reuniu dois experimentos. O primeiro avaliou três frequências de colheita parcial (a cada 7, 14 ou 21 dias) e uma colheita total aos 42 dias, examinando efeitos sobre crescimento, produtividade e remoção de nutrientes ao longo de seis semanas. Espécimes algais mantidos a 1 g peso fresco L?¹ foram cultivados em tanques reabastecidos semanalmente com água filtrada de bioflocos. A colheita total aos 42 dias gerou maior biomassa acumulada a partir da quarta semana em relação aos demais tratamentos e maior remoção de fósforo ao final do ciclo quando comparada à colheita semanal. Por outro lado, a colheita semanal apresentou as maiores taxas de crescimento nas semanas iniciais. A produtividade final e as remoções de nitrogênio e carbono mantiveram-se semelhantes entre os tratamentos. Os resultados indicam que a colheita aos 42 dias simplifica o manejo sem comprometer a produtividade e favorece o desempenho da macroalga em sistema integrado desacoplado com camarões. O segundo experimento examinou o efeito de três frequências de renovação da água de bioflocos (a cada 7 dias, a cada 14 dias e ausência de renovação) durante 28 dias, avaliando variáveis de crescimento, qualidade da água e remoção de N, P e C. A renovação influenciou diretamente o desempenho das algas. A renovação semanal promoveu maior taxa de crescimento, maior produtividade e as maiores remoções totais de nutrientes, seguida da renovação quinzenal; o grupo sem renovação apresentou desempenho inferior e rápida depleção de nitrato e fosfato. A disponibilidade contínua de nutrientes nos tratamentos com renovação permitiu maior assimilação tecidual e aumentou a eficiência de uso dos recursos. Em conjunto, os dois experimentos demonstram que tanto o intervalo de colheita quanto a frequência de renovação da água regulam o desempenho de U. ohnoi em sistemas integrados com bioflocos. Colheitas menos frequentes podem otimizar o manejo operacional sem reduzir a produtividade, enquanto a renovação semanal da água favorece o máximo crescimento das macroalgas. Esses resultados reforçam o potencial da espécie para compor sistemas de aquicultura multitrófica integrada baseada em bioflocos, nos quais a biorremediação representa um benefício adicional.

Abstract: Aquaculture intensification generates nutrient-rich effluents that demand appropriate management. To address this challenge, integrated multitrophic aquaculture (IMTA) emerges as an alternative to recycle these wastes and produce additional biomass of commercial value. Although the feasibility of cultivating the macroalga Ulva ohnoi in biofloc technology (BFT) water has already been demonstrated, it is still necessary to determine operational management strategies that optimize its productivity and bioremediation capacity. The research analyzed how different management strategies influence the cultivation of the macroalga U. ohnoi using water from marine shrimp Penaeus vannamei biofloc systems. It was hypothesized that the frequencies of partial harvest and BFT water exchange are determining factors in regulating density- and management-related stresses, as well as nutrient supply dynamics, directly influencing the growth performance of the macroalga and its nutrient removal capacity. The study comprised two experiments. The first evaluated three partial harvesting frequencies (every 7, 14, or 21 days) and a total harvest at 42 days, examining effects on growth, productivity, and nutrient removal over six weeks. Specimens maintained at 1 g fresh weight L?¹ were cultivated in tanks replenished weekly with filtered biofloc water. Total harvest at 42 days resulted in higher standing biomass from the fourth week onward compared to the other treatments and greater phosphorus removal at the end of the cycle than weekly harvesting, whereas weekly harvesting produced the highest growth rates in the initial weeks. Final productivity and nitrogen and carbon removal did not differ among treatments. The results indicate that harvesting at 42 days simplifies operational management without compromising productivity and supports macroalgal performance in a decoupled system integrated with shrimp. The second experiment examined the effect of three water renewal frequencies using biofloc water (every 7 days, every 14 days, and no renewal) over 28 days, evaluating growth variables, water quality, and removal of N, P, and C. Water renewal directly influenced algal performance. Weekly renewal promoted higher growth rates, greater productivity, and the highest total nutrient removal, followed by biweekly renewal; the group without renewal showed lower performance and rapid depletion of nitrate and phosphate. Continuous nutrient availability in the renewal treatments enabled greater tissue assimilation and increased resource-use efficiency. Together, the two chapters demonstrate that both harvest interval and water renewal frequency regulate the performance of U. ohnoi in biofloc-integrated systems. Less frequent harvesting can optimize operational management without loss of productivity, while weekly water renewal maximizes macroalgal growth, reinforcing the species? potential as a productive component of biofloc-based integrated multitrophic aquaculture systems, in which bioremediation serves as an additional benefit.