Avaliação de cultivo aquapônico de Penaeus vannamei e Batis maritima em sistema de biofloco

Abstract

O objetivo desta tese foi avaliar o cultivo de Batis maritima em sistema aquapônico marinho integrado ao cultivo de Penaeus vannamei em bioflocos (BFT). Foram conduzidos dois estudos científicos, derivados de um mesmo experimento com três tratamentos em triplicata, sendo um deles utilizado em ambos os trabalhos. O primeiro estudo teve como objetivo avaliar a viabilidade técnica da B. maritima em sistema aquapônico com uso contínuo do sedimentador. Foram testados dois tratamentos: com e sem sedimentador, posicionados antes da bancada hidropônica do tipo Nutrient Film Technique (NFT). O uso contínuo do sedimentador prejudicou a qualidade da água, resultando em maiores concentrações de amônia e nitrito e menores teores de nitrato. Observou-se redução no tamanho dos flocos, possivelmente causada pelo cisalhamento das bombas, o que desestabilizou a comunidade microbiana e, consequentemente, afetou os parâmetros de qualidade da água. Não houve diferença significativa no desempenho produtivo dos camarões e das plantas. As plantas do tratamento com sedimentador contínuo apresentaram produção média de 1,48 ± 0,43 kg m?², enquanto o tratamento sem sedimentador obteve 1,20 ± 0,27 kg m?². Entretanto, verificou-se maior acúmulo de sólidos nas raízes das plantas sem sedimentador e maiores teores de compostos fenólicos e capacidade antioxidante nas plantas com sedimentador contínuo. Esses resultados indicam que, por ser nativa de ambientes de manguezal, B. maritima apresenta maior adaptação à presença de sólidos, o que reduz o estresse fisiológico e a síntese de metabólitos secundários. O segundo estudo avaliou diferentes técnicas aquapônicas integradas ao cultivo de B. maritima e P. vannamei em BFT. Foram testados dois tratamentos: Nutrient Film Technique (NFT), como sistema acoplado, e Media Filled Grow Beds (MFB), como sistema desacoplado. O tratamento sem sedimentador do primeiro experimento foi utilizado para representar a técnica NFT. O NFT apresentou maiores valores de sólidos sedimentáveis e menor produção de lodo. Os parâmetros de qualidade da água e o desempenho dos camarões não diferiram significativamente entre os tratamentos. Em relação às plantas, o MFB apresentou maior sobrevivência (86,51 ± 7,42%), enquanto o NFT obteve 45,24 ± 5,45%. O NFT registrou peso médio final de 31,14 ± 4,99 g e o MFB, de 17,02 ± 4,93 g. Esses resultados podem estar relacionados à maior exposição das calhas do NFT às variáveis ambientais estressantes, como a temperatura, o que elevou a mortalidade das mudas. Por outro lado, o NFT recebeu fluxo contínuo de água proveniente do cultivo de camarões, garantindo maior disponibilidade de nutrientes. No MFB, a troca de 70 L de água do BFT duas vezes por semana pode ter limitado o aporte nutricional, restringindo o crescimento das plantas. O NFT apresentou maiores teores de compostos fenólicos e antioxidantes, confirmando que essa técnica impõe maior estresse fisiológico. Não foram observadas diferenças significativas na biomassa final, ganho de biomassa, produção das plantas ou retenção de nitrogênio e fósforo. Conclui-se que B. maritima é uma espécie viável para a aquaponia marinha integrada ao cultivo de P. vannamei em sistema de bioflocos, recomendando-se a não utilização contínua do sedimentador e a adoção da técnica MFB.

Abstract: The objective of this thesis was to evaluate the cultivation of Batis maritima in a marine aquaponic system integrated with the culture of Penaeus vannamei in a biofloc system (BFT). Two scientific studies were conducted, derived from a single experiment with three treatments in triplicate, with one treatment used in both studies. The first study aimed to assess the technical feasibility of B. maritima in an aquaponic system under continuous use of a settling chamber. Two treatments were tested: with and without a settling chamber, placed before the Nutrient Film Technique (NFT) hydroponic bench. B. maritima proved suitable for aquaponic cultivation. Continuous use of the settling chamber impaired water quality, resulting in higher concentrations of ammonia and nitrite and lower nitrate levels. A reduction in floc size was observed, likely caused by shear stress from the pumps, which destabilized the microbial community and consequently affected water quality parameters. No significant differences were observed in shrimp and plant performance. Plants in the continuous-settling-chamber treatment had an average yield of 1.48 ± 0.43 kg m?², while the treatment without a settling chamber produced 1.20 ± 0.27 kg m?². However, greater accumulation of solids was observed on the roots of plants cultivated without a settling chamber, whereas plants under continuous settling use showed higher levels of phenolic compounds and antioxidant capacity. These results suggest that, being native to mangrove environments, B. maritima is more adapted to the presence of solids, which reduces physiological stress and the synthesis of secondary metabolites. The second study evaluated different aquaponic techniques integrated with B. maritima and P. vannamei cultured in a BFT system. Two treatments were tested: Nutrient Film Technique (NFT), as a coupled system, and Media Filled Grow Beds (MFB), as a decoupled system. The treatment without a settling chamber from the first experiment was used to represent the NFT technique. The NFT treatment showed higher values of settleable solids and lower sludge production. Water quality parameters and shrimp performance did not differ significantly between treatments. Regarding plant performance, MFB showed higher survival (86.51 ± 7.42%), while NFT achieved 45.24 ± 5.45%. The NFT treatment recorded a final mean weight of 31.14 ± 4.99 g, and MFB reached 17.02 ± 4.93 g. These results may be related to the greater exposure of NFT channels to stressful environmental variables, such as temperature, which increased plant mortality. On the other hand, NFT received a continuous flow of water from the shrimp BFT system, ensuring greater nutrient availability. In the MFB system, the exchange of 70 L of BFT water twice a week may have limited nutrient input, restricting plant growth. The NFT treatment showed higher levels of phenolic compounds and antioxidant capacity, confirming that this technique imposes greater physiological stress. No significant differences were observed in final biomass, biomass gain, plant production, or nitrogen and phosphorus retention. It is concluded that B. maritima is a viable species for marine aquaponics integrated with P. vannamei culture in biofloc systems, and that continuous use of the settling chamber should be avoided, with preference given to the MFB technique.