Modelo bioenergético nutricional e balanço de massas para o monitoramento e estimativa de efluentes da produção comercial de tilápia do nilo (Oreochromis niloticus) em reservatório tropical

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2015.A aquicultura no Brasil cresceu 56% nos últimos 12 anos e tem condições para continuar se desenvolvendo, considerando que o país possui cerca de 5,5 milhões de hectares de água, aproximadamente 208 reservatórios potenciais para a atividade e uma costa marítima de 8.000 km. Projetos e solicitações para o uso de águas públicas para a aquicultura de 2008 a 2014 tiveram um acréscimo de 48%. Portanto, torna-se necessária a utilização de ferramentas de monitoramento, observação e simulação do real impacto desta atividade nos recursos hídricos. Atualmente, para a emissão da outorga de água dos projetos aquícolas, os órgãos de fiscalização e regulação brasileiros utilizam como ferramenta a equação da capacidade de suporte dos recursos hídricos baseados no modelo hidrodinâmico de Dillon e Rigler (1974). Esta não considera fatores zootécnicos específicos e podem estar sub ou superestimando a situação real dos efluentes originários da produção de peixes em tanques-rede. Como consequência, a ausência de valores mensuráveis mais adequados, pode vir a comprometer a integridade dos recursos hídricos onde os sistemas produtivos são instalados. Dessa forma, é de extrema importância o uso de ferramentas que auxiliem na definição de limites corretos para o auxílio no planejamento e direcionamento da produção de peixes em águas tropicais, a fim de minimizar os impactos da aquicultura no ecossistema aquático. Neste contexto, o presente estudo tem como objetivo estimar cenários de lançamento de efluentes sólidos e dissolvidos (fósforo e nitrogênio) da produção comercial de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) em reservatório tropical por meio do modelo fatorial bioenergético nutricional Fish-PrFEQ® e do cálculo do balanço de massas. Para tanto, houve a aplicação do modelo bioenergético nutricional em uma fazenda comercial de O. niloticus onde determinou-se a exigência alimentar e a estimativa de resíduos sólidos e dissolvidos para as fases de juvenil I (JVI: 30 a 100 g), juvenil II (JVII: 100 a 500 g) e peso final de mercado (PM: > 500 g). Além da aplicação das equações de predição do crescimento e da validação de novos exponenciais de crescimento térmico (ECT) para esta espécie realizou-se a quantificação dos parâmetros de desempenho zootécnico e análises de qualidade da água. Posteriormente, o modelo bioenergético nutricional Fish-PrFEQ® foi integrado ao modelo hidrodinâmico de Dillon e Riegler (1974) para simulações de cenários de lançamento de resíduos a partir do uso de rações comerciais brasileiras com diferentes percentuais de fósforo total (0,8; 1,5 e 2,4%) e, em seguida realizou-se a determinação da capacidade de suporte para produção de pescados no reservatório. Com a obtenção de todos esses dados, foi possível apresentar, a aplicação prática para a predição de resíduos do cultivo de tilápias em lagos e reservatórios no Brasil, bem como, demostrar uma abordagem para auxiliar no desenvolvimento sustentável da aquicultura.Aquaculture in Brazil increased up to 56% in the last 12 years, and has adequate conditions to maintain its growth, considering that the country has 5.5 million hectares of water, approximately 208 potential reservoirs for the activity and a coastline of 8,000 km. Projects and requests for the use of public waters for fish culture increased by 48% during the period from 2008 to 2014. Therefore, it is necessary the use of monitoring tools, observation and simulation of the real impact of this activity in the water bodies. Currently, considering the issue of water granting for aquaculture projects, regulatory agencies and environmental institutions use as a tool the hydrodynamic model from Dillon and Rigler (1974), for estimating the water resources carrying capacity. This does not consider specific husbandry factors and may be under or overestimating the actual situation of waste originated from fish cage production. As a result, the absence of more appropriate measurable values can compromise the integrity of water resources where production systems are installed. Thus, it is extremely important to use tools that assist in setting correct limits for assistance in planning and directing the fish production in tropical waters in order to minimize the impacts of aquaculture on the aquatic ecosystem. In this context, this study aims to estimate the discharge of solid waste scenarios and dissolved phosphorus and nitrogen from Nile tilapia (Oreochromis niloticus) under commercial production in tropical reservoir through the bioenergetic nutritional factor model Fish-PrFEQ® and the calculation of the mass balance. Therefore, in Chapter 2, it is presented the application of nutritional bioenergetic model in commercial farm of O. niloticus, which was determined by the feed requeriment and estimation of solid and dissolved waste for the following fish growth phases: juvenile I (JVI: 30-100 g), juvenile II (JVII: 100 to 500 g) and final market weight (MW> 500 g). In addition, for the application of growth prediction equations and validation of new exponential thermal growth (ECT) for this species, there was the quantification of live performance and water quality parameters. In Chapter 3, it was integrated the nutritional bioenergetic model Fish-PrFEQ® with the hydrodynamic model Dillon Riegler (1974) for simulations of waste release scenarios from the use of diets with different percentages of total phosphorus (0.8, 1.5 to 2.4%). Then, the carrying capacity for fish production in reservoir was determined. In addition, a practical application for the prediction of tilapia production waste in lakes and reservoirs in Brazil was presented, as well as, demonstrated this approach to be used in the sustainable development of aquaculture

Rações orgânicas suplementadas com farinha de resíduos de peixe para juvenis da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus).

Objetivou-se com o presente trabalho avaliar a inclusão da farinha de resíduo da indústria de filetagem de peixes em rações orgânicas para tilápias do Nilo (O. niloticus) na fase de crescimento, sobre o desempenho zootécnico (ganho de peso, conversão alimentar e sobrevivência), características de carcaça (rendimento de carcaça, tronco limpo, filé, gordura visceral, e índice hepatossomático) e composição química (umidade, proteína bruta, matéria mineral e extrato etéreo) dos peixes. Utilizaram-se 440 tilápias com média inicial de 84,11 ± 11,56 g de peso e 16,7 ± 0,80 cm de comprimento distribuídas em 20 tanques de 8 m3, em um delineamento inteiramente casualizado com cinco tratamentos e quatro repetições. Foram elaboradas cinco rações com níveis de 0; 4; 8; 12 e 16% de inclusão de farinha de resíduos com 28% de proteína digestível e 3.100 kcal kg-1 de energia digestível. Houve aumento linear nas médias de ganho de peso e redução linear na conversão alimentar com a inclusão da farinha. Não foram observadas diferenças significativas (P > 0,05) nos parametros de rendimento corporal, na umidade e proteína bruta dos filés, porém, a matéria mineral e o extrato etéreo apresentaram diferenças (P < 0,05) entre os tratamentos. A inclusão de 16% de farinha de resíduos da filetagem de peixes em rações formuladas com ingredientes certificados de origem orgânica melhora o desempenho zootécnico, não compromete o rendimento corporal, porém, altera os parâmetros de matéria mineral e extrato etéreo da tilápia na fase de crescimento

Modelagem matemática para gestão da capacidade de suporte de empreendimentos aquícolas em lagos e reservatórios

Áreas inundadas de reservatórios e lagos artificiais estão sendo cada vez mais utilizadas para a produção de peixes; contudo, os resíduos lançados pela aquicultura tornaram-se uma preocupação para o desenvolvimento sustentável desta atividade. Uma das principais estratégias adotadas pelos órgãos gestores e fiscalizadores consiste no uso de modelos hidrodinâmicos que calculam a capacidade de suporte ou de carga de nutrientes de um determinado corpo hídrico e a influência dos cultivos de peixes. Esses modelos são precisos no desenvolvimento de estratégias ideais de alimentação e cálculo de resíduos. Este artigo de revisão aborda esta temática e traz uma descrição da metodologia desenvolvida para análise e simulação da capacidade de suporte para produção de pescados, baseada na integração do modelo bioenergético nutricional “Fish-PrFEQ” com o modelo hidrodinâmico de Dillon & Rigler. Esta metodologia permite avaliar a real contribuição de resíduos aquícolas e auxilia no planejamento e na gestão da aquicultura nestes ambientes aquáticos, além de possibilitar e incentivar que os produtores e a indústria aquícola utilizem rações de melhor qualidade nutricional e menor impacto ambiental.Flooded areas of reservoirs and artificial lakes have been increasingly used for fish production; however, the waste generated by aquaculture has become a concern for the sustainable development of this activity. One of the main strategies adopted by management and regulatory agencies is the use of hydrodynamic models that calculate the carrying or nutrient load capacity of a particular water body and the effect of fish farming. These models are precise in the development of optimal strategies for feeding and waste calculation. This review paper addresses this topic and describes the methodology developed for the analysis and simulation of the carrying capacity for fish production, based on the integration of the Fish-PrFEQ nutritional bioenergetic model and the hydrodynamic model of Dillon & Rigler. This methodology allows evaluating the real contribution of aquaculture waste and assists in the planning and management of aquaculture in these aquatic environments, besides enabling and encouraging producers and the aquaculture industry to use fish food with better nutritional quality and lower environmental impact

Influência da densidade de criação sobre o desempenho de crescimento e bem-estar de tilápias (Oreochromis niloticus) juvenis em gaiolas

A intensificação da produção de tilápias pode gerar implicações negativas sobre o desempenho e o bem-estar dos peixes. Assim, é essencial determinar a densidade correta para otimizar a produção. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho e o bem-estar de tilápias-do-nilo (Oreochromis niloticus) juvenis, com peso inicial médio de 30g (± 2,70), criadas em três diferentes densidades de estocagem, em gaiolas de flutuação. Os peixes foram alimentados três vezes/dia, com ração contendo 32% de proteína bruta, durante 74 dias. O desenho experimental foi completamente ao acaso, com três tratamentos (250 peixes/m3, 350 peixes/m3 e 450 peixes/m3) e quatro réplicas. Os parâmetros físico-químicos da água foram monitorados durante o experimento. A elevação da densidade de criação causou redução no peso final dos peixes, no ganho de peso, no ganho de peso diário, no comprimento padrão e na taxa de sobrevivência, bem como elevou a taxa de conversão alimentar. Entretanto, densidades mais elevadas reduziram o efeito na variação de peso. Não houve influência da densidade de criação nos parâmetros de biomassa final, da concentração de glicose sanguínea e de cortisol sérico. Portanto, o aumento na densidade de criação compromete o desenvolvimento e a taxa de sobrevivência dos peixes, mas não influencia os parâmetros fisiológicos de estresse. Assim, o tratamento com 250 peixes/m3 apresentou resultados mais apropriados ao melhor desempenho dos peixes.Intensification of tilapia production can cause negative implications on performance and welfare of fishes. Thus, it is essential to determine a correct density for optimal production. This study aimed to evaluate performance and animal welfare of juvenile Nile tilapia with an initial weight average of 30g (± 2.70) reared using three different stocking densities in floating net-cages. Fish were fed three times a day with feed containing 32% crude protein during 74 days. The experimental design was completely randomized with 3 treatments (250 fish/m3, 350 fish/m3 and 450 fish/m3) and 4 replicas. The physical - chemical parameters of water were monitored throughout the experiment. Increase in stocking density caused a decrease in the final weight of fish, weight gain, daily weight gain, standard length and survival, as well as an increase in feed conversion. However, higher densities seem to reduce the effect on weight variation. There was no influence of stocking density on final biomass, blood glucose and serum cortisol concentrations. Therefore, the increase of stocking density compromised development and survival of fish, but did not influence the physiological parameters of stress. Thus, treatment with 250 fish/m3 was shown to be the most suitable for fish performance

Níveis de proteína bruta na dieta de juvenis de matrinxã (Brycon amazonicus)

This study aimed to evaluate the effect of crude protein levels on the growth performance and body composition of juvenile Brycon amazonicus. Four experimental diets were formulated to include increasing levels of crude protein (CP) at 30, 35, 40 and 45%. Each diet was fed to three groups of juvenile Brycon amazonicus, initial stocking weight of 3.2 ± 1.3 g, for 60 days under a completely randomized design. Fish were randomly stocked (n = 50 per tank) in 12 circular tanks of 500 liters volume at 28°C. They were evaluated for individual weight gain (WG), apparent feed conversion rate (AFCR), specific growth rate (SGR), protein efficiency ratio (PER), and body composition. At the end of the experiment, the 30% CP showed a lower performance than the remaining three tests. SGR, PER and fish body moisture were not affected by the dietary treatments (P &gt; 0.05), WG and AFCR were significantly better (P &lt; 0.05) when fish were fed diets with more than 35% CP. Nonetheless, AFCR was higher in fish fed diets with more than 40% CP. Therefore, juvenile Brycon amazonicus should be fed diets containing between 40 to 45% CP for satisfactory growth.Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito de níveis de proteína bruta sobre o desempenho de crescimento e composição corporal de juvenis de Brycon amazonicus. Quatro dietas experimentais foram formuladas contendo níveis crescentes de proteína bruta (PB) em 30, 35, 40 e 45%. Cada dieta foi fornecida a três grupos de juvenis de Brycon amazonicus, peso médio de estocagem inicial de 3,2 ± 1,3 g, por 60 dias sob um delineamento experimental inteiramente casualizado. Foram estocados 50 peixes de forma aleatória em 12 tanques circulares com volume de 500 L a 28 °C. Os peixes foram avaliados para ganho individual de peso (GP), conversão alimentar aparente (CAA), taxa de crescimento específico (TCE), taxa de eficiência proteica (TEP) e composição corporal. Ao final do experimento, a inclusão de 30% de PB apresentou desempenho inferior em relação aos três tratamentos restantes. Conforme TCE, TEP e umidade corporal, os peixes não foram afetados pelos tratamentos (P &gt; 0,05), GP e CAA foram significativamente melhores (P &lt; 0,05) quando os peixes foram alimentados com dietas com mais de 35% de inclusão CP. Entanto, o CAA foi maior nos peixes alimentados com dietas com mais de 40% de PB. Portanto, recomenda-se que juvenis de Brycon amazonicus devem ser alimentados com ração contendo entre 40 a 45% de inclusão para um crescimento satisfatório

Selection of sites for establishing aquaculture parks, and estimation of fish production carrying capacity, for a tropical reservoir in South America

Actions facilitating the reconciliation of multiple uses of a reservoir with electric power generation should be implemented so as to avoid conflicts and support the best development of the water resource. In view of the fish production potential existing in Itaipu Reservoir, the objective of this study was to select areas considered adequate for establishing aquaculture parks by means of integrated and ordered planning that respect the carrying capacity of the environment. This study was carried out in the branches of the São Francisco Falso, São Francisco Verdadeiro and Ocoí rivers in the Paraná Basin draining to Itaipu Reservoir. Using the Dillon and Rigler eutrophication model, the carrying capacity and estimated production were 2537, 2554 and 1569 t yr−1 in the respective branches. The percentages of occupation of each aquaculture park, taking into consideration the maximum area of dilution and safety level for the reservoir operation, were 0.46%, 0.48% and 0.09% for the three branches, respectively. It was concluded that the aquaculture activity could be promoted in a sustainable manner under constant monitoring of water quality and production parameters in accordance with a management programme, combined with planning of these aquaculture areas in a manner that ensured the application of physical limits for the carrying capacity established in this study. © 2017 John Wiley & Sons Australia, Lt

Productive performance and economic viability the juvenile of the Nile tilapia cultivated in the west of Paraná submitted to different stocking densities Desempenho produtivo e viabilidade econômica de juvenis de tilápia-do-Nilo cultivados na região oeste do Paraná sob diferentes densidades de estocagem

It was aimed at with this work to evaluate the effect of the stocking density on the performance parameters, survival and economic viability of the production of juvenile of Nile tilapia (Oreochromis niloticus), Chitralada strain in half-intensive system, using twelve tank nurseries. 2700 juvenile sexually reverted with initial average weight of 0.65 g were distributed in an entirely randomized experimental design with four treatments (different stocking densities: 1, 2, 3, 4 peixes/m3) and three repetitions. During the tracking of the physical-chemical variables of the water, the pH (6.6 to 7.1) and the conductivity (24 μS/cm) had presented satisfactory average values. However, the transparency (47 to 87 cm), the dissolved oxygen (3.09 to 4.60 mg/L) and the temperature (19 to 24ºC) had been outside of the normal standards recommended for the tropical fish culture. At the of the 84 days of culture the average daily mean weight (0.61 to 1.02 g/day) and the specific growth (5.22 to 5.82%) of the juveniles had presented a negative linear relationship (p&lt;0.05) and the alimentary conversion (0.98 to 1.84) a quadratic relationship (p&lt;0.01) in function to the stocking density. It was concluded that, in the conditions where these studies had been carried through, the stocking densities had influenced in the productive performance the juvenile of Nile tilapia, providing an increase in the ration consumption and consequently in the production cost. Through an economical analysis of the production the best economical viability is verified when used a density of up to 3 fish/m3.Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito da densidade de estocagem, sobre os parâmetros de desempenho e sobrevivência, e a viabilidade econômica da produção de juvenis de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus), linhagem Chitralada, em sistema semi-intensivo, utilizando-se doze viveiros escavados. 2700 juvenis sexualmente revertidos com peso médio inicial de 0,65 g foram distribuídos em um delineamento inteiramente casualizado com quatro tratamentos (diferentes densidades de estocagem: 1, 2, 3, 4 peixes/m3) e três repetições. Durante o monitoramento das variáveis físico-químicas da água, o pH (6,6 a 7,1) e a condutividade (24 μS/cm) apresentaram valores médios satisfatórios. Porém, a transparência (47 a 87 cm), o oxigênio dissolvido (3,09 a 4,60 mg/L) e a temperatura (19 a 24ºC) ficaram fora dos padrões normais recomendados para o cultivo de peixes tropicais. Ao final dos 84 dias de cultivo, o ganho de peso médio diário (0,61 a 1,02 g/dia) e o crescimento específico (5,22 a 5,82%) dos juvenis apresentaram uma relação linear negativa (p&lt;0,05), e a conversão alimentar (0,98 a 1,84), por sua vez, exibiu uma relação quadrática (p&lt;0,01) em função do aumento da densidade de estocagem. Conclui-se que, nas condições estudadas, as densidades de estocagens, influenciaram o desempenho produtivo dos juvenis de tilápia-do-Nilo, proporcionando um aumento no consumo de ração e, conseqüentemente, no custo de produção. Através de uma análise econômica da produção, verifica-se uma melhor viabilidade econômica quando utilizada a densidade de até 3 peixes/m3

Different sources of phosphorus supplementation and its excretion by Nile tilapia juveniles (Oreochromis niloticus)

Fish farming causes environmental impacts due to the wastewater produced by fish excreta and unconsumed feed. The differences in phosphorus excretion by Nile tilapia (Oreochromis niloticus) juveniles when fed diets composed with different phosphorus sources were evaluated. Six isonitrogenous and isocaloric diets were formulated containing 28% crude protein and 3,000 kcal DE kg-1 with levels of 0.8% total phosphorus, and the following ingredients were used as phosphorus source: dicalcium phosphate, meat and bone meal, poultry by-product meal, anchovy meal, tilapia filleting industrial waste, and calcined bone meal . Fish (120 tilapia juveniles) with a mean weight of 94.23 ± 0.28 g and total length of 16.8 ± 0.32 cm were distributed in six 60 L tanks for analysis of the diets digestibility. Diet with dicalcium phosphate presented the lower phosphorus excretion, with retention of 10.05 and excretion of 1.95 kg of phosphorus per ton of tilapia. Diets formulated with lower quality ingredients, such as calcined bone meal and meat and bone meal provided a phosphorus retention of 7.45 and 7.64 and an excretion of 4.55 and 4.36 kg per ton of fish, respectively

Fomento à aquicultura: instrumentos privados de financiamento

A aquicultura é uma atividade global em rápido crescimento, com a carne de peixe sendo a mais consumida no mundo, seja por meio de captura ou aquicultura. O Brasil, com sua vasta extensão territorial, clima favorável e recursos hídricos disponíveis, tem grande potencial para expandir sua produção aquícola e se destacar como um dos principais fornecedores mundiais. No entanto, os recursos oficiais subsidiados do crédito rural têm se tornado cada vez mais seletivos e direcionados, tornando-se insuficientes para o setor. Diante disso, propõe-se avaliar a potencialidade dos novos instrumentos financeiros privados, como títulos de crédito (CPR, LCA, CRA, CDCA, LCA e Fiagro), como a melhor alternativa de fonte de recursos para o desenvolvimento, modernização e expansão da aquicultura no País. Os resultados mostraram que os investimentos privados, por meio desses títulos, tornam-se a melhor opção para o financiamento da aquicultura no Brasil. Isso se deve à restrição de recursos subsidiados ao setor, à entrada de novos títulos privados no mercado de crédito, à desintermediação bancária e ao desenvolvimento do mercado de capitais de dívidas agroindustriais

MONITORAMENTO DA AQUICULTURA EM RESERVATÓRIOS CONTINENTAIS POR MEIO DO ÍNDICE DE ESTADO TRÓFICO

A aquicultura é a atividade que mais cresce dentre os setores de produção de alimentos, porém, sua prática pode causar impactos ambientais no ambiente aquático, caso não haja um plano de monitoramento eficiente. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o grau de trofia do ambiente utilizando o Índice de Estado Trófico (IET) em uma atividade aquícola de sistema de produção em tanques-rede no reservatório do Lajeado, Palmas, Tocantins na estação seca do ano. O monitoramento foi realizado no período de maio/2017 a agosto/2017 e envolveu a coleta de amostras para análises dos seguintes parâmetros de qualidade de água: fósforo total e clorofila-a. Paralelamente, houve a realização de coleta de dados de temperatura, turbidez, oxigênio dissolvido, condutividade, pH e sólidos totais dissolvidos. Os resultados do cálculo do Índice de Estado Trófico (IET) mostraram que a área em estudo durante os meses de maio e agosto apresentou-se predominantemente em graus eutrófico e hipereutrófico. O ponto controle também apresentou alto grau de trofia, indicando que o estado trófico do lago nas proximidades da área aquícola sofre forte influência de atividades antrópicas externas. Assim, os efeitos desta atividade a médio e longo prazo são difíceis de serem previstos, havendo a necessidade constante do monitoramento e controle da qualidade da água.Palavras-chave: aquicultura, eutrofização, impacto ambiental, poluição, tanque rede. MONITORING OF AQUACULTURE IN CONTINENTAL RESERVOIRS USING THE TROPHIC STATUS INDEX ABSTRACT:Aquaculture is the fastest growing activity among food production sectors, however, its practice can cause environmental impacts, in case if a monitoring plan is not applied. The objective of the present study was to evaluate the trophic environment status using the Trophic State Index (TSI) in an aquaculture activity in a netcage system in the Lajeado reservoir, Palmas, Tocantins during the dry season. The monitoring was carried out from May / 2017 to August / 2017 and involved the water sampling for analysis of the following water quality parameters: total phosphorus and chlorophyll-a. At the same time, data were collected on temperature, turbidity, dissolved oxygen, conductivity, pH and total dissolved solids. The Trophic State Index (TSI) results showed that the area under study during the months of May and August was predominantly under a supereutrophic condition. It indicates that the lake trophic state in the aquaculture surrounding area is strongly influenced by external anthropogenic activities. Thus, the effects of this activity in the medium and long term are difficult to predict, so it´s necessary to monitor and control the water quality.Keywords: aquaculture, eutrophication, environmental impact, pollution, net cage