A produção integrada na carcinicultura brasileira

Orientador: Prof. Dr. Antonio OstrenskyCoorientador: Dr. Giorgi Dal PontTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Zootecnia. Defesa : Curitiba, 07/02/2018Inclui referênciasÁrea de concentração: Meio ambiente, melhoramento e modelagem animalResumo: O camarão é considerado uma iguaria gastronômica, amplamente aceito e demandado pelos consumidores de diferentes regiões do Brasil e do mundo. Grande parte do camarão produzido no Brasil vem de um ramo específico da aquicultura chamado de "carcinicultura". A carcinicultura marinha é composta por três elos que lhe conferem características de agronegócio e que precisam ser operacionalizados de forma integrada: o segmento de reprodução e larvicultura; as fazendas de crescimento e engorda e as unidades de processamento/beneficiamento e comercialização do produto final para o mercado consumidor. O processo produtivo de camarões em viveiros é complexo, envolve mão de obra qualificada e implica em significativos investimentos financeiros. A atividade enfrenta uma série de desafios no Brasil, como morosidade e grande burocracia relacionadas ao licenciamento ambiental; conflitos com outros usuários de áreas costeiras e com outras atividades extrativistas; problemas relacionados ao potencial poluidor da atividade, principalmente devido aos efluentes provenientes dos sistemas de cultivo e ainda, nos últimos anos, os produtores brasileiros passaram a conviver com surtos de enfermidades que afetam os camarões cultivados, como a Síndrome da Mancha Branca (WSSV). Diante deste cenário instável e desafiador, os carcinicultores brasileiros passaram a buscar alternativas para aumentar a eficiência do processo produtivo. Nesse contexto surge a Produção Integrada (PI), um regime voluntário de produção que visa melhoria do controle sanitário, maior eficiência e domínio sobre o processo produtivo e, ainda, atendimento das exigências dos mercados internacionais. O objetivo desse trabalho foi caracterizar a cadeia produtiva da carcinicultura marinha brasileira na fase de engorda e avaliar os desafios e potencialidades do regime de PI como alternativa para promover o desenvolvimento do setor. Por meio de levantamento bibliográfico sistemático (metodologia PRISMA - preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses) foi possível a caracterização do sistema de engorda de camarões marinhos no Brasil e também a contabilização do uso de energia nos principais processos operacionais envolvidos nessa fase do cultivo. Essa análise gerou os dados utilizados na elaboração de duas fazendas hipotéticas de camarão, uma gerida e operada nos moldes convencionais e outra de acordo com os princípios da produção integrada. Ambas as fazendas têm 18 ha de área total e possuem quatro berçários (55 m3 cada) e nove viveiros de 1 ha; utilizam ração e fertilizantes; possuem como estruturas acessórias depósitos, refeitório, banheiros, vestiários, garagem e vias de acesso principais e secundárias. Nelas, o bombeamento de água (bombas de 20 hp) e a aeração (aerador tipo pá - 4hp) são realizados mecanicamente. Ambas adotam ainda sistema operacional bifásico e regime de produção semi-intensivo. Na fazenda convencional a densidade inicial média é de 43 camarões/m2, ciclo de cultivo de 90 dias e produtividade estimada em 3.500,00 kg/ha. Com base nessas características, o custo total de energia calculado foi de 834.483,87 MJ. Após realização de revisão bibliográfica, foram estabelecidos critérios para a aplicação prática dos princípios da PI para a carcinicultura. Em seguida, analisou-se de forma conceitual comparativa, a PI e a produção convencional (PC), avaliando, sob aspectos sociais, econômicos, ambientais e de gestão, a utilização da PI como ferramenta para o desenvolvimento setorial da carcinicultura no Brasil. Os resultados indicam que os principais desafios para o sucesso da PI no Brasil são: i) ausência de padrões técnicos específicos para a certificação de fazendas de camarão; ii) possibilidade de aumentar os custos de investimento envolvidos na instalação e operação de empreendimentos certificados; e (iii) não diferenciação no mercado interno de produtos certificados e não certificados. Por outro lado, a PI introduz forças superiores à da PC: i) adoção de uma visão sistêmica da cadeia produtiva; ii) rastreabilidade de produtos e processos; iii) redução de barreiras ao licenciamento ambiental de fazendas de aquicultura; iv) redução de riscos e danos causados por doenças; e v) otimização no uso de recursos naturais, insumos e energia. Por fim, foram realizadas simulações para análise de viabilidade econômica entre os regimes de PC, utilizando-se a fazenda hipotética supracitada, e de PI de camarões marinhos em viveiros. A PI apresentou indicadores microeconômicos inferiores aos da PC, no entanto, os resultados obtidos não decretam a sua inviabilidade, pelo contrário, apontam um caminho a ser trilhado e aperfeiçoado. Nesse sentido, os resultados aqui obtidos poderão ser úteis como ponto de partida para a redução das diferenças entre empreendimentos convencionais e integrados e para a viabilização da produção integrada na carcinicultura. Palavras-chave: Cultivo de camarão marinho em viveiros. PRISMA. Eficiência energética. Regime de Produção Integrada. SWOT. Delphi. Análise de investimento e risco.Abstract: Shrimp is considered a gastronomic delicacy, widely accepted and demanded by consumers from different regions of Brazil and the world. Most of the shrimp produced in Brazil comes from a specific part of the aquaculture called "shrimp farming". The production chain of marine shrimp farming consists in three central links, which confers the agribusiness characteristics, and which need to be operated in an integrated way: (i) the reproduction and larviculture segment; (ii) growth-out phase farms; (iii) the processing and marketing units of the final product for the consumer market. The nursery process of cultivated shrimp is a relatively complex activity and requires technical known-how and significant financial investments. However, the activity faces a series of challenges in Brazil, such as bureaucracy and delaying related to the environmental licensing process; conflicts with users of the coastal areas, such as shellfish collectors, artisanal fishermen, and other extractive activities; problems related to the polluting potential of the activity, mainly as a result of the production of effluents at the cultivation systems. Another challenge that Brazilian shrimp farmers have been facing recently is related with the emergence of diseases, such as the white spot syndrome virus (WSSV), that caused serious outbreaks on the shrimp production. Faced with this unstable and challenging scenario, the Brazilian farmers started to look for alternatives to increase the efficiency of the production process. In this context, the integrated production (IP) regime emerges. The IP is a voluntary production regime that aim to improve sanitary control, subsidize the increase of efficiency and known-how to the production process and, also, meet the demands of international markets. The main objective of this work was to characterize the production chain of Brazilian marine shrimp farming, during growth-out phase, and to evaluate the challenges and potentialities of the IP regime as an alternative to promote the development of the sector. Through a systematic literature review (PRISMA methodology), it was possible to characterize the Brazilian shrimp growth-out phase system and also determinate the use of energy in the main operational processes involved in this phase of the cultivation. The analysis generated data used for the elaboration of two hypothetical shrimp farms, one managed and operated in the conventional way and the other according to the principles of IP. Both farms have 18 ha of total area and have four nurseries (55 m3 each) and nine ponds of 1 ha; use feed and fertilizer; have as accessory structures deposits, refectory, bathrooms, changing rooms, garage and main and secondary access roads. In these farms, water pumping (20 hp pumps) and aeration (paddle aerator - 4 hp) are performed mechanically. They both also adopt two-phase operating system and semi-intensive production regime. In the conventional farm, the average initial density is 43 shrimps/m2, 90 days growingcycle and estimated productivity of 3,500,00 kg/ha. Based on these characteristics, the total energy cost calculated was 834,483.87 MJ. After a bibliographic review, we established the criteria for the practical application of IP principles for shrimp farming. Next, the IP and conventional production (CP) regimes were analyzed in a comparative conceptual way, evaluating, under social, economic, environmental and management aspects, the use of IP as a tool for the development of shrimp farming in Brazil. The main challenges for the success of IP in Brazil are: i) lack of specific technical standards for the certification of shrimp farms; ii) the possibility of increasing the investment costs involved in the implementation and operation of certified enterprises; and (iii) nondifferentiation in the internal market of certified and non-certified products. On the other hand, IP introduces forces superior to the PC: i) adoption of a systemic view of the production chain; ii) traceability of products and processes; iii) reduction of barriers to environmental licensing of the farms; iv) reduction of risks and damages caused by diseases; and v) optimization in the use of natural resources, production inputs and energy. Finally, simulations were carried out to analyze the economic viability among the PC regime, using the hypothetical farm mentioned above, and the IP of shrimp farming during the growth-out phase. The PI presented microeconomic indicators lower than those of the CP. However, the results obtained do not decree its lack of feasibility, on the contrary, they point a way to be traced and perfected. Thus, the results obtained here may be useful as a base foundation for reducing differences between CP and IP farms and for the viability of the implementation of the IP regime at shrimp farming in Brazil. Key-words: Cultivation of marine shrimp in ponds. PRISMA methodology. Energy efficiency. Integrated Production regime. SWOT. Delphi. Investment and risk analysis

From egg to slaughter: monitoring the welfare of Nile tilapia, Oreochromis niloticus, throughout their entire life cycle in aquaculture

The primary aim of this study was to comprehensively evaluate the welfare of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) throughout their entire life cycle within aquaculture, spanning from reproduction to slaughter. The methodology was structured to identify welfare indicators closely aligned with the principles of animal freedoms defined by the Farm Animal Council, encompassing environmental, health, nutritional, behavioral, and psychological freedom. Notably, psychological freedom was inherently considered within the behavioral and physical analyses of the animals. To accomplish this, an integrative systematic literature review was conducted to define precise indicators and their corresponding reference values for each stage of tilapia cultivation. These reference values were subsequently categorized using a scoring system that assessed the deviation of each indicator from established ideal (score 1), tolerable (score 2), and critical (score 3) ranges for the welfare of the target species. Subsequently, a laboratory experiment was executed to validate the pre-selected health indicators, specifically tailored for the early life stages of tilapia. This test facilitated an assessment of the applicability of these indicators under operational conditions. Building on the insights gained from this experimentation, partial welfare indices (PWIs) were computed for each assessed freedom, culminating in the derivation of a general welfare index (GWI). Mathematical equations were employed to calculate these indices, offering a quantitative and standardized measure of welfare. This approach equips tilapia farmers and processors with the tools necessary for the continuous monitoring and enhancement of their production systems and stimulate the adoption of more sustainable and ethical practices within the tilapia farming

Effects of salinity on the survival and histology of oysters Crassostrea gasar (Adanson, 1757)

Water salinity is among the most important factors influencing the distribution, abundance, growth, and survival of Crassostrea gasar, an important aquaculture resource grown in estuarine environments in diverse regions of the world. The goal of the present work was to evaluate the effects of different salinities on survival and the tissues of C. gasar under laboratory conditions. Two experiments were performed using adult oysters from five marine farms located in the bay of Guaratuba, Brazil. In Experiment 1, the daily survival rates were evaluated after the oysters were submitted to gradual acclimatization at salinities ranging from 0 to 65 gL-1 and maintained in the laboratory without feeding for up to 365 days. In Experiment 2, the oysters were exposed to salinity from 0 to 50 gL-1 for up to 30 days without feeding and possible histological alterations caused by salinity were assessed. Three tolerance ranges of C. gasar to salinity were identified: "Optimal" (between 4 and 40 gL-1), "Tolerable" (between 2.1 and 3.9 and between 41 and 50 gL-1) and "Intolerable" (less than 2 and greater than 50 gL-1). No evidence of histological alterations was observed in oysters exposed to the different salinities

Monitoring fish communities through environmental DNA metabarcoding in the fish pass system of the second largest hydropower plant in the world

The Itaipu Hydroelectric Power Plant is the second largest in the world in power generation. The artificial barrier created by its dam imposes an obstacle for fish migration. Thus, in 2002, a fish pass system, named Piracema Channel, was built to allow fish to access areas upstream of the reservoir. We tested the potential of environmental DNA metabarcoding to monitor the impact of both the dam and associated fish pass system in the Paraná River fish communities and to compare it with traditional monitoring methods. Using a fragment of the 12S gene, we characterized richness and community composition based on amplicon sequence variants, operational taxonomic units, and zero-radius OTUs. We combined GenBank and in-house data for taxonomic assignment. We found that different bioinformatics approaches showed similar results. Also, we found a decrease in fish diversity from 2019 to 2020 probably due to the recent extreme drought experienced in southeastern Brazil. The highest alpha diversity was recorded in the mouth of the fish pass system, located in a protected valley with the highest environmental heterogeneity. Despite the clear indication that the reference databases need to be continuously improved, our results demonstrate the analytical efficiency of the metabarcoding to monitor fish species

A produção integrada na carcinicultura brasileira

Orientador: Prof. Dr. Antonio OstrenskyCoorientador: Dr. Giorgi Dal PontTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Zootecnia. Defesa : Curitiba, 07/02/2018Inclui referênciasÁrea de concentração: Meio ambiente, melhoramento e modelagem animalResumo: O camarão é considerado uma iguaria gastronômica, amplamente aceito e demandado pelos consumidores de diferentes regiões do Brasil e do mundo. Grande parte do camarão produzido no Brasil vem de um ramo específico da aquicultura chamado de "carcinicultura". A carcinicultura marinha é composta por três elos que lhe conferem características de agronegócio e que precisam ser operacionalizados de forma integrada: o segmento de reprodução e larvicultura; as fazendas de crescimento e engorda e as unidades de processamento/beneficiamento e comercialização do produto final para o mercado consumidor. O processo produtivo de camarões em viveiros é complexo, envolve mão de obra qualificada e implica em significativos investimentos financeiros. A atividade enfrenta uma série de desafios no Brasil, como morosidade e grande burocracia relacionadas ao licenciamento ambiental; conflitos com outros usuários de áreas costeiras e com outras atividades extrativistas; problemas relacionados ao potencial poluidor da atividade, principalmente devido aos efluentes provenientes dos sistemas de cultivo e ainda, nos últimos anos, os produtores brasileiros passaram a conviver com surtos de enfermidades que afetam os camarões cultivados, como a Síndrome da Mancha Branca (WSSV). Diante deste cenário instável e desafiador, os carcinicultores brasileiros passaram a buscar alternativas para aumentar a eficiência do processo produtivo. Nesse contexto surge a Produção Integrada (PI), um regime voluntário de produção que visa melhoria do controle sanitário, maior eficiência e domínio sobre o processo produtivo e, ainda, atendimento das exigências dos mercados internacionais. O objetivo desse trabalho foi caracterizar a cadeia produtiva da carcinicultura marinha brasileira na fase de engorda e avaliar os desafios e potencialidades do regime de PI como alternativa para promover o desenvolvimento do setor. Por meio de levantamento bibliográfico sistemático (metodologia PRISMA - preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses) foi possível a caracterização do sistema de engorda de camarões marinhos no Brasil e também a contabilização do uso de energia nos principais processos operacionais envolvidos nessa fase do cultivo. Essa análise gerou os dados utilizados na elaboração de duas fazendas hipotéticas de camarão, uma gerida e operada nos moldes convencionais e outra de acordo com os princípios da produção integrada. Ambas as fazendas têm 18 ha de área total e possuem quatro berçários (55 m3 cada) e nove viveiros de 1 ha; utilizam ração e fertilizantes; possuem como estruturas acessórias depósitos, refeitório, banheiros, vestiários, garagem e vias de acesso principais e secundárias. Nelas, o bombeamento de água (bombas de 20 hp) e a aeração (aerador tipo pá - 4hp) são realizados mecanicamente. Ambas adotam ainda sistema operacional bifásico e regime de produção semi-intensivo. Na fazenda convencional a densidade inicial média é de 43 camarões/m2, ciclo de cultivo de 90 dias e produtividade estimada em 3.500,00 kg/ha. Com base nessas características, o custo total de energia calculado foi de 834.483,87 MJ. Após realização de revisão bibliográfica, foram estabelecidos critérios para a aplicação prática dos princípios da PI para a carcinicultura. Em seguida, analisou-se de forma conceitual comparativa, a PI e a produção convencional (PC), avaliando, sob aspectos sociais, econômicos, ambientais e de gestão, a utilização da PI como ferramenta para o desenvolvimento setorial da carcinicultura no Brasil. Os resultados indicam que os principais desafios para o sucesso da PI no Brasil são: i) ausência de padrões técnicos específicos para a certificação de fazendas de camarão; ii) possibilidade de aumentar os custos de investimento envolvidos na instalação e operação de empreendimentos certificados; e (iii) não diferenciação no mercado interno de produtos certificados e não certificados. Por outro lado, a PI introduz forças superiores à da PC: i) adoção de uma visão sistêmica da cadeia produtiva; ii) rastreabilidade de produtos e processos; iii) redução de barreiras ao licenciamento ambiental de fazendas de aquicultura; iv) redução de riscos e danos causados por doenças; e v) otimização no uso de recursos naturais, insumos e energia. Por fim, foram realizadas simulações para análise de viabilidade econômica entre os regimes de PC, utilizando-se a fazenda hipotética supracitada, e de PI de camarões marinhos em viveiros. A PI apresentou indicadores microeconômicos inferiores aos da PC, no entanto, os resultados obtidos não decretam a sua inviabilidade, pelo contrário, apontam um caminho a ser trilhado e aperfeiçoado. Nesse sentido, os resultados aqui obtidos poderão ser úteis como ponto de partida para a redução das diferenças entre empreendimentos convencionais e integrados e para a viabilização da produção integrada na carcinicultura. Palavras-chave: Cultivo de camarão marinho em viveiros. PRISMA. Eficiência energética. Regime de Produção Integrada. SWOT. Delphi. Análise de investimento e risco.Abstract: Shrimp is considered a gastronomic delicacy, widely accepted and demanded by consumers from different regions of Brazil and the world. Most of the shrimp produced in Brazil comes from a specific part of the aquaculture called "shrimp farming". The production chain of marine shrimp farming consists in three central links, which confers the agribusiness characteristics, and which need to be operated in an integrated way: (i) the reproduction and larviculture segment; (ii) growth-out phase farms; (iii) the processing and marketing units of the final product for the consumer market. The nursery process of cultivated shrimp is a relatively complex activity and requires technical known-how and significant financial investments. However, the activity faces a series of challenges in Brazil, such as bureaucracy and delaying related to the environmental licensing process; conflicts with users of the coastal areas, such as shellfish collectors, artisanal fishermen, and other extractive activities; problems related to the polluting potential of the activity, mainly as a result of the production of effluents at the cultivation systems. Another challenge that Brazilian shrimp farmers have been facing recently is related with the emergence of diseases, such as the white spot syndrome virus (WSSV), that caused serious outbreaks on the shrimp production. Faced with this unstable and challenging scenario, the Brazilian farmers started to look for alternatives to increase the efficiency of the production process. In this context, the integrated production (IP) regime emerges. The IP is a voluntary production regime that aim to improve sanitary control, subsidize the increase of efficiency and known-how to the production process and, also, meet the demands of international markets. The main objective of this work was to characterize the production chain of Brazilian marine shrimp farming, during growth-out phase, and to evaluate the challenges and potentialities of the IP regime as an alternative to promote the development of the sector. Through a systematic literature review (PRISMA methodology), it was possible to characterize the Brazilian shrimp growth-out phase system and also determinate the use of energy in the main operational processes involved in this phase of the cultivation. The analysis generated data used for the elaboration of two hypothetical shrimp farms, one managed and operated in the conventional way and the other according to the principles of IP. Both farms have 18 ha of total area and have four nurseries (55 m3 each) and nine ponds of 1 ha; use feed and fertilizer; have as accessory structures deposits, refectory, bathrooms, changing rooms, garage and main and secondary access roads. In these farms, water pumping (20 hp pumps) and aeration (paddle aerator - 4 hp) are performed mechanically. They both also adopt two-phase operating system and semi-intensive production regime. In the conventional farm, the average initial density is 43 shrimps/m2, 90 days growingcycle and estimated productivity of 3,500,00 kg/ha. Based on these characteristics, the total energy cost calculated was 834,483.87 MJ. After a bibliographic review, we established the criteria for the practical application of IP principles for shrimp farming. Next, the IP and conventional production (CP) regimes were analyzed in a comparative conceptual way, evaluating, under social, economic, environmental and management aspects, the use of IP as a tool for the development of shrimp farming in Brazil. The main challenges for the success of IP in Brazil are: i) lack of specific technical standards for the certification of shrimp farms; ii) the possibility of increasing the investment costs involved in the implementation and operation of certified enterprises; and (iii) nondifferentiation in the internal market of certified and non-certified products. On the other hand, IP introduces forces superior to the PC: i) adoption of a systemic view of the production chain; ii) traceability of products and processes; iii) reduction of barriers to environmental licensing of the farms; iv) reduction of risks and damages caused by diseases; and v) optimization in the use of natural resources, production inputs and energy. Finally, simulations were carried out to analyze the economic viability among the PC regime, using the hypothetical farm mentioned above, and the IP of shrimp farming during the growth-out phase. The PI presented microeconomic indicators lower than those of the CP. However, the results obtained do not decree its lack of feasibility, on the contrary, they point a way to be traced and perfected. Thus, the results obtained here may be useful as a base foundation for reducing differences between CP and IP farms and for the viability of the implementation of the IP regime at shrimp farming in Brazil. Key-words: Cultivation of marine shrimp in ponds. PRISMA methodology. Energy efficiency. Integrated Production regime. SWOT. Delphi. Investment and risk analysis