Estratégias de biorremediação de sedimentos em viveiros de piscicultura com bactérias do gênero Bacillus: estudo em escala laboratorial

Abstract

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Aquicultura, Florianópolis, 2021.A intensificação da piscicultura traz consigo a produção de um grande volume de resíduos orgânicos com potencial de gerar prejuízos à produção aquícola. Frente a este problema, o objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de bactérias do gênero Bacillus e de enzimas extracelulares no incremento da decomposição da matéria orgânica presente no sedimento de viveiros de piscicultura. No primeiro experimento, com duração de nove dias, amostras de sedimentos foram colocadas em caixas plásticas de 18L, juntamente com a aplicação de dose única de inóculos bacterianos contendo Bacillus subtilis e B. licheniformis, com as seguintes concentrações: 1,21 x 106 UFC g-1 (equivalente a 75 g ha-1), 2,41x 106 UFC g-1 (equivalente a 150 g ha-1), 4,82 x 106 UFC g-1 (equivalente a 300 g ha-1) e 1,61x 107 UFC g-1 (equivalente a 1000 g ha-1), além de um tratamento controle, com adição apenas de solução salina. Após secagem, as amostras foram analisadas e os tratamentos 75, 150 e 300 g ha-1 apresentaram reduções de 18 a 22% nos teores de matéria orgânica. No segundo experimento, também com duração de nove dias, amostras de sedimentos foram colocadas em embalagens plásticas de 1L, compondo um experimento inteiramente casualizado, com seis tratamentos e dois controles, com cinco repetições cada. Nos tratamentos controles (Controle e Controle - 3) foi aplicada apenas solução salina (0,65% NaCl) em uma dose única e em três doses com intervalos de três dias, respectivamente. Nos demais tratamentos foi efetuada aplicação de solução salina (0,65% NaCl) em uma dose única e em três doses com intervalos de três dias contendo o seguinte: consórcio bacteriano de B. subtilis + B. licheniformis em concentração aproximada de 2,41 106 UFC g-1 (tratamentos B150 e B150 ? 3); consórcio de enzimas contendo xilanase, amilase, fitase, protease, hemicelulase e pectinase (tratamentos E150 e E150 ? 3); ou a mistura de ambos (tratamentos B+E150 e B+E150 ? 3). Foram analisados os teores de carbono (orgânico total, orgânico particulado e orgânico associado aos minerais), de nitrogênio (total, orgânico particulado e associado aos minerais) e suas respectivas relações C/N. Nenhum tratamento incrementou a redução dos teores de carbono. O tratamento B150 foi capaz de reduzir os teores de nitrogênio. Este estudo indica que a aplicação das bactérias Bacillus subtilis e B. licheniformis é capaz de incrementar a decomposição da matéria orgânica presente no sedimento de viveiros de piscicultura, diferentemente do consórcio de enzimas, que não demonstrou tal capacidade.Abstract: The intensification of fish farming brings with it the production of a large volume of organic waste with the potential to generate losses to aquaculture production. Faced with this problem, the objective of this study was to evaluate the capacity of bacteria of the genus Bacillus and extracellular enzymes in increasing the decomposition of organic matter present in the sediment of fish farming ponds. In the first experiment, lasting nine days, sediment samples were placed in 18L plastic boxes, together with the application of a single dose of bacterial inoculum containing Bacillus subtilis and B. licheniformis, with the following concentrations: 1.21 x 106 UFC g-1 (equivalent to 75 g ha-1), 2.41 x 106 UFC g-1 (equivalent to 150 g ha-1), 4.82 x 106 UFC g-1 (equivalent to 300 g ha-1) and 1.61x 107 UFC g-1 (equivalent to 1000 g ha-1), in addition to a control treatment, with the addition of saline only. After drying, the samples were analyzed and the treatments 75, 150 and 300 g ha-1 showed reductions of 18 to 22% in the contents of organic matter. In the second experiment, also lasting nine days, sediment samples were placed in 1L plastic packages, composing a completely randomized experiment, with six treatments and two controls, with five repetitions each. In the control treatments (Control and Control - 3) only saline solution (0.65% NaCl) was applied in a single dose and in three doses with intervals of three days, respectively. In the other treatments, saline solution (0.65% NaCl) was applied in a single dose and in three doses with intervals of three days containing the following: bacterial consortium of B. subtilis + B. licheniformis in an approximate concentration of 2.41 106 UFC g-1 (treatments B150 and B150 - 3); consortium of enzymes containing xylanase, amylase, phytase, protease, hemicellulase and pectinase (treatments E150 and E150 - 3); or the mixture of both (treatments B + E150 and B + E150 - 3). The levels of carbon (total organic, organic particulate and organic associated with minerals), nitrogen (total, organic particulate and associated with minerals) and their respective C / N ratios were analyzed. No treatment increased the reduction of carbon levels. The B150 treatment was able to reduce nitrogen levels. This study indicates that the application of the bacteria B. subtilis and B. licheniformis is able to increase the decomposition of organic matter present in the sediment of fish farms, unlike the consortium of enzymes, which has not demonstrated such capacity