BALANÇO IÔNICO E CULTIVO DE L. vannamei EM BAIXA SALINIDADE.

FURG

BALANÇO IÔNICO E CULTIVO DE L. vannamei EM BAIXA SALINIDADE. Plácido Moura Out 2019

Classificação das águas. POR

SALINIDADE MMA/ Resolução CONAMA 357/2005 Água doce: < 0,5. ÁGUAS SALOBRAS: 0,5 - 30. Água salgada: > 30.

   

Sistema VENEZA (1958) (aplicação universal) OLIGOHALINA: 0,5 – 5 Mesohalina: 5 – 18 Polihalina: 18 – 30



“Baixa salinidade” para criação de camarão. Definição: ≤10 g/L (Boyd 2002)

POR    

LOCALIZAÇÃO Águas oceânicas: Mar (97.4%) Águas continentais: Superfície da terra (2,6%).

Superficiais (rios, lagos) Subterrâneas (poços).

Cultivos em águas interiores. 







Biosseguranca 

Distanciamento dos focos de contaminação.



Menor quantidade de espécies vetores de doenças.

Economia. 

Menor custo do m2 (terras não agricultáveis)



Menor custo com logística



Produto valioso em mercados restritos.

Ambiente (sistema BFT) 

Sistema fechado e reúso de água (NECESSIDADE!).



Utilização de águas inservíveis.

Social 

Contentor de migrações humanas.



Desenvolvimento local.

Cultivo em águas interiores.

Realidade mundial: Brasil, Chile, China, Equador, EUA, India, Israel, México, Tailândia etc.

N° de propriedades por principal fonte de captação de água (Estado do Ceará).

300 250

282 247 226

76 fazendas.

23%

200 150

122

100

0

65

53

50 2

20

409 fazendas.

58%

5

3

2011

2015/2016 Estuário

Oceânica

Poço

Rio

Açude

2019 - 60% das vendas para micro e pequenos produtores e salinidade <10

5,4x maior.

COMPOSIÇÃO DA ÁGUA DO MAR 

Salinidade 

Soma da concentração de todos os íons inorgânicos dissolvidos na água.



Praticamente constante nos oceanos. 

Atlântico: 35,4 g/L



Índico: 34,8 g/L



Pacífico: 34,5 g/L 



* poucas excessões: Mar Báltico: 8 g/L ,Mar Morto: 270 g/L.

Mar: a maior riqueza e diversidade do reino mineral em solução.

ÍONS NO MAR

PRINCIPAIS CONSTITUINTES (99,99%) ELEMENTOS MENORES OU TRAÇO (0,01%)

Castello, J.P. & Krug, L.C. (2015)

Hem,(1968) – 53 elementos

ÍONS MAJORITÁRIOS

Mais de 99,3% da massa de sais dissolvidos.

RELAÇÕES IÔNICAS

Íon

Símbol o

Água do mar (mg/L)

Cálcio

Ca2+

400

Magnésio

Mg2+

1.350

Potássio

K+

370

Sódio

Na+

10.500

Bicarbonato

HCO3-

142

Cloreto

Cl-

19.000

Sulfato

SO4-

2.700

Ca2+: Mg2+: K+≈ 1 : 3 : 1

Porquê estudar a composição iônica da água ?

1.

*L. vannamei: especie eurihalina (sal. 0,5–45 g/L) (Menz & Blake 1980; Bray et al.

1994), porém requer faixas de concentrações específicas dos íons. (Boyd et al.

2002)

2.

Águas continentais: grandes diferenças nas proporcões iônicas das águas marinhas e entre si, mesmo em fontes próximas. (Boyd 2001; Boyd et al. 2002; Boyd & Brown 1990).

3.

Águas subterrâneas: podem variar de adequadas a tóxicas para o cultivo dependendo da composição iônica. (Boyd, 2002)

4.

Em sistemas fechados a íons podem acumular ou se estinguir afetando o desenvolvimento do L. vannamei (Prangnell et al. 2016).

Equilíbrio iônico (“Balanço iônico”) Lei da Eletroneutralidade.

“Em uma solução aquosa, a soma dos íons com carga positiva deve ser igual à soma dos íons com carga negativa”

Cátions (meq) ≈ Ânions (meq) 597,0 meq/L

594,5 meq/L

Conceitos de avaliação: Balanço iônico e Relações iônicas. 

Equilíbrio Iônico/Balanço Iônico: Propriedade química de soluções aquosas baseada no princípio da neutralidade elétrica. Íons positivos ≈ Íons negativos ∑ Cátions (meq) ≈ ∑ Ânions (meq)



Adequação das relações iônicas: Correção da composição iônica da água com o objetivo de adequar as concentrações individuais e relativas dos íons a valores semelhantes ao ambiente natural da espécie cultivada (L. vannamei mar), independendo da salinidade.

Relações.

Ca : Mg : K (mg/L) : 1: 3 : 1 Na:K (mg/L): 28 : 1

Checagem de balanço iônico 

CÁLCULO DO ERRO PADRÃO (%)

(Custodio and LLamas, 1983).

ERRO PADRÃO 

Ex:

Erro padrão (%) = x 100  0,41% (água do mar).



Se o erro for maior que 15% a análise tem baixa precisão.



Relação direta com a qualidade do laboratório e ou analista.

AVALIAÇÃO DE RELATÓRIOS DE ANÁLISE DE ÁGUA

Le & Boyd, 2013

Erro Médio (%):

BALANÇO IÔNICO CORRETO

Amostra “B4” Relações Iônicas

Amostra “B3” Relações Iônicas

Ca : Mg : K = Na : K = 684

Ca : Mg : K = Na : K = 318

RELAÇÕES IÔNICAS INSATISFATÓRIAS.

Ambas as amostras necessitam de correção de Mg2+ e K+ para se cultivar L. vannamei com sucesso.

Como corrigir ĂĄguas desequilibradas iĂ´nicamente ?

Samocha et al. (2017)

Como cultivar o camarão marinho em águas desequilibradas iônicamente ? 

Suplementação via ração.



Liu et al. 2014.





Adição de K+



Melhor resultado 14,8g de K+/Kg de racão.

Zhou et al. 2014. 

Adição de NaCl.



Melhor resultado 40g de NaCl/Kg de ração.

Como cultivar o camarão marinho em águas desequilibradas iônicamente ? 

Água do mar artificial: 

Alternativa para locais com fontes de água doce e distantes da costa.

FORMULAÇÕES COMERCIAIS COMPLETAS FORMULAÇÃO PARA FABRICAÇÃO PRÓPRIA

Obs: Não substitui a correção iônica individual ao longo dos ciclos de cultivo

CULTIVOS DE CAMARÃ&#x2022;ES MARINHOS ZONAS INTERIORES (Brasil e Mundo)

CARCINOCULTURA EM ZONAS INTERIORES REGIÃO NORDESTE • • • •

Cultivos semi-intensivos / intensivos Baixa tecnificação Aguas naturais com pouca correção iônica Investimento em pré-berçários

Jaguaruana – CE • Vale do rio Jaguaribe • Aprox. 30 Km do mar em linha reta • * ‰ média 0,5 / Alcalinidade média 85 g.CaCO3. L-1 • 2a maior produção nacional em 2016 (IBGE, 2016) Itabaiana – PB • Vale do rio Paraíba • Aprox. 60 Km do mar em linha reta • * ‰ média 2,5 / Alcalinidade média 204 g.CaCO3. L-1 • * Produtividade: 2,5 - 4,2 ton/ha • Moura, 2019 - PPGAqui/ FURG - dados não publicados

CARCINOCULTURA EM ZONAS INTERIORES REGIÃO CENTRO- SUL • • • • • • • • • •

Maior densidade demográfica e 80% do PIB Nacional Maior consumidora do camarão nacional Cultivos superintensivos em sistema fechado Mão de obra qualificada Águas doces salgadas artificialmente Investimento em tecnologia e estruturas modernas Pequenas áreas (urbanas e rurais) Mercados locais Produto de elevada qualidade e valor comercial Processo de independência do camarão Nordestino

EMPREENDIMENTOS POR ESTADO. 10 5 0

8 1

1

1

7

*dados não oficiais

6

5 1

ESTUDOS PC-EMA-FURG

Produção de bibliográfica EMA-FURG aplicada a cultura de L. vannamei em BS.

Dissertação (Maicá, 2009)

Tese (Xavier, 2016)

Dissertação (Alves Neto, 2018)

Dissertação (Santana, 2019)

MAICÁ, PAULA FRAGA (2009) DISSERTAÇÃO: INFLUÊNCIA DAS BAIXAS SALINIDADES NA COMPOSIÇÃO MICROBIANA E NO DESEMPENHO DE JUVENIS DE L. vannamei CULTIVADOS EM SISTEMA SUPER-INTENSIVO SEM RENOVAÇÃO DE ÁGUA DESENHO EXPERIMENTAL: - 16 tanques circulares (163L) - Pmi: 0,24 ± 0,08g - DE: 300 camarões/m2 - TDC: 40 dias - Ração: 42,5% PB - TRATAMENTOS: - Água do mar diluída - Salinidades (0, 2, 4 e 25‰) x 4

RESULTADOS: MAICÁ (2009):

XAVIER, JOÃO ANTONIO AMARAL (2016) TESE: FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA NO CULTIVO DE L. vannamei EM SISTEMA DE BIOFLOCOS CAP 1 - Composição iônica da água ao longo de um ciclo de cultivo de L. vannamei em sistema BFT. CAP 2 - Desempenho de pós-larvas de L. vannamei criadas em berçários “indoors” em condições de bioflocos em diferentes salinidades e trocas zero-água.

CAP 3 - Fontes alternativas de água para o cultivo do camarão branco do pacífico em sistema de bioflocos.

CAP 4 - Cultivo de L. vannamei em sistema de bioflocos em baixa salinidade: Substituição de água marinha por cloreto de sódio e diferentes concentrações de magnésio.

XAVIER, JOÃO ANTONIO AMARAL (2016) TESE: FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA NO CULTIVO DE L. vannamei EM SISTEMA DE BIOFLOCOS CAP 4 - DESENHO EXPERIMENTAL: - 18 tanques de 40 L úteis.

- Pmi: 0,09g ± 0,04g - DE: 1.250 camarões/m3 - TDC: 21 dias - Ração: 40% - 38% PB - TRATAMENTOS: - Substituição de água do mar por NaCl (Sal 8) - Níveis (0%, 25%, 50%, 75%, 87,5% e 100%) x 3

RESULTADOS: XAVIER (2016):

ALVES NETO, INÁCIO (2018) DISSERTAÇÃO: EFEITO DO USO DE DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE MAGNÉSIO NA ÁGUA DO CULTIVO DO CAMARÃO BRANCO DO PACÍFICO, L. vannamei EM BAIXA SALINIDADE COM TECNOLOGIA DE BIOFLOCOS

CAP 1 - Cultivo do camarão branco do Pacífico, L. vannamei com diferentes concentrações de magnésio na água: fase de berçário e engorda em sistema de bioflocos.

CAP 2 - Acute toxicity of nitrate in L. vannamei juveniles at low salinity levels.

ALVES NETO, INÁCIO (2018) DISSERTAÇÃO: EFEITO DO USO DE DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE MAGNÉSIO NA ÁGUA DO CULTIVO DO CAMARÃO BRANCO DO PACÍFICO, L. vannamei EM BAIXA SALINIDADE COM TECNOLOGIA DE BIOFLOCOS CAP 1 - DESENHO EXPERIMENTAL: • Salga artificial Kester et al. (1967) • 18 tanques de 40 L úteis • Inóculo flocos filtrados.

• Fase 1 - Berçário: Pmi: 0,017g / DE: 1500 pls/m³ /TDC: 42 dias ( ≅1g) • Fase 2 – Engorda: Pmi: ≅1g / DE: 500 cam/m³ / TDC: 35 dias.

• Ração: 40% PB TRATAMENTOS: • Variações na relação Mg2+:Ca2+ em sal.5 • Mar :T1 – Controle x 3 (1:3:0,9) • Salga artificial: (T2 – 3:1 / T3 - 2:1 / T4 - 1:1 / T5 - 0,5:1 / T6 - 0,1:1) x 3

RESULTADOS: ALVES NETO (2018)

RESULTADOS: ALVES NETO (2018)

SANTANA, HENRIQUE JUN KOIKE (2019) DISSERTAÇÃO - CULTIVO DO CAMARÃO BRANCO DO PACÍFICO, L. vannamei EM BAIXA SALINIDADE COM TECNOLOGIA DE BIOFLOCOS : EFEITOS DE DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE SULFATO DESENHO EXPERIMENTAL: • Salga artificial Kester et al. (1967) • 24 tanques de 40 L úteis • Inóculo flocos filtrados.

• Fase 1 - Berçário: Pmi: 0,046g / DE: 1500 pls/m³ /TDC: 35 dias ( ≅1g) • Fase 2 – Engorda: Pmi: ≅1g / DE: 500 cam/m³ / TDC: 43 dias.

• Ração: 40% PB TRATAMENTOS: • Variações na concentração de SO4-2 sal.5 • AM5 :T1 – Controle x 3 (392 mg.L-1) • Salga artificial: (SA2 – 784/ SA1 - 392 / SA 0,5 - 196 / SA 0,25 - 98/ SA 0,12 – 49 mg.L -1) x 3

RESULTADOS: SANTANA (2019)

RESULTADOS: SANTANA (2019)

RESULTADOS: SANTANA (2019)

Figura 4: Imagens das brânquias (objetiva de 40x.)

BREVES CONCLUSÕES

• Dissertação (Maicá, 2009) – Os níveis de proteína e lipídios dos flocos diminuem com o aumento da salinidade (microorganismos) em berçário de L. vannamei em BFT. • Tese (Xavier, 2016) – é possível substituir até 50% de águas marinhas por NaCl sem alterar o crescimento e sobrevivência de juvenis de L. vannamei em BFT. • Dissertação (Alves Neto, 2018) – A redução da relação Mg2+:Ca2+a 1:1 não afetou o crescimento e sobrevivência do L. vannamei (berçário e engorda) em sistema BFT de BS acarretando uma economia de 26% na salga artificial.

• Dissertação (Santana, 2019) – As diferentes concentrações de SO4-2 em uma salga artificial não

PESQUISA EM CONCLUSÃO

DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA BFT APLICADO AO CULTIVO DO CAMARÃO MARINHO L. vannamei EM ÁGUAS INTERIORES OLIGOHALINAS. PLÁCIDO MOURA 2020

Moura (2020) Levantamento da composição iônica das carcinoculturas em águas interiores.

• •

Coleta de água em propriedades (49 amostras).

Determinacao majoritários.

•

• •

dos

29

Jaguaruana- CE Ceará Mirin- RN

íons

Ca2+ , Mg2+ ,K+ , Cl- , HCO3- , SO42- , Na+

Coleta de dados produtivos e estruturais.

Experimentos em intensivo em BFT.

sistema

Salgado de São Felix - PB Imagem: Google Earth

Moura (2020) – OBJETIVOS DA TESE. 1. Determinar um perfil iônico comum entre as carcinoculturas localizadas no semi-árido nordestino 2. Avaliar estratégias para a prevenção de mortalidades por compostos nitrogenados em BS em sistema BFT. 3. Avaliar os efeitos do aporte de água marinha natural, em águas artificiais oligohalinas análogas ás encontradas no semi-árido, no crescimento de pós-larvas de L. vannamei em sistema BFT. 4. Avaliar os efeitos de diferentes alcalinidades e alcalinizantes no berçário de L. vannamei em águas oligohalinas análogas as encontradas no semiárido.

5. Avaliar os efeitos da manipulação da relação Na +:K+ na engorda de L. vannamei em águas oligohalinas análogas as encontradas no semi-árido.

6. Desenvolver fontes alternativas de sais de baixo custo para favorecer a interiorização do cultivo de camarão.

PERSPECTIVAS FUTURAS

INLAND / DOMESTIC / INDOOR / URBAN SHRIMP FARMING 2010

Florida, Texas e Alabama

FONTE: seafoodsource.com/news/aquaculture/what-s-the-future-of-u-s-shrimp-farming

2012 FONTE: pri.org/stories/2015-05-26/vietnamese-immigrant-raises-fresh-shrimp-boston-one-indoor-vattime FONTE: shrimpnews.com/FreeReportsFolder/NewsReportsFolder/USAmassSly8ShrimpFarm.html

2019

FONTE: thefishsite.com/articles/us-shrimp-production-set-to-scale-new-heights

Empresa localizada Dakota do Sul: os objetivos são dobrar a produção interna de L.

INLAND / DOMESTIC / INDOOR / URBAN SHRIMP FARMING

CULTIVOS DE CAMARÕES EM ZONAS DESÉRTICAS

2011 – Deserto de Mojave (EUA)

FONTE: bbc.com/portuguese/noticias/2011/09/110909_las_vegas_camaroes_mm.shtml

2017 – Deserto de Sonora (EUA)

FONTE: azcentral.com/story/news/local/arizona-contributor/2017/09/06/desertsweet-shrimp-farming-arizona/622878001/

2016 – Deserto do Wisconsin (EUA)

FONTE: modernfarmer.com/2016/02/sahara-desert-shrimp-farming/

2019 – Deserto do Saara (Argélia)

FONTE: koreatimes.co.kr/www/news/biz/2016/02/123_196826.html

“1 Kg de camarão equivale a 10% do salário médio mensal na Argélia “

“A carcinocultura nessas regiões desempenha um papel importante na conquista de apoio dos países em desenvolvimento em todo o mundo"

E O “DESERTO” BRASILEIRO ?

As grandes áreas produtoras de camarões em BS estão atreladas apenas a dois rios nordestinos (Jaguaribe e Paraíba).

11% do território Nacional.

Ocorre uma baixa exploração dos poços salinizados distribuídos em todo a região.

NE - Escassez de ågua ou abundância de sol ?

FONTE: conexaoplaneta.com.br/blog/inaugurada-nopiaui-maior-fazenda-solar-da-america-latina/

Problema hídrico, tecnológico ou político ?

No ponto de vista do L. vannamei o sertão já “virou mar” faz tempo.

OBRIGADO !!!

DĂ&#x161;VIDAS ?

placidopsm@yahoo.com.br

AGRADECIMENTOS FINANCIADORES

APOIADORES