Producción de tilapia utilizando tecnología de biobloques

Ahorrar agua y reciclar los residuos mejorará la economía

Estos estanques intensivos de 0,1 hectáreas contienen tilapia en el bioambiente de acuicultura del Pacífico en California, EE. UU.

La producción de tilapia ha crecido enormemente en las últimas décadas. En 2010, la producción mundial de tilapia, que rondaba los 3 mm, fue superada solo por los mariscos. Las tendencias actuales muestran un aumento constante de la producción y una expansión de la tilapia en varios mercados, desde restaurantes caros hasta hogares locales en todo el mundo.

Aunque se necesitan niveles más altos de producción, el aumento de la producción acuícola está limitado por la disponibilidad de agua y tierra adecuadas en todo el mundo. La forma más práctica y respetuosa con el medio ambiente de aumentar la producción acuícola es utilizar sistemas de producción intensiva.

Tecnología Biofloc

Uno de los sistemas que permite la intensificación con costos operativos y de inversión relativamente razonables es la tecnología de biocombustibles.

La tecnología Biofloc se basa en la gestión de estanques con un intercambio mínimo de agua y el desarrollo posterior de una densa población microbiana. Los microbios se controlan ajustando la relación carbono: nitrógeno (C: N) para controlar la concentración de nitrógeno inorgánico en el agua.

Las bacterias que componen los biocomponentes absorben nitrógeno amoniacal (TAN), producen proteínas microbianas y permiten que las proteínas alimentarias no utilizadas se reciclen. Los sistemas de biofloc se utilizan ampliamente para la producción de camarón.

Tilapia y bioflocks

La tilapia está idealmente adaptada a los sistemas de bioclock. Los herbívoros que se alimentan de filtros se adaptan a la captura de biococos flotantes, y los peces fuertes y estables crecen y prosperan en sistemas densos.

Una característica importante de los sistemas de producción de tilapia Bioflock, especialmente en comparación con los sistemas de camarón, es la biomasa muy alta. Según la experiencia del autor, la biomasa de tilapia puede alcanzar 200-300 tm / ha, en comparación con alrededor de 20 tm / ha de camarón en estanques bien manejados. Esta diferencia es una característica muy importante para un mínimo intercambio de agua. Sin embargo, las altas densidades de peces generan grandes cantidades de desechos.

Control de TAN

La liberación diaria de TAN, si no se trata y se deja en el agua, es lo suficientemente alta como para provocar la muerte de los peces. Dos procesos mediados por microbios operan en sistemas de biofloc para controlar las concentraciones de TAN.

El primer proceso es la asimilación de TAN en una proteína microbiana por bacterias heterótrofas. En sistemas donde el nivel de carbono existente es más alto que el nitrógeno (relación C: N superior a 15), las bacterias utilizan el carbono como material de construcción para el nuevo material celular. Debido a que las células microbianas están hechas de luz, necesitan nitrógeno y absorben amoníaco en el agua. Tanto la experiencia como la teoría muestran que cuando C: N es mayor que 15, la concentración de TAN se mantiene baja.

Otro proceso microbiano es la nitrificación, que convierte el amoníaco y el nitrito tóxicos en nitrato. Es importante señalar que ambos procesos solo pueden tener lugar si los consorcios microbianos apropiados se encuentran a un nivel suficiente en el agua. Los consorcios heterótrofos se desarrollan con bastante rapidez después de la acumulación de materia orgánica en el agua. La comunidad nitrificante se desarrolla lentamente y tarda unas cuatro semanas en alcanzar su capacidad si no se aplica un inóculo adecuado.

La asimilación microbiana de nitrógeno es, como se mencionó, un mecanismo de alta potencia que controla el nivel de nitrógeno y especialmente de TAN en el agua. La proteína microbiana coproducida puede ser una fuente de alimento de alta calidad para los peces. En los sistemas microbianos microbianos, donde las densidades bacterianas pueden alcanzar miles de millones de células / ml, las bacterias se adhieren a otros organismos y partículas orgánicas para formar biobloques con tamaños de partículas que van desde 0,1 hasta unos pocos milímetros. Estas partículas son fácilmente recolectadas y asimiladas por la tilapia.

Sólidos suspendidos

Cuando la biomasa de peces es alta, los sólidos totales (SST) o el volumen de biocombustible se acumulan rápidamente en los estanques. La comunidad microbiana deseada y las existencias de alimento no deben liberarse descuidadamente, pero los niveles excesivos de TSS aumentan el consumo de oxígeno y los niveles muy altos pueden obstruir las branquias de los peces.

Además, si el agua no está bien mezclada o si la concentración de TSS excede la capacidad de mezcla del sistema, los sólidos se asentarán hacia abajo y pueden acumularse en las capas o bolsas anaeróbicas del suelo. Los sitios anaeróbicos en el fondo del estanque pueden provocar la producción de compuestos tóxicos reducidos e inhibir gravemente el crecimiento de los peces.

El nivel de TSS se puede controlar mediante el drenaje del lodo, una mezcla adecuada del agua y un buen diseño del fondo del estanque.

Proteína en bioflocks

La cantidad de proteína almacenada en las biocolecciones es muy importante. Si solo el 50 por ciento del TAN excretado a través de la tilapia es asimilable y está disponible como alimento para peces, este proceso puede agregar una cantidad de proteína equivalente a la alimentación de 30% de proteína en gránulos con una ración diaria de 150 g / m3. Además, los peces, a diferencia de los piensos usados, pueden ser utilizados continuamente por los peces.

Al comparar el comportamiento de alimentación de la tilapia que crece en el estanque Bioflock con el de la tilapia en estanques de control equivalentes alimentados dos veces al día, los peces en los estanques de control tenían mucha hambre y se apresuraron hacia los gránulos de alimento flotantes, mientras que la tilapia en los estanques Bioflock comía en silencio. indicando que no habían tenido hambre antes de alimentarse. Se puede esperar que la alimentación semicontinua disponible con biobloques ayude a los peces más pequeños a competir con el alimento por los peces más grandes y así lograr una mayor uniformidad de tamaño.

La alta densidad de población es un aspecto típico de los sistemas biocloc.

Alimentación

La alimentación es un control importante para lograr la proporción correcta de C: N, que promueve la absorción de amonio del agua. Además, las estrategias de alimentación eficaces permiten que los peces utilicen proteínas microbianas recicladas, reduzcan los costos y minimicen los residuos. Se necesita más investigación sobre la composición y ración de piensos optimizados.

La relación C: N recomendada se puede obtener alimentando gránulos bajos en proteínas o aumentando los gránulos de pienso con un material carbonoso como melaza, mandioca, trigo u otras harinas. La primera opción puede ahorrar mano de obra. Sin embargo, la facilidad del autor se basa en el paso y la excreción de carbohidratos agregados a través de bacterias utilizadas por los peces. Es posible que esta suposición no se aplique.

Las raciones de alimento pueden ser inferiores a las de los estanques de tilapia convencionales. Cuando los camarones estaban en tanques, se encontró que la ración de alimento podía reducirse un 30 por ciento menos que los estándares utilizados en los sistemas convencionales. Se ha evaluado, pero no se ha demostrado, que la ración de alimento se puede reducir en los sistemas de biofloc de tilapia en al menos un 20 por ciento con respecto a los niveles del sistema convencional.

La melaza es fácilmente soluble y es bastante fácil de agregar a los estanques. Agregar harina requiere más esfuerzo para dispersar. Usar un agitador en un recipiente fuera del estanque para crear una suspensión, en lugar de una harina seca que tiende a madurar en el estanque, puede ayudar al proceso.

Manejo de oxigeno

El consumo de oxígeno en el cultivo intensivo de tilapia con biofloc es bastante alto debido a la alta respiración tanto de la biomasa de los peces como del metabolismo microbiano. El consumo de oxígeno ha sido evaluado o modelado por varios científicos.

Los estanques de tilapia de Biofloc tienden a ser bastante pequeños, de 100 a 1000 m2, principalmente debido a las dificultades para mezclar bien el agua dentro de cuerpos de agua más grandes. La mayoría de los estanques son redondos o cuadrados con esquinas redondeadas. Los suelos de los estanques suelen tender hacia el punto central para facilitar la concentración y el drenaje diario.

El rango de aireación requerido es de 10 a 20 hp para un estanque de 0,1 ha. Sin embargo, la tasa de aireación exacta requerida para un estanque en particular debe ajustarse, después de una determinación diaria del nivel de oxígeno en el estanque, a un nivel mínimo normal de 4 mg de oxígeno / l. El uso de aireadores debe adaptarse a la biomasa de peces y estanques. Las granjas suelen utilizar una aireación más baja al inicio del ciclo de producción, aunque es aconsejable utilizar la capacidad del estanque con dedos grandes y mantener una biomasa relativamente estable mediante transferencias adecuadas.

La colocación adecuada de los aireadores es muy importante. La mayor parte de la aireación de los estanques se usa para lograr un movimiento circular del agua que recolecta las partículas depositadas en el medio del drenaje tanto como sea posible, generalmente usando aireadores. Sin embargo, existen demandas contradictorias sobre este tema.

Queremos poder drenar el exceso de lodos de forma eficaz, pero al mismo tiempo mantener los biocombustibles suspendidos en el agua. Se recomienda colocar un aspirador o elevadores de aire cerca del centro del estanque para resuspender las partículas cerca del desagüe del medio para evitar una sedimentación excesiva. Al ajustar correctamente la ubicación de estas unidades, es posible lograr una resuspensión óptima de biocapas menos densas y la sedimentación de partículas más pesadas.

Un requisito muy importante es la existencia de un sistema de respaldo y monitoreo sensible y confiable. La falla de aireación en una biomasa de peces alta puede ser crítica si el respaldo no se activa en una hora.

La aireación es esencial porque el consumo de oxígeno en los sistemas intensivos de biocombustibles es alto debido a la respiración tanto de los peces como de las comunidades microbianas que metabolizan sus residuos orgánicos.

Vigilancia

Aunque los estanques de biofloc de tilapia son relativamente fáciles de operar, requieren un monitoreo cuidadoso y una respuesta rápida a los problemas detectados. Debido a que los estanques están muy cargados, cualquier error que no responda puede volverse crítico. Sin duda, se necesita un seguimiento de rutina de la acuicultura. Los siguientes parámetros son de especial importancia:

  • Oxígeno. Si tiene mucho oxígeno, puede reducir la cantidad de aireadores que se utilizan para ahorrar electricidad. Si el nivel de oxígeno es inferior a 4 mg / l, agregue aireadores.
  • Nitrógeno amoniacal total. Una concentración de TAN por debajo de 0,5 mg / l significa que el sistema funciona bien. Es posible que desee considerar agregar menos carbono. Si el TAN aumenta, reaccione rápidamente agregando carbón.
  • Nitrito. El nitrito puede tener un efecto negativo sobre la tilapia, aunque su efecto es limitado en agua salada. Sin embargo, un aumento de nitrito puede indicar una acumulación de sitios anaeróbicos. Si el nitrito aumenta, revise las pilas de sedimento cuidadosamente y, si lo encuentra, vuelva a colocar el aireador.
  • Capacidad de floculación. Determinar el volumen de la parvada usando conos Imhoff es fácil y económico. El volumen del flóculo debe estar entre 5-50 ml / l. Si es muy poco, agregue carbohidratos y si es mayor a 50, aumente la remoción de lodos.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de mayo / junio de 2011 de ).

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