Desempeño de los sistemas acuícolas de recirculación en el cultivo intensivo del Pacú Piaractus mesopotamicus(Characiformes: Characidae)
Omar Domínguez Castanedo& David Alberto Martínez Espinosa
*Dirección para correspondencia Abstract ]]>
Performance of recirculating aquaculture systems in the intensive farming of Pacú Piaractus mesopotamicus (Characiformes: Characidae). An alternative to intensify fish production, reducing the environmentalimpact and production costs are recirculating aquaculture systems (RAS). The performance of a RASwas evaluated, as fish growth and water quality conditions, in a culture of ]]>
Piaractus mesopotamicus reared forornamental purposes. Two commercial food brands with different protein contents (18%-TI and 28%-T2), weregiven to juvenile fishes during an eight weeks period. Growth was measured bi-weekly: standard length (Lp),peak height (A), weight and multiple condition factor (KM). The evaluation of water parameters included: dissolvedoxygen, NH3-NH4, pH, NO2, NO3, KH carbonate hardness and PO4. NH3-N rate production was analyzedfollowing Timmons-Ebeling ]]>
Una alternativa que permite intensificar la producciónacuícola, y reducir el impacto ambiental y los gastosde operación son los sistemas acuícolas de recirculación(SAR). Se evaluó el desempeño de SAR AquaticEcosystems® en el cultivo ornamental ]]>
Piaractus mesopotamicus,y se estimó el crecimiento y la calidad del agua,con dos alimentos comerciales de 18 (T1) y 28% (T2) deproteínas. Del crecimiento se midieron quincenalmente:la longitud patrón, altura máxima, peso y factor de condiciónmúltiple (KM). De la calidad de agua se evaluósemanalmente, O.D., NH3-NH4, pH, NO2, NO3, KH y PO4.Con el modelo de Timmons-Ebeling se calculó la tasa deproducción de NH3-N. Los resultados muestran diferenciassignificativas ]]>
3 fue de 99.4 a 100%. La biomasa final fue de T1: 22.03kg y T2: 27.49kg. Se concluye que los sistemas pudieron alojar la ]]>
Palabas clave: sistemas acuícolas de recirculación, Piaractus mesopotamicus, calidad de agua, crecimiento, cultivoornamental.
Los sistemas acuícolas de recirculación (SAR) son ampliamente utilizados en la producción intensiva de peces. Estos sistemas permiten superar algunas desventajas de los sistemas de cultivo tradicionales, como por ejemplo: utilizan menos del 90% de agua y espacio; limitan las interacciones con el medio ambiente a través de la ]]>
et al. 2000, Timmons & Ebeling 2007). También poseen algunas desventajas tales como: su elevado costo, requieren de capacitación para su operación, corriente eléctrica, instalaciones, tecnología especializada, y agua de buena calidad ]]>
Los SAR permiten concentrar de nueve hasta 100g/L de biomasa, lo que favorece el incremento en los niveles de amonio-nitrógeno, producto del catabolismo de las proteínas contenidas en los alimentos (Ebeling et al. 2006), de tal forma que la magnitud de estos niveles depende directamente de la ]]>
Durante el cultivo, la mayor parte ]]>
3). La mayoría de las especies de peces cultivados poseen un rango estrecho de tolerancia a este compuesto, que aún en bajas concentraciones es tóxico por lo que es necesario proveer de mecanismos que mejoren (aumenten) su remoción del cultivo (Eshchar et al. 2006), al igual que para otros parámetros que influyen en la calidad del agua como los nitritos, el dióxido de carbono, el pH y los sólidos ]]>
et al. 2006, Eshchar et al. 2006). La eficiencia en el desempeño de los SAR como dispositivos de cultivo intensivo depende entonces de que el funcionamiento del sistema permita mantener las condiciones de calidad del agua necesarias para que la especie en cultivo tenga tasas de crecimiento adecuadas (Timmons & Ebeling 2007).
El uso de los SAR se ]]>
Piaractus mesopotamicus-pez nativo del sistema lacustre Paraná-Paraguay, en la porción tropical de Sudamérica-. La pesca del pacú ha provocado una reducción importante de sus poblaciones naturales, además la continua presión antrópica sobre los recursos naturales ha resultado en eldeterioro de su ]]>
En países sudamericanos el ]]>
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En el presente trabajo se evalúa el desempeño de los SAR para el cultivo intensivo de pacú como pez de ornato; con dos alimentos de diferente contenido proteico, evaluado a partir del crecimiento de los peces y de la capacidad de los sistemas para mantener rangos aceptables en los principales parámetros de calidad de agua, durante el tiempo que tardan los peces en llegar a talla comercial (10cm).
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Materiales y Métodos
El trabajo se realizó en el Laboratorio de Sistemas Acuícolas de la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Xochimilco (19°18’11’’ N - 99°06’07’’ W). Asimismo, se evaluaron dos tratamientos con una réplica cada uno en SAR comerciales horizontales, Mini-FishFarm, ]]>
®, circulares, con volumen de 1 890 litros, con velocidad de filtración de 360 litros por hora y una capacidad de carga máxima de 22.68kg, de acuerdo con las especificaciones del fabricante, el estanque tiene un diámetro de 1.50m y una altura de 0.90m, un filtro mecánico de sedimentación y uno biológico a base de soportes de porcelana. Además, se cultivaron 1 200 individuos de la especie Piaractus mesopotamicus por tratamiento. La biomasa, longitud, altura y peso iniciales fueron de ]]>
®, y se mantuvo constante en 26±1ºC a lo largo de todo el experimento.
Los tratamientos utilizados fueron los siguientes: Tratamiento 1 (T1): alimento comercial peletizado de ]]>
®, de mayor costo: US$ 1.54 por kg y un mínimo de 28% de proteína. Los peces fueron alimentados según los protocolos aplicados en las granjas comerciales de tilapia, de acuerdo con la biomasa de los peces (Chhorn&Webster 2006). La cantidad de alimento proporcionado a los peces se estimó en función de dos aspectos: 1) el peso de los organismos obtenido en cada ]]>
Cada 15 días se registraron las siguientes variables morfométricas: el peso se obtuvo con una balanza digital (±0.001g), la longitud estandar(Lp) y altura máxima del cuerpo (A) con un calibrador vernier ]]>
et al. (1999) y Cochran (1980):
donde:
N=Tamaño de muestra D.E=Desviación estándar E.D=Error deseado
El crecimiento de los peces se evaluó con base en el incremento de peso, longitud y altura. Además, se estimó el Factor de Condición Múltiple (KM), por considerarlo un indicador de la eficiencia para transformar el alimento en biomasa y la utilización de la energía (Ricker 1975, Medina 1979), la ecuación que se usó fue:
donde:
KM=Factor de condición múltiple W=Peso (g) L=Longitud (cm) b=Coeficiente de regresión de la longitud contra el peso A=Altura (cm) c=Coeficiente de regresión de la altura contrael peso
Con el objeto de describir el patrón de crecimientose determinó la distribución de la tallay el peso de los peces por quincena (Hoaglin et al. 1991).
La calidad de agua se registró midiendosemanalmente los siguientes parámetros:oxígeno disuelto (OD), con un oxigenómetrodigital con precisión de ±0.1mg/L; y dióxidode carbono (CO2) de la relación indirecta entreel pH con la dureza por carbonatos (KH). Losvalores para el amonio ionizado (NH4), nitritos(NO2), nitratos (NO3), KH y fosfatos (PO4), seestimaron con un espectrofotómetro multiparamétrico con precisión de ±0.01mg/L. El pH seobtuvo con un potenciómetro digital con precisiónde ±0.2. El amonio no ionizado (NH3), dela relación indirecta entre NH4, la temperaturay el pH.
Para evaluar la capacidad de metabolizar elamonio-nitrógeno se utilizó el modelo propuestopor Timmons & Ebeling (2007): ]]>
donde:
PTAN=Tasa de producción de amonio-nitrógenototal por día (kg/día) F=Ración alimenticia (kg/día) PC=Concentración de proteína en el alimento(valor decimal)
Los resultados arrojados por el modelofueron extrapolados a cifras quincenales paraobtener la diferencia entre los datos generadospor el modelo y los obtenidos en los muestreosde amonio-nitrógeno. Por otro lado, la concentraciónde proteína utilizada para el modelo fuela indicada por el fabricante.La evaluación del desempeño de los SAR,se efectuó, mediante lo siguiente: 1) los registrossemanales de los parámetros de calidadde agua y sus interacciones, 2) la tasa deeliminación de amonio, 3) la sobrevivencia y4) el crecimiento de los peces.Para conocer el efecto de la calidad del alimento sobre los parámetros morfométricosde los peces (peso, longitud patrón y altura) yla calidad de agua, se realizó una prueba de t destudent con un nivel de significancia de 0.05.
Resultados
Crecimiento: Los valores iniciales, finales,así como el incremento en gramos y la ganancia en porcentaje de peso, longitud yaltura de los peces se muestran en el Cuadro 1. Al comparar los dos tratamientos, sólo se registrarondiferencias significativas en el peso delos peces (t-student, p<0.02), donde el T2 (28%de proteínas) presentó el mayor incremento engramos y en porcentaje (Fig. 2). Los peces conmayor longitud estándar (Fig. 1) y altura máximafueron los del T2, sin observar diferenciassignificativas entre los tratamientos (p>0.05).
Factor de Condición Múltiple (KM):Los peces del T1 (de 18% de proteína) presentaronun KM mayor. El patrón en el usode la energía muestra un almacenamiento enla primera quincena de crecimiento, seguidode su utilización en la quincena siguiente. Elpatrón se repite durante las tercera y cuartaquincenas (Fig. 3).
Calidad de agua: Los valores mínimos,máximos y promedio de los parámetros decalidad de agua se muestran en el Cuadro 2. Durante la mayor parte del periodo experimental el T2 presentó las menores concentraciones de oxígeno disuelto (Fig. 4), sin presentarse diferencias significativas entre los dos tratamientos (t-student, p>0.05).
Las concentraciones más elevadas de CO2se presentaron en el T2. En ambos tratamientoslos niveles se incrementaron a partir de la quintasemana, y se elevó drásticamente en la semanaocho, sin tener repercusiones en los peces.De tal manera que se observaron diferenciassignificativas entre los tratamientos (t-student,p<0.05) (Fig. 4).
En los compuestos nitrogenados NH4,NH3, NO2 y NO3, las concentraciones mayoresse presentaron en el T2, sin observarse significanciaen las diferencias (t-student, p>0.05).El comportamiento del amonio ionizado y noionizado fue similar en ambos tratamientos.Los niveles se elevaron a partir de la quintasemana, y llegaron a los valores máximos en lasemana final del experimento. Ocurrió lo contrarioen los nitritos, los cuales descendieronen la quinta semana para el T2 y en la tercerasemana en el T1.
Los nitratos se comportaron de formasimilar en ambos tratamientos, con las concentracionesmás bajas al terminar el periodoexperimental. No existieron diferencias significativas(t-student, p>0.05).
En los dos tratamientos el pH fue ligeramentebásico el inicio del experimento yácido al pasar las semanas, y terminaron conlos valores más bajos en el tratamiento conmenor proteína (Fig. 5), sin ser significativaslas diferencias (t-student, p>0.05). En ambostratamientos se registraron niveles letales (inferioresa cinco) a partir de la sexta semana, porlo que se realizaron cambios del 20% del volumende agua para estabilizar este parámetro.Los cambios se llevaron a cabo con el fin deevitar la muerte masiva de peces y determinarel tiempo en que los organismos alcanzaron su talla comercial como productos ornamentales, objetivo del trabajo.
La dureza por carbonatos (KH) presentóconcentraciones entre 0 y 7°dH. Los valoresmás altos se registraron en el T1. Cabe destacarque al inicio de la cuarta y durante la quinta semana, los niveles descendieron hastaconcluir el experimento; no se observarondiferencias significativas entre los tratamientos(t-student, p>0.05).
La mayor concentración de fosfatos seregistró en el T1. Ambos tratamientos aumentaronlos niveles de este parámetro al paso delas semanas. No hubo diferencias significativas(t-student, p>0.05). Capacidad de metabolizar el amonionitrógeno:Los resultados arrojados por elmodelo de Timmons & Ebeling, sobre la tasade producción de amonio-nitrógeno con baseen la ración alimenticia semanal, indican que laeficiencia para metabolizar el amonio en el T1fluctuó entre 99.74-99.9% y del 99.8-100% enel T2 (Cuadro 3). ]]>
Evaluación del sistema: La cantidad de biomasa final promedio fue de 22.03±1.04 y27.49±1.56kg, para el T1 y T2, respectivamente.
En el tratamiento 1 se llegó ]]>
Discusión
Crecimiento: La diferencia principal enlos resultados obtenidos entre los tratamientosradica en ]]>
et al. (2002) en el PacúPiaractus brachypomus, 21.94, 20.79 y 23.49g,con 30% de proteína, incluso los resultadosobtenidos en este trabajo son mayores a los delcitado autor. Por su parte, Ortiz
et al. (2004),reportan en P. mesopotamicusuna ganancia enpeso de entre 35.3 y 67.72% en sus tratamientos,muy por debajo de la ganancia reportada enel presente trabajo 89.73-96.87% (Cuadro 2).
En peces alimentados con 20-25, 30-35y 40-45% de proteína Bachara
et al. (1999),documentan en P. mesopotamicus una ganancia de 47.5-97.3%, valores mayores a los del T1(18% de proteína) de la presente investigación. Sin embargo, el T2 (28% de proteína) de este trabajo supera a los valores deganancia documentados por Bachara et al.(1999), con excepción de su tratamiento con 40% de proteínas.
Factor de condición múltiple: El KM fue descendiendo al aumentar la talla y peso de lospeces, lo que indica una utilización de la energía destinada para el crecimiento sin detectarse diferencias significativas entre los tratamientos(t-student, p>0.05). En ambos tratamientos sepresenta una relación inversa entre el factor decondición y el crecimiento de los peces. Los peces donde se ]]>
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Calidad de agua: No obstante que losniveles de oxígeno llegaron a estar por debajode los rangos considerados ideales para laacuicultura (entre 3.0 y 5.0mg/L) (Rebaza et al. 2002, Timmons & Ebeling 2007), durante el estudio se mantuvieron sobre los 0.50mg/L, que son los mínimos aceptables para esta especie (Pullela 1997). Sin embargo, es probableque la baja concentración de este parámetro serelacione con la alta densidad de peces en el sistema, la concentración de ]]>
2, durante la quinta semana, a partir de la cual se recambió el agua para evitar el efecto dañino del pH(Wedemeyer 1996). La tasa de ingreso de oxígeno, debido al diseño del sistema se mantuvo estable durante todo el experimento, y se rebasó al aumentar el tamaño de los peces. Este fenómeno es común en sistemas de producción intensiva por lo que se recurre a la inyección de oxígeno líquido (Eshchar et al. 2006).
Las concentraciones de NH3 se mantuvieronen los rangos aceptables durante el experimento debido a que el pH se mantuvo entre los niveles de neutro a ácido en la mayor parte de este trabajo. Lo anterior contribuyó a disminuir su letalidad, como lo mencionan Eshchar et al. (2006) y Timmons & Ebeling (2007). La concentración de este compuesto aumenta en pH ]]>
3 es18 veces más tóxico a un pH de 8.2 que a 7.0(Eshchar et al. 2006).
En este trabajo, los niveles de NO2 superaronen las primeras semanas los niveles óptimos ]]>
et al. (2004) para Colossoma macropomumen exposiciones mayores a 70 horas. Pero en este estudio no se reportaron mortalidades durante los periodos de mayor concentración de este compuesto.
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Los valores de pH llegaron a niveles ácidospor debajo de lo recomendado por Vinatea (2002), Losordo (1997) y Rebaza et al. (2002),a partir de la quinta semana de experimentación.Su comportamiento pudo deberse al aumento del CO2 en el sistema pues cuando las concentraciones de éste suben el pH se ]]>
2 y el intercambio atmosférico fue insuficiente para su eliminación (Timmons & Ebeling 2007).
Evaluación del desempeño del sistema acuícola de recirculación: El ]]>
et al. 1999, Ortiz et al. 1999, Rebaza et al. 2002). En esta investigación, el crecimiento de P. mesopotamicus en sistemas intensivos fue mayor queen cultivos semi-intensivos, y se considerasatisfactorio el desempeño solo hasta la quintasemana ]]>
En calidad de agua, el único parámetro que salió del rango aceptable fue el pH, desdela sexta semana, debido a que el CO2 aumentó de manera drástica desde la quinta semana.Por otro lado, las concentraciones de NH3 se mantuvieron dentro del rango no letal ]]>
2 aumentó y el O.D. disminuyó. Por otra parte, el valor de los NO2 superó los rangos recomendados por los citados autores, sin producir un efecto plausible en los peces. Los sistemas fueron capaces de metabolizar casila totalidad de amonio-nitrógeno producido apartir del alimento a lo largo de todo el periodo experimental; sin embargo, los niveles de los parámetros ]]>
Ahora bien, se puede concluir que la estrategiaempleada en el T2 (28% de proteína),fue la que produjo el mayor crecimiento en lospeces, por lo tanto es la diferencia ]]>
después de la sexta semana. Finalmente, los peces alcanzaron la talla comercial ornamental (10cm) en cuatro quincenas. ]]>
Agradecimientos
A Samuel Marañón Herrera por sus aportesal diseño y el análisis de datos. A MiguelA. Mosqueda, Jesús Sánchez y Liliana ]]>
manuscrito. A Francisco Juárez Salas por suapoyo en la traducción del resumen. Referencias
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*Correspondencia a:Omar Domínguez Castanedo& David Alberto Martínez Espinosa Laboratorio de Sistemas Acuícolas, Departamento El Hombre y su Ambiente, Universidad Autónoma Metropolitana- Xochimilco, Calzada del Hueso No. 1100, Col. Villa Quietud, Delegación Coyoacán, 04960, México, DF., México; odominguez@correo.xoc.uam.mx, maed4024@correo.xoc.uam.mx
Laboratorio de Sistemas Acuícolas, Departamento El Hombre y su Ambiente, Universidad Autónoma Metropolitana- Xochimilco, Calzada del Hueso No. 1100, Col. Villa Quietud, Delegación Coyoacán, 04960, México, DF., México; odominguez@correo.xoc.uam.mx, maed4024@correo.xoc.uam.mx
