Efeito da fertilização orgânica na nitrificação, produção de sólidos e uso de água em sistema BFT

Abstract

O sistema de bioflocos caracteriza-se pela utilização de bactérias para a remoção de compostos nitrogenados da água: bactérias heterotróficas e quimioautotróficas. Dessa maneira, diferentes técnicas podem ser utilizadas para a formação e manutenção dos bioflocos. O primeiro experimento teve o objetivo de analisar técnicas de formação dos bioflocos e seus efeitos no uso de água, na produção de sólidos e no desempenho zootécnico do Litopenaeus vannamei. Três tratamentos foram testados: sem fertilização orgânica suplementar, fertilização de acordo com a leitura nominal de amônia (quimioautotrófico) e fertilização de acordo com a produção estimada de amônia (heterotrófico). Os parâmetros de qualidade de água foram afetados pelos tratamentos. Houve diferenças significativas nos parâmetros zootécnicos, com melhores valores encontrados no tratamento misto. O volume total de água utilizado apresentou valores mais baixos no tratamento misto, enquanto os sólidos removidos foram quase quatro vezes maiores no tratamento heterotrófico em comparação com os demais. Estes resultados mostraram a importância de adotar um sistema de bioflocos misto heterotrófico / quimioautotrófico para otimizar o uso da água e diminuir a produção de sólidos. Porém, sabe-se que a relação carbono/nitrogênio pode influenciar no estabelecimento do processo de nitrificação e influenciar na produção de sólidos. Um segundo experimento foi realizado com o objetivo de verificar o efeito da relação C/N na composição de bactérias heterotróficas e nitrificantes e no desempenho zootécnico L. vannamei. Quatro tratamentos (n = 3) foram testados usando as seguintes relações C/N: 7,5/1, 10/1, 12,5/1 e 15/1. Parâmetros de água foram monitorados. Amostras de água foram coletadas para detectar o crescimento populacional de bactérias pela técnica de hibridização fluorescente in situ (FISH). Apenas a amônia se diferenciou entre os tratamentos. A nitrificação foi afetada na maior relação, embora não houve diferenças na composição bacteriana. Os volumes totais de água utilizados e os sólidos removidos (estimados) apresentaram valores mais baixos nos tratamentos 10/1 e 12,5/1. Os resultados mostraram a importância de reduzir a quantidade de carbono para diminuir os sólidos suspensos totais no sistema BFT.

The Biofloc Techonology System is characterized by the use of bacteria to remove nitrogenous compounds from water: heterotrophic and quimioautotrophic bacteria. In this way, different techniques can be used to form and maintain the bioflocs, depending on which group of microorganisms the predominance is desired. The first experiment aimed to analyze the effect of bioflocs formation techniques on the zootechnical performance of Litopenaeus vannamei, water use and solids production. A trial was carried out using different floc formation techniques: without supplemental organic fertilization, fertilization according to the nominal ammonia level (chemoautotrophic) and fertilization according to the estimated ammonia production (heterotrophic). The water quality parameters were affected by the treatments. There were significant differences in the zootechnical parameters with better values found in the mixed treatment. The total volume of water used presented lower values in the mixed treatment, while the solids removed were almost four times higher in the heterotrophic treatment in comparison with the others. These results showed the importance of adopting a heterotrophic / chemoautotrophic mixed biofloc system to optimize water use and decrease solids production. However, it is known that Carbon/Nitrogen ratio can influence the establishment of the nitrification process and influence the production of solids in a mixed system. A second experiment was then carried out, adopting a mixed system testing different carbon / nitrogen ratios. The aim of the study was to verify the effect of the C/N ratio on composition of heterotrophic and nitrifying bacteria and on the zootechnical performance of L. vannamei. Four treatments (n = 3) were tested using the following C/N ratios: 7.5/1, 10/1, 12.5/1 and 15/1. Water parameters were monitored. Water samples were collected to detect the bacterial population growth by in situ fluorescence (FISH) technique. Only ammonia differed between treatments. Nitrification was affected in the highest ratio, although there were no differences in bacterial composition. The total volumes of water used and the solids removed (estimated) presented lower values in the treatments with intermediate fertilization. The results showed the importance of reducing the amount of carbon to decrease total suspended solids in the BFT system.