Para a análise do crescimento do perifíton verificamos inicialmente o crescimento através da massa seca (M.S g.m-2) e da clorofila_a, (cloro_a mg.m-2)
(tabela 5).
Tabela 5: Média e desvio padrão dos valores de massa seca (MS) e clorofila_a presentes no
perifíton.
A massa seca apresenta sua maior diferenciação entre tratamentos no 1o, 23o e após 121 dias de cultivo, nota-se também que as concentrações de clorofila_a são maiores no tratamento manta após o 72o dia.
Figura 12: Médias e desvio padrão da massa seca (barras) e clorofila_a (linhas) no tratamento
bambu (B) e no tratamento manta(M), presentes no perifíton.
0 10 20 30 40 50 60 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 1 23 72 93 121 127 C lorofi la_ a (mg. m -2) M as sa S ec a (mg/ m -2) Dias
M- Massa seca B- Massa seca
M-clorofila B clorofila_a
Tratamentos MS (g.m-2) Clorofila_a (mg. m-2)
Dias Manta Média Bambu Manta Média Bambu
1 3,136 + 0,60 6,621 + 1,80 2,650 + 0,62 2,101 + 0,42 23 19,965 + 5,94 9,410 + 4,19 11,947 + 1,51 9,130 + 4,11 72 25,397 + 14,03 21,072 + 11,55 33,315 + 19,95 10,328 + 9,64 93 11,509 + 2,47 7,081 + 2,80 5,680 + 0,50 1,739 + 0,61 121 27,823 + 10,80 1,043 + 0,46 23,815 + 13,60 7,316 + 5,34 127 21,894 + 8,71 9,330 + 3,85 13,573 + 7,89 5,545 + 4,29
Para as variáveis PT e NKT foram observadas diferenças significativas entre os tratamentos, tempo de cultivo e a interação tratamento X tempo de cultivo (Tabela 6).
Os teores de PT não apresentaram diferença significativa entre os tratamentos, porém apresentaram diferença no tempo, demonstrando que para o tratamento manta, o 1o dia (manta= 150,839 mg.m-2) se diferenciou de todos os
outros dentro do tratamento (dia 23o = 351,392; 72o =240,109; 93o = 291,727; 121o
= 273,481; 127o = 481,479 mg.m-2), já para o tratamento bambu o 93o dia
(160,737 mg.m-2) se diferenciou dos demais (1 o = 446,556; 72o = 440,497; 121o =
463,975 ; 127o = 479,339 mg.m-2) menos do 23o (230,949 mg.m-2)dia.
Para a variável NKT houve diferença significativa entre os tratamentos, no qual o tratamento manta (média= 665,44 mg.m-2) possui as maiores concentrações de nitrogênio total do que o tratamento bambu (média=413,00 mg.m-2). Neste mesmo tratamento é possível observar que os dias 0 (manta=191,625 mg.m-2) e 93o (manta=352,625 mg.m-2) apresentam-se diferentes dos demais (23o =868,875; 72o =994,975; 121 o =743,750; 127 o =840,875 mg.m-
2), o que não ocorreu no substrato bambu (0=285,600; 23o =526,400; 72o
=530,600; 93o =182,000 121o =547,400; 127o =406,000 mg.m-2) (Figuras 13 e 14).
Tabela 6: Análise de variância (ANOVA-com medidas repetidas) para quantidade de PT (Fósforo
total) (mg.m-2), NKT (Nitrogênio Kjeldahl total) (mg.m-2) encontradas no perifíton durante o experimento. Origem da Variação Média p valores (PT) Médias p valores (NKT) Tratamento 62504 0,09904NS 764696 0,00000*** Dias 59801 0,03365*** 412414 0,00000*** Tratamento x Dias 65724 0,02252*** 86442 0,00940***
Figura 13: Médias e desvios padrão (barras) dos teores de PT no perifíton, para os diferentes
tratamentos, durante o tempo de cultivo.
Obs: letras diferentes indicam diferença significativa.
Figura 14: Médias e desvios padrão (barras) dos teores de NKT no perifíton, para cada
tratamento, durante o tempo de cultivo.
A Análise de Componentes Principais aplicada aos resultados do perifíton verificamos que os dois primeiros componentes explicaram 92,51% da variabilidade dos dados. Para o eixo 1 observa-se uma correlação negativa com as variáveis NKT, MS e clorofila. O P-total apresentou correlação negativa com o eixo 2 (Tabela 7). 0 100 200 300 400 500 600 700 800 M B Fó sforo T otal (mg/ m2) Tratamento 0 23 72 93 121 127 0 200 400 600 800 1000 1200 M B N itrog ên io T ot al (mg /m -2) Tratamento 0 23 72 93 121 127
A
B
Tabela 7: Correlação das variáveis do perifíton com os dois primeiros eixos da Análise dos
Componentes Principais (PCA).
Variáveis Eixo 1 Eixo 2
NKT -0,948604 -0,128366
PT -0,149134 -0,986041
MS -0,924801 0,059768
Clorofila-a -0,937678 0,227740
% de variância total 66,41 26,10
Através da PCA é possível notar uma diferenciação quanto a todas as variáveis estudadas para o perifíton, diferenciando os tratamentos manta com maiores valores destas variáveis do que o tratamento bambu encontrado mais a direita do dendograma da PCA (Figura 15).
M.1 B.1 M.23 B.23 M.72 B.72 M.93 B.93 M.121 B.121 M.127 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 Fator 1: 66,41% Fator 2: 26,10% PT NKT M.S. Clorofila_a B.127
Figura 15: Dendograma dos tratamentos no tempo com base nos valores nominais de todas as
variáveis físicas e químicas do perifíton avaliadas.Obs: números representam os dias de cultivo e as letras (B) bambu, (M) manta e (C) controle, representam os tratamentos.
DISCUSSÃO
O uso de substratos para fixação de perifíton em sistemas de cultivo traz benefícios à qualidade da água e melhoria na produtividade dos sistemas aquícolas (Ramesh et al., 1999; Azim et al., 2001a; Thompson et al., 2002; Azim et al, 2003; Azim et al., 2004; Tidwell et al., 2000; Tidwell e Bratvold, 2005), principalmente, devido a incorporação e ciclagem de nutrientes para o crescimento da comunidade perifítica e a utilização desta como fonte de alimento por diversos organismos (Azim et al., 2001b; Tidwell et al., 1999 e 2001; Thompson et al., 2002). Todavia, no presente, estudo não houve resultado significativo em relação às variáveis: transparência, sólidos em suspensão, clorofila_a, nitrogênio inorgânico total, fósforo dissolvido, ortofosfato e fósforo total. Provavelmente esse resultado ocorreu pelo não desenvolvimento ou redução do crescimento da comunidade perifítica, devido aos processos de sedimentação e ressuspensão do material particulado dentro dos tanques, que se depositam sobre as algas da comunidade ou sobre os substratos. O material particulado pode impedir as trocas de substâncias com a água, promovendo a diminuição da biomassa fotossintética e a diminuição da riqueza e densidade de organismos (Oliveira e Rodrigues, 2002; Rodrigues et al., 2005). Durante a realização do estudo, foi possível observar grande quantidade de material particulado em suspensão aderido aos substratos, principalmente siltes e argila. A quantidade de material em suspensão pode ter sido provocada principalmente pelos aeradores e pelos movimentos de bioturbação, dos camarões (Kimpara et al, 2010) e Tilápias cultivados juntamente a dieta ofertada (Ritvo et al., 1997; Lowe-McConnell, 2000) .
Valores de sólidos em suspensão similares ao que observamos foram encontrados em policultivos de carpa com a presença de substratos feitos de bambu (75+20) e palha de arroz (70+6) e não foram encontradas diferenças significativas destes com o controle (58+11) (Rai et. al, 2008), Henares et al. (2013) também encontraram valores similares de sólidos em suspensão em criação de camarão com o uso de substratos e aerador, porém os tanques sem substratos apresentaram maiores valores do material particulado, o que não
ocorreu neste experimento, provavelmente devido a ação da tilápia e o uso de grandes quantidades de ração.
A colonização e desenvolvimento da comunidade perifítica nos substratos é facilmente alterada pela qualidade da água e pela hidrodinâmica dos ecossistemas nos quais se insere e necessitam da combinação de variáveis bióticas e abióticas, como: predação, competição, temperatura, luminosidade, nutrientes, entre outros (Peterson, 1996; Moschini-Carlos et al., 2000).
Para a variável clorofila_a, presente na água, a uniformidade encontrada entre os tratamentos, pode estar relacionada à dificuldade de crescimento do perifíton, que contribui para o desenvolvimento do fitoplâncton, já que não há competição na utilização de nutrientes presentes na água (Azim et. al, 2001a).
Em um estudo semelhante, utilizando substrato em mono e policultivos, não foi verificada diferença entre os cultivos e entre a utilização ou não do substrato (Udim, 2007), este estudo assim como o apresentado por Milstein (2009) (266 ug.L-1), na produção de tilápia, apresentou valores semelhantes aos encontrados no presente estudo. Já nos policultivos de carpas com o uso de substratos (Controle=56 + 11; Palha de arroz=48 + 20; Kanchi= 61 + 23 ug.L-1), os valores apresentaram-se muito menores que o presente estudo (Rai, et al., 2008)
Em relação ao nitrogênio total da água observamos que o tratamento manta possui menores valores do que os outros tratamentos (16% menor que o controle). Os menores valores de N-total na água tem relação inversa com o teor de N-total na manta que também apresenta maior valor de clorofila_a e massa seca que o substrato bambu. Provavelmente, os maiores valores de N-total e clorofila a na manta estão relacionados à maior área de fixação deste substrato (Rai et al., 2008), pois apresenta regiões porosas e de fácil fixação do perifíton. No experimento de Azim (2001a) foram encontradas menores quantidades de nitrogênio no fitoplâncton, nos tratamentos bambu e kanchi (Brotos de bambu dispostos lado a lado, na forma vertical), do que no tratamento controle, indicando o efeito negativo na qualidade nutricional do fitoplâncton causada pela retirada deste nutriente da água, pelo perifíton ou pela adsorção do material aos substratos.
Os valores de NT encontrados na água apresentaram-se muito superiores aos encontrados em ambientes naturais (1054,8 + 1176,2 ug.L-1) mesmo esse ambiente sendo receptor de efluentes domésticos (681,3 + 292,5 ug.L-1) (Martins
e Fernandes, 2011). Em experimento semelhante, utilizando substratos e aeradores, os valores foram muito superiores (9547, 7 + 2069, 5) aos encontrados no presente estudo (Henares et al., 2013). Em policultivos de carpa com a presença de substratos feitos de bambu e palha de arroz, não houve diferença entre as quantidades de NT e PT em relação ao controle, e os valores de fósforo total (mg.L-1) (Controle=2,30 + 0,78; Palha de arroz=1,03 + 0,21; Kanchi= 1,53 +
0,91) e nitrogênio total (mg.L-1) (Controle=1,43 + 0,45; Palha de arroz=1,53 +
0,59; Kanchi=1,60 + 0,17), apresentara-se superiores e inferiores, respectivamente, aos encontrados no presente estudo.
Os nutrientes PT e NT são considerados importantes na produção aquícola, pois, promovem a eutrofização (Esteves, 1998) e limitam a produção do perifíton e do fitoplâncton nos ecossistemas aquáticos com pequenas concentrações (Brezonik, Pollman, 1999; Francoeur, 2001).
Os valores de PT presente na água, em nosso estudo, são semelhantes ao encontrados por Henares et al. (2013), que possuem sistema semelhante de produção. Porém em sistemas naturais, comparando um ambiente não degradado (média= 13, 2 + 4 ug.L-1) com um ambiente influenciado por efluente domestico (média= 26,4 + 11,6 ug.L-1), os valores apresentam-se muito acima dos
encontrados no presente estudo (Martins e Fernandes, 2011). Talvez isso signifique uma insuficiência deste nutriente no fitoplâncton, pois, este provavelmente fica retido nos substratos ou não disponível em sua forma iônica, devido a baixas concentrações de oxigênio e pH (Doods, 2003).
Os principais processos envolvidos na remoção de nitrogênio e fósforo da água em sistemas de aquicultura são os processos de sedimentação, adsorção de material particulado, ação microbiólogica e transformações químicas (nitrato- nitrito) (Lin et al, 2002; USEPA, 2000).
A massa seca e a concentração de clorofila são indicadores da quantidade de perifíton sobre um substrato (Moschini-Carlos, 1996). Nós observamos diferenças nos valores destas variáveis comparando os tratamentos bambu e manta e observamos que o tratamento manta possui os maiores valores destas variáveis. Os valores de clorofila_a encontrados na produção de camarão utilizando diferentes substratos, possuem valores semelhantes (superiores a 5 mg.m-2) aos encontrados no presente estudo (Ballester, 2004). Para a variável massa seca o presente estudo apresentou valores muito inferiores aos
apresentados por Henares et al. (2013) (Tratamento com substrato e aeração = 9547.7 + 2069.5 e tratamento com substrato e sem aeração= 5179.7 + 1356.1).
Os valores médios da temperatura da água dos tanques (aproximadamente 27 oC para cada tratamento) permaneceram dentro dos níveis
aceitáveis para a aquicultura (Boyd,1990), provavelmente devido a época do ano em que os animais foram cultivados (dezembro a maio), quando, as horas de insolação e os valores de temperatura atmosférica apresentam-se altos. Essas altas temperaturas, a presença de matéria orgânica, a respiração de animais ou plantas, quando não há atividade de fotossíntese, e a decomposição aeróbia, são os principais responsáveis pela redução do oxigênio dissolvido na coluna d´água (Baldisserotto, 2002). Apesar da observação de baixos valores de oxigênio dissolvido terem ocorrido neste estudo, eles permaneceram dentro dos padrões para a produção de Macrobrachium (3 a 7 mg.L-1) (Boyd & Zimmermann, 2010) e
não apresentaram relação evidente com a água hipereutrófica, pois os valores dos nutrientes e dos sólidos em suspensão aumentaram com o tempo e o oxigênio não sofreu depleção evidente com este aumento. Os valores de oxigênio também sofreram influência dos aeradores instalados após o 26o dia, porém a aeração foi aplicada a todos os tratamentos, sofrendo a mesma influência
Em relação à produção, não houve diferença significativa no cultivo de camarões e tilápias, porém, apresentou valores de produtividade superiores a monocultivos de tilápia.
O uso de substratos dentro de policultivos pode propiciar um novo ambiente para pelo menos uma das espécies cultivadas, podendo otimizar sua produção. Em relação à qualidade da água não foi possível observar grandes diferenças, talvez pelo número de réplicas e os altos desvios apresentados, porém apresentam um padrão no qual é possível observar maior acumulação de partículas e crescimento de algas em substratos com maior superfície e rugosidade.
De modo geral os resultados apontam que não foi possível verificar o efeito do substrato na qualidade de água, esse efeito, provavelmente, pode ser devido à pequena biomassa de organismos cultivados, especialmente de camarões, pois, como a biomassa de camarões foi pequena, o grazing sobre o perifíton foi reduzido não influenciando as concentrações de nitrogênio e fósforo
presentes na água. Possivelmente o sistema mais pressionado pela biomassa, resultaria em diferenças tanto na produção como nas variáveis limnológicas.
Também houve maior crescimento da comunidade perifítica no tratamento utilizando a manta geotêxtil, possivelmente por possuir maior área para a fixação.
CONCLUSÃO
Não foi possível relacionar qualquer efeito de melhora na qualidade da água com o uso de substratos, pois, a biomassa de organismos cultivados foi pequena, com isso o a comunidade perifítica não sofria grandes transformações, com isso as possíveis respostas nas variáveis limnológicas foram silênciadas
O uso de aeradores juntamente com fatores que elevam a concentração de sólidos em suspensão também prejudica o desenvolvimento do perifíton e diminui sua atividade de ciclagem de nutrientes. Talvez o uso de outros sistemas de aeração (ar difuso, bomba aspersora, ou bombas verticais) possa diminuir a concentração de sólidos em suspensão e possam aumentar a eficiência dos substratos, tanto na produção quanto na qualidade da água.
O uso de substratos promoveu o crescimento de perifíton e a adsorção de partículas, porém a quantidade de biomassa não foi eficiente na remoção de nutrientes da água. No presente estudo o substrato mais eficiente neste processo foi a manta, provavelmente pela sua rugosidade, porosidade e maior área de fixação.
Sugere-se para futuros experimentos a utilização de maiores biomassa de animais produzidos.
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