Sistemas de Cultivo

Inoculación de microalgas acelera la producción de biofloc

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By Milthon Lujan

La tecnología biofloc juega un importante rol en mantener la calidad del agua de crianza, y provee alimentos extra para las especies acuícolas. Esta tecnología podría resolver los efectos adversos de la descarga de nitrógeno.

Como sistema basados en los microbios, se considera que el biofloc contiene 29% de microalgas, 35% de bacterias, 24% de hongos y 12% de zooplancton. Las microalgas, como uno de los principales componentes, están involucradas en la formación de biofloc.

En este sentido, los investigadores de la Huzhou University evaluaron cuál es la concentración inicial de Chlorella pyrenoidosa que podría ser adecuada para la formación de biofloc, y revelar los mecanismos de promoción de C. pyrenoidosa en el biofloc mediante la calidad del agua y la comunidad bacteriana.

Microalgas y biofloc

Chlorophyceae, Bacillariophyceae, y Cyanophyceae son las principales especies en las etapas iniciales del sistema biofloc. Además, Chlorella, Acutodesmus y Chlamydomonas se encuentran de forma regular en la composición de un biofloc estable.

Estas microalgas no solo participan en la formación del biofloc, también juegan un rol importante en remover los nitratos, proveyendo oxígeno a las bacterias heterotróficas e incrementar la agregación de microorganismos en el agua mediante sus excreciones.

Los investigadores han reportado que la adición de Chlorella vulgaris, Chlorella sorokiniana, Scenedesmus dimorphus, y Neochloris oleoabundans pueden formar el biofloc; y que la adición de Chlorella sp., Grammatophora sp., y Navicula sp. puede incrementar la cantidad de proteínas y lípidos en biofloc.

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Comparado con C. vulgaris, Chlorella pyrenoidosa (C. pyrenoidosa) produce una mayor biomasa. Esta microalga se distribuye ampliamente y se cultiva como alimento para los animales acuícolas.

Influencia de Chlorella pyrenoidosa en el desarrollo del biofloc

Cuando la concentración del fitoplancton en el sistema biofloc se incrementa, también aumenta la cantidad de biofloc.

“Nuestros resultados indican que C. pyrenoidosa puede promover la formación de biofloc. Encontramos que no hay un efecto significativo en la formación de biofloc cuando la adición inicial de C. pyrenoidosa fue menor a 1 × 108 cells·L−1”, reportan.

Cuando la adición inicial de C. pyrenoidosa excede los 1 × 108 cells·L−1, esto podría significativamente promover la formación de biofloc. No obstante, en sistema biofloc con la adición de C. pyrenoidosa (1 × 1010 cells·L−1) resultó en una menor producción durante la fase final.

Influencia de C. pyrenoidosa en la comunidad bacteriana

“Hemos encontrado que Pseudomonadales, Caulobacterales y Sphingomonadales pertenecientes al phylum de Proteobacteria eran los cuatro órdenes principales que desempeñaban un papel en el proceso metabólico anterior” destaca el estudio.

También reportaron que Pseudomonas, Brevundimonas y Xanthobacter eran los géneros dominantes en el filo de Proteobacteria. Pseudomonadales (Pseudomonas) tenía las características de nitrificación heterótrofa y desnitrificación aeróbica simultáneamente.

Conclusión

“La presente investigación demostró claramente que la adición de C. pyrenoidosa podría promover la eficiencia de producción del biofloc. Especialmente cuando las concentraciones iniciales estaban en el rango de 5~10 × 109 células·L-1, era el nivel mejor inoculado para la rápida formación y estabilidad del biofloc”, concluyeron.

Una concentración demasiado baja no podría producir un efecto visible macroscópicamente, mientras que una concentración demasiado alta inhibiría el rendimiento de la producción de biofloc.

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“También demostramos que la adición de C. pyrenoidosa podría provocar la reducción de la riqueza y diversidad de especies. Al mismo tiempo, la inoculación de esta microalga podría hacer que Proteobacteria y Bacteroidota sean dominantes en el sistema de biofloc, mientras que el orden de Rhizobiales podría ser un factor biológico principal que promueva la formación de biofloc”, describieron.

Finalmente, la inoculación de C. pyrenoidosa podría mantener la calidad del agua al aumentar la proporción de varias bacterias desnitrificantes (como Flavobacterium, Chryseobacterium, Pseudomonas, Brevundimonas, Xanthobacter, etc.).

La investigación contó con el apoyo financiero de Public Welfare Research Key Project of Huzhou City, Basic Public Welfare Research Project of Zhejiang Province, Natural Science Foundation of Zhejiang Province y el Innovation and Entrepreneurship Training Project for College Students.

Referencia (acceso abierto)
Chen, Yang, Zhichao Fu, Zhenyi Shen, Rongfei Zhang, Jianhua Zhao, Yixiang Zhang, and Qiyou Xu. 2023. «Rapid Production Biofloc by Inoculating Chlorella pyrenoidosa in a Separate Way» Water 15, no. 3: 536. https://doi.org/10.3390/w15030536

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