El Acuicultor

Manejo de compuestos nitrogenados en el cultivo de camarón

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By Milthon Lujan

El cultivo de camarón marino es uno de los sectores de la acuicultura de más rápido crecimiento, siendo la especie “camarón blanco del Pacífico” Litopenaeus vannamei la más cultivada en todo el mundo.

Libro sobre el manejo de compuestos nitrogenados en el cultivo de camarón vannamei.
Libro sobre el manejo de compuestos nitrogenados en el cultivo de camarón vannamei.

Uno de los puntos críticos en el cultivo de camarones, y de cualquier especie acuícola, es la calidad del agua; y dentro de este aspecto, los compuestos nitrogenados tienden a acumularse durante el cultivo y si no son gestionados adecuadamente pueden generar grandes perjuicios a los camaroneros.

Un equipo de investigadores de Embrapa publicaron un libro sobre el manejo de los compuestos nitrogenados en el cultivo de camarón marino. El documento describe la cadena productiva del camarón, abordando conceptos como los principales sistemas de cultivo, las enfermedades que afectan al camarón, entre otros.

Asimismo, el libro describe cómo el camaronero debe controlar los compuestos nitrogenados, las principales estrategias de fertilización de los estanques y los microorganismos involucrados en el consumo de compuestos tóxicos de los animales cultivados.

Compuestos nitrogenados en el cultivo de camarón

Con el aumento de las densidades de cultivo, es importante que el acuicultor preste mucha atención a los compuestos nitrogenados.

El amoniaco, los nitritos y nitratos en los sistemas extensivos no perjudican la calidad del agua, debido a la menor carga orgánica; sin embargo, cuando pasamos al cultivo intensivo, es necesario conocer la dinámica de los compuestos nitrogenados y el papel de la comunidad bacteriana, para mantener la calidad del agua.

En los sistemas de cultivo acuícolas las principales fuentes de nitrógeno son los fertilizantes nitrogenados, las excretas de los organismos y los restos de los alimentos no consumidos.

Durante el período de cultivo, los compuestos nitrogenados pueden ser analizados en la misma granja camaronera por medios de metodologías colorimétricas y medidos por medio de espectrofotómetros o fotocolorímetros.

El libro incluye una serie de ejemplos para la estimación de los compuestos nitrogenados.

Conversión de los compuestos nitrogenados

En los sistemas de cultivo acuícolas, dependiendo de las estrategias de manejo adoptadas y de las condiciones ambientales, la conversión del nitrógeno amoniacal total (NAT) puede acontecer principalmente de tres formas:

  • Por medio de la remoción fotoautotrófica por algas, en la cual el NAT es convertido en biomasa algal;
  • por las bacterias autotróficas responsables por la oxidación del amoníaco a nitrito y nitrato;
  • por las bacterias heterotróficas, responsables por transformar el nitrógeno amoniacal total directamente en biomasa bacteriana.
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La materia orgánica presente en el tanque de cultivo de camarón pasará por el proceso de mineralización, lo que liberará nutrientes al ambiente, especialmente el nitrógeno (N) y fósforo (P). En presencia de luz, las microalgas utilizan estos nutrientes como sustrato para su desarrollo.

Control de los compuestos nitrogenados

En los sistemas extensivos y semi-intensivos, los compuestos nitrogenados son controlados por medio de la oxidación del amoníaco a nitrato por una combinación de proceso autotróficos, impulsados por bacterias nitrificantes y procesos fotoautotróficos que asimilan amoníaco directamente en la biomasa algal.

Por otro lado, en los sistemas intensivos, en la que los procesos bacterianos predominan sobre los procesos desempeñados por las algas, el control de los compuestos nitrogenados es realizado por dos grupos de bacterias: heterotróficas y autotróficas.

El proceso biológico ocurre en tres etapas: la nitrificación, la desnitrificación y la inmovilización de estos compuestos en biomasa microbiana por bacterias heterotróficas. En los sistemas intensivos, las bacterias son de relevante importancia para la estabilidad del ambiente.

El libro describe dos formas para mantener la estabilidad de las condiciones de la calidad del agua en los sistemas intensivos:

  • Estimular el crecimiento bacteriano mediante la adición de carbono orgánico (heterotróficas) e inorgánico (heterotróficas, autotróficas-nitrificantes).
  • Manipulación de los microorganismos del ambiente de cultivo con la aplicación de probióticos y/o biorremediadores.

Microorganismos en el control de compuestos nitrogenados

En los sistemas de cultivo intensivos de camarón existen una mezcla de bacterias autotróficas, heterotróficas y algas, que están asociados con los agregados microbianos (flóculos).

Cada grupo de microorganismos desempeñan un papel en el control de los compuestos nitrogenados disueltos en el agua de cultivo.

Fotoautotróficos

Son organismos que obtienen energía a partir de la luz para producir materiales orgánicos, incluyen a las plantas, algas y cianobacterias.

Para que el nitrógeno amoniacal total sea convertido en biomasa algal, será consumido el dióxido de carbono, y se produce oxígeno.

Bacterias autótrofas nitrificantes

Este grupo está representado por bacterias oxidantes del amoníaco y oxidantes de nitrito. Para que el NAT sea convertido por estas bacterias, la alcalinidad y el oxígeno son consumidos, y se produce dióxido de carbono.

El proceso de nitrificación presenta una baja productividad microbiana cuando es comparado a los procesos heterotróficos.

Bacterias heterotróficas

Las bacterias heterotróficas son aquellas que utilizan la materia orgánica como fuente de carbono.

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Para que el nitrógeno amoniacal total sea convertido en biomasa microbiana, las bacterias heterotróficas consumen oxígeno disuelto, alcalinidad y carbohidratos.

Estrategias de fertilización con carbono orgánico

Las estrategias de fertilización propician el crecimiento de bacterias benéficas, que son importantes para el control de los compuestos nitrogenados.

La fertilización es el proceso que consiste en la aplicación de compuestos balanceados de nutrientes, iones, macro y microminerales importantes para el desarrollo de los microorganismos (fitoplancton, zooplancton, bacterias, bentónicos, etc) en el cultivo, lo que puede contribuir a la nutrición del camarón marino.

Los fertilizantes a base de carbono orgánico es una estrategia fundamental y eficaz en el control de los compuestos nitrogenados, una vez que las altas densidades de cultivo culminan en mayores cantidades de ración y, sucesivamente, en mayor cantidad de compuestos nitrogenados, que pueden ocasionar la degradación del agua.

El libro describe el proceso de fertilización en los sistemas bioflocs y simbiótico (acuamimicri o acuamimetismo).

Relación carbono:nitrógeno para el control de los compuestos nitrogenados

El manejo para la formación de los flóculos están relacionados con la adición de una fuente de carbono orgánico, a fin de establecer la relación carbono:nitrógeno.

El aumento de la adición de carbono provoca un aumento en la tasa de asimilación de amoníaco en las proteínas celulares de las bacterias heterótrofas, lo que resulta en un mayor crecimiento de estos microorganismos.

Las bacterias metabolizan el carbohidrato, retirando el nitrógeno inorgánico y produciendo proteínas.

Asimismo, aumentar la cantidad de carbohidratos en el sistema genera un incrementó de la carga orgánica, en condiciones por encima de la relación C:N 10:1, dificulta el crecimiento de la comunidad autotrófica, estimulando el establecimiento de las bacterias heterotróficas en el sistema.

Estrategias de utilización de carbono inorgánico

Las principales formas de carbono inorgánico en los ambientes acuáticos son el carbono inorgánico libre u ácido carbónico, los iones de bicarbonato y los iones de carbonato.

En los sistemas intensivos, los niveles de alcalinidad y pH disminuyen a lo largo del cultivo, mientras que los niveles de CO2 tienden a aumentar. Cuando estas variables superan el límite crítico, los productores deben emplear prácticas correctivas para reducir la concentración de CO2 en el agua.

Estas correcciones consecuentemente alteran los niveles de pH, alcalinidad y dureza del sistema. A partir de esto, la práctica más utilizada es una aplicación de cal hidratada, para una reducción rápida en la concentración de CO2.

Consideraciones finales

La publicación está orientada a elucidar aspectos relativos al monitoreo, control e importancia de los compuestos nitrogenados en el cultivo de camarón, así como de otras variables de calidad de agua y sus interacciones.

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Según los autores, los temas abordados en el libro pueden ayudar a los productores de camarón en el mantenimiento de la calidad del agua durante el cultivo, ofreciendo información acerca de técnicas de maduración y mantenimiento de las fertilización del agua, del conjunto de microorganismos presentes en el sistema y de las concentraciones ideales de las variables ambientales.

“Considerando que los sistemas de cultivo dependen de las estrategias de manejo y fertilización adoptadas y de las condiciones ambientales, la conversión del nitrógeno amoniacal total puede acontecer de diferentes formas, es de gran importancia para el éxito del cultivo una buena gestión de la calidad del agua, principalmente en sistemas intensivos”, concluyen los investigadores.

El documento fue posible por el apoyo financiero del Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES); à Secretaria de Aquicultura e Pesca (SAP) do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Mapa); ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e à Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) mediante el proyecto “Ações estruturantes e inovação para fortalecimento das cadeias produtivas da Aquicultura no Brasil (BRS Aqua)”.

Referencia (acceso abierto):
PEREIRA, A. M. L.; KATO, H. C. de A.; OLIVEIRA, V. Q. de; SILVA, A. E. M. da; OLIVEIRA, C. R. do R.; SILVA, D. A. da; OLIVEIRA, D. W. S; SANTOS, E. P. dos; GONÇALVES JUNIOR, G. F.; ABREU, J. L. de; SILVA, L. O. B. da; PIMENTEL, O. A. L. F.; LIMA, P. C. M. de; GÁLVEZ, A. O. 2022. Manejo de compostos nitrogenados na carcinicultura. Embrapa. 97 p.

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