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Introduzione all'allevamento di gamberi nel sistema Biofloc
L'agricoltura Biofloc è una tecnica per migliorare la qualità dell'acqua in acquacoltura bilanciando carbonio e azoto nel sistema. Il principale principio della tecnica Biofloc è la generazione del ciclo dell'azoto mantenendo un rapporto C:N più elevato attraverso la stimolazione della crescita microbica eterotrofa, che assimila le scorie azotate che possono essere sfruttate dalle spezie coltivate dai gamberetti come mangime. Il sistema Biofloc non è solo efficace nel trattamento dei rifiuti, ma garantisce anche nutrimento all'animale acquatico.
Il rapporto C:N più elevato viene mantenuto attraverso l'aggiunta di una fonte di carboidrati e la qualità dell'acqua viene migliorata attraverso la produzione di proteine microbiche unicellulari di alta qualità. In tali condizioni, microrganismi densi si sviluppano e funzionano sia come bioreattore che controlla la qualità dell'acqua che come fonte di cibo proteico. Il La tecnologia Biofloc nell'allevamento di gamberetti implementato grazie alla sua abitudine di dimora sul fondo e resistenza ai cambiamenti ambientali. Una migliore performance riproduttiva osservata nei gamberi allevati nel sistema Biofloc rispetto a quella delle normali pratiche colturali.
L'allevamento di Biofloc è diventato una tecnologia popolare nell'allevamento del gambero bianco del Pacifico. Oltre ai tradizionali sistemi di biofiltri, la tecnologia Biofloc (BFT) è stata recentemente proposta come soluzione alternativa per il trattamento delle acque reflue e il riutilizzo dei mangimi, tuttavia non è adatto alle piccole aziende agricole a causa dell'aerazione intensiva, rimozione regolare dei rifiuti e richiesta di una fonte di carbonio aggiuntiva per stimolare la crescita di batteri eterotrofi. La tecnologia Biofloc è una tecnica per migliorare la qualità dell'acqua attraverso l'aggiunta di fonti di carbonio al sistema di acquacoltura contenuto nel mangime o fonti di carbonio esterne. Ciò può ridurre al minimo lo scambio e l'utilizzo dell'acqua nei sistemi di acquacoltura mantenendo un'adeguata qualità dell'acqua all'interno dell'unità di coltura. I sistemi Biofloc supportano la rimozione dell'azoto quando la materia organica e la richiesta biologica di ossigeno del sistema idrico sono elevate. La tecnologia Biofloc è composta da una varietà di microrganismi, mangime non consumato, feci, detriti, e particelle sospese con propulsione e aerazione ad acqua.
In un tipico laghetto di acqua salmastra, solo il 20-25% delle proteine alimentate viene utilizzato dai gamberetti, il resto va come rifiuto sotto forma di metaboliti azotati. La manipolazione del carbonio:il rapporto di azoto negli stagni di gamberetti incoraggia l'assorbimento di questo azoto inorganico in una proteina microbica nota come Biofloc. L'agricoltura Biofloc combina la rimozione dei nutrienti dall'acqua con la produzione di biomassa microbica, che può essere utilizzato dalle specie coltivate, in situ come ulteriore fonte di cibo. Quindi, il rapporto C:N in un sistema di acquacoltura può essere mantenuto aggiungendo diverse fonti di carbonio a basso costo disponibili localmente e riducendo la percentuale di proteine nel mangime. In condizioni ottimali di C:N l'azoto inorganico viene immobilizzato nella cellula batterica mentre i substrati organici vengono metabolizzati.
Gli svantaggi di Biofloc includono input ad alta energia per gli aeratori. Le interruzioni di corrente di durata superiore a un'ora possono essere critiche e gli stagni Biofloc devono essere rivestiti. La tecnologia avanzata richiede anche una maggiore necessità di tecnici adeguatamente formati.
I sistemi Biofloc riducono la diffusione e l'efficacia degli agenti patogeni migliorando contemporaneamente la salute dei gamberetti attraverso una migliore qualità dell'acqua. Come tale, Biofloc può darci un modo naturale per produrre più prodotti ittici in modo sostenibile, migliorando nel contempo la redditività dell'azienda agricola. La biosicurezza è una priorità nella produzione dell'acquacoltura. Per esempio, nell'allevamento di gamberi, l'impatto delle epidemie negli ultimi due decenni ha fortemente influenzato la gestione operativa degli allevamenti di gamberetti in tutto il mondo. La tecnologia Biofloc offre un evidente vantaggio di ridurre al minimo il consumo e il rilascio di acqua, riciclo in nutrienti, e materia organica. Anche, l'introduzione del patogeno è ridotta, migliorare la biosicurezza dell'allevamento.
La tecnologia agricola Biofloc consentirà all'acquacoltura di crescere verso un approccio rispettoso dell'ambiente. Il consumo di microrganismi nel BFT riduce il rapporto di conversione del mangime (FCR) e di conseguenza i costi del mangime. Anche, la comunità microbica può utilizzare rapidamente l'azoto disciolto lisciviato dalle feci dei gamberetti e dal cibo non consumato e quindi convertirlo in proteine microbiche. Queste qualità rendono un sistema Biofloc a scambio minimo un'alternativa all'acquacoltura estensiva. I microrganismi in Biofloc potrebbero sostituire parzialmente il contenuto proteico nelle diete e ridurre la sua dipendenza dalla farina di pesce.
Biofloc è definito come macroaggregati composti da diatomee, macroalghe, pellet fecali, esoscheletro, e resti di organismi morti, batteri, e invertebrati. E, questa proteina microbica può avere una disponibilità maggiore rispetto alle proteine dei mangimi.
Il requisiti per il sistema Biofloc hanno un'elevata densità di allevamento da circa 130 a 150 PL10/m2 (10 post larve (PL) per metro quadrato) e un'elevata aerazione da 28 a 32 cavalli per ettaro (hp/ha) con la corretta posizione della ruota a pale nei laghetti. Gli stagni devono essere rivestiti con cemento o polietilene ad alta densità (HDPE), e grano e melassa pellettati vengono aggiunti all'acqua di coltura. La produzione di gamberetti da 20 a 25 tonnellate per ettaro (MT/ha) per coltura è normale per i sistemi Biofloc. E in piccoli stagni è stata raggiunta una produzione massima di quasi 50 MT/ha.
I sistemi di allevamento Biofloc rimuovono i rifiuti metabolici dai sistemi di produzione acquatica. Quindi, sostituiscono i biofiltri in una classica acqua limpida Sistema di acquacoltura a ricircolo (RAS). I batteri che convertono l'ammoniaca in nitrato vengono coltivati nella vasca di allevamento principale anziché in un recipiente separato. I batteri formano aggregati o Biofloc sospesi nella colonna d'acqua. Questo viene fatto per molte ragioni. L'eliminazione del biofiltro riduce i costi e quindi consente di risparmiare spazio sul pavimento. Nel caso dei gamberi, il Biofloc diventa una fonte di alimentazione aggiuntiva, che diminuisce il rapporto di conversione dei mangimi o FCR dei mangimi commerciali, riducendo nuovamente i costi.
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L'interesse commerciale per la tecnologia Biofloc è triplice, per Bioflocs offre un'elevata produttività, bassi rapporti di conversione dei mangimi, e un ambiente culturale stabile. E, con problemi virali emergenti e aumento dei costi per l'energia, La tecnologia Biofloc sembra essere una risposta per una produzione sostenibile a un costo inferiore.
La tecnologia Biofloc non è stata applicata solo negli allevamenti commerciali di gamberetti, ma anche nelle piste superintensive per produrre più di 9 kg di gamberi/m3. Le applicazioni sulle piste hanno supportato la svezzamento e quindi la crescita fino all'allevamento di riproduttori di gamberetti e la selezione delle linee di famiglia.
Il Biofloc nella vasca di allevamento dei gamberi deve essere considerato un organismo vivente dinamico e come tale deve essere gestito. Il componente principale di Biofloc® sono batteri eterotrofi. Il funzione del sistema Biofloc consiste nel ridurre le scorie metaboliche azotate (ammoniaca, nitrito) prodotto dall'alimentazione e dalla produzione dei gamberetti. Si presume che una proteina grezza del 35 percento o un mangime di azoto del 5,6 percento venga applicato a 400 kg/giorno in un 10, 000 metri cubi, sistema Biofloc gamberetti con un FCR di 1.3.
L'ammoniaca consumata dai batteri eterotrofi diventa proteina, che può essere consumato dai gamberetti e convertito in crescita. I batteri eterotrofi richiedono carbonio per essere assimilati dall'ammoniaca. Oltre al mangime commerciale, dovrebbe essere aggiunta una fonte supplementare di carbonio per stimolare la produzione dei batteri eterotrofi e ridurre le scorie azotate.
Il mangime per gamberetti ha un rapporto carbonio/azoto (C:N) di circa 7-10:1. I batteri eterotrofi preferirebbero un rapporto di circa 12-15:1. Vengono aggiunti zuccheri semplici o amidi per aumentare il rapporto e favorire la crescita batterica. Gli additivi hanno incluso melassa, zucchero, saccarosio, e destrosio e alcuni produttori usano la glicerina. Più semplice è lo zucchero, più rapida è la risposta dei batteri e i tassi di applicazione varieranno con il contenuto proteico del mangime e la composizione della fonte di carbonio, ma una buona regola è che per ogni kg di mangime, sono necessari circa 0,5-1 kg di fonte di carbonio. Un mangime più ricco di proteine richiederà una maggiore integrazione di carbonio. Le applicazioni reali dovrebbero prendere in considerazione i livelli di ammoniaca e nitriti nell'acqua.
La scelta della fonte di carbonio dipende principalmente dal prezzo, disponibilità, facilità di applicazione, ed efficacia. La fonte di carbonio deve essere diluita prima dell'applicazione, indipendentemente dallo stato fisico. Le aggiunte di ossigeno possono essere combinate con la necessità di mantenere Biofloc in sospensione. Senza mescolare, le colonie di batteri eterotrofi affonderanno e quindi perderanno la capacità di rimuovere l'ammoniaca. La miscelazione viene eseguita con gli stessi dispositivi che aggiungono ossigeno, vale a dire ponti aerei, pietre del diffusore, e pompe dell'acqua. La scelta dei metodi di aerazione o ossigenazione dipende dal livello di produzione e dalla centralizzazione delle attrezzature. Alti livelli di produzione possono richiedere l'uso di un'integrazione di ossigeno puro. Uso di bassa pressione, i ventilatori ad alto volume possono essere dimensionati per coprire le esigenze di più serbatoi che guidano ponti aerei e diffusori. Allo stesso modo, le pompe dell'acqua possono azionare più aspiratori venturi ma sono dimensionate per singoli serbatoi di grandi dimensioni.
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L'ottimale temperatura dell'acqua per la coltura dei gamberetti nel sistema Biofloc è stato riportato tra 25°C e 31°C. Questo è importante in quanto l'intervallo di temperatura può influenzare il metabolismo dei gamberetti, tasso di alimentazione, consumo di ossigeno, sopravvivenza e tolleranza ai metaboliti tossici. Quella bassa temperatura può influenzare lo scoppio del virus della sindrome del punto bianco (WSSV) nei gamberetti poiché un improvviso cambiamento di temperatura colpisce il sistema immunitario dei gamberetti.
Il salinità ottimale per l'allevamento di gamberetti era tra 15 e 25 ppt. La salinità dipende principalmente dalla quantità di pioggia e dal tasso di evaporazione. La minore quantità di precipitazioni e l'alto tasso di evaporazione hanno contribuito all'elevata salinità nello stagno dei gamberetti.
Il valore del pH si riferisce al grado di alcalinità o acidità nel campione di acqua. Il pH è cruciale per la sopravvivenza e la crescita della coltura dei gamberetti poiché influenza il metabolismo e un altro processo fisiologico dei gamberetti. Il livello di pH ideale per la coltura dei gamberetti era compreso tra 6.8 e 8.7. Un basso valore di pH negli stagni di gamberetti è stato segnalato come causa dell'infezione del virus della sindrome del punto bianco (WSSV) nei gamberetti.
Il pretrattamento dell'acqua di mare pompata è stato preparato seguendo il processo operativo standard (SOP) sviluppato dall'allevatore di gamberetti (ad esempio; acqua di ritenzione, filtrazione, acqua fertilizzata, eccetera.). Pre-stoccaggio di gamberetti post-larve (PL), due stagni per gamberetti Biofloc super-intensivi a 2 fasi sono costituiti da vivai e stagni di crescita rivestiti in polietilene ad alta densità (HDPE) costruiti per l'allestimento delle strutture Biofloc. Questi stagni sono stati allestiti con design ottimizzati e posizioni della ruota a pale per massimizzare le portate per la formazione della tecnologia Biofloc, migliorando al contempo le prestazioni di crescita dei gamberetti. Man mano che le caratteristiche di biosicurezza sono migliorate, simultaneamente, consente un allevamento superintensivo con una densità di allevamento fino a 350 post-larve per metro quadrato sono state praticate. Ciò può compensare il costo aggiuntivo speso per lo sviluppo del nuovo sistema.
La biomassa del sistema Biofloc è stata ottenuta dopo aver lasciato decantare completamente l'acqua per mezz'ora. Il volume di Biofloc formato è stato controllato tra 4 e 8 ml/L con l'aggiunta giornaliera di melassa per ottenere la massima crescita di Biofloc mantenendo la qualità dell'acqua e la produttività dei gamberetti.
Analogamente al campionamento Biofloc, misurazioni dei parametri di qualità dell'acqua tra cui temperatura, livello di pH, salinità (ppt), ossigeno disciolto (DO), nitrito, ortofosfato, e ammonio sono stati misurati durante ciascuna data di campionamento. Il monitoraggio della temperatura, pH, salinità, l'ossigeno disciolto è stato misurato utilizzando una sonda multiparametrica. D'altra parte, nitrito, ortofosfato, e l'ammonio sono stati analizzati seguendo il metodo standard per l'esame delle acque e delle acque reflue mediante diazotazione, acido ascorbico, e metodo del fenato, rispettivamente. L'insorgenza di potenziali malattie sia nell'acqua del laghetto che nella coltura di gamberetti determinata da campioni casuali di acqua e gamberetti da ogni stagno.
Il parametro importante che deve essere controllato durante l'implementazione della tecnologia Biofloc è il rapporto tra carbonio (C) e azoto (N). Il rapporto C/N di 15 è stato controllato mediante l'aggiunta di melassa commercializzata come fonti di carbonio. Per calcolare il rapporto C/N, la percentuale di proteine nei mangimi formulati che contengono azoto e carbonio è stata identificata per la prima volta. Per esempio, Il 35% dei mangimi contiene proteine e aggiunta giornaliera di 630 grammi di melassa per mantenere un rapporto C/N di 15 durante i periodi di coltura.
I gamberetti sono stoccati nei sistemi di allevamento Biofloc a densità che vanno da 250 a 500 post-larve (PL) per metro quadrato. La produzione per questi sistemi varia da 3 a 7 kg/m² e/o 3–9 kg/m³. Le conversioni del feed vanno da 1.2:1 a 1.6:1. Le proteine microbiche nel Biofloc aggiungono 0,25-0,5 unità di crescita aggiuntive per ogni unità di mangime commerciale.
I gamberetti sono immagazzinati in singoli lotti di post larve (PL) di dimensioni simili e l'alimentazione si basa su calcoli di biomassa, conversione del feed, mortalità, guadagno settimanale per individuo, e percentuale di peso corporeo di alimentazione. La velocità di alimentazione nei gamberetti viene regolata dopo il campionamento di routine per il mangime non consumato sul fondo del serbatoio utilizzando una rete per immersione mezz'ora dopo l'alimentazione. Parametri di qualità dell'acqua non ottimali possono essere un indicatore del fatto che i mangimi non sono ottimali. Il mangime può essere disperso manualmente o con un dispositivo meccanico come un alimentatore a nastro. L'alimentazione manuale è l'ideale per disperdere il mangime su un'ampia area della vasca, consentendo a tutti gli individui di procurarsi il cibo. Gli alimentatori automatizzati possono essere utilizzati quando l'operatore non è presente e il mangime lavorato è ancora l'aggiunta più importante per una buona crescita dei gamberetti anche in un sistema Biofloc. Il mangime per gamberetti deve essere acquistato da un produttore rispettabile e conservato correttamente. Le diete cambiano durante il ciclo di produzione con dimensioni del pellet che aumentano da circa 1,5 mm fino a 2,5 mm man mano che i gamberi maturano.
L'allevamento in vivaio dei gamberi peneidi migliora la crescita e la sopravvivenza dei gamberetti nei sistemi di accrescimento. La tecnologia Biofloc è stata applicata con successo nella fase di svezzamento in diverse specie di gamberi come L. vannamei, P. monodon, e F. setiferus. I sistemi di allevamento basati su Bio-floc e periphyton determinano un aumento dal 30 al 50% in peso e quasi dal 60 all'80% della biomassa finale nei gamberetti all'inizio della fase post-larvale rispetto al sistema convenzionale in acque chiare. Altri vantaggi includono una migliore salute e una maggiore immunità attraverso il consumo continuo di Biofloc che a sua volta influenza positivamente le prestazioni di crescita. In un processo in India, il peso dei gamberetti post-larve o giovani è stato aumentato da 15 a 250 mg con densità di allevamento superiori a 10, 000/m3 di acqua che mostra migliori prestazioni nel sistema Biofloc per P. monodon e F. indicus.
Il ricircolo dei sistemi di svezzamento dei gamberetti con l'uso di Biofloc mostra risultati promettenti e riduce le dimensioni e il costo del sistema di filtrazione. È stato riferito che Biofloc può anche ridurre i costi per il mangime iniziale standard fino al 50% senza compromettere la crescita, Salute, e la sopravvivenza degli animali. Il vivaio basato sul sistema Biofloc può migliorare l'ottimizzazione delle strutture di allevamento con un'elevata densità di allevamento nella fase di svezzamento, oltre a garantire il successo del cross over da precoci mortalità.
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