Resumo No presente estudo, a ecotecnologia de ilhas flutuantes artificiais (IFAs) colonizadas por Eichhornia crassipes foi testada como uma ferramenta para a melhoria da qualidade da água de viveiros de peixes. O experimento foi realizado em sistemas de produção semi-intensivos durante o período de crescimento de tilápia, compreendendo um ciclo de produção. Foi completamente randomizado com dois tratamentos (com e sem IFAs) e três repetições. A temperatura da água, oxigênio dissolvido (OD), condutividade elétrica, pH, turbidez, sólidos totais dissolvidos (STD), transparência da água (Secchi) e concentrações de clorofila a (CL a), nitrogênio total (NT), nitrogênio amoniacal total (NAT), fósforo total (PT), ortofosfato (P-PO4 3) foram analisados quinzenalmente nos viveiros. Dois grupos ordenados com base nas características ambientais foram formados por meio da aplicação da análise de componentes principais (70,68% de explicabilidade). Aos viveiros com IFAs foram atribuídos maiores valores de Secchi e menores valores de pH, turbidez e STD e das concentrações de CL a, NT, NAT, PT, P-PO4 3-. Aos viveiros sem IFAs foram atribuídos os maiores valores dessas variáveis, exceto Secchi. Em 30 dias, viveiros com essas variáveis apresentaram as menores concentrações de PT e P-PO4 3-, e para CL a, NT e NAT, as diferenças foram registradas após 90 dias. O uso de IFAs tem demonstrado alto potencial para manutenção da qualidade da água adequada para a produção de peixes, notadamente para elementos biologicamente assimiláveis (ortofosfato e nitrogênio amoniacal) e para aqueles diretamente relacionados à eutrofização (fósforo total, nitrogênio e Secchi). A tecnologia de IFAs deve ser encorajada para pequenos e médios produtores rurais como ferramenta para melhorar a qualidade da água de viveiros de piscicultura. Contudo, novas taxas de cobertura de IFAs devem ser avaliadas, com cuidado, bem como o controle das taxas de retenção hidráulica, para promover melhorias mais significativas na qualidade da água, sem prejudicar a produção de peixes.

Abstract In this study, the ecotechnology artificial floating islands (AFIs), colonized by Eichhornia crassipes, have been tested as a tool for water quality improvement of fishponds. The experiment was carried out in semi-intensive production during the grow-out period of Nile tilapia, comprising one production cycle. It was completely randomized with two treatments (with and without AFIs) and three replications. Temperature, dissolved oxygen, conductivity, pH, turbidity, total dissolved solids (TDS), transparency (Secchi) and concentrations of chlorophyll a (CL a), total nitrogen (TN), total ammonia nitrogen (TAN), total phosphorus (TP) and orthophosphate (PO4 3--P) were analyzed fortnightly in the fishponds. Two groups ordered based on environmental characteristics were formed by applying the Principal Component Analysis (70.68% of explicability). The fishponds with AFIs were assigned to higher values of Secchi and lower values of pH, turbidity, TDS and concentrations of nutrients. On the other hand, the fishponds without AFIs were assigned to the highest values of these variables, except for Secchi. In 30 days, the AFIs showed the lowest concentrations of TP and PO4 3--P, and for CL a, TN and TAN, the differences were recorded after 90 days. The use of AFIs has demonstrated potential to conserve water quality in fishponds, notably for biologically assimilable elements (PO4 3--P and TAN) and for those directly related to eutrophication (P and N). Artificial floating islands should be encouraged for small and medium-sized farmers as tool to improve water quality in fishponds. However, new AFIs coverage rates must be evaluated, as well as the control of hydraulic retention rates.

Resumo O objetivo do presente estudo é analisar a variação espacial e temporal das variáveis físicas e químicas da água na zona de influência da tilapicultura em tanques-redes (20x20x3 m) no parque aquícola Ponte Pensa (Reservatório de Ilha Solteira), abrangendo os períodos pré e pós-introdução da produção. Amostras da água foram obtidas mensalmente (agosto/2011 a julho/2013) na subsuperfície em três estações de amostragem: jusante da área de criação (S1), local de criação (S2) e a montante (S3) (n=72). Foram avaliadas a temperatura da água, pH, oxigênio dissolvido, transparência, turbidez, condutividade elétrica, íon amônio e fósforo total. Utilizou-se a PCA para análise conjunta dos dados. A PCA explicou 61% da variabilidade conjunta dos dados nos dois primeiros componentes. As atividades da piscicultura em tanques-rede provocaram alterações temporais, detectadas especialmente a partir de janeiro de 2013, e sutis alterações espaciais nas variáveis físicas e química da água. O íon amônio e o fósforo total foram as variáveis que mais indicaram a influência desta atividade na qualidade da água, confirmados pela PCA que demostrou duas fases temporais distintas: Fase 1- em que as condições limnológicas antes da produção de peixes em tanques-rede foram caracterizadas pelas maiores concentrações de oxigênio dissolvido e altas temperaturas; e Fase 2 - período pós-produção, que foi caracterizada pelas concentrações mais elevadas de fósforo total e íon amônio.

Abstract This study analyzes spatial and temporal variations in physical and chemical water variables due to the influence of fish culture in a cage system (20x20x3 m) in Ponte Pensa Aquaculture Park (Solteira Island Reservoir), before and after cage installation. Water samples were collected on a monthly basis in the subsurface of three sampling sites (August/2011 to July/2013): downstream from the farming site (S1), at the farming site (S2), and upstream from the farming site (S3) (n = 72). Water temperature, pH, dissolved oxygen, transparency, turbidity, electrical conductivity, ammonium ion and total phosphorus were assessed. The principal component analysis (PCA) was applied to joint analysis data. PCA results explained the 61% joint variability in data of the first two components. Fish farming in cages caused significant temporal changes, mainly in January 2013, as well as sudden spatial changes in water physical and chemical variables. Fish culture influenced the quality of the water; such influence was mainly indicated by variations in ammonium ions and in total phosphorus concentrations, which were confirmed through PCA application. PCA results showed two distinct temporal phases: Phase 1 - prior to fish-cage farming, when limnological conditions were characterized by the highest dissolved oxygen concentrations and by high temperatures; Phase 2 - post-production period, when limnological conditions were characterized by the highest total phosphorus and ammonium ion concentrations.

Resumo Objetivo: O balanço de massa tem sido aplicado recentemente na aquicultura brasileira. Em relação à truticultura, poucos trabalhos têm utilizado essa metodologia como indicador ambiental, notadamente quando se considera cada fase de desenvolvimento. O balanço de massa diário permite a estimativa da descarga de nutrientes, pois o esforço amostral ao longo de 24 horas possibilita monitorar as oscilações ao longo do dia. O objetivo deste estudo foi identificar o setor de criação em truticultura (alevinos, juvenis e adultos) que contribui com o maior aporte de fósforo e nitrogênio no efluente. Métodos As concentrações de fósforo total (PT), ortofosfato (P-PO4), nitrogênio total (NT) e íon amônio (N-NH4) foram determinadas no afluente e nos efluentes do sistema de produção. Os indicadores ambientais foram calculados com base nos valores das cargas de nutrientes e por meio de quantificação da descarga diária de nutrientes pelo método de balanço de massa. Resultados No decorrer de 24 horas, a truticultura exportou em média 0,26 kg PT, 0,11 kg P-PO4, 3,11 kg NT e 0,18 kg N-NH4. A descarga de fósforo e nitrogênio no efluente foi mais elevada durante o período noturno, associada aos horários e frequência de arraçoamento e ao hábito noturno das trutas. O balanço de massa mostra que os setores de juvenis e adultos foram responsáveis pelo maior aporte desses nutrientes, relacionados à maior biomassa de peixes e metabolismo, corroborado pela taxa de conversão alimentar de 1,95:1 e 2,01:1, respectivamente. Conclusão Para reduzir as exportações de fósforo e nitrogênio há necessidade de adequar o manejo alimentar (frequência alimentar de duas a quatro vezes por dia considerando o estágio de desenvolvimento da truta; realizar alimentação em horários próximos ao crepúsculo devido ao hábito noturno da espécie; reduzir o excesso de ração oferecida e usar ração de boa qualidade considerando as exigências nutricionais distintas de cada estágio de desenvolvimento da truta). Além do balanço de massa, a taxa de conversão alimentar também é ferramenta eficiente para detectar a eficiência de utilização da ração. Portanto, propõe-se a sua utilização como indicador ambiental, visando à sustentabilidade ambiental da aquicultura.

Abstract Aim: The mass balance has recently been applied in Brazilian aquaculture. In relation to trout farming, few studies have used this methodology as environmental indicator, especially when considering each development stage of fish. The daily mass balance allows an estimate of nutrients discharge, because the sampling effort over 24 hours enables to monitor the variations throughout the day. This study aimed to identify the breeding sector (fingerlings, juveniles and adults) in trout farming contributes with the great discharge of phosphorus and nitrogen in the effluent. Methods The concentrations of total phosphorus (TP), orthophosphate (PO4-P), total nitrogen (TN) and ammonium (NH4-N) were determined in affluent and effluents of the production system. The environmental indicators were calculated based on the values of nutrients loads and by quantifying the daily discharge of nutrients from the mass balance method. Results Over the 24 hours, the trout farming exported an average of 0.26 kg TP, 0.11 kg PO4-P, 3.11 kg TN and 0.18 kg NH4-N. The discharge of phosphorus and nitrogen in the effluent was higher at night associated to feeding management (hours and feeding frequency) and the nocturnal habits of trout. The juvenile and adult sectors accounted for the greatest contribution of these nutrients, related the largest fish biomass and metabolism, supported by the feed conversion ratio of 1.95:1 and 2.01:1, respectively. Conclusion In order to reduce exports of phosphorus and nitrogen there is a need to adequate the feeding management (feeding frequency from two to four times per day according to the trout development stage; carry out feeding in times close at twilight due to the nocturnal habits of this specie; reduce excess of ration offered and use good quality ration considering the distinct nutritional requirements of each trout stage of development). Besides the mass balance, the feed conversion ratio is also an efficient tool to detect the efficiency of feed utilization; therefore, it is proposed its use as environmental indicator, aiming the aquaculture environmental sustainability.

Dos vários aspectos inerentes à aquicultura, a eutrofização devido ao manejo alimentar tem efeitos diretos no viveiro e no sistema aquático no qual ele está inserido. Neste contexto, o presente estudo objetivou analisar a qualidade da água do sistema aquático de um viveiro. Em uma criação de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus), foram realizadas coletas de água em seis pontos do sistema aquático, durante um ciclo de engorda (seis meses), compreendendo a água de abastecimento, o viveiro, o efluente e sua mistura com as águas do sistema. Das variáveis ambientais analisadas nas amostras, a aplicação de uma análise de componentes principais revelou que as concentrações de clorofila-a, nitrogênio e fósforo total e o teor de matéria orgânica foram responsáveis pelas variações observadas no sistema durante o cultivo. Variações extrínsecas ao viveiro de cultivo deixaram evidente que o manejo deve ser aplicado a todo o sistema aquático, minimizando efeitos ambientais negativos.

Aquaculture is composed of various themes of interest, particularly does eutrophization due to feeding have direct effects on fish ponds and the whole aquatic system. This study focused on the study of the water quality of an aquatic system related to Nile tilapia (Oreochromis niloticus) rearing. Sampling was done at six sites during one rearing cycle (six months), taking water from the source of water supply, the fish pond itself, the effluent of the fish pond and the mixed waters. A principal component analysis revealed that, among all the environmental variables analyzed, chlorophyll-a, total nitrogen and phosphorus and organic matter were responsible for the variations observed during the rearing cycle. Other sources of variability extrinsic to the fish pond make it evident that the assessment must take the entire aquatic system related to the rearing into consideration, minimizing negative effects.

As águas naturais podem se comportar como sumidouros ou emissores de dióxido de carbono (CO2), dependendo das características físico-químicas do sistema (difusão e reações desse gás na água), como também do pH, e da produção primária dos microorganismos através do consumo desse compostos. Evidências apontam que as concentrações de CO2 nos lagos são principalmente reguladas pelo metabolismo aquático, ou seja, pelo balanço entre a respiração e a fotossíntese; OBJETIVO: O presente estudo teve por objetivo descrever aspectos do metabolismo do cultivo de tilápias do Nilo, a partir da dinâmica e do equilíbrio das concentrações de oxigênio (OD) e das formas de carbono inorgânico dissolvido (CID): dióxido de carbono (CO2) e bicarbonato (HCO3-). As demais variáveis analisadas foram: fósforo total, transparência da água, alcalinidade total, temperatura da água, pH, radiação subaquática e análise quantitativa da comunidade fitoplanctônica; MÉTODOS: As amostragens ocorreram durante 5 dias consecutivos das 6:00 às 20:00 h (dezembro/2006) em intervalos de 2 h; RESULTADOS: Durante o ensaio foi observada periodicidade nas flutuações das concentrações de CID, sendo CO2 e HCO3-, as frações predominantes. Os valores de CID foram fortemente influenciados pela fração CO2 e no período da tarde ocorreu predominância da fração HCO3-. As concentrações de CO2 variaram de 0.48 µM a 138.94 µM, com concentração média diária de 18,04 µM. Os fluxos de CO2 na interface água atmosfera mostraram variações ao longo do dia. No período da tarde (12:00 h às 18:00 h) ocorreram no sentido atmosfera/viveiro, entretanto, o balanço foi de 576.7 µmol.m-2.h-1 no sentido viveiro/atmosfera; CONCLUSÕES: A dinâmica observada indicou que nas condições deste estudo, o metabolismo dos organismos aquáticos foi a principal função de força desse sistema, fato corroborado pelo intenso processo de eutrofização do viveiro.

Natural waters may play the role of sinks or carbon dioxide (CO2) emitters, depending on the physicochemical characteristics of the system (diffusion and reaction of this gas into water) as well as on the pH, and the primary production of micro-organisms as a result of the consumption of such compounds. Evidence suggests that the CO2 concentrations in ponds are mainly governed by the aquatic metabolism, i.e. by the balance between respiration and photosynthesis; AIM: The purpose of this study was to describe aspects of the metabolism of tilapia cultivation based on the dynamic and balance of the oxygen concentrations (DO) and forms of dissolved inorganic carbon (DIC): carbon dioxide (CO2) and bicarbonate (HCO3-). Other variables analyzed are: total phosphorus, water transparency, total alkalinity, water temperature, pH, underwater radiation and quantitative analysis of phytoplankton community; METHODS: Sampling was collected infor 5 consecutive days from 6:00 AM to 8:00 PM (December/2006) every 2 hours; RESULTS: During the test it was observed periodicity in the fluctuations of the DIC concentrations, being CO2 and HCO3- the predominant fractions. The values of DIC were strongly influenced by the fraction of CO2 and it was observed a predominance of the fraction HCO3- in the afternoon. CO2 concentrations ranged from 0.48 µM through 138.94 µM, reaching a daily average of 18.04 µM. The flow of CO2 in the interface atmosphere/water showed variations during the day. In the afternoon (from 12:00 PM until 6:00 PM) the variation pointed to the flow atmosphere/fish pond; however, the balance was 577 µmol.m-2.h-1 in the flow fish pond/atmosphere; CONCLUSIONS: The observed dynamics indicated that under the conditions of this study, the metabolism of aquatic organisms was the main driving force of this system, a fact corroborated by the intense process of euthrophication in the pond.