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Amoniaco en estanques de produccion camaronera

Autor: Richard Martin Rivera,Ingeniero en Acuicultura.

 


El amonio es producido principalmente por la excreción directa de los camarones así como la descomposición del material orgánico que contiene nitrógeno bajo condiciones aeróbicas (en la presencia de oxígeno) y anaeróbicas (en la ausencia de oxígeno), los cuales son descompuestos principalmente por bacterias.
Con el aumento de la alimentación, aumenta la acumulación de amoniaco total (NH4). El amoniaco no ionizado (NH3) es la forma de amoniaco liberado hacia el Medio ambiente. Al aumentar el pH (desde 7.5 a 8.5) y la temperatura (desde 25-35 oC) se incrementa la forma de amoniaco no-ionizado, el cual es más tóxico para los camarones.
Cuando el amoniaco es liberado hacia el ambiente acuático y se acumula en concentraciones grandes, puede crear problemas de estrés en los camarones. Generalmente, los resultados son crecimientos y eficiencia de alimentación pobres y ocurren efectos adversos bajo exposiciones prolongadas de 0.1 ppm (valores tan bajos como 0.09 mg/lt provocan crecimientos lentos en M. rosenbergi; mientras que 0.45 mg/lt causan un 50% de reducción del crecimiento en camarones peneidos). Los camarones pueden tolerar mayores rangos de amoniaco (0.6 - 2.0 ppm) por periodos cortos de exposición, pero éstos camarones expuestos son mas susceptibles a las enfermedades tanto en sistemas semi-intensivos como intensivos.
En estanques con alcalinidad alta, pueden ocurrir graves problemas de toxicidad de amoniaco por lo que es recomendable que el pH no exceda de 8.5 en el agua. Como la concentración de NH3 depende del pH, su concentración fluctúa con la del ciclo diario del pH y CO2 (Figura 1). Los valores de NH3 son mas altos en la tarde cuando los niveles de CO2 son bajos y se halla en su valor mínimo antes del amanecer cuando los niveles de CO2 son altos. Por otro lado, el pico mas alto de NH3 ocurre cuando el tenor de oxigeno disuelto (OD) es elevado, de tal manera que la toxicidad del amoniaco se hace mas severa cuando ocurre reducción de oxígeno.
Dentro del estanque existen mecanismos o procesos para la asimilación del amoniaco, los cuales involucran la presencia de una serie de microorganismos que constituyen el bentos (cianobacterias y algas fotosintéticamente activas) así como el entrampamiento/absorción del amoniaco por el sedimento del estanque. El sedimento sirve tanto como fuente desde donde se puede liberar y difundir amonio hacia el agua del estanque así como trampa para los desechos nitrogenados procedentes del agua del estanque.
Los niveles tóxicos de amoniaco se alcanzan cuando los dos mecanismos fallan tal como cuando colapsan las floraciones de bentos (cianobacterias) o cuando se satura el sedimento.
Cuando aumentan los niveles de amoniaco en el estanque, también ocurre una disminución del número de bacterias nitrificadoras, en el sedimento. En la presencia de oxígeno (proceso aeróbico especialmente), la nitrificación del amonio ocurre a través de dos pasos:
Nitrosomonas
NH4 + 11/2 O2 ------------------ NO2 + 2H+ + H2O
Nitrobacter
NO2 + 1/2 O2 -------------------- NO3

Este proceso de nitrificación es más rápido a pH de 7 a 8 y temperatura desde 25 a 35 oC. Por el contrario, bajo condiciones anaeróbicas el proceso se hace más lento y se puede acumular amoniaco, siendo usadas muchas bacterias en lugar de oxígeno, como receptores terminales de electrones en la respiración:
NO3 -------- NO2 -------- NH3, N20 o N2
A este proceso se le denomina desnitrificación o vías de la respiración de nitrato

Figura 1. El ciclo del nitrógeno y dióxido de carbono en un estanque de cultivo del camarón marino

EFECTOS DEL AMONIACO SOBRE EL CAMARÓN
Como en otros organismos acuáticos (peces y otros crustáceos), el amoniaco puede provocar cambios histológicos como lesiones en las branquias y otros órganos, crecimiento lento. Generalmente, cualquier cantidad medible de amoniaco afectará el crecimiento y los resultados adversos sobre el crecimiento pueden provenir de lo siguiente: (a) absorción lenta o reducida de oxígeno causada por daño a las branquias; (b) demanda de energía adicional causada por el uso de vías alternativas de desintoxicación; (c) perturbaciones en la regulación osmótica y (d) daños físicos en varios tejidos.

REMOCIÓN DEL AMONIACO
Gran cantidad de amoniaco atrapado en el sedimento del estanque puede ser removido durante la preparación de este, al secar y arar el suelo exponiéndolo al aire. Esto favorece la nitrificación, desnitrificación y amonificación (Ver Figura 1).
Otra manera de remover el amoniaco durante el proceso de engorde, es bajando un porcentaje (10-30%) del nivel de agua del estanque y luego llenar para reemplazar el volumen desalojado. Este procedimiento es más apropiado que el flujo continuo de entrada y salida de agua.
Otra forma y quizás la mejor para evitar la acumulación de amoniaco hasta niveles tóxicos durante la etapa de cultivo, es favorecer la remoción mediante las cianobacterias y/o algas fotosintéticamente activas que se desarrollan en el bentos, para lo cual es necesario que el estanque haya sido preparado apropiadamente y agregado fertilizantes orgánicos e inorgánicos que conduzcan a mantener una tasa C:N de 10-15:1.
La remoción de amoniaco también se puede lograr mediante la aplicación de ciertos productos que contienen zeolita, el cual tiene alta capacidad para absorber amoniaco.
CALCULO TEORICO DEL AMONIACO EXCRETADO
La fórmula descrita más abajo utilizada para estimar la cantidad de amoniaco excretado por los peces, también podría servir hipotéticamente para estimar la cantidad de amoniaco excretado por los camarones a partir de la utilización neta de la proteína (peso proteína neta ganada por el camarón - peso proteína en el alimento) y el porcentaje de proteína en el alimento:
Nitróg. de Amoniaco = (1 - NPU)(proteína ÷ 6.25)(1000) (g/kg de alimento)
donde: NPU= Utilización neta de proteínaProteína = fracción decimal de proteína en el alimento =6.25 = tasa promedio de proteína a nitrógeno
Los valores de utilización neta de proteína para camarones generalmente son de cerca de 0.2 para dietas de alta calidad. Por lo que el nitrógeno de amoniaco excretado procedente de un alimento con contenido de proteína cruda de 35 por ciento será:
Nitróg. de Amoniaco = (1 - 0.2)(0.35 ÷ 6.25)(1000) (g/kg de alimento) = 44.8 g N/kg alimento
En un estanque de 1 metro de profundidad promedio (10,000 m3) que recibe 30 kg/día de alimento con 35% de proteína, la cantidad total de nitrógeno de amoniaco excretado será 1344 gramos. Esto significaría un incremento del nitrógeno de amoniaco total por 0.134 mg/litro al ser distribuido uniformemente en el agua del estanque. Si la utilización de la proteína neta permanece constante, la producción de amoniaco se incrementará en proporción directa a la tasa de alimentación - al duplicar la tasa de alimentación se duplicará la excreción de amoniaco.

En la Tabla 1 se presenta los porcentajes de nitrógeno de amoniaco total (NH3 mas NH4 como N) presentes como amoniaco a diferentes valores de pH y temperatura. Un ejemplo de su uso sería si la concentración de nitrógeno de amoniaco total hallado con el kit de análisis de agua es 4 mg/l y el pH es 8.2 y la temperatura 30 oC, la concentración de amoniaco no-ionizado es: 4 mg/l nitrógeno de amoniaco total x 0.1141 = 0.4564 mg/l de amoniaco no-ionizado.

Tabla 1. Porcentaje De Amoniaco No-Ionizado En Solución Acuosa A Diferentes Valores De pH y Temperatura.


                   Temperatura oC

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
pH    16    18    20    22    24    26    28   30     32
7.0  0.30  0.34  0.40  0.46  0.52  0.60  0.70  0.81  0.95
7.2  0.47  0.54  0.63  0.72  0.82  0.95  1.10  1.27  1.50
7.6  0.74  0.86  0.99  1.14  1.30  1.50  1.73  2.00  2.36
7.8  1.17  1.35  1.58  1.79  2.05  2.35  2.72  3.13  3.69
8.0  2.88  3.32  1.83  4.37  4.99  5.71  6.55  7.52  8.77
8.2  4.49  5.16  5.94  6.76  7.68  8.75  10.00 11.41 13.22
8.4  6.93  7.94  9.09  10.30 11.65 13.20 14.98 16.96 19.46
8.6  10.56 12.03 13.68 15.40 17.28 19.42 21.83 24.45 27.68
8.8  15.76 17.82 20.08 22.38 24.88 27.64 30.68 33.90 37.76
9.0  22.87 25.57 28.47 31.37 34.42 37.71 41.23 44.84 49.02
9.2  31.97 35.25 38.69 42.01 45.41 48.96 52.65 56.30 60.38
9.4  42.68 46.32 50.00 53.45 56.86 60.33 63.79 67.12 70.72
9.6  54.14 57.77 61.31 64.54 67.63 70.67 73.63 76.39 79.29
9.8  65.17 68.43 71.53 74.25 76.81 79.25 81.57 83.68 85.85
10.0 74.78 77.46 79.92 82.05 84.00 85.82 87.52 89.05 90.58
10.2 82.45 84.48 86.32 87.87 89.92 90.56 91.75 92.80 93.84

SUGERENCIAS PARA EVITAR MORTALIDADES DE CAMARÓN EN EL PRIMER MES Y DURANTE LOS 70 -120 DIAS DE CULTIVO.
• Secar, encalar y arar el estanque (Esto permitirá la exposición de las capas inferiores del suelo al aire y sol, donde ocurrirán procesos de oxidación y mineralización de nutrientes).
• Aplicar abonos orgánicos que tengan una tasa C:N = 10-15:1 con la finalidad de proveer de fuentes de carbono orgánico disponible para favorecer el desarrollo de bentos (bacterias, fitoplancton y zooplancton) y/o fertilizantes inorgánicos. Recuerde que: cuando existe bentos, existirá materia orgánica disponible donde se desarrollarán y fijarán bacterias (Nitrosomonas y Nitrobacter) desde el inicio de la etapa de engorde, que transformarán el nitrógeno amoniacal procedente de los desechos nitrogenados (amonio excretado por los camarones, heces, organismos muertos, etc.) en nutrientes (nitratos) disponibles para otros organismos acuáticos (especialmente las diatomeas).
• Llenar el estanque lentamente por un periodo de ocho días (En este lapso se formará la cadena de producción primaria y por ende el alimento natural) antes de la siembra de post-larvas. Luego llenar hasta el nivel de trabajo del estanque.
• Desde el llenado del estanque, medir los niveles de amonio una vez por semana y durante la tarde (16.00 -18.00 horas). De igual modo, medir la temperatura y pH al momento que se hace la toma de muestra para la medición de amonio para poder hacer los cálculos respectivos desde las tablas. Obtener el resultado lo más rápido posible o preservar la muestra con fijador. Aplicar recambio de agua inmediatamente cuando los valores sean altos o por encima del valor mínimo recomendado.
• Hacer recambios de fondo desde los primeros 10-15 días después de sembrada las PL, especialmente si se ha utilizado alimentos tipo inicio. Los recambios deben ser de fondo permitiendo el desalojo del volumen de agua que estime conveniente (así se permitirá desalojar el amonio acumulado en este lapso de tiempo) y luego rellenar el volumen desalojado lo mas rápido posible. (Recuerde que: las PL y juveniles se alimentan más veces al día y la evacuación de las heces es más seguida, por lo que la acumulación de desechos nitrogenados en el fondo del estanque, es mayor. Por lo tanto, los recambios de agua serán beneficiosos para la salubridad del camarón).
• Si se mantiene un programa de fertilización para promover el bentos (aplicación de fertilizantes orgánicos como gallinácea, guano de chivo, “vómito” y/o fertilizantes inorgánicos), los recambios de agua deben ser mas espaciados entre días para evitar la pérdida de nutrientes. Evitar hacer recambios cuando la calidad del agua del exterior esté en peores condiciones que las del estanque de cultivo.
• Recuerde que: transcurridos los 70 a 120 días de cultivo, los camarones (con tallas que oscilan entre 6 a 12 gramos) y dependiendo de la densidad de cultivo, alcanzan su máximo consumo de alimento (25 - 40 kg/Ha/día). Además, junto con las temperaturas altas que están ocurriendo en este año, el metabolismo de los camarones es mayor y por ende la excreción de amonio y la producción de heces también es mayor. Por lo que es necesario, mayor control de la calidad del agua (amonio no ionizado, nitritos, pH, temperatura, oxígeno disuelto) y aplicar los recambios de agua necesarios para evitar mortalidades durante este periodo del cultivo.

Tomado de: Boyd, C.E. 1990. Water quality in ponds for
Aquaculture. Alabama Agricultural Experiment Station,
Auburn University. Birmingham Publishing Co. 482 pages.

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Mes: Mayo