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Biorremediaci贸n en sistemas acu铆colas

Balanceados Nova S.A. Balnova

Con la expansi贸n y el desarrollo de la industria acu铆cola se plantean varios desaf铆os. La intensificaci贸n de los sistemas de producci贸n aumenta la presi贸n sobre el medio ambiente, lo cual 聽puede afectar gravemente a la calidad del agua y como consecuencia el rendimiento de los peces y camarones, as铆 como la incidencia de enfermedades.

 

En la acuicultura, la aplicaci贸n de bacterias beneficiosas (probi贸ticos) no solo est谩 asociada con la salud del intestino, sino tambi茅n con la biorremediaci贸n, la cual mejora el medio ambiente (suelo y agua) en el que se cr铆an los animales. Los efectos de las cepas de biodegradaci贸n (como las Bacillus sp., Paracoccus sp., Thiobacillus sp.) que se a帽aden directamente al agua, implican la modulaci贸n del perfil microbiol贸gico de los estanques, la degradaci贸n de los residuos indeseables (amon铆aco, nitrito, sulfuro de hidr贸geno), mejora la mineralizaci贸n de la materia org谩nica, disminuye las condiciones anaer贸bicas en el suelo del estanque y reduce la acumulaci贸n de lodos.

 

Por otra parte, las enzimas pueden ser una herramienta eficaz en la degradaci贸n de la materia org谩nica en los sistemas de producci贸n muy intensivos. Estos cambios positivos en el medio ambiente son beneficios para el rendimiento y la supervivencia de los camarones desde la siembra hasta la cosecha.

 

 

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El manejo de las aguas residuales en los sistemas acu铆colas es fundamental para mantener el buen estado de salud de los animales, as铆 como para contrarrestar los impactos negativos sobre el medio ambiente. La biorremediaci贸n, que no es m谩s que la aplicaci贸n de microorganismos (bacterias) para eliminar desechos peligrosos, es una herramienta de mucha ayuda para el tratamiento in situ de las aguas residuales y los sedimentos contaminados. Para la biorremediaci贸n de compuestos nitrogenados, las bacterias tienen que realizar la funci贸n de nitrificaci贸n y desnitrificaci贸n. La nitrificaci贸n bacteriana es la oxidaci贸n del amonio / amon铆aco (NH4+, NH3+) a nitrato (NO3) a trav茅s de la hidroxilamina y el nitrito (NO2). La desnitrificaci贸n es la reducci贸n del nitrato a 贸xido nitroso y finalmente a gas nitr贸geno, el cual 聽regresa a la atm贸sfera (Ch谩vez-Crooker y Obreque-Contreras, 2010).

 

A pesar de que una amplia gama de especies bacterianas son capaces de realizar la nitrificaci贸n聽 聽y / o desnitrificaci贸n, no todas las especies son aplicables para los productos de biorremediaci贸n. 聽Las cepas Paracoccus sp. y la Thiobacillus sp recientemente cobraron un gran inter茅s debido a sus capacidades degradantes. Por otro lado la聽 Bacillus sp. tambi茅n puede聽 llevar a cabo varias funciones en la limpieza del agua (Nakano et al., 1998).

 

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Una cepa simple, rara vez alberga todas las cualidades necesarias para realizar una degradaci贸n eficiente de compuestos t贸xicos, por lo tanto, se debe aplicar una combinaci贸n de cepas adecuadas en funci贸n de uno o varios compuestos,聽 para asegurar un funcionamiento estable.

 

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Un factor clave para el 茅xito de la acuicultura es entender las interacciones entre el medio ambiente microbiano, la flora intestinal y el sistema inmune de los camarones, as铆 como los factores que determinan la persistencia de las especies microbianas en los ecosistemas microbianos internos y externos. Mientras que los ambientes naturales se equilibran, el ambiente de cultivo favorece el crecimiento de microorganismos, ya que es rico en nutrientes y residuos de alimentos. Especies cultivadas est谩n constantemente expuestas y desafiadas por los microorganismos del ambiente circundante.

 

Estos desaf铆os ambientales est谩n obviamente influenciados por diferentes factores, entre los que se incluyen los manejos de cultivo y los m茅todos de cr铆a. Las operaciones acu铆colas generalmente implican el almacenamiento y la alimentaci贸n de camarones en los sistemas de aguas abiertas o semi-cerrados. Los sistemas de estanques semi-cerrados tienen una baja rotaci贸n del agua y pueden acumular gases, nutrientes, metabolitos, desechos, etc, los cuales pueden deteriorar la calidad del agua y crear condiciones de anoxia en el suelo. Esto puede afectar fuertemente el rendimiento de las especies de cultivo; por lo tanto, el buen manejo de los estanques es crucial para lograr聽 una alta producci贸n y un cultivo sano. Dado que la calidad del agua juega un papel importante, es muy importante 聽comprender las diversas interacciones que tienen lugar dentro de los estanques, las cuales son muy complejas y dependen directamente del ambiente del estanque, la biomasa, el aporte de nutrientes y el manejo del estanque.

 

La acumulaci贸n y la degradaci贸n de los residuos org谩nicos en el estanque se traducir谩 en un aumento del consumo de ox铆geno (O2) y la producci贸n de compuestos de desecho como el amon铆aco (NH3), nitritos (NO2) y sulfuro de hidr贸geno (H2S), lo cual puede conducir al florecimiento del fitoplancton.

 

El crecimiento masivo del fitoplancton puede agotar el ox铆geno durante la noche y contribuir al deterioro del propio fitoplancton. Todos estos factores contribuyen a la contaminaci贸n del agua y el suelo, la creaci贸n de condiciones favorables para el crecimiento de pat贸genos 聽que afectan 聽a los camarones. Bajo estas malas condiciones, el camar贸n se enfrenta a mayores niveles de estr茅s y es m谩s susceptible a las enfermedades, lo que podr铆a dar como resultado un pobre crecimiento o una cosecha fallida debido a los brotes de enfermedades.

 

Con la inclusi贸n de bacterias beneficiosas, las bacterias de biorremediaci贸n 聽utilizan la materia org谩nica como fuente de nutrientes, lo cual reduce la cantidad de desecho acumulado en el estanque. Adem谩s, las bacterias nitrificantes y desnitrificantes espec铆ficas convertir谩n el 聽NH3 y el 聽NO2 en gas nitr贸geno, reduciendo as铆 el nivel de estos compuestos t贸xicos. Algunas bacterias beneficiosas tambi茅n pueden degradar los H2S t贸xicos, mejorando la calidad del agua y el olor. La combinaci贸n de todos estos factores mejorar谩 la calidad del agua y la condici贸n del suelo del estanque, dando como resultado un mejor entorno para los camarones con mejores tasas de crecimiento y estado de salud.

 

En el proceso de biorremediaci贸n las enzimas desempe帽an el papel de catalizadores, los cuales aceleran las reacciones bioqu铆micas en el suelo y el agua del estanque. Cuando se le a帽ade al agua de cultivo, o se disemina por todo el suelo del estanque, las enzimas son capaces de degradar los principales constituyentes org谩nicos que normalmente se encuentran en los estanques de peces y camarones. Cada enzima tiene su propio modo de acci贸n y es muy espec铆fica en la reacci贸n qu铆mica que cataliza (Tabla 1).

 

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Tabla 1: Tipos de enzimas utilizadas como agentes de biorremediaci贸n en acuicultura

 

Las enzimas tambi茅n se producen naturalmente y pueden ser excretadas por algunos microbios. Estas enzimas extracelulares, como la celulasa, la proteasa y la amilasa, se producen durante la fermentaci贸n aer贸bica de la materia org谩nica, por ejemplo, en algunas especies de Bacillus. Los bacilos se encuentran com煤nmente en los sedimentos de estanque y tambi茅n se puede a帽adir al agua del estanque para prop贸sitos de biorremediaci贸n. Algunas Bacillus sp. son capaces de degradar compuestos nitrogenados. Adem谩s, su gran variedad de enzimas excretadas (extracelulares) ayuda a acelerar la degradaci贸n de la materia org谩nica y los compuestos t贸xicos como el amon铆aco. La eliminaci贸n eficaz de los compuestos nitrogenados tambi茅n se puede llevar a cabo nitrificando y desnitrificando bacterias como la Thiobacillus y la Paracoccus.

 

Mientras que algunos microorganismos proliferan en un estrecho rango de condiciones ambientales (pH, ox铆geno, disponibilidad, etc), ciertas enzimas son capaces de actuar en m煤ltiples entornos. Sin embargo, algunos productos combinan los efectos positivos de las bacterias beneficiosas y las enzimas ya est谩n siendo utilizadas como agentes de biorremediaci贸n en la acuicultura.

 

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Las enzimas tienen la capacidad de estabilizar la materia org谩nica del suelo y se pueden utilizar de manera eficaz 聽en el manejo de la calidad del suelo y las condiciones de cr铆a de especies acu谩ticas. No existe ninguna enzima espec铆fica que funcione bien en todos los casos, por lo que se aconseja una mezcla de enzimas para actuar de manera 聽eficaz en la聽 biorremediaci贸n. Las enzimas reducen en gran medida la acumulaci贸n de lodos y las condiciones anaer贸bicas en el fondo del estanque; adem谩s promueven una degradaci贸n m谩s r谩pida de la materia org谩nica acumulada, especialmente en condiciones de producci贸n intensiva. Esta materia org谩nica abarca restos de alimentos no consumidos, plancton muerto, suelos minerales, heces y microorganismos pat贸genos en el suelo, donde las condiciones son casi siempre anaer贸bicas.

 

Sin embargo, para todos estos procesos de biorremediaci贸n catalizados por enzimas, es tambi茅n muy importante la presencia de bacterias beneficiosas. Las enzimas aceleran los procesos microbianos al romper grandes part铆culas de lodo, creando as铆 superficies m谩s amplias que luego son fermentadas por los microbios. Esta reducci贸n del lodo y la materia org谩nica muerta se puede observar no s贸lo a trav茅s de una mejor calidad del agua, sino tambi茅n en la mejor calidad del suelo.

 

Fuente: International Aquafeed Goncalo A. Santos, MSc, gerente t茅cnico de acuicultura, Biomin Holding GmbH, Austria

 

3 comentarios

  1. Antonio dice:

    Donde podr铆a encontrar un Probiotico con un consorcio bacteriano de Bacilos y coocos, esto para Camaron de cultivo

    • Fabrizzio dice:

      En el mercado hay muchos. El problema es que funcionen es decir tengan la concentracion minima necesaria para observar cambios importantes en el ambiente de cultivo, algo > o = a 1 x10E12

  2. Boris Quimi dice:

    Env铆eme m谩s informacion

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