Por: Redacción PAM*
En el cultivo intensivo de camarón, el consumo de oxígeno es un indicador importante que afecta en gran medida su condición fisiológica como organismo de cría. En este artículo, se presentan los resultados de una investigación cuyo objetivo fue determinar dinámicamente el consumo oxígeno del Litopenaeus vannamei, en cultivo intensivo, así como las variables calidad de agua y crecimiento del camarón, basado en el Modelado de Sistemas Dinámicos.
El oxígeno disuelto (OD) es el parámetro de calidad del agua más importante y dinámico en el sistema de cultivo, ya que los organismos aeróbicos del agua necesitan tasas de oxígeno suficientes para los procesos bioquímicos. En principio la solubilidad del oxígeno en los estanques intensivos depende de las condiciones de pH, temperatura, salinidad, turbulencia y parámetros de presión atmosférica. Dinámicamente, la concentración de OD fluctuará debido a procesos biológicos, físicos y químicos.
En cultivo intensivo, el camarón es una biota acuática que requiere oxígeno para el proceso de equilibrio bioenergético en su sistema metabólico. La tasa de consumo de oxígeno afecta, en gran medida, el estado de su sistema metabólico durante su crecimiento y desarrollo. Los siguientes resultados derivan de un estudio que tuvo como objetivo medir la dinámica del consumo de oxígeno por camarones en estanques intensivos, y su relación con las variables de calidad de agua y crecimiento del camarón.
Metodología
Este estudio se llevó a cabo durante el periodo de cultivo de Litopenaeus vannamei (abril y junio de 2019), en la zona de acuicultura intensiva de la aldea de Bayeman, distrito Tongas, regencia Probolinggo, Indonesia, bajo un diseño de investigación causal ex-post-facto. La recolección de los datos de consumo de oxígeno, crecimiento biológico y calidad de agua, se realizó cada 10 días desde el inicio de la siembra hasta la cosecha.
El cultivo de L. vannamei se llevó a cabo en dos estanques de 400 m², revestidos con polietileno de alta densidad (HDPE, por sus siglas en inglés), con una densidad de población de 112 camarones/ m² y el uso de aireadores de 4 hp en cada estanque. Los datos de tasa de consumo de oxígeno de los organismos se tomaron a partir del muestreo aleatorio de cuatro camarones de cada estanque, los cuales contaban con órganos corporales completos, movimiento activo e intestinos llenos. Luego, se realizaron pruebas experimentales en un tanque de 20 L y un medidor de OD (AZ 8402, China).
La medición de los parámetros de calidad de agua, como pH, temperatura, oxígeno disuelto y salinidad, se llevó a cabo in situ; mientras la de fosfato, nitrito, nitrato, nitrógeno amoniacal total (TAN, por sus siglas en inglés) y materia orgánica total (TOM) se realizó cada 10 días, ex situ, en el laboratorio del BBPAP de Situbondo.
Resultados y discusión
Durante el período de crecimiento, la tasa de consumo de oxígeno del camarón evidenció una tendencia descendente, según el modelo de regresión Y = 9.444 – 0.047x. La mayor tasa de consumo de oxígeno fue de 0.450 mgO2/L, y la menor de 0.002 mgO2/L (Figura 1). Esto significa que cuanto mayor es el peso del camarón, menor es la tasa de demanda de oxígeno, debido a que los camarones pequeños necesitan mayor energía para su sistema metabólico.
Además, la tasa de consumo de oxígeno de los organismos también se ve afectada por condiciones ambientales, como temperatura y salinidad (Bett y Vinatea, 2009). Los resultados de otros estudios confirman que la tasa mínima de consumo de oxígeno para camarones juveniles es de 0.65 mg/L, con un peso medio corporal (ABW, por sus siglas en inglés) de 4.1 g (Vinatea et al., 2009).
En el gráfico ABW vs. ganancia (de peso) media diaria (ADG) del camarón (Figura 2), se observa que el ABW sigue aumentando desde la siembra hasta la cosecha. Sin embargo, la ADG parece experimentar un descenso a los 50 días de cultivo, y después permanece estable.
El estancamiento del crecimiento a los 50 días se debe a la elevada densidad de población y biomasa de camarones en los estanques, así como a los bajos niveles de salinidad del agua, los cuales afectan las condiciones biológicas de crecimiento y el equilibrio del sistema de osmorregulación de los organismos (Bray et al., 1994; Sookying et al., 2011; Chand et al., 2015). Estas condiciones también afectarán genéticamente el nivel de producción de la hormona inhibidora de la muda (MIH, por sus siglas en inglés) en cada fase del crecimiento del camarón (Gao et al., 2016).
La tasa de crecimiento del camarón evidencia un comportamiento exponencial con respecto a la edad de 30-50 días. A partir de estos resultados, se espera definir estrategias para estimular el crecimiento del camarón durante este periodo. La ingeniería podría enfocarse en gestionar los hábitos de alimentación de los organismos y añadir suplementos ( Jayesh et al., 2015).
Con base en el análisis de simulación, bajo el concepto de modelado de sistemas dinámicos, se demuestra que el consumo de oxígeno fue lineal a la dinámica de la ADG, e inversamente proporcional a la tasa de aumento de la biomasa de camarón en los estanques (Figura 3).
Esto significa que la tasa de consumo de oxígeno experimentará una fluctuación acorde con la tasa de crecimiento del camarón, ya que, durante su crecimiento, fisiológicamente es necesario contar con niveles de oxígeno suficientes para cumplir con su actividad metabólica. La tasa de oxígeno disuelto requerida para el proceso metabólico del camarón adulto, a una temperatura estable de 28-33°C, es de 1.49 mg/L (Niu et al., 2003).
El aumento de la biomasa de camarón, que se describe como una curva de crecimiento sigmoidal durante el período de cultivo, repercutirá en el aumento del nivel de acumulación de nutrientes, el cual generará un exceso de enriquecimiento del medio acuático del estanque (Wu et al., 2014).
Las aguas ricas con exceso de nutrientes provocarán floraciones de plancton en los estanques y un desequilibrio del ecosistema (Muendo et al., 2014). Estas floraciones también afectarán las condiciones de consumo del plancton en la cadena alimentaria de los estanques.
Según los datos de calidad de agua, la tasa de consumo de oxígeno tiene una estrecha correlación negativa con los parámetros de salinidad y TOM; sin correlacionar con otros parámetros. La relación negativa con la salinidad, indica que la fluctuación de iones minerales en los estanques afecta en gran medida la tasa de consumo de oxígeno por el metabolismo del camarón debido a su mecanismo de osmorregulación (Re y Díaz, 2011).
El aumento de la tasa de consumo de oxígeno es una respuesta fisiológica del camarón para mantener una condición corporal, que le permita continuar en una condición homeostática como consecuencia de las fluctuaciones en los niveles de salinidad del agua (Hernandez et al., 2005). Mientras tanto, el aumento de los niveles de materia orgánica a causa del incremento de la biomasa del camarón, afectará el aumento de la demanda de oxígeno en el sedimento y en la columna de agua para el proceso de respiración de los organismos (Luong et al., 2016; Leduc y Pilditch, 2017).
En cuanto a la variable crecimiento biológico del camarón, la tasa de consumo de oxígeno cuenta con una estrecha relación con el ABW, pero no con la ADG. Esto se debe a que, durante su vida, la tasa de consumo de oxígeno de los camarones, en cada fase de crecimiento o en cada peso corporal, tiene diferentes tasas de demanda de oxígeno (Budiardi et al., 2005). Los camarones pequeños tienen una mayor propensión al consumo de oxígeno para su actividad metabólica (Djawad y Jompa, 2002).
Las diferentes tasas de consumo de oxígeno en el sistema metabólico, durante cada etapa de crecimiento de los organismos, también se predicen como respuesta de adaptación fisiológica y conductual (Kieffer and Wakefield, 2009; Bouyoucos et al., 2018).
Conclusiones
A partir de los resultados del estudio, se puede concluir que las fluctuaciones dinámicas en el consumo de oxígeno y la ganancia (de peso) media diaria del camarón, en cultivo intensivo, están estrechamente influenciadas por la estabilidad de las condiciones de calidad de agua en su hábitat.
Esta es una versión resumida desarrollada por el equipo editorial de Panorama Acuícola Magazine del artículo “OXYGEN CONSUMPTION OF LITOPENAEUS VANNAMEI IN INTENSIVE PONDS BASED ON THE DYNAMIC MODELING SYSTEM” escrito por WAFI, A. – Universitas Ibrahimy, ARIADI, H. – Universitas Pekalongan, MUQSITH, A. – Universitas Ibrahimy, MAHMUDI, M. and FADJAR, M. – Universitas Brawijaya. La versión original, incluyendo tablas y figuras, fue publicada en FEBRERO de 2021 en JOURNAL OF AQUACULTURE AND FISH HEALTH. Se puede acceder a la versión completa a través de 10.20473/jafh.v10i1.18102.