Livro água 2011

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Livro água 2011

  1. 1. 1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁMANEJO DA QUALIDADE DE ÁGUA EM PISCICULTURA AUTORES RICARDO PEREIRA RIBEIRO ERICO SENGIK
  2. 2. 2 CONTEUDOINTRODUÇÃO2. DENSIDADE REAL DO SOLO E DENSIDADE DE PARTICULAS3. DENSIDADE APARENTE OU DENSIDADE DE VOLUMEA. MÉTODO DO ANEL VOLUMÉTRICO (CILINDRO VOLUMÉTRICO-50cm3)B. MÉTODO DO BALÃO VOLUMÉTRICOC. MÉTODO DO TORRÃOD. ESCAVAÇÃO4. POROSIDADE, OU ESPAÇO INTERSTICIAL DO SOLO 5.1. DETERMINAÇÃO5. TEXTURA E CLASSE TEXTURAL 5.1.1 TEXTURA 5.1.2. CLASSE TEXTURAL6. COR DO SOLO a) UMIDADE7. CORRELAÇÕES DA COR b) TOPOGRAFIA c) MATÉRIA ORGÂNICA d) TEXTURA e) IDADE f) PLANTAS g) PEIXES 8.1. TAMANHO8. ESTRUTURA DO SOLO 8.2. GRAU DE ESTRUTURA a) SEM ESTRUTURA b) COM ESTRUTURA 8.3. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO a) MÉTODOS DIRETOS b) MÉTODOS INDIRETOS9. COLETA DE SOLOS EM VIVEIROS DE PISCICULTURA 10.1. OS EFEITOS DA CALAGEM NOS VIVEIROS10. CALAGEM E ADUBAÇÃO DOS VIVEIROS 10.2. A CALAGEM DO SOLO 10.3. OS CALCÁRIOS A SEREM UTILIZADOS E SUA AÇÃO 10.4. CALAGEM DE LIMPEZA DOS VIVEIROS COM CAL 10.5. CALAGEM DA ÁGUA DO VIVEIRO 10.6. A ADUBAÇÃO DA ÁGUA DO VIVEIRO 11.1. TEMPERATURA11. AMBIENTE E ÁGUA PARA A PISCICULTURA 11.2. TRANSPARÊNCIA DA ÁGUA 11.3. OXIGÊNIO DISSOLVIDO
  3. 3. 3 11.4. POTENCIAL HIDROGENIÔNICO (PH) 11.5. GÁS CARBÔNICO 11.6. ALCALINIDADE 11.7. DUREZA DA ÁGUA 11.8. CONDUTIVIDADE ELÉTRICA 11.9. FÓSFORO 11.10. ENXOFRE 11.11. NITROGÊNIO 12.1. A TRANSFORMAÇÃO DO NITROGÊNIO EM TANQUES DE12. EFEITOS DA AMÔNIA, DO NITRATO E DO NITRITO, EM PEIXESPISCICULTURA 12.1.1. NITRIFICAÇÃO 12.1.2. DESNITRIFICAÇÃO 12.1.3. AMONIFICAÇÃO 12.2. PROCESSOS BIOQUÍMICOS ENVOLVIDOS COM OS COMPOSTOSNITROGENADOS EM PEIXES 12.2.1. RESPIRAÇÃO 12.2.1.1. AS TROCAS GASOSAS 12.3. O SISTEMA CIRCULATÓRIO 12.3.1. TRANSPORTE DE GASES NO SANGUE12.4. QUÍMICA DA RESPIRAÇÃO 12.5. DIGESTÃO E EXCREÇÃO DE NITROGÊNIO EM PEIXES 12.6. O DESTINO DA AMÔNIA/AMÔNIO APÓS A EXCREÇÃO PELOSPEIXES 12.7. O EFEITO DA AMÔNIA EM PEIXES 12.8. A TOXIDEZ DE NITRITO EM PEIXES 12.9. OS EFEITOS DO NITRATO EM PEIXES13. AJUSTE DA QUALIDADE DE ÁGUA, DE ACORDO COM AS NECESSIDADES 13.1. AMÔNIADOS PEIXES 13.2. NITRITO 13.3. CONCLUSÃO14. O FÓSFORO NO MEIO AQUATICO 14.1. FORMAS DO FÓSFORO NO AMBIENTE AQUÁTICO 14.2. FONTES DE FÓSFORO 14.3. CICLOS DO FÓSFORO 14.4. ADUBAÇÃO FOSFATADA EM TANQUES DE PISCICULTURA15. EUTROFIZAÇÃO DO AMBIENTE AQUÁTICO16. TRATAMENTOS DE VIVEIROS17. EFLUENTES18. CONSIDERAÇÕES FINAISREFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
  4. 4. 4 LISTA DE TABELASTABELA 1. Características dos solos, taxas de limitações e fatores restritivos para construçãode viveiros para tilapicultura.TABELA 2. Composição dos principais adubos orgânicos.TABELA 3. Composição dos principais adubos químicos.TABELA 4. Simulação do número de dias necessários para que a concentração de O2dissolvido decline 2,0 mg/1 em tanques com quantidades variáveis de radiação solar evisibilidade de Secchi (BOYD, 1982).TABELA 5. Solubilidade em água pura de oxigênio do ar saturado a 760 mm de pressão auma temperatura.TABELA 6. Porcentagem de amônia não-ionizada, em água doce, a diferentes valores de pHe temperaturaTABELA 7. Taxas (mol-N/kg/h) e Porcentagens Relativas de excreção de nitrogênio comoAmônia-N e Uréia-N pelas Brânquias e pelos Rins (Adaptado de Evans, 1994).TABELA 8. Efeitos tóxicos da Amônia para diferentes espécies de peixes.TABELA 9. Concentrações letais de nitrito (mg/l) com 50 % de mortalidade (LC50 96 horas)para algumas espécies de cultivo – Adaptado de Lewis e Morris (1986) citdados por Arana(1997).TABELA 10. O efeito do nitrito em diferentes espécies de peixesTABELA 11. Percentagem das espécies iônicas de fosfato presente em solução, emdiferentes valores de pH.TABELA 12. Concentração de fósforo total em relação ao estado trófico de lagos.TABELA 13. Composição química, forma, solubilidade e potencial acidificante dos principaisfertilizantes inorgânicos na adubação de tanques e viveiros.
  5. 5. 5 LISTA DE FIGURASFIGURA 1. Esquema de estratificação térmica de um ambiente aquático.FIGURA 2. Exemplificação da distribuição dos gases e sais na estratificação térmicaFIGURA 3. Disco de SecchiFIGURA 4. Mudanças diárias nas concentrações de oxigênio dissolvido na superfície da água(0,0 a 0,5 m) de tanques com “blooms” de plâncton, leve, moderado e forte.FIGURA 5. Concentrações de oxigênio dissolvido em diferentes profundidades em tanquescom “blooms” de plâncton, leve, moderado e forte .FIGURA 6. Concentração de oxigênio dissolvido á tarde e de manhã em um tanque de peixescom um problema crônico com relação a este gás. As setas indicam o efeito do usoemergencial de aeração.FIGURA 7. Exemplo ilustrativo do comportamento do pH e das de O2 e CO2 livre , para umciclo diário de 24 horas em um ambiente aquático.FIGURA 8. O ciclo do fósforo em um tanque de peixes.FIGURA 9. Resumo esquemático do ciclo do nitrogênio.FIGURA 10. O ciclo do Nitrogênio, adaptado de Barnabé, 1990.FIGURA 11. Representação esquemática dos processos que ocorrem quando o CO2 passados tecidos para os eritrócitos. O grupo imidazol da histidina é mostrado como a porçãoreativa da molécula de hemoglobina (Smith et al. 1980).FIGURA 12. Apresentação esquemática do catabolismo de aminoácidos e excreção denitrogênio.FIGURA 13. Resumo do metabolismo de aminoácidos em peixes segundo Walton, 1985.FIGURA 14. Ação da enzima glutamato desidrogenase.FIGURA 15. Diagrama esquemático do movimento da amônia através das membranasbranquiais (Adaptado de Tucker e Robinson, 1990).FIGURA 16. Relação entre a taxa ambiental de cloro:nitrito e a quantidade demetaemoglobina (em porcentagem da hemoglobina total) formada no sangue de Ictaluruspunctatus.FIGURA 17. Principais fontes de nutrientes e conseqüências do processo de eutrofizaçãoartificial.
  6. 6. 6 INTRODUÇÃO A piscicultura vem nos últimos anos tornando-se uma atividade produtiva importante.Segundo relatório recentemente publicado pela FAO (2008) a aqüicultura depois de quatrodécadas de crescimento contínuo, esta atingindo um marco histórico, pela primeira vez éresponsável por produzir metade do pescado consumido pela população mundial. Esse fatodeve-se a vitalidade do setor e também crescimento econômico mundial e pelos avanços naelaboração e no comércio de produtos pesqueiros. O sucesso em empreendimentos, principalmente na aqüicultura semi-intensiva, estarelacionado às condições ambientais e deve levar em conta fundamentos como, a qualidade deágua e do solo onde o projeto será desenvolvido. O solo influência diretamente na composição Da água contida nele, fornecendonutrientes ou mesmo mantendo a água. A determinação da densidade do solo, por exemplo,permite avaliar propriedades como a capacidade de drenagem, a condutividade hidráulica,permeabilidade ao ar e a água, a capacidade de saturação de água, fornecendo informaçõessobre o manejo do solo e do viveiro, e até possibilitando a utilização de solos com densidadesinadequadas na construção de viveiros pela utilização artifícios para reduzir o valor dadensidade do solo pelo uso de resíduos orgânicos e o bom manejo do solo. Em pisciculturasolos densos são indicados devido a menor permeabilidade dos mesmos a água. As características da água e do solo nos viveiros influenciam na sobrevivência,crescimento, produção, reprodução e manejo de peixes. Estos fatores interagem uns com osoutros e são importantes em um sistema de piscicultura, a interação pode ser complexa ecausar mortalidades em uma situação e em outra ser inofensiva. A seguir citamos alguns conceitos importantes que devem ser avaliados antes daconstrução dos viveiros, e também sugerimos alguns métodos de determinação que podem serrealizados por leigos de forma confiável e simples e que são de baixo custo.
  7. 7. 72. DENSIDADE REAL DO SOLO E DENSIDADE DE PARTICULAS Densidade real é a relação existente entre a massa de uma amostra de solo e o volumeocupado pelas suas partículas sólidas. E em viveiros de piscicultura os valores da densidade éum indicativo da textura do solo, e irá refletir nos cuidados para realizar o manejo dos peixes,ou mesmo na construção dos viveiros, ou ainda nos teores de nutrientes da água. A densidade real dos solos é dependente da sua composição e pode variar, dependendoda quantidade de minerais presentes, tais como o quartzo, feldspatos e os silicatos de alumíniocoloidais. Dependendo da quantidade de um ou outro desses minerais. Para a determinação da densidade real é necessário obter-se o valor da massa daamostra e depois o volume dos sólidos presentes. A massa dos sólidos pode ser obtida porsimples pesagens em balanças, já para o volume deve-se utilizar um método de diluição daamostra de solo em volume conhecido de álcool em um balão volumétrico. Procedimento para a determinação do volume da amostra:Tomar 20g de solo e expor a amostra a temperaturas elevadas para que toda a água evapore;Passar a amostra de terra seca para um balão volumétrico de 50ml, utilizando um funil;Medir 50 ml de álcool, em uma bureta de 50 ml;Adicionar cerca de 20ml de álcool, suficiente para cobrir a amostra;Agitar para que o álcool penetre na amostra, expulsando o ar;Deixar em repouso por 15 minutos;Agitar novamente e completar o volume do balão volumétrico com álcool.Cálculo da Densidade. Dr = m/ (Vb-Vg) m = massa da amostra; Vb = volume do balão volumétrico; Vg = volume de álcool gasto para completar o balão volumétrico.3. DENSIDADE APARENTE OU DENSIDADE DE VOLUME A densidade aparente pode ser definida como a relação entre a massa de uma amostrade solo seca a 110oC e a soma dos volumes ocupados pelas partículas e poros.
  8. 8. 8 Da = m/v m = massa do solo v = volume (poros+terra) A densidade aparente, em geral, aumenta com a profundidade do perfil devido àspressões exercidas pelas camadas superiores provocando a compactação e reduzindo aporosidade. A movimentação de material fino dos horizontes superiores (eluviação) tambémcontribui para a redução dos espaços porosos aumentando a densidade aparente dessascamadas. Em solos orgânicos, a densidade do solo é inferior à unidade, achando-se valores entre0,60 a 0,80 dag kg-1 (g/cm3). Nos solos minerais os valores de densidade aparente variam de1,10 a 1,60 dag kg-1, e pode ser calculada pela fórmula: Da = Dr (1-Pt)OndeDr é a densidadePt, a porosidade total. Os métodos de determinação fundamentam-se na obtenção de dois dados principais: amassa e o volume. A massa é obtida pesando-se a FSE. Para a obtenção do volume criaram-seas diferentes técnicas que originaram os vários métodos de determinação da densidadeaparente dos solos.A. MÉTODO DO ANEL VOLUMÉTRICO (CILINDRO VOLUMÉTRICO-50cm3) Fundamenta-se no uso de um anel de bordas cortantes com capacidade internaconhecida. Crava-se o anel na parede do perfil ou no próprio solo, por pancadas ou pressão.Removendo-se a seguir o excesso de terra, com o auxílio de uma faca, até igualar as bordas doanel. O solo obtido é transferido para um recipiente e levado a secar em uma estufa paraobtenção da sua massa.B. MÉTODO DO BALÃO VOLUMÉTRICO: Consiste em se encher um balão volumétrico com TFSA. O método apresenta comofalhas o uso de terra fina, as quais perderam, pelo esboroamento e peneiragens, suas estruturas
  9. 9. 9naturais. Em solo melhores estruturados os volumes obtidos são bem diferentes dos obtidoscom estrutura natural.C. MÉTODO DO TORRÃO: Aplica-se em situações onde não é possível introduzir o anel volumétrico no solo. Ométodo consiste na impermeabilização de um torrão de 3 a 5 cm de diâmetro, mergulhando-oem parafina derretida. Após esfriar e a parafina endurecer deve-se mergulhá-lo em água ououtro líquido, a fim de se determinar seus volumes, sendo que o volume de água deslocadacorresponde ao volume do torrão.E. ESCAVAÇÃO: Consiste em se cavar no solo um buraco de paredes lisas, coletando-secuidadosamente a terra escavada que deverá ser seca e pesada para a determinação da massade terra. O volume do buraco escavado será obtido medindo-se o volume de areia necessáriopara enchê-lo.4. POROSIDADE, OU ESPAÇO INTERSTICIAL DO SOLO O arranjo ou a geometria das partículas do solo determinam a quantidade e a naturezados poros do solo. A porosidade depende principalmente da textura, da estrutura e da matériaorgânica presente nos solos. A porosidade pode ser definida como sendo o volume de vazios ou o espaço do solonão ocupado pelos componentes sólidos. Os solos que tem menor porosidade são os arenososenquanto que nos argilosos, o maior teor de argila coloidal contribui para formar agregados.Na prática não se encontram solos arenosos com porosidade superior a 30% e nem argilososcom porosidade superior a 60%. Solo com porosidade entre 60-80% ocorre somente em solosricos em matéria orgânica. Na aqüicultura aconselha-se evitar ou reduzir ao máximo aporosidade do solo, reduzindo a infiltração de água.Há duas categorias de porosidade: a) porosidade capilar denominada de microporosidade . b) porosidade não capilar, denominada de macroporosidade.
  10. 10. 10 A macroporosidade é também chamada de porosidade de aeração, porque é aporosidade encontrada vazia, após ter ocorrido à percolação da maior parte da águagravitacional, é o momento em que o ar passa a ocupar os poros não capilares.Método indireto (fórmula) de determinação: % P = (Dr-Da) 100/DrOnde:%P - porcentagem de porosidadeDr – densidade realDa – densidade aparente5. TEXTURA E CLASSE TEXTURAL A textura do solo pode ser definida como sendo a proporção relativa dos diferentesgrupos de partículas minerais primárias que compõem o solo: são elas a areia (com diâmetrode 2,0 a 0,05mm), o silte ou limo (0,05 - 0,002mm) e a argila (< 0,002mm). A textura é considerada uma propriedade básica do solo porque ela não está sujeita amudança rápida. Um solo rico em areia permanece arenoso e outro rico em argila irápermanecer argiloso. Conhecendo a textura do solo podemos classificá-lo em classes texturais. Quando sefala em % de areia, % de silte e % de argila temos a textura, mas quando se afirma que umsolo é argiloso ou arenoso estamos nos referindo a sua classe textural. Com a textura pode-seformar um diagnóstico geral da propriedade quanto à resistência à erosão, fertilidade, e quantoa problemas relacionados ao manejo em viveiros em piscicultura. Em piscicultura os solos arenosos apresentam elevada infiltração de água e dificuldadede compactação, comprometendo os taludes que são erodidos facilmente. Os solos mistostendendo para pra argilosos são os mais indicados para construção de viveiros de piscicultura,uma vez que solos argilosos tendem a ter uma grande quantidade de material em suspensão(partículas de solo) o que podem aderir aos filamentos das brânquias comprometendo acapacidade de trocas gasosas com o meio.5.1. DETERMINAÇÃO:5.1.1. TEXTURA:
  11. 11. 11 Colocar uma pequena porção de terra fina (TFSA) na palma da mão e em pequenaquantidade, adicionar água até se obter uma pasta homogênea. A amostra precisa ser bastanteamassada para evitar erros, especialmente no caso de solos com argilas floculadas que seapresentam como pseudo-areias e, também, para argilas sódicas. Avaliar as porcentagens de argila, silte e areia em função da sensação obtida quandose esfrega uma parte da massa do solo entre o POLEGAR e o INDICADOR; a argila produz asensação de PLASTICIDADE e PEGAJOSIDADE, o silte de SEDOSIDADE e a areia deATRITO (ASPEREZA). A precisão dessa determinação depende da prática do operador e, para isso, énecessário aferir o tato, através de treinamento com amostras analisadas que se usa comopadrões permanentes para comparação.5.1.2. CLASSE TEXTURAL: A classe textural do solo pode ser determinada usando a massa de solo umedecido,fazendo um macarrão da grossura de um lápis. O solo será classificado como arenoso quandonão se consegue fazer o macarrão. Feito o macarrão tenta-se fazer o número oito, se fizer aterra será argilosa, do contrário será mista.6. COR DO SOLO Cor é a impressão que a luz refletida produz no órgão da visão. A cor de um solo podevariar com o tipo de luz que o ilumina, sendo necessária uma boa iluminação assim comoobservar o ângulo de incidência dos raios solares. Devendo-se observar a cor sempre com asmesmas condições de iluminação. A coloração do solo sempre foi uma das maneiras mais primitivas de identificá-los.Filósofos gregos e romanos, antes de cristo, classificavam os solos pela coloração. Como acor é conseqüência do material de origem do solo, dos seus componentes e das condiçõesclimáticas predominantes, procura-se associar cor as características como a fertilidade eprodutividade. A cor do solo é um importante elemento no reconhecimento e na descrição dosdiferentes grupos genéticos de solos, o que pode ser evidenciado pelo nome de solos como:Latossolo Vermelho Escuro, Argissolo Vermelho Amarelo, Latossolo Roxo, etc.7. CORRELAÇÕES DA COR:
  12. 12. 12a) UMIDADE: as tonalidades cinzentas, esverdeadas e azuladas, típicas de várzeas, estãocorrelacionadas à deficiência de oxigênio. Em função disso os óxidos de ferro podem ter asseguintes colorações: FeO: óxido ferroso, cinzento Fe3O3: óxido férrico (hematita), vermelho Fe2O3. 3H2O: óxido férrico hidratado (limonita), amarelob) TOPOGRAFIA: em uma toposeqüência pode-se ter um solo vermelho no espigão, maisseco; vermelho-amarelo na meia encosta; amarelado, com mosqueado, próximo da baixada;pardo ou até negro, na baixada mais úmida.c) MATÉRIA ORGÂNICA: a matéria orgânica tende a tornar um solo mais escuro quandocomparado com outro sob o mesmo clima.d) TEXTURA: solos ricos em colóides minerais, de textura argilosa, com elevada superfícieespecífica, são mais coloridos que os arenosos. Os solos arenosos são mais susceptíveis aoescurecimento pela matéria orgânica.e) IDADE: nos solos jovens a cor é muito influenciada pelo material de origem enquanto quenos solos maduros, a grande influência do clima faz com que a cor se relacione com ascondições de temperatura e umidade.f) PLANTAS: através da cor do solo pode-se ter uma idéia de sua aeração e drenagem,permitindo concluir sobre a permeabilidade, estrutura, porosidade e temperatura do solo,características que influenciam a produtividade vegetal.g) PEIXES: solos de cor clara, muito arenosos, ou escurecidos pelo alto teor de matériaorgânica podem dificultar a construção e manejo de viveiros. Solos muito argilosos dificultamo manejo dos peixes devido a argila que poderá ficar em suspensão.8. ESTRUTURA DO SOLO O termo estrutura se refere ao agrupamento ou arranjo das partículas do solo. Aestrutura de um solo é o resultado da agregação das suas partículas primárias (areia, silte eargila), pela ação de agentes cimentantes como a matéria orgânica, a argila e aos sesquióxidosde ferro e alumínio. A presença de cátions e o manejo do solo também influenciam noprocesso de estruturação. Esses arranjos podem ser encontrados na forma de macroestruturasreconhecíveis a olho nu, ou microestruturas, com dimensões inferiores a 1 mm, as quais sópodem ser identificadas por processos ópticos.
  13. 13. 13 Há evidências de que as condições e características do solo, como a infiltração emovimentação de água, transferência de calor, aeração, densidade aparente e porosidade, sãoinfluenciadas pela estrutura. Enquanto a destruição da estrutura é relativamente fácil a sua recuperação é muitolenta. Para a recuperação ou manutenção se recomenda a rotação de culturas, a aplicação decalcário, de adubos orgânicos e o manejo adequado do solo.8.1. TAMANHO: O tamanho das agregações é quem define as classes: a) muito pequena (< 1 mm de diâmetro) b) pequena (1 - 2 mm) c) média (2 - 5 mm) d) grande (5 - 10 mm) e) muito grande (> 10 mm)8.2. GRAU DE ESTRUTURA: Ou estabilidade da estrutura, define o desenvolvimento da estrutura, sua estabilidade,sua coesão dentro e fora dos agregados. a) SEM ESTRUTURA: pode ser - GRÃO SIMPLES: não coerente. Solos arenosos. - MACIÇA: coerente. Argilitos e siltitos. b) COM ESTRUTURA: pode ser - FRACA: quando é muito quebradiça. - MODERADA: pedos moderadamente duros. - FORTE: quando difícil de desmanchar8.3. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO:A condição favorável para a determinação da estrutura no campo é com o solo ligeiramentemais seco do que úmido.a) MÉTODOS DIRETOS: método macroscópico feito no campo pela avaliação do tipo,classe e grau de estruturação, ou através de métodos microscópicos onde através da confecçãode lâminas de vidro se fazem observações no microscópico polarizante.
  14. 14. 14b) MÉTODOS INDIRETOS: a estrutura é estudada através de suas causas e conseqüências.As causas são os agentes físicos, químicos e físico-químicos necessários à formação dosagregados. As conseqüências são características do solo relacionadas ao crescimento dasplantas: tamanho, distribuição e estabilidade dos agregados. Os principais parâmetrosestudados são a agregação e a porosidade, que pode ser feita pelo TAMIZAMENTO ASECO ou TAMIZAMENTO ÚMIDO. 9. COLETA DE SOLOS EM VIVEIROS DE PISCICULTURA O solo dos viveiros irá influenciar a qualidade da água. Suas características físicas,químicas e minerais serão semelhantes aos solos inundados cultivados com arrroz. Aamostragem dos solos do fundo dos viveiros é fundamental para caracterizar as condiçõesquímicas possibilitando avaliar os sedimentos e identificar alternativas que otimizem omanejo da qualidade da água. A partir de uma análise química do solo pode-se optar-se por alternativas de manejo,opção de construção do tanque e da calagem e fertilização dos mesmos. A metodologia decoleta é sempre uma fonte de erro que leva a uma alta variabilidade nos resultados obtidosdiminuindo a confiabilidade nos resultados obtidos. Há diversos fatores que podem afetar os resultados das análises tais como: o númerode amostra, os pontos em que será coletada, a espessura da camada coletada, tipo deamostrador, as técnicas de secagem, o tamizamento e a estocagem da amostra. A definição dos pontos de coleta no interior do viveiro deve ser realizada de modo queseja a mais representativa possível. Para isso o viveiro deverá ser subdividido em sete parcelasde tamanho semelhante, em cada uma, um “S” imaginário devem ser traçados e realizar sobessa orientação 7 coletas, as quais formarão uma amostra composta para análise. A coleta dasamostras pode ser feita utilizando um enxadão, ou trado ou outro implemento que assegure acoleta sempre na mesma profundidade e volume. Após a coleta o material deverá ser enviadopara a análise de solos em laboratórios de rotina para fins agrícolas. Os solos podem ser classificados para a exploração de peixes em função das limitações como leve, moderada e severa. Solo com leve limitação seriam solos com propriedade favoráveis ao uso sem necessidade de nenhuma medida especial para a construção de um viveiro para piscicultura. Solos com moderada limitação são aqueles que requerem uma atenção especial para o seu uso, tais como planificação, ou medidas de manejo ou de
  15. 15. 15 manutenção, por exemplo, a necessidade de compactação para reduzir a porosidade. Solos com severas limitações são os que possuem uma ou mais propriedades do solo desfavoráveis. Como exemplos têm-se, os solos muito declivosos, solos ácidos por sulfitos ou com alta condutividade hidráulica. Na região do Alabama algumas características são consideradas como limitantes a construção de viveiros de piscicultura (Boyd, 1982). São elas a acidez do solo com pH inferior a 4,5, a presença de camadas de matéria orgânica maior que 80 cm, a necessidade de calagem superior a 10 t ha-1, solos com menos de 10% de argila e com inundações freqüentes. Também são limitantes a presença de fragmentos de rochas, ou a presença da mesma a cerca de um metro de profundidade, e solos com mais de 5% de declividade.TABELA 1. Características dos solos, taxas de limitações e fatores restritivos para construçãode viveiros para tilapicultura. Taxas de limitaçõesCaracterísticas Leve Moderada SeveraFatores restritivos1. Classes de solos Planossolo Argissolo Litossolo2. Profundidade da camada sulfídica (cm) > 140 > 140 > 140 Profundidade do viveiro e acidez ou toxicidade.3. Espessura de solo orgânico (cm) < 10 10 – 50 > 50 Drenagem, difícil compactar e liberação de amônia.4. Acidez trocável (%) Alimentação, dureza e variação de pH. Larvicultura (< 0,5 g) 5 5 – 10 > 10 Produção primária sensível a acidez. Crescimento (0,5 – 180 g) 10 10 - 20 > 20 Produção primária / alimento (+ ração).
  16. 16. 16 Engorda e terminação (180 –350g) < 20 20 – 35 > 35 Retenção de nutrientes pelo ferro ou alumínio.5. Necessidade de calagem (t ha-1) <2 2–5 >5 Acidezmineral (dureza) e valor de pH.6. pH da camada de 50 – 100 cm do fundo > 5,5 4,5 – 5,5 < 4,5 Muitoácido.7. Teor de argila ( %) 25 - 50 15 – 25 < 15 Drenagem excessiva e turbidez.8. Declividade do solo ( %) <2 2–5 >5 Declive, drenagem e custos.9. Altura da fonte em relação ao viveiro (%) > 75 25 – 75 < 25 Difícildrenar e diluição.10. Freqüência de inundações nenhuma nenhuma ocasional Inundação e profundidade da fonte de água.11. Cascalhos pequenos > 2mm ( %) < 25 25 – 50 > 50 Infiltração e impermeabilização dos viveiros.12. Grandes cascalhos ou pedras > 7mm ( %) < 10 10 – 25 > 25 Infiltração e impermeabilização dos viveiros.13. Matéria orgânica decomposta ( %) a) Solos com < 60% de argila <4 4 – 12 > 12 Muitohúmus, maior turbidez e acidificação. Redução. b) Solos com > 60% de argila <8 8 – 18 > 18 Ambiente redutor. Maior turbidez e acidificação.14. Profundidade da rocha (cm) > 200 200 - 150 < 150 Drenagem excessiva e tanques rasos.15. Condutividade hidráulica (L s-1) baixa média alta Drenagem / saturação de água. 10. CALAGEM E ADUBAÇÃO DOS VIVEIROS As práticas de calagem e adubação de viveiros destinados à criação de peixes devemser vista como procedimento normal, sendo necessária em viveiros onde ocorram cultivosextensivos e semi-intensivos. A aplicação do calcário terá como objetivo a correção do pH daágua e aumento da dureza da mesma, fatores importantes para a criação, sobrevivência edesenvolvimento dos peixes cultivados. A calagem vem a melhorar as características físicas e
  17. 17. 17químicas do solo proporcionando assim um melhor aproveitamento dos nutrientes orgânicos einorgânicos. 10.1. OS EFEITOS DA CALAGEM NOS VIVEIROS Os peixes destinados para produção não sobrevivem com pH menor que 5, e valoresde pH de 5 a 6 irão sobreviver mas não irão crescer e reproduzir normalmente. A faixa de pHideal para a maioria dos peixes é de 6,5 a 8,5, sendo ideal um pH neutro (7,0). O maiorproblema do pH é a sua grande variação em períodos curtos que dificultam a adaptação dospeixes. Há situações em que o pH é adequado para os peixes mais os valores de alcalinidadeCO32-, HCO3- são baixos e a lama do fundo dos viveiros são ácidas. Com o crescimento excessivo de fitoplâncton por aplicação de fósforo em água debaixa alcalinidade CO32-, HCO3- o pH pode elevar-se a níveis indesejáveis por causa daremoção do dióxido de carbono (CO2). Existem três tipos de acidez em viveiros de piscicultura que irão justificar a aplicação de calcário: a) viveiros com valores baixos de pH e baixa alcalinidade da água; b) viveiros distróficos com água ricas em substâncias húmicas e lama com grande estoque de matéria orgânica decompondo lentamente; c) viveiros distróficos com acidez elevada resultante de sulfato no solo (enxofre). A calagem fornece os íons cálcio e magnésio que irão contribuir na alcalinidadeCO32-, HCO3- e com a dureza total  Ca2+, Mg2+ . As algas requerem cerca de 5mg L-1 deCa2+ e 2 mg L-1 de Mg2+ para terem um crescimento máximo, correspondendo a uma durezade 20,7 mg L-1 . Os peixes também requerem certos níveis destes nutrientes na água.Observações mostram que esses não se desenvolvem muito bem se a dureza da água formenor que 20 mg L-1. O produtor deve estar atento em realizar a calagem dos viveiros principalmente na fasede alevinagem, já que é nessa em que podem ocorrem mais problemas e caso mal realizada afase de crescimento/engorda poderá ser comprometida pelo mau manejo realizado na faseanterior.
  18. 18. 1810.2. A CALAGEM DO SOLO A calagem pode ser feita no solo ou diretamente na água. Essa é realizada no solo porocasião da construção dos viveiros, quando o solo apresenta-se ácido ou com baixos teores decálcio. Para se determinar a quantidade de calcário necessária para a correção desses viveirospodem-se aplicar os mesmos cálculos e fórmulas utilizadas para solos agrícolas. Antes dequalquer aplicação é necessária a coleta desse solo para posterior análise. É aconselhávelrealizar essa coleta como sugere Ribeiro et al. 2005, dividindo-se o viveiro em quadras ecoletando-se em “S” para se ter uma melhor representação do local. Segue abaixo algunsexemplos que podem ser utilizados:  3,5 – (Ca++ + Mg++) = t ha-1  NC (t ha-1) = (V2-V1) T / PRNT, onde NC (t ha-1) = necessidade de calcário, em toneladas por hectare; V2 = saturação que será elevado o solo (70%); V1 = saturação de bases existente no solo. Em solos eutróficos com alta saturação de bases não será necessária aplicação decalcário no solo. 10.3. OS CALCÁRIOS A SEREM UTILIZADOS E SUA AÇÃO Os calcários utilizados em viveiros de piscicultura são os mesmos utilizados naagricultura, tendo-se o Calcário Magnesianos, Calcíticos e Dolomíticos. O uso de cada umestará relacionado principalmente com o fator preço e o nível necessário para a correção.Estes são utilizados principalmente para elevar os teores de cálcio e magnésio do solo ou da
  19. 19. 19água. Para a esterilização do solo por ocasião da limpeza dos viveiros utiliza-se a calhidratada ou a cal virgem que também irão contribuir com a dureza da água. 10.4. CALAGEM DE LIMPEZA DOS VIVEIROS COM CAL Após a drenagem dos viveiros necessita-se realizar o tratamento, limpeza, desinfecçãodo fundo destes com cal virgem (CaO) ou cal hidratada (Ca (OH)2 ). Esta aplicação irádestruir os parasitos e outros organismos indesejáveis que possam interferir na produçãopiscícola. Usualmente se recomenda 1,0 a 1,5 t ha-1, deixando-se em repouso entre 10 a 14dias. A morte dos organismos irá ocorrer tanto pela elevação da temperatura como pelaelevação brusca de pH, este chegando entorno de 9,2. 10.5. CALAGEM DA ÁGUA DO VIVEIRO Há outras recomendações de calagem (Boyd, 1997) que considera a alcalinidadeCO32-, HCO3- da água. Viveiros com alcalinidade CO32-, HCO3- abaixo de 20 mg L-1respondem bem a calagem. Em viveiros de tilápias ocorrem respostas até que a alcalinidadeCO32-, HCO3- atinja 50-60 mg L-1. Para valores de alcalinidade de 0-5; 5-10; 10-15 e 15-50recomenda-se respectivamente, 4; 3; 2; e 1 toneladas por hectare de calcário. A calagem parao fundo dos viveiros pode ser feita em função do pH do solo. Viveiros que apresentem pH 7 -7,5: 6,0 – 7,0 ; 5,0 – 6,0 e pH menor que 5,0, recomendam-se quantidades de 0,5; 1,5; 2,0 e4,0 t ha–1 de calcário respectivamente. 10.6. A ADUBAÇÃO DA ÁGUA DO VIVEIRO A adubação dos viveiros é um procedimento realizado visando-se o aumento daprodução primária para aumentar a produtividade final, diminuição da transparência da águapara o controle de macrófitas e estratificação térmica. A adubação incorpora aos viveiros ostrês principais nutrientes para a produção de fitoplâcton: o nitrogênio (N), o carbono (C) e ofósforo (P). O nitrogênio e fósforo são elementos necessários para a produção primária,secundária (zooplâcton) e dos peixes como o último elo da cadeia alimentar. O carbono temsua importância na fotossíntese dos organismos primários e encontra-se normalmente comoproduto final dessa ou na decomposição de matéria orgânica como as sobras de ração.
  20. 20. 20 A adubação em viveiros pode ser de duas formas, a adubação orgânica com autilização de estercos de animais de cultivos, ou adubação química, na qual se inclueminúmeros compostos que são destinados a produção agrícola. Como adubos orgânicos podem ser utilizados estercos de bovinos, suínos, ovinos, avese coelhos. Em experimentos realizados demonstram que o esterco de aves proporciona umamaior produção primária que os demais estercos citados. Para o desenvolvimento de juvenisde piracanjuba (Brycon orbignyannus), Feiden e Hayashi 2005 também concluíram que oesterco de aves proporcionou um maior desenvolvimento que os demais estercos utilizados.Recomenda-se a aplicação de quatro a oito toneladas por hectare divididas em aplicaçõesquinzenais.TABELA 2. Composição dos principais adubos orgânicos. Espécie Composição (%) H2 O N P K2O Aves 57 1,31 0,4 0,34 Bovinos 75 0,23 0,44 0,29 Ovinos 60 0,77 0,39 0,59 Suinos 74 0,84 0,39 0,32 A adubação química tem como seus principais compostos o superfosfato simples (SS),superfosfato triplo (ST), sulfato de amônia (SA) e uréia. Realizar aplicação de 200 a 500 Kgde sulfato de amônio e 100 a 200Kg de superfosfato simples por hectare/ anoTABELA 3. Composição dos principais adubos químicos. Fertilizantes Composição N P K Uréia 40-46 0 0 Cloreto de amônio 26 0 0 Nitrato de amônio 26 0 0 Superfosfato simples 0 15 0 Superfosfato triplo 0 45 0 NPK 20 20 5 A adubação tanto orgânica quanto química deve ser realizada sete dias após a calagem.11. AMBIENTE E ÁGUA PARA A PISCICULTURA
  21. 21. 21 A água é um componente essencial na Terra dominando a composição químicade todos os organismos além de ser indispensável para a piscicultura, meio onde vivem ospeixes. Possui propriedades físicas e químicas de grande importância como:  Calor Especifico - quantidade de calor necessário para elevar em um grau centígrado, um grama de água – por definição corresponde a uma caloria (1,0 cal), este valor é considerado alto;  Calor de vaporização – a água possui um alto valor para esta característica, o sendo que a 10 C é de 540 cal/g.  Viscosidade – capacidade de oferecer resistência ao movimento – com 30 0 C a água tem a metade da viscosidade que à cinco graus centígrados. Portanto a viscosidade diminui com a temperatura;  Densidade – A água apresenta densidade variável, de acordo com as condições do meio, a maior densidade d’água é atingida a zero grau centígrado ( daí o porque da pedra de gelo flutuar na água em estado líquido) ; As peculiaridades das características da água, líquido-sólidas, tornam-na umambiente estratificável que afetam as dinâmicas químicas e biológicas dos corpos d’águacomo os tanques de cultivo. Entretanto diferente do meio aéreo, apresenta-se como um meiotemperado, onde as flutuações extremas de suas características e temperatura se encontrammais amenas. 11.1-TEMPERATURA O calor incidente na superfície da água é absorvido e transformado em energiacalorífica e então propagado por toda extensão da água. A intensidade deste processo deabsorção é mais intenso na superfície d’água, até um metro de profundidade, sendo quequanto mais profundo o tanque, mais diferenças em temperaturas serão encontradas entre asuperfície, meio e fundo do tanque. Essas diferenças térmicas fazem com que haja diferentes valores de densidade emcada uma delas, o que impede a água se misturar em toda a coluna. Dessa forma, na ausênciade fatores que provoquem turbulência na água e mistura, não haverá distribuição uniforme decalor tornando o ambiente aquático estratificado. Quando isto ocorre, normalmente apresenta-se estratificado para quase todos os outros fatores físicos e químicos, com efeitos sobre ascondições biológicas do ambiente, devido à grande inter-relação entre todos estes fatores. Este
  22. 22. 22fenômeno é mais freqüente e com maiores conseqüências em regiões tropicais, devido àsmaiores temperaturas observadas, pois os limites entre as camadas tornam-se, como já ditosbarreiras físicas, o que pode influenciar na qualidade d’água nas diferentes camadas, umexemplo é quanto a distribuição espacial dos gases no ambiente aquático, na ausência defatores que provoquem a movimentação (turbulência) d’água através do vento dofuncionamento de aeradores, infusores de ar, motores ,etc) ocorre estratificação da colunad’água, tornando-a, teoricamente, como mostra a figura abaixo: FIGURA 1. Esquema de estratificação térmica de um ambiente aquático. Em um ambiente aquático estratificado, a concentração de gases e sais, como O2,CO2 PO43- apresenta comportamento diferenciado em cada camada, e pode ser ilustrada naFigura 2. (Esquema exemplificando a distribuição dos gases e sais no ambiente aquático): FIGURA 2. Exemplificação da distribuição dos gases e sais na estratificaçãotérmica. O extrato superior é rico em O2 favorecendo a permanência de peixes .Entretanto,quanto a produtividade primária (fitoplâncton) não apresenta-se favorável devido às baixas
  23. 23. 23concentrações de CO2 e PO43- , trazendo conseqüências na produção de zooplâncton nacoluna de água, devido a que seu substrato (fitoplâncton) encontra melhores condições noestrato inferior do tanque, a qual não possui concentração satisfatória de O2 , vital para asobrevivência. De maneira geral a distribuição e disponibilidade de gases e sais na colunad’água afeta diretamente a distribuição e a sobrevivência dos organismos aquáticos. Sendo assim é valido pensar que a estratificação térmica em tanques de pisciculturanão é desejável, visto que suas implicações biológicas, principalmente quanto ao aspecto dadistribuição de O2 na coluna d’água que em situações de alta demanda biológica, pode tornar-se limitante para o bom desenvolvimento, ou até para a sobrevivência dos peixes. Daí aimportância do uso, quando necessário, de aeradores, que além de atuarem comooxigenadores, ainda desempenham papel importante na desestratificação dos ambientesaquáticos. 11.2. TRANSPARÊNCIA DA ÁGUA A transparência é esta diretamente relacionada com a produção de fitoplâncton. Daluz incidente sobre o corpo aquático, uma parte é refletida e a outra é absorvida. Para apiscicultura o importante é a parte absorvida pelo corpo d’água. A parte do corpo d’água a qual recebe a luz pode variar em termos de profundidade,de alguns centímetros a até alguns metros, dependendo do grau de turbidez, pode serinfluenciado tanto por fatores abióticos (partículas sólidas em suspensão ) quanto por bióticos(plâncton). A parte iluminada da coluna d’água é conhecida como zona eufótica ou fótica,seu limite inferior é geralmente assumido como sendo aquela profundidade onde aintensidade da radiação corresponde a 1% da que atinge a supefície. Este limite é chamadode “ponto de compensação”, pois nesse local a produção primária líquida é semelhante àrespiração das comunidades. Esse limite pode variar considerando as regiões tropicais outemperadas, sendo geralmente maior nas primeiras A medida da transparência d’água é feita da maneira mais simplificada, com autilização de um disco branco com faixas negras alternadas, com 20 a 30 cm de diâmetro,este aparelho é chamado disco de Secchi (Figura 3). Basta mergulhar o disco na água em uma região sombreada do tanque, com o auxílio
  24. 24. 24 FIGURA 3. Disco de Secchide um cordão graduado. A profundidade de seu desaparecimento é conhecida popularmentepor “profundidade de Secchi” e, essa é inversamente proporcional à concentração departículas inorgânicas e/ou orgânicas em suspensão na água .A profundidade do Secchi éaquela na qual a radiação de 400 a 740 nm, portanto a faixa visível, refletida do disco não émais visível ao olho humano . A faixa ideal para a profundidade de Secchi em tanques de piscicultura, dependendoda profundidade do tanque e, desde que o fundo não esteja visível, está entre 25 a 70 cm.Como geralmente a turbidez d’água. é diretamente proporcional à quantidade de plâncton naágua, através dessa medida é possível determinar-se estimativamente a produtividadeprimária do tanque. Para medidas inferiores a 20 cm, recomenda-se cessar a fertilização dostanques de piscicultura . A profundidade de Secchi pode também nos dá idéia do tempo necessário para quese reduza uma determinada quantidade de oxigênio dissolvido em um viveiro, como seencontra ilustrado na tabela 4.TABELA 4. Simulação do número de dias necessários para que a concentração de O2dissolvido decline 2,0 mg/1 em tanques com quantidades variáveis de radiação solar evisibilidade de Secchi (BOYD, 1982). Visibilidade de Secchi (cm) Radiação Solar (Langleys/dia) 50 100 150 200 300 400 30 0 0 0 0 0 0 40 1 1 1 1 1 1 50 1 1 1 1 1 3 60 1 1 1 1 2 4 70 1 1 1 1 2 5 80 1 1 1 2 3 6* = assumindo-se que a concentração inicial de oxigênio no escuro seja de 10 mg/l, tanques com 1,0 m de profundidade, 2240 kg/há de “catfish”, e temperatura da água a 30o C no escuro e 28oC na madrugada.
  25. 25. 25 Geralmente a coloração apresentada pela a água é reflexo do tipo partícula queencontra-se em susp suspensão na mesma, portanto, o excesso de material inorgânico emsuspensão, confere a água uma coloração avermelhada ( a tonalidade depende do tipo ecoloração do solo no local), isso não é desejável, pois pode prejudicar os peixes, então alémda medida deve-se estar atento para este detalhe , para não ocorrer erros de interpretação. 11.3. OXIGÊNIO DISSOLVIDO O oxigênio é o gás mais importante para os peixes, por isso, em termos depiscicultura é a ele que devemos dar maior importância. As fontes de O2 são a atmosfera ea fotossíntese. Na água, este gás é consumido através da decomposição da matéria orgânica eoxidação de íons metálicos, como o de ferro e o manganês.A concentração de O2 dissolvidona água varia continuamente durante o dia devido aos processos físicos, químicos ebiológicos, como pode ser observado na Figura 4. FIGURA 4. Mudanças diárias nas concentrações de oxigênio dissolvido na superfície da água (0,0 a 0,5 m) de tanques com “blooms” de plâncton, leve, moderado e forte.
  26. 26. 26 Os fatores que afetam a solubilidade do oxigênio na água são: temperatura, pressãoatmosférica e a salinidade. De forma que o oxigênio se apresenta inversamente relacionadocom a temperatura e a salinidade e diretamente proporcional com a pressão atmosférica.TABELA 5. Solubilidade em água pura de oxigênio do ar saturado a 760 mm de pressão a uma temperatura. Temperatura (°C) Oxigênio (mg/L) Temperatura (°C) Oxigênio (mg/L) 0 14,66 18 9,18 1 13,77 19 9,01 2 13,40 20 8,84 3 13,05 21 8,68 4 12,70 22 8,53 5 12,37 23 8,38 6 12,06 24 8,25 7 11,76 25 8,11 8 11,47 26 7,99 9 11,19 27 7,86 10 10,92 28 7,75 11 10,67 29 7,64 12 10,43 30 7,53 13 10,2 31 7,42 14 9,98 32 7,32 15 9,76 33 7,22 16 9,56 34 7,13 17 9,37 35 7,04Fonte: Truesdale et al. Citado por Wetzel (9181). Outros fatores que atuam sobre a solubilidade do oxigênio são a turbidez, a presençade amoníaco, nitrito e ácido carbônico (HCO3), que de forma geral também atuam noambiente fazendo com que haja aumento na demanda de O2dissolvido. Em ambientes aquáticos o maior responsável pela variação nas concentrações de O2 dissolvido é o processo de fotossíntese/respiração (durante a noite, o plâncton pode remover, através da respiração, até 0,36 mg/1 de O2 dissolvido da água. Num período noturno de 12 horas, atinge-se um decréscimo total de 4,32 mg de O2/1/noite ) e/ou decomposição. A amplitude desta variação é função principalmente de densidade das populações de fitoplânc7ton, macrófitas aquáticas e de bactérias, que por sua vez estão diretamente relacionados com o número de horas de luz por dia, luminosidade, temperatura e disponibilidade de nutrientes, e também pela profundidade do tanque (Figura 5.)
  27. 27. 27FIGURA 5. Concentrações de oxigênio dissolvido em diferentes profundidades em tanquescom “blooms” de plâncton, leve, moderado e forte . Em tanques de piscicultura, geralmente ambientes rasos, a concentração de O2apresenta seus menores valores no período da madrugada ou da manhã, o que torna a colunad’água freqüentemente anaeróbia, daí a alta taxa de mortalidade apresentada, em algunscasos, nesses horários principalmente. Outro fator complicador dessa situação é a formaçãode gases nocivos, tais como: gás sulfídrico e o metano, formados em condições anaeróbias noambiente aquático. De modo geral, os valores entre 0 – 1mg de oxigênio por litro de água é letal aospeixes, de 2 – 3, os peixes permanecem em estresse e, de 4 – 6 miligramas de oxigênio porlitro de água, é a condição ideal para a maior parte das espécies de peixes cultivados noBrasil. Sabendo-se da importância do O2 dissolvido para a piscicultura, o produtor devepreocupar-se com esse fator, de forma que seu sucesso na atividade está diretamenterelacionado ao esforço gasto no seu controle . Para a implantação de uma piscigranja, há necessidade de água em quantidade e deboa qualidade (10 a 15 1/ há/ segundo), no caso desta premissa básica não for possível deser atingida, é necessário o uso de alternativas de controle de O2 como por exemplo, aobservação do comportamento dos peixes, uso de aeradores, oxigenadores, filtros biológicospara a reciclagem de água, etc. A Figura 6. nos dá idéia do comportamento dasconcentrações de O2 dissolvido em um tanque de peixes com problemas crônicos emrelação a este elemento e, efeito do uso de aeração, para a convivência com o problema.
  28. 28. 28 FIGURA 6. Concentração de oxigênio dissolvido á tarde e de manhã em um tanque de peixes com um problema crônico com relação a este gás.As setas indicam o efeito do uso emergencial de aeração. Para monitorar o oxigênio, pode ser utilizado o método químico de Winkler (métodocolorimétrico, por titulação), ou através do uso de aparelhos eletrônicos (oxímetros) quetenham esta função. O uso deste aparelho é bastante prático e de rápida análise das medidas. Cada espécie de peixe possui um limite de resistência quanto à concentração de O2dissolvido na água e isso varia com a idade e o estado fisiológico, por este motivo éimportante o acompanhamento visual dos animais para que as providências necessáriaspossam ser tomadas de imediato. Entretanto, a partir do momento que as concentraçõesdesse elemento atinjam níveis inferiores a 4mg/L, é importante o piscicultor ficar atento,principalmente no período noturno, em dias nublados e na fase final de terminação, casos emque a demanda bioquímica de O2 é maior. Problemas com O2 dissolvido em qualquer tanque podem ser notados a partir daobservação da aparência da água, como mudança rápida da cor da mesma, verde para marromou cinza, por exemplo, e, do comportamento dos peixes com presença de um grande númerodeles na superfície da água, “bloqueando” ou tentando “sugar” o oxigênio existente no limitear-água. Pode-se estimar o consumo de oxigênio de um peixe, conhecendo-se seu peso, atemperatura da água e de algumas constantes matemáticas preestabelecidas, calculadas apartir da temperatura da água e outros fatores. Como por exemplo: - Em um tanque com 3.200Kg de peixe, assumindo-se 12 horas de noite , podemassumir 0,00028Kg de O2/Kg de peixe, de peixe por hora, multiplicado por 12 horas, totaliza-se um consumo de 10,75 Kg de O2 /noite. 11.4. POTENCIAL HIDROGENIÔNICO (PH)
  29. 29. 29 O potencial hidrogenionico é o processo de dissociação da molécula de águaliberando ao meio uma certa quantidade de íons H+ sem quebrar o equilíbrio (H2O = H+ +OH ). Quando a quantidade de íons H+ é igual a de íons OH- em uma solução, ela é ditacomo neutra. Já quando há uma “vantagem” para os íons H+ a solução é dita ácida, quandoo contrário é alcalina ou básica. O pH, que é definido como logaritmo negativo da concentração molar de íonshidrogênio é a medida que expressa a acidez ou alcalinidade de uma solução e, além de serinfluenciado pela quantidade de íons H+ e OH-, ainda é afetado fortemente por sais, ácidos ebases que ocorram no meio. Os valores de pH variam de 1,0 a 14,0 sendo que abaixo de 5,0 é letal à maioriados peixes, entre 5,0 e 6,0 causa queda no desenvolvimento, entre 6,5 a 9,5 permite umdesenvolvimento satisfatório, entre 7,0 a 8,5 é a faixa ideal ao desenvolvimento dos peixes e,acima de 11,0 também é letal. Em viveiros de piscicultura o pH é influenciado pela concentração de íons H+originados da dissociação do ácido carbônico (H2CO3 <=>2 H + CO32-) , pelas reações de 2-íons carbonato e bicarbonato (CO3 +H2OHCO3 +OH ; H2OH2CO3+OH), peloprocesso de fotossíntese da respiração( CO32-+ H2O c/ luz  s/ luz CH2O + O2),por causas domanejo como adubação e calagem, ou mesmo pela poluição. Ainda é importante salientarque alterações no pH da água podem causar mortalidade em peixes. Essas alterações emdiferentes proporções, dependendo da capacidade de adaptação da espécie, através da maiorou menor dificuldade de estabelecer o equilíbrio osmótico em nível de brânquias, podemdeterminar grandes dificuldades respiratórias nas espécie ou indivíduos menos versáteis ouresistentes, levando-os à morte. O comportamento do pH no período de 24 horas segue de maneira diretamenteproporcional o do O2 dissolvido e, inversamente o do CO2 (Figura 7). Portanto intensos“blooms” de algas em tanques com baixas taxas de renovação de água, dependendo dadensidade de estocagem, poderão apresentar altas taxas de mortalidade de peixes,principalmente durante a noite e madrugada. Isto ocorre devido às altas concentrações deCO2 no meio, oriundo do processo de respiração dos fitoplânctons . Este gás quando está livreno meio aquático, reage com a água promovendo a liberação de íons (CO2- +H2O H2CO3HCO3+H+ CO3= + H+ ), consequentemente baixando o pH e, devido ao conjunto destesprocessos, a concentração de O2 poderá chegar a zero.
  30. 30. 30 FIGURA 7. Exemplo ilustrativo do comportamento do pH e das de O2 e CO2 livre , para um ciclo diário de 24 horas em um ambiente aquático. 11.5. GÁS CARBÔNICO O gás carbônico é um gás que apresenta uma grande importância no meio aquático,como visto anteriormente o O2 dissolvido em pH.Esse gás pode causar problemas para apiscicultura, no entanto, seus efeitos patogênicos são geralmente causados pela asfixia quepode provocar. Nem sempre o CO2 é tóxico para os peixes. A maior parte das espéciespodem sobreviver por vários dias em água contendo mais que 60 mg/1, desde que esta águaapresente um aporte substancial de O2 para o peixe e,como já foi visto, normalmente as altasconcentrações de CO2 na água estão sempre acompanhados de baixas concentrações de O2,por terem estes comportamentos inversamente proporcionais (Figura 7.) Considerando-se os processos naturais no ambiente, particularmente altasconcentrações de CO2 ocorrem em tanques após grande mortalidade de fitoplâncton,desestratificação térmica e quando o clima apresenta-se nublado. É de difícil constatação, tendo em vista que ele se transforma em carbonatos ebicarbonatos, mas sabe-se que este é capaz de acidificar a água quando esta apresenta baixaalcalinidade .Há estudos que indicam que em águas com concentrações de CO2 superiores a20mg/litro, tem-se constatado a existência de lesões calcificadas. Isto pode se agravar em
  31. 31. 31águas com baixas concentrações de magnésio (águas moles), nesta condição, 30 mg de CO2na água pode levar o pH da mesma a 4,8. 11.6. ALCALINIDADE A alcalinidade é a capacidade da água em neutralizar ácidos. Refere-se àconcentração total de sais na água, sendo expressa em miligrama por litro, em equivalente decarbonato de cálcio (CaCO3), bicarbonato (HCO3), carbonato (CO3) ,amônia (NH3 ), hidroxila(OH), fosfato (PO4 =), sílica (SiO4 ) e alguns ácidos orgânicos podem reagir para neutralizaríons hidrôgênio(H+). Para viveiros de piscicultura são desejáveis valores de alcalinidadeacima de 20mg/1, sendo que valores entre 200-300mg/1 são os mais indicados. Existem pelo menos três tipos de alcanilidade : - alcalinidade total-OH - , CO3- e HCO3- ; - alcalinidade de fenolftaleína- OH- e CO3= ; - alcalinidade de carbonato - CO3= e HCO3- ; Destes três, a última é a que realmente interessa à piscicultura, pois na presença deCO3 dissolvido pode haver a solubilização de bicabornato de cálcio (CaCO3 + H2O + CO2Ca + + 2HCO3-). Então mudanças nas concentrações de CO2 podem alterar as proporçõesde carbonato e bicarbonato no meio, ao longo do dia. 11.7. DUREZA DA ÁGUA Este termo indica o teor de íons de cálcio e magnésio que estão combinados acarbonatos ou bicarbonatos, ou mesmo sulfetos e cloretos. A dureza total apresenta-se geralmente relacionada com os ânions da alcalinidade eos cátions da dureza são derivados de soluções minerais .Grosseiramente pode-se definir adureza da água como sua capacidade em resistir às alterações de pH durante um ciclo diáriode 24 horas. É também importante salientar que apesar da correlação positiva existente entre adureza e a alcalinidade nem sempre é verdade dizer que águas altamente alcalinas apresentamalta dureza. 11.8. CONDUTIVIDADE ELÉTRICA A condutividade elétrica é a medida direta da quantidade de íons na água (teor desais na água). Altos valores de condutividade indicam altas taxas de decomposição,
  32. 32. 32fornecendo dessa forma informações sobre a disponibilidade de nutrientes no meio aquático,bem como ajuda a detectar a incidência de poluição na água. Quanto maior a concentração iônica, maior será a capacidade da água em conduzireletricidade. Os valores de condutividade desejáveis em piscicultura encontra-se entre 20 e100 S/cm. Em um ambiente estratificado o epilímnio apresenta altos valores decondutividade. 11.9. FÓSFORO O fósforo é o elemento mais limitante aos organismos produtores primários. Este é oelemento que retarda a euforização natural .Apresenta rápido tempo de renovação e a maiorporcentagem encontra-se na matéria orgânica (aproximadamente 90%). O esquema básico dociclo do fósforo está representado na Figura 8. FIGURA 8. O ciclo do fósforo em um tanque de peixes. A única forma disponível de fósforo para os organismo produtores é comoortofosfato (PO3 3-). As concentrações de fósforo são influenciadas pelo Fe,Mn ,Al, hidróxidode cálcio, argilas, areias, etc. Este elemento pode originar-se do intemperismo de rochas,como apatita, por exemplo, de excretas humanas, detergentes, fertilizantes (maisrecentemente). Apresenta-se na forma de P-total, P-particulado e P- dissovido, sxendo que oP-total = P-particulado + P- dissovido. O P-particulado é originado da matéria orgânica (DNA ,RNA, fosfoproteínas,etc.)adsorvido em matéria orgânica.
  33. 33. 33 O P-dissolvido pode ser orgânico (fosfotase, fosfolipídios, ATP, fosfoproteínas, etc.)ou inorgânico (ortofosfato ,monidrogem fosfato férrico, etc.) O fósforo é de grande importância para o ambiente aquático, pois armazena energia(ATP), faz parte da estrutura da membrana celular, é o fator limitante na produtividadeprimária e responsável pela eutrofização artificial. O fósforo, orgânico ou inorgânico, podeapresentar-se na forma solúvel. 11.10. ENXOFRE Em ambientes aquáticos o enxofre pode apresentar-se sob várias formas (íon, sulfato,íon sulfito, íon sulfeto, gás sulfídrico, enxofre molecular, associados a metais, etc.).As formasmais comuns são o íon sulfato e o gás sulfídrico, sendo o primeiro a principal fonte de enxofrepara os produtos primários. A grande maioria do enxofre presente na matéria orgânica faz parte da constituiçãoda proteína. Os organismos decompositores de matéria orgânica como as bactérias usam oenxofre como constituinte de seu próprio tecido mineralizado como sulfato de hidrogênio emcondições anaeróbias. Em condição de redução drástica nas quantidades de O2dissolvido o gás sulfídrico(formado através de processos de redução, que ocorrem pela atuação dos microorganismos)acumula-se no hipolímnio, provocando mortalidade nos organismos aquáticos que ocupemesta porção do ambiente, pois este gás atua em nível de enzimas, inibindo a cadeia respiratóriae, em nível de inativação da hemoglobina do ponto de vista respiratório. 11.11. NITROGÊNIO O nitrogênio apresenta-se presente no meio aquático de diferentes formas: N2 (nãoutilizável), como constituinte de compostos orgânicos dissolvidos ( purinas, aminas,aminoácidos, etc. proteínas), na forma de compostos particulados (plâncton e detritos), naforma de nitratos e nitritos (NO3 e NO2 , respectivamente) e na forma de amônio (NH4 + ). De modo geral o ciclo do nitrogênio está mais interligado ás ações biológicas (Figura9). O nitrogênio origina-se de aportes fluviais e lençóis freáticos, da decomposição da matériaorgânica e da fixação biológica. Os nitratos e o amônio são as principais formas assimiláveispelos produtores, os nitritos ocorrem em baixas concentrações (predomina em um meioanaeróbio), pode também ser assimilável e é tóxico aos organismos aquáticos em elevadasconcentrações.
  34. 34. 34 O nitrito após absorvido pelos peixes, reage com a hemoglobina para formar ametaglobina, esta não é efetiva no transporte de O2. Portanto uma continuada absorção donitrito pode levar os peixes à morte por hipoxia e cianose. FIGURA9. Resumo esquemático do ciclo do nitrogênio. O amônio é de assimilação vantajosa para os produtores, em elevados valores de pHpode transformar-se em amônia (NH3 ) não ionizada, que é um gás tóxico para os peixes emconcentrações entre 0,20 e 3,00 mg/litro. A exposição dos peixes à amônia não ionizada , pode provocar-lhes a elevação do pHdo sangue, afeta a permeabilidade interna de íons pela água, aumenta o consumo de O2,aumenta a susceptibilidade à doenças, afeta os rins e baço, entre outras ações. 12. EFEITOS DA AMÔNIA, DO NITRATO E DO NITRITO, EM PEIXESRicardo Pereira Ribeiro O nitrogênio apresenta-se no meio aquático de diferentes formas: gás nitrogênio (N2– não utilizável), nitrato (NO3-), nitrito (NO2-), amônio (NH4+), amônia (NH3) e óxido nitroso(N2O), além de várias outras formas de nitrogênio orgânico, os quais podem ser desdecompostos dissolvidos, relativamente simples, tais como, aminoácidos a até complexosparticulados de matéria orgânica, como proteínas. O nitrogênio origina-se de aportes fluviais e lençóis freáticos, da decomposição damatéria orgânica e da fixação biológica. Os íons amônio (NH4+) e nitrato (NO3-) são as formas
  35. 35. 35assimiláveis pelos organismos produtores os quais os transformam em nitrogênio orgânico,normalmente na forma de proteínas. Os produtores ao ser ingeridos pelos consumidoresprimários, o seu nitrogênio é assimilado na forma de proteínas, constituintes dos tecidos.Finalmente, o nitrogênio incorporado nos produtores ou nos consumidores, quando estes setornam matéria orgânica morta, será decomposto pelos microrganismos (Boyd, 1982). O processo de decomposição da matéria orgânica, segundo Boyd (1982) sofre efeitoda temperatura, pH, suprimento de oxigênio e da natureza da matéria orgânica que serádecomposto. Esse mesmo autor informou que a temperatura ótima para os microorganismosdiferem entre as diferentes espécies, mas de modo geral a decomposição é favorecida pelocalor, estimando-se que para cada 10 oC de aumento na temperatura, faz com que a taxa dedecomposição duplique. Do mesmo modo que a temperatura, o pH ótimo para cada espécie deorganismo decompositor também difere mas, de modo geral, as bactérias preferem, para o seucrescimento, ambientes neutros ou levemente alcalinos, enquanto que os fungos florescemmelhor em ambientes ácidos, sendo que a decomposição em ambientes neutros ou alcalinos émais rápida que em ambientes ácidos. A decomposição dá-se, segundo Esteves (1988), tanto em meio aeróbio quantoanaeróbio. Boyd (1982) afirmou que a decomposição aeróbia requer um contínuo suprimentode oxigênio e o processo é mais rápido quando as concentrações do oxigênio dissolvidoencontram-se próximos da saturação. Os dois autores afirmaram ainda que existem algunsmicroorganismos facultativos, que são capazes de degradar a matéria orgânica tanto em meioaeróbio quanto anaeróbio, enquanto outros só crescem sob condições anaeróbias, são oschamados organismos anaeróbios obrigatórios. De acordo com Boyd (1982), na decomposição aeróbia, o carbono orgânico éoxidado para dióxodo de carbono (CO2), mas na decomposição anaeróbia o carbono orgânicoé somente oxidado ao nível de substâncias orgânicas simples, tais como álcoois e ácidosorgânicos. A taxa de degradação da matéria orgânica é mais rápida e completa em ambientesaeróbios que nos anaeróbios. Boyd (1976) afirmou que em tanques de cultivo de peixes, asconcentrações de matéria orgânica no sedimento aumentam de tanques mais rasos paratanques mais profundos, isto provavelmente é resultado de que em águas mais profundas,durante os meses mais quentes o sedimento é coberto por água anaeróbia do hipolímnio. As substâncias orgânicas ao serem decompostas reagem diferentemente, sendo entãoa sua natureza e complexidade que governa a decomposição em um dado local. Desse modo arelação carbono:nitrogênio, segundo Boyd (1982) tem uma grande influência na taxa dedecomposição da matéria orgânica e na transformação do nitrogênio orgânico parainorgânico, isso deve-se ao fato de que os microorganismos são compostos primariamente de
  36. 36. 36proteína e têm alta porcentagem de carbono e nitrogênio. Como a matéria orgânica absorvidapossui mais carbono do que esses organismos necessitam para o seu crescimento, o excesso éliberado ao meio na forma de dióxido de carbono. A quantidade de carbono assimilado pelosorganismos é chamada de eficiência de assimilação de carbono. Tal como o carbono, onitrogênio também é necessário ao crescimento das células microbiais. O mesmo autorressaltou que se uma célula contém grandes quantidades de nitrogênio, os microorganismospoderão ter abundância de nitrogênio para crescer rapidamente, e este pode ser liberado para oambiente como amônia. A este processo dá-se o nome de mineralização do nitrogênio.Portanto, com substratos deficientes neste nutriente, o crescimento microbial é lento, aí podehaver a imobilização do nitrogênio inorgânico, ou seja, a retirada deste do meio para suprir asua deficiência no substrato, então a não ser que haja abundância deste nutriente, em suaforma inorgânica no ambiente, a decomposição de um substrato com uma baixa relação C:Nserá lenta ou incompleta. 12.1. A TRANSFORMAÇÃO DO NITROGÊNIO EM TANQUES DEPISCICULTURA Van Rijn e Shilo (1989) afirmaram que nos cultivos das principais espécies depeixes, com altas taxas de estocagem e com o uso cada vez mais intensivo de dietas artificiaisbalanceadas, há uma excreção de grandes quantidades de nitrogênio na forma de amônia,somado a isso, a dieta não consumida e o uso de estercos orgânicos e fertilizantes inorgânicos,correspondem a altas taxas de adição de nitrogênio amoniacal nesses ambientes. Esses autoresafirmaram que por estação de crescimento em Israel, 1.250 kg de N são adicionados aostanques pelas sobras de ração e outros 300 kg na forma de adubos orgânicos e inorgânicos,bem como pela renovação de água. A transformação do nitrogênio na água é chamada de Ciclo do Nitrogênio. De ummodo geral, este ciclo está interligado às ações biológicas, ocorrendo em três distintosestágios, segundo Pádua (1996): nitrificação, desnitrificação e amonificação. 12.1.1. NITRIFICAÇÃO A nitrificação é a oxidação biológica de compostos nitrogenados reduzidos (p.e.amônia) oriundos dos processos de decomposição aeróbia da matéria orgânica. Este processopode ser dividido em duas fases distintas, ou seja: a nitrosação e a nitratação, sendo que asduas ocorrem em meio alcalino, na presença de microorganismos. A primeira dá-se napresença de bactérias do gênero Nitrossomonas, as quais oxidam o amônio a nitrito. NH4+ + ½ O2  NO2- + 2H+ + H2O (equação 1)
  37. 37. 37 A segunda fase, a nitratação, consiste na oxidação do nitrito, e dá-se na presença debactérias do gênero Nitrobacter: NO2- + ½ O2  NO3- (equação 2) Se não houver uma situação de equilíbrio, ou seja, em situações especiais detemperatura e em pH baixo, o hidrogênio associado ao NO2- pode resultar em ácido nitroso –HNO2 (Esteves, 1988). As bactérias envolvidas nesses processos pertencem à família Nitrobacteracea, sãogram-negativas. Portanto, o processo de nitrificação dá-se, segundo Esteves (1988) e Pádua(1996), prioritariamente na presença de O2, ou seja, este processo ocorre normalmente nacoluna d’água e na superfície do sedimento. Van Rijn e Shilo (1989) afirmaram que aatividade dessas bactérias é mais evidenciada na superfície do sedimento (0 a 3m), e que osedimento atua como uma fonte de amônio para a interface sedimento/água, pois os processosos quais as bactérias encontram-se envolvidas ocorrem no sedimento, causando a transição daamônia para nitrato, como já foi mostrado, promovendo também perdas de nitrogênio porvolatilização (N2 e N2O, resultantes de um outro processo que ocorre no ciclo de nitrogênio,chamado de desnitrificação). 12.1.2. DESNITRIFICAÇÃO Ocorre na presença de bactérias com capacidade de utilizar o nitrato como aceptor dehidrogênio, essas bactérias são conhecidas como anaeróbias ou facultativas, o que significaque esse processo pode dar-se tanto em meio anaeróbio quanto em aeróbio. Essas bactériassão capazes de utilizar o nitrato como aceptor de elétrons na cadeia respiratória, ao invés doO2, dessa forma a desnitrificação também é conhecida como Respiração do Nitrato (Esteves,1988). Um dos gêneros envolvidas nesse processo é o Pseudomonas, cujos representantessão encontradas na primeira camada acima do sedimento (Pádua, 1996). CH2O + NO3-  CO2 + H2O + N2 (equação 3) 12.1.3. AMONIFICAÇÃO Consiste na redução do nitrato e de outros compostos nitrogenados da decomposiçãoe excreção a amônio. Este processo ocorre, em geral, no substrato e no sedimento dossistemas aquáticos, na presença de bactérias dos gêneros Micrococcus e Sporosarcina, entreoutras, bem como por algumas espécies de fungos, sendo estes últimos em meio ácido(Esteves, 1988 e Pádua, 1996).
  38. 38. 38 CH2O + H+ + NO3-  NH4+ + OH- + 2H2O (equação 4) O esquema do Ciclo do Nitrogênio encontra-se representado na Figura 10: FIGURA 10. O ciclo do Nitrogênio, adaptado de Barnabé, 1990. 12.2. PROCESSOS BIOQUÍMICOS ENVOLVIDOS COM OS COMPOSTOSNITROGENADOS EM PEIXES 12.2.1. RESPIRAÇÃO Butler e Metcalfe (1983), descrevendo o sistema respiratório de peixes, informaramque cada um dos arcos branquiais dos peixes possui duas fileiras de filamentos, cada umdesses filamentos possui uma série de projeções (lamelas secundárias) nas superfícies dorsal eventral, sendo que as trocas gasosas ocorrem de forma cruzada, com a água em contato comessas lamelas secundárias. Apesar de haverem diferenças na respiração de espécie paraespécie de peixe, o sistema respiratório geralmente pode ser considerado como um processoonde a água é forçada a cruzar as brânquias pelo ativo movimento de abertura e fechamentoda boca, sendo esta água succionada pelo ativo fechamento do opérculo nos teleósteos. Ascaracterísticas macro-anatômicas de cada espécie de peixe pode influenciar no volume das
  39. 39. 39cavidades bucal e branquial e o sistema de músculos envolvidos neste processo têm suaatividade ligada diretamente com o sistema nervoso central, mais especificamente pelosnervos craniânos. Os arcos branquiais dos peixes, teleósteos e elasmobranquios, possuem numerososmecanoreceptores, nos filamentos e nas raques, os arcos são enervados pelo nervoglossofaringeal no primeiro arco e pelo vago nos outros arcos. Roberts (1989) relatou que a área epitelial das brânquias é comparável a área total dapele e, em algumas espécies é consideravelmente maior, sendo que seu epitélio tem comofunção principal viabilizar as trocas gasosas do organismo do peixe com o meio, bem comosão responsáveis pela regulação das trocas de sal e excreção de produtos nitrogenados. 12.2.1.1. AS TROCAS GASOSAS Os arcos branquiais dos teleósteos são estruturas ósseas curvadas das quais saemsuportes ósseos das lamelas branquiais (os raios branquiais). O ângulo destes raios lamelarespodem ser alterados pelos músculos adutores para ajustar a quantidade de ventilação dalamela. Dentro destes arcos estão localizadas as artérias eferentes branquiais, as quaisalimentam a aorta dorsal com sangue oxigenado. Já os filamentos branquiais aferentes corremao longo da margem opercular da lamela primária, a qual corre abaixo do fluxo d’água. Osangue entra nos espaços sangüíneos da lamela secundária pelas curtas artérias aferentesbranquiais. O fluxo de sangue desoxigenado passa em direção oposta ao fluxo d’águabombeado, que passa através das brânquias, resultando em um fluxo contracorrente, o qual éresponsável por 60 a 80 % da transferência de O2 da água para o sangue. Os vasos aferentessão ramificações da artéria aorta ventral e formam uma extensa rede de capilares ao longo daslamelas branquiais, o que permite que as trocas gasosas ocorram (Roberts, 1989). O mesmo autor afirmou que quando comparado aos animais terrestres o custoenergético da oxigenação em peixes é muito alto, especialmente quando as concentrações deO2D na água são baixas, em águas quentes ou em condições de poluição excessiva. Essacaracterística é conhecida na aquicultura como Síndrome do Estresse Respiratório, que ocorrequando a energia requerida para a ventilação das brânquias excedem a energia liberada paraextrair o oxigênio. O CO2 é altamente solúvel na água o que facilita sua liberação pelasbrânquias ao meio. Evans (1993) afirmou que o gasto energético com a ventilação em peixes,quando comparado com animais terrestres é da ordem de 4 a 8 vezes maior. Isto se deve aofato de que a água contém 1/30 do conteúdo de oxigênio do ar, além da maior viscosidade daágua (840 x ar) e da maior densidade da água (60 x ar). 12.3. O SISTEMA CIRCULATÓRIO
  40. 40. 40 Os peixes são heterotérmicos (sangue frio), possuem sangue vermelho, o qual adaptaa temperatura corporal com a temperatura do meio ambiente. O volume do sangue representadois porcento do peso do corpo, sem incluir a linfa (Usinger et al. 1995). Dos ciclóstomos aos teleósteos, com exceção dos dipnóicos, o sistema circulatório ésimples, pois somente o sangue não oxigenado passa pelo coração. O coração nos teleósteos está situado dentro do pericárdio anterior, na cavidadeprincipal do corpo e, normalmente, localiza-se ventralmente à faringe. O sangue venosodesoxigenado entra no sinus venosus do ducto de Cuvier e veias principais, passa para aaurícula e em seguida para o ventrículo, daí segue para o cone ventral, que se divide emquatro pares de artérias, as eferentes branquiais, uma para cada par de brânquia. Nasbrânquias, as artérias ramificam-se numa rede capilar, onde o sangue é oxigenado,tranformando-se em sangue arterial que irriga todos os órgãos e tecidos e, após isso éconduzido para o coração através de quatro veias, duas vindas da cabeça, as cardinaisanteriores ou jugulares e duas provenientes da parte posterior do corpo, as veias cardinaisposteriores, ou veias cava; estas últimas, em cada lado do corpo do peixe, juntam-se no ductode Cuvier, que abre-se no seio venoso, onde desembocam as veias porta renal e hepática(Rankin et al., 1983). 12.3.1. TRANSPORTE DE GASES NO SANGUE De acordo com Evans (1993), o oxigênio é transportado no sangue de duas formas,como oxigênio fisicamente dissolvido e como oxigênio quimicamente ligado a um pigmentorespiratório chamado hemoglobina. A quantidade de oxigênio fisicamente dissolvido édeterminada essencialmente pela pressão de oxigênio (PO2) existente e pelo coeficiente desolubilidade do O2 no plasma. Este tipo de O2 corresponde a menos que 5 % do totaltransportado no sangue. A quantidade de hemoglobina dentro das células vermelhas dosangue (concentração média de hemoglobina celular – MCHC) parece ser relativamenteconstante entre as espécies. Este autor citou o valor de 30g/100ml, mas as quantidades decélulas vermelhas no plasma são altamente variáveis, o que indica que a capacidade detransporte de O2 pela hemoglobina está diretamente relacionado ao hematócrito. A natureza dinâmica da ligação entre a hemoglobina e o oxigênio (Hb-O2) é afetadapor vários moduladores alostéricos intracelulares, incluindo a adenosina trifosfato (ATP) parasalmonídeos e elasmobranquios e guanosina trifosfato (GTP) para carpas, enguias e goldfish,entre outros. Esses moduladores são conhecidos genericamente como nucleosíodeos trifosfato(NTPs) e, as quedas de seus níveis causam aumento da afinidade da ligação Hb-O2, indicadopela redução da P50 (a PO2 na qual 50% da hemoglobina estão saturados com O2). O efeito da
  41. 41. 41alteração do pH na afinidade Hb-O2 é chamado de efeito de Bohr. Reduções no pH devidas aoaumento na produção de ácidos metabólicos ou CO2 reduzem a afinidade da ligação Hb-O2(Evans, 1993). O mesmo autor informou que em algumas espécies de peixes as mudanças no pH nãosomente afetam a máxima capacidade de ligação com O2 de forma que em pH baixo nãoocorre a completa saturação da hemoglobina, mesmo em situação de níveis suprafisiológicosde PO2, a este efeito da acidose, de redução dos níveis de O2 no sangue dá-se o nome deEfeito Root em homenagem ao seu identificador. Este efeito é fisiologicamente importante noestabelecimento das pressões parciais de O2 extremamente altas na bexiga natatória ou nohumor vitreo dos olhos, via acidificação do sangue e, conseqüente liberação do O2 dahemoglobina na rede maravilhosa (rete mirabile) e na rede coróide (rete Choroid),respectivamente. Já com respeito ao CO2, a quantidade total de CO2 transportado no sanguedos peixes é a soma do CO2 fisicamente dissolvido e o CO2 quimicamente ligado, sendo que oCO2 fisicamente dissolvido, tal como o O2 fisicamente dissolvido constitui menos que 5 % detodo o CO2 transportado no sangue dos peixes. O CO2 quimicamente ligado é a diferençaentre o total e o fisicamente dissolvido, e é equivalente à concentração de HCO3- (CO3-- édesprezível em pH fisiológico) mais algum CO2 ligado às proteínas plasmáticas ou àhemoglobina (chamado de Carbamido CO2). O Carbamido CO2 tem pouca importância parapeixes, talvez devido à acetilação do terminal dos grupos -amino na cadeia alfa dahemoglobina. Então a maior fração do CO2 total é transportada na froma de HCO3- egeralmente constitui cerca de 90 a 95 % do total de CO2 no sangue. HCO3- é transportado noplasma e nas células vermelhas, com uma maior fração residindo no plasma. 12.4. QUÍMICA DA RESPIRAÇÃO Smith et. al (1988) relataram que a descrição da concentração de um gás em soluçãoé dada citando-se a pressão parcial com que essa solução poderia estar em equilíbrio, a issodá-se o nome de tensão do gás na solução e, é expressa em milímetros de mercúrio (mmHg). Como já foi visto, as trocas gasosas entre o peixe e a água dão-se ao nível dasbrânquias, de forma que o O2 difunde-se para o sangue circulante através das paredescapilares, por meio de um mecanismo denominado, diferença de gradiente de concentração,ou seja, a pressão parcial de O2 (PO2) na água é muito superior à PO2 do sangue, ocorrendo aía difusão do O2 do meio mais concentrado (água) para o meio menos concentrado (sangue)até que não haja diferença de concentração. Já o CO2 realiza uma migração oposta, passandodo sangue para o meio, sendo que a diferença de concentração entre o sangue e o meio, paraque ocorra a difusão deste gás para a água é muito menor que a do O2 , pois o coeficiente de
  42. 42. 42difusão do CO2 é 30 vezes maior que o do O2. O esquema da troca do CO2 entre a água e osangue encontra-se apresentado na Figura 11. FIGURA 11. Representação esquemática dos processos que ocorrem quando o CO2 passa dos tecidos para os eritrócitos. O grupo imidazol da histidina é mostrado como a porção reativa da molécula de hemoglobina (Smith et al. 1980). No organismo (corrente sangüínea) o O2 liga-se à hemoglobina (Hb), de modo quecada grama de hemoglobina pode combinar-se a 1,34 ml de O2. Devido à sua estruturapeculiar, a Hb possui propriedades funcionais particularmente adequadas para satisfazer asdemandas da respiração. Cada uma das quatro cadeias polipeptídicas na globina, 2 2,contém uma molécula heme, sendo que cada heme pode se ligar reversivelmente através doátomo de ferro a uma molécula de O2 (Smith et al, 1988), como segue: 2 2 (heme)4 + 4 O2  2 2 (heme - O2 )4 (equação 5) Desoxiemoglobina Oxiemoglobina Os autores ainda afirmaram que a hemoglobina pode apresentar-se de diferentesformas: - Desoxiemoglobina - é a hemoglobina não ligada ao O2 e apresentando o hemecom o Ferro ferroso (Fe++) - também chamada de Ferremoglobina ou hemoglobina reduzida Hb; - Oxiemoglobina - é a desoxiemoglobina com os quatro grupos hêmicos ligadosreversivelmente à uma molécula de O2  HbO2;
  43. 43. 43 - Carboxiemoglobina - é a Hb ligada a quatro moléculas de CO. Esta é fotossensível,na presença de luz se degrada e libera CO. Pode ligar-se também a quatro moléculas de NO,mais estável  HbCO e HbNO; - Metaemoglobina - é a Hb com o Fe++ oxidado por peróxidos, ferricianeto ouquinonas, fazendo com que a hemoglobina perca a afinidade pela ligação com o O2, podendoser reduzida a Hb pela ação de agentes como ditionita (Na2 S2O4)  Methb; - Cianometaemoglobina - é a MetHb reagindo com o CN- , produzindo outrosderivados como azida e sulfeto. 12.5. DIGESTÃO E EXCREÇÃO DE NITROGÊNIO EM PEIXES Rankin e Jensen (1993) descreveram a excreção de produtos nitrogenados ondeinformaram que o processo de desaminação de aminoácidos pode liberar grupos amino quenão podem ser reciclados em outros processos metabólicos, devendo ser excretados. Empeixes, a excreção do nitrogênio dá-se principalmente (cerca de 80%) pela superfície dasbrânquias sob a forma de íons amônio e amônia, cuja maior parte é produzida no fígado dondesão transportadas pelo sistema sangüíneo para as brânquias, rins e músculos. Outros produtosfinais do metabolismo do nitrogênio (uréia e creatina) são produzidos em menor quantidade epodem ser excretados pela urina, pela pele ou mesmo pelas brânquias. As fontes de nitrogêniopodem ser endógenas, cuja origem é resultado das transaminação e desaminação deaminoácidos retirados da proteína dos tecidos, sendo que a maior parte (cerca de 90%) destesaminoácidos são reutilizados na síntese protéica, e a sua taxa de excreção é extremamentebaixa e só ocorre quando os peixes são privados de alimento por vários dias (jejum severo), eo nitrogênio exógeno que é considerado como o resultado da desaminação direta dosaminoácidos ingeridos e absorvidos do alimento. A excreção deste nitrogênio é influenciadapor vários fatores tais como, taxa de alimentação, conteúdo e fonte de proteína do alimento, eda composição aminoacídica da dieta. Com respeito aos níveis de aminoácidos essenciais enão essenciais, a excreção do nitrogênio exógeno é principalmente influenciada pelo tamanhodo peixe e pela temperatura ambiente. A ingestão de alimento pode levar a um aumento na taxa de excreção, com o seu picosendo atingido algumas horas após a total ingestão. O maior aumento na excreção denitrogênio pode ser devido a um pico na excreção de amônia/amônio, com a taxa de produçãode uréia e sua excreção pouco afetada pela ingestão do alimento. No pico a taxa de excreçãode amônia de um peixe recentemente alimentado pode ser duplamente maior que a de umpeixe não alimentado. A excreção exógena pode declinar lentamente até o nível endógeno de
  44. 44. 44excreção após um período de várias horas ou talvez dias, a duração desse tempo serádeterminada pelo tamanho do alimento, sua composição (relação proteína:energia e balançode aminoácidos) e pela temperatura da água. Com respeito a perda energética no processo deexcreção do nitrogênio exógeno, estima-se que esta seja da ordem de quatro a 15 % da energiaingerida, dependendo do regime alimentar, composição da dieta e condições sob as quais ospeixes estão sendo mantidos (Rankin e Jensen, 1993). Lovell (1989), tomando como exemplo um exemplar de Ictalurus punctatus de umquilograma de peso vivo, alimentado com uma dieta artificial com 32 % de proteína bruta(PB), excreta aproximadamente 600 mg de amonia, este resultado baseou-se nas seguintessuposições: um peixe de um quilograma de peso vivo consome 25 g de alimento/dia; 20% daproteína é tida como não utilizável, 40% é retida no organismo e os 40% restantes sãoexcretados pelo peixe como amônia ou outros produtos que podem ser rapidamenteconvertidos em amônia pelas bactérias. Calculando-se assim como segue: (25 g de alimento) X (32 % PB) X (16 % de N na proteína) X (40% de N excretado)X (1,2g de NH3 por grama de N) = 614,40 mg de amônio A produção dos compostos nitrogenados destinados à excreção dão-se com já vistoatravés da desaminação protéica e degradação oxidativa dos aminoácidos, nas Figuras 12 e13 encontra-se apresentados resumos esquemáticos do catabolismo de aminoácidos. Fonte: Lehninger et al. 1993. FIGURA 12. Apresentação esquemática do catabolismo de aminoácidos e excreção de nitrogênio.
  45. 45. 45 DIETA Proteínas dos Tecidos POOL DE Fontes não AMINOÁCIDOS Protéicas CORPORAIS AMÔNIA Hormônios Purinas Neurotransmissores CETO-ÁCIDOS Glicose Etc. Lipídios Ciclo do ácido cítrico ENERGIA FIGURA 13. Resumo do metabolismo de aminoácidos em peixes segundo Walton, 1985. A amônia/amônio, principal composto nitrogenado excretado pelos peixes é formadaà partir do glutamato, o que segundo Lenninger et al (1993) é transportado do citosol para ointerior das mitocôndrias, onde ele sofre a desaminação oxidativa, catalisada pela L-glutamatodesidrogenase. Essa enzima, presente na matriz mitocondrial requer NAD+ (ou NADH+) comoreceptor dos equivalentes produtores (ATP e GTP). A ação combinada das aminotranferases eda glutamato desidrogenase é conhecida como transdesaminação. Alguns poucos aminoácidoscontornam a via da transdesaminação e sofrem desaminação oxidativa direta. A molécula daenzima glutamato desidrogenase consiste de seis subunidades idênticas e, sua atividade éregulada ADP (modulador positivo) e pelo GTP (modulador negativo) e por um produto dareação catalizada pela succinil-CaA sintetase (enzima do Ciclo do ácido cítrico), comomostrado na Figura 2.6.. O controle do fornecimento de energia para o hepatócito é realizadopela variação na intensidade da atividade da glutamato desidrogenase, tornando o -cetoglutarato disponível para o ciclo do ácido cítrico, liberando NH4+ para excreção. Aatividade cessa quando o GTP acumula-se na mitocôndria, inibindo a desaminação oxidativa(Lehninger et al, 1993).

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