O uso de lentilha-d’água Lemna aequinoctialis na alimentação de juvenis de tilápias-do-nilo Oreochromis niloticus em sistema aquapônico com produção de manjericão Ocimum basilicum

Este estudo parte da hipótese de que a inclusão de Lemna aequinoctialis fresca como suplemento alimentar permite reduzir, de forma controlada, a taxa diária de arraçoamento de juvenis de tilápia-do-nilo, aumentando a eficiência no uso de nutrientes e diminuindo o custo de ração sem comprometer o desempenho dos peixes e a homeostase fisiológica. Além disso, espera-se que essa estratégia intensifique o aporte de nutrientes às plantas e favoreça o crescimento do manjericão Ocimum basilicum. Com base nisso, o estudo teve como objetivo avaliar, em sistemas aquapônicos acoplados, os efeitos do uso de L. aequinoctialis na alimentação de juvenis de tilápia-do-nilo Oreochromis niloticus associado a níveis decrescentes de arraçoamento sobre o desempenho zootécnico e parâmetros morfo-fisiológicos dos peixes, o crescimento do manjericão, custo de produção de cada tratamento e determinar a digestibilidade aparente da macrófita. No primeiro capítulo, a revisão mostrou que os estudos com Lemna em aquaponia tratam sobretudo de produção e fitorremediação no próprio circuito, de cultivo da macrófita como planta do sistema com foco em rendimento e composição, e de seu uso tanto fresca quanto processada na alimentação dos peixes, com avaliação de níveis de inclusão e respostas de desempenho. Persistem lacunas como testar arranjos completos com lentilha-d’água, peixes e cultivo vegetal integrados, avalições do uso dietético da macrófita sobre os leitos hidropônicos, comparações com uso de biomassa fresca versus processada e harmonização de métricas e protocolos. Entre os desafios práticos aparecem a variabilidade composicional da biomassa, o manejo para evitar acúmulo de biomassa e o risco de escapes. No segundo capítulo, avaliou-se a suplementação in natura de L. aequinoctialis associada à redução do arraçoamento em juvenis de tilápia cultivados com manjericão. Quatro regimes foram testados: controle sem macrófita, com oferta de ração equivalente a 5% do peso vivo por dia, e reduções para 4,25%, 3,5% e 2,75% do peso vivo por dia, com oferta da macrófita até a saciedade aparente nos tratamentos com restrição de ração. O regime de 4,25% manteve o crescimento dos peixes equivalente ao controle, melhorou a conversão alimentar, elevou a produtividade do manjericão e resultou no menor custo por quilograma de tilápia (R$ 18,64 ± 0,64) e manjericão (R$ 17,66 ± 1,68) produzido ao longo do ciclo completo. A partir de 3,5% por dia, observou-se redução do crescimento dos peixes. Ainda assim, a produção vegetal permaneceu maior no tratamento de 4,25% e 3,5% e significativamente inferior nos grupos 2,75% e controle sem macrófita. A biomassa de L. aequinoctialis apresentou 37,5% de proteína bruta, perfil favorável de aminoácidos essenciais (lisina, valina e leucina) e concentrações expressivas de potássio, ferro, manganês e zinco. Os coeficientes de digestibilidade aparente da macrófita para proteína bruta e energia bruta foram de 86,79% e 72,22%, respectivamente. As carcaças dos peixes mantiveram teores semelhantes de proteína, com maior teor de lipídios no tratamento controle. Do ponto de vista fisiológico, a integridade intestinal foi preservada nos tratamentos, com exceção do grupo alimentado com 2,75% de taxa de arraçoamento em que se observou diferenças na largura das vilosidades. As alterações histológicas hepáticas foram mais evidentes nos grupos com menor restrição de ração. Concluiu-se que, incluir L. aequinoctialis fresca na alimentação, combinada a um arraçoamento moderado de 4,25% do peso vivo por dia, otimizou o desempenho integrado peixe-planta em aquaponia e reduziu o custo unitário de produção, evidenciando viabilidade de aplicação.

Resumo (inglês)

This study in based on the hypothesis that including fresh Lemna aequinoctialis as a dietary supplement enables a controlled reduction in the daily feeding rate of Nile tilapia juveniles, increasing nutrient-use efficiency and lowering feed costs without compromising fish performance or physiological homeostasis. In addition, this strategy is expected to intensify nutrient supply to plants and promote the growth of basil (Ocimum basilicum). Based on this premise, the study aimed to evaluate, in coupled aquaponic systems, the effects of using L. aequinoctialis in the diet of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) juveniles, combined with decreasing feeding levels, on fish zootechnical performance and morphophysiological parameters, basil growth, the production cost of each treatment and measure the apparent digestibility of the macrophyte. In Chapter 1, the review showed that studies on Lemna in aquaponics address, above all, in-system production and phytoremediation, cultivation of the macrophyte as the plant component with a focus on yield and composition, and use of the biomass in fish feeding—both fresh and processed—with assessments of inclusion levels and performance responses. Gaps remain, including testing complete arrangements that integrate duckweed, fish, and plant cultivation; evaluating how dietary use of the macrophyte feeds back into hydroponic beds; comparing fresh versus processed biomass; and harmonizing metrics and protocols. Practical challenges include compositional variability of the biomass, managing biomass accumulation to prevent clogging, and the risk of escapes. In Chapter 2, the study evaluated fresh L. aequinoctialis supplementation associated with reduced feeding in tilapia juveniles reared with basil. Four regimes were tested: a control without macrophyte, with a feeding rate equivalent to 5% of live weight per day, and reductions to 4.25%, 3.5%, and 2.75% of live weight per day, with macrophyte offered to apparent satiation in the reduced-feeding treatments. The 4.25% group showed fish growth equivalent to the control, improved feed conversion, increased basil productivity, and yielded the lowest cost per kilogram of tilapia (R$ 18.64 ± 0.64) and basil (R$ 17.66 ± 1.68) over the full cycle. From 3.5% per day onward, fish growth declined. Even so, plant production remained higher at 4.25% and 3.5% and was significantly lower at 2.75% and in control group without macrophyte. L. aequinoctialis biomass contained 37.5% crude protein, a favorable essential amino acid profile (notably lysine, valine, and leucine), and noteworthy concentrations of potassium, iron, manganese, and zinc. The apparent digestibility coefficients of the macrophyte were also determined, with values of 86.79% for crude protein and 72.22% for gross energy. Fish carcasses maintained similar protein levels, with higher lipid content in the control treatment. Physiologically, intestinal integrity was preserved across treatments, except in the group fed at 2.75% per day, where differences in villus width were observed; hepatic histological alterations were more evident in the less-restricted groups. We conclude that including fresh L. aequinoctialis in the diet, combined with a moderate feeding rate of 4.25% of live weight per day, optimized integrated fish–plant performance in aquaponics and reduced unit production cost, demonstrating practical feasibility.

Palavras-chave

Aquicultura, Macrófitas aquáticas, Peixes Alimentação e Ração, Circularidade

Idioma

Português

Citação

AYRES, T.S.M. - O uso de lentilha-d’água Lemna aequinoctialis na alimentação de juvenis de tilápias-do-nilo Oreochromis niloticus em sistema aquapônico com produção de manjericão Ocimum basilicum - 2025, 91f - Tese (Doutorado em Aquicultura) - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Jaboticabal, 2025.