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The Lutz ReportNitrito: guía para comprender y limitar su presencia tanto en el cultivo por SRA como en estanques

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El nitrito es tóxico y está inevitablemente presente en todos los sistemas acuícolas cerrados, por lo que es esencial que los acuicultores sepan de dónde procede y cómo gestionarlo.

por Aquaculture extension specialist, Louisiana State University Agricultural Center
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Granja camaronera en Tailandia

En la cría de gambas, se ha demostrado que el nitrito reduce la función inmunitaria y aumenta el daño oxidativo en los animales, haciéndolos más susceptibles a muchos patógenos © Shutterstock

La mayoría de los productores de peces de aleta y camarones añaden continuamente nitrógeno a sus estanques y tanques a través de la alimentación regular. Una gran proporción de estos aportes de nitrógeno entra en el agua como residuo en forma de amoníaco. El amoníaco, por supuesto, es tóxico para muchas especies acuáticas en concentraciones bajas, pero su nivel depende en cierta medida de la temperatura, el pH y la especie cultivada. El amoníaco se produce como un subproducto del catabolismo de las proteínas, por lo que, como regla general, los niveles más altos de proteínas en los alimentos suelen dar lugar a una mayor producción de amoníaco

En los medios acuáticos naturales, el amoníaco suele ser descompuesto por dos grupos distintos de bacterias nitrificantes. Tanto en ambientes marinos como de agua dulce, uno de estos grupos convierte el amoníaco en nitrito, que también es tóxico para peces e invertebrados, mientras que el otro grupo convierte el nitrito en nitrato, que es relativamente no tóxico. En los últimos años, una serie de otras bacterias nitrificantes aisladas de instalaciones de cría de camarones, algunas con sorprendentes designaciones taxonómicas, han demostrado la capacidad de eliminar tanto amoniaco como nitrito en ambientes salobres y salinos. De hecho, los métodos moleculares modernos han demostrado que muchas bacterias están genéticamente equipadas para la nitrificación (oxidación de amoníaco y/o nitrito), la desnitrificación (reducción de nitrato a nitrógeno) o alguna combinación de estas actividades (Prena et al. 2021).

En los peces de agua dulce y la mayoría de los decápodos, el nitrito entra principalmente desde el medio ambiente circundante a través de las branquias, mientras que en los peces de agua salada se absorbe principalmente a través del revestimiento intestinal. Uno de los principales problemas que plantean los niveles elevados de nitritos en la producción de peces de aleta es la metahemoglobinemia o enfermedad de la sangre marrón (las branquias y la sangre de los peces afectados suelen adquirir una coloración marrón). Esta enfermedad se produce cuando el nitrito entra en el torrente sanguíneo de los peces a través del transporte activo a través de las branquias, y posteriormente se une a la hemoglobina. La hemoglobina es entonces permanentemente incapaz de transportar oxígeno, lo que provoca un tipo de hipoxia parcial continuada.

El nitrito se une a la hemoglobina

Cabeza de gamba pata blanca

El nitrito penetra a través de las branquias de las gambas cultivadas en piscifactorías y se acumula en los tejidos internos, lo que provoca estrés fisiológico y mortalidad en diversas condiciones © Shutterstock

Cría de gambas

En las piscifactorías de camarones, el nitrito entra a través de las branquias de los animales y se acumula en los tejidos internos, lo que provoca estrés fisiológico y mortalidad en diversas condiciones. La acumulación se produce principalmente en la hemolinfa, el intestino, el hepatopáncreas y los tejidos branquiales y musculares (Li et al. 2020). En condiciones más ácidas, los iones nitrito pueden formar ácido nitroso (HNO2), que se difunde más fácilmente a través de las membranas branquiales (Romano y Zeng 2013). Los efectos directos de la toxicidad de los nitritos son variables y difíciles de predecir, pero las salinidades más altas generalmente dan lugar a una mayor tolerancia a los nitritos en los camarones peneidos y otros decápodos. Las postlarvas de Penaeus setiferus mostraron una mortalidad del 50% tras 72 horas de exposición a 167 ppm de nitrito en una salinidad de 25 ppt (Alcaraz et al. 1999), pero Valencia-Castañeda et al. (2018) encontraron una tolerancia al nitrito mucho menor en postlarvas de Litopenaeus vannamei en condiciones de baja salinidad. El nitrito fue más tóxico que el amoníaco en aguas con niveles de salinidad de 1 y 3 ppt, con niveles seguros de nitrito de 0,17 ppm y 0,25 ppm respectivamente en estas condiciones.

En condiciones más típicas de cría de camarones (con niveles de salinidad de > 20 ppt) a menudo se registran niveles de nitrito de 2,5 a 4,5 ppm. Aunque algunas investigaciones sugieren que el nitrito y el ácido nitroso interfieren con la capacidad de transporte de oxígeno de la hemocianina en ciertos decápodos, no siempre es así. En general, se ha demostrado que el nitrito deprime la función inmune y aumenta el daño oxidativo en los decápodos, haciéndolos más susceptibles a muchos patógenos (Romano y Zeng 2013).

Instalación RAS cubierta

Los niveles de nitrito en los SRA dependen del rendimiento de las bacterias de los dos grupos principales de nitrificantes: oxidantes de amoníaco y oxidantes de nitrito

RAS

La dinámica del nitrito en RAS es bastante compleja, por lo que esta discusión sólo cubrirá lo básico. En SRA, los niveles de nitrito dependen del rendimiento de las bacterias de los dos grupos principales de nitrificantes (oxidantes de amoníaco y oxidantes de nitrito). Estas bacterias cohabitan en (o más correctamente, sobre) el filtro biológico, a menudo junto con otras bacterias implicadas en la descomposición de los desechos. Cuando se establece por primera vez un biofiltro, primero se acumula el amoníaco, después los nitritos a medida que los niveles de amoníaco empiezan a descender y, por último, los niveles de ambos compuestos descienden hasta un equilibrio más o menos estable adecuado para las operaciones cotidianas. Las poblaciones bacterianas muestran patrones más lentos de crecimiento y disminución en los SRA de agua fría.

Desgraciadamente, a pesar de décadas de investigación y desarrollo, muchos operadores de SRA todavía no entienden que sin un biofiltro saludable no pueden mantener niveles saludables de nitrito. En los primeros días del desarrollo de los SRA, todo lo que se podía hacer era simplemente esperar a que cualquier bacteria presente colonizara un biofiltro, pero ahora se pueden sembrar cepas bacterianas específicas. Con el tiempo, es posible que se disponga de cepas multifuncionales, pero en cualquier caso será difícil excluir a las bacterias que encuentren su camino por sí mismas.

La gestión y prevención de enfermedades es especialmente importante en los SRA. Las primeras investigaciones en la década de 1980 encontraron que los tratamientos de enfermedades comunes en el momento a menudo interrumpen las funciones bacterianas dentro de biofiltros RAS, dando lugar a picos temporales de amoníaco y / o nitrito. El sulfato cúprico y el sulfato de neomicina se asociaron especialmente con la acumulación de nitritos en los sistemas de agua de mar. En la actualidad, muy pocos quimioterapéuticos están etiquetados para uso en SRA en la mayoría de los países, por lo que esta consideración se ha convertido en una preocupación menor a medida que han evolucionado las estrategias alternativas de gestión de enfermedades.

Sistema de canalización

La aireación es fundamental para la producción en estanques si no se pueden aumentar los niveles de cloruro mediante la adición de sal a granel

Producción en estanques de clima templado

Aunque la metahemoglobinemia puede ocurrir bajo una variedad de condiciones, en climas templados las fuertes lluvias y la alimentación en invierno a menudo contribuyen a las condiciones que conducen a la enfermedad de la sangre marrón en estanques de agua dulce en la primavera. El amoníaco tiende a acumularse durante el invierno porque el agua está demasiado fría para que las bacterias nitrificantes funcionen eficazmente. En casos extremos los altos niveles de amoníaco pueden contribuir a problemas de enfermedades estacionales como las infecciones por hongos.

Los niveles de nitrito a menudo aumentan cuando las temperaturas del agua del estanque comienzan a calentarse en primavera porque las bacterias que convierten el amoníaco en nitrito se "despiertan" mucho antes que las que convierten el nitrito resultante en nitrato. Además, las bacterias que convierten el nitrito a veces pueden inhibirse mientras persisten los niveles elevados de amoníaco. Como resultado, hasta que las temperaturas del estanque hayan aumentado lo suficiente, los niveles de nitrito pueden aumentar hasta un punto en el que la enfermedad de la sangre marrón se convierta en un problema.

Los criadores de peces gato del sur de EE.UU. han descubierto que añadir sal a los estanques de producción ayuda a reducir las pérdidas por la enfermedad de la sangre parda. Esta práctica se basa en la estrategia de añadir suficientes cloruros para evitar que los peces absorban demasiados nitritos a través de sus branquias y lleguen a la sangre. Sólo un número limitado de iones puede atravesar la superficie branquial de un pez y entrar en su torrente sanguíneo en un momento dado, y los iones cloruro en solución compiten con los iones nitrito por los "pasajes" disponibles a lo largo de la superficie branquial. Esto es importante porque, como ya se ha mencionado, los iones de nitrito que entran en el torrente sanguíneo se unen a los glóbulos rojos y les impiden transportar oxígeno al resto del cuerpo. De forma permanente. El resultado es similar al envenenamiento gradual por monóxido de carbono.

Bagre en un estanque de producción

Los criadores de siluro de EE.UU. han descubierto que añadir sal a los estanques de producción ayuda a reducir las pérdidas por la enfermedad de la sangre parda © Shutterstock

Aunque la adición de sal a un estanque parece funcionar bien para combatir el envenenamiento por nitritos, dependiendo de la disponibilidad local y de los precios puede ser una empresa costosa aumentar suficientemente la proporción de cloruros y nitritos. Los aditivos antiaglomerantes no deben estar presentes en el suministro de sal porque pueden provocar reacciones adversas en muchos peces. Los investigadores del sur de EE.UU. recomendaron en un principio a los criadores de siluro una proporción de cloruros y nitritos de 3:1, pero a medida que aumentaban las poblaciones y las tasas de alimentación, la proporción recomendada pasó a ser de 6:1. Otros estudios sugieren ahora que una proporción de 10:1 es la más adecuada. Otros estudios sugieren ahora que se requiere una proporción de 10:1 para proteger suficientemente al siluro de canal y a sus híbridos de la enfermedad de la sangre parda. Una proporción de 16:1 suprime completamente la metahemoglobinemia en el siluro, pero los bajos niveles de formación de sangre parda encontrados en proporciones de 10:1 o superiores pueden ser tolerados por peces sanos. Valores comparables parecen ser la norma para muchas otras especies de agua dulce, pero investigadores en Alemania descubrieron que se requería una proporción de 24:1 para una protección completa frente a la acumulación de nitritos en la lucioperca (Sander luceoperca).

Se han documentado efectos adversos de la exposición a altos niveles de nitrógeno en varios peces de agua dulce. El esturión puede ser particularmente susceptible, como demuestra Matsche et al. (2012), mientras que la lubina y otros lepómidos parecen ser comparativamente resistentes al nitrito. Investigadores del Ontario Veterinary College informaron de un caso de mortalidad en primavera asociado a altos niveles de nitrito en una piscifactoría de truchas al aire libre que recirculaba el suministro de agua en estanques poco profundos para su posterior reutilización (Speare y Backman 1988). Aunque los niveles de oxígeno eran normales, los peces se comportaban como si sufrieran hipoxia y presentaban sangre de color chocolate. Se midieron niveles de nitrito de 0,8 ppm. La mayoría de los peces de caza y salmónidos de piscifactoría no tienen problemas para tolerar los niveles de cloruro necesarios para que no se produzca sangre marrón. En las instalaciones de flujo continuo, sin embargo, la adición de cantidades suficientes de sal para proteger continuamente contra la toxicidad de nitrito no es generalmente una opción, pero, afortunadamente, la mayoría de las fuentes de agua de flujo continuo no presentarán problemas de nitrito

En muchas regiones templadas (tanto en el hemisferio norte como en el hemisferio sur), no es raro que los niveles de nitritos alcancen las 10 ppm en los estanques de cultivo de peces de aleta en primavera, por lo que un nivel "seguro" de cloruros al que aspirar antes de que las temperaturas del agua comiencen a subir sería de 100 ppm. Desgraciadamente, los nitritos pueden saltar ocasionalmente a niveles tan altos como 20 ppm por las razones descritas anteriormente y si esto ocurre puede ser necesario añadir más sal de la que puede tolerar la especie en cuestión. Otras opciones en estos casos son mantener a los peces tan libres de estrés como sea posible, evitar el estrés por manipulación y mantener altos niveles de oxígeno disuelto (5 ppm, mediante aireación según sea necesario) hasta que los nitritos finalmente disminuyan.

Aviso estacional

Incluso si la metahemoglobinemia no mata a los peces directamente, puede debilitar su resistencia a las enfermedades, especialmente durante la primavera, cuando muchas especies de peces de agua fría y templada ya están bajo estrés. En los próximos meses, los piscicultores de Norteamérica y Europa deben tener presente que sus niveles de cloruro pueden descender sustancialmente con respecto a los valores medidos en otoño, como consecuencia de la dilución y el lavado por las lluvias invernales y el deshielo de la nieve. Para evitar que les pille desprevenidos, los niveles de cloruro deben documentarse ahora, de cara al invierno. Por supuesto, este mismo consejo se aplicará a mediados de año a los productores de pescado del hemisferio sur en regiones como Sudamérica, el sur de África y Australia

Truchas en un estanque de producción

La trucha puede tolerar niveles significativos de cloruro necesarios para la protección contra el nitrito

La sal gema suele estar disponible a granel en las regiones templadas, pero hay que identificar a los proveedores y ponerse en contacto con ellos con bastante antelación a las entregas que puedan ser necesarias. Es fundamental evitar los suministros a granel con antiaglomerantes u otros aditivos. Los volúmenes de los estanques y depósitos deben estimarse con precisión antes de que lleguen las temperaturas cálidas, y las necesidades de sal a granel deben calcularse en equivalentes de ppm. Los kits de análisis para cloruros y nitritos pueden ser difíciles de encontrar localmente en algunas regiones, por lo que ahora es el momento de localizarlos y comprarlos.

Los niveles de nitritos deben comprobarse una vez a la semana desde el comienzo del clima frío hasta que los estanques o tanques se calienten en primavera. Los productores basados en estanques pueden evitar las pérdidas causadas por los nitritos a través de 1) un seguimiento diligente de la calidad del agua y el uso de alimento durante los meses de invierno, 2) la aplicación juiciosa de cloruros, y 3) el mantenimiento de niveles óptimos de oxígeno disuelto a la primera señal de metahemoglobinemia.

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