Fitoplancton como bioindicador de la calidad de agua en un sistema multitrófico del langostino blanco Penaeus vannamei con Gracilaria domingensis

Abstract

La expansión acelerada de la acuicultura de langostino blanco (Penaeus vannamei) ha generado impactos ambientales significativos, especialmente en la calidad del agua y la estructura de las comunidades biológicas, siendo necesario implementar estrategias sostenibles. Esta investigación ha evaluado la interacción entre el fitoplancton y la calidad del agua en un sistema de acuicultura multitrófica integrada (AMTI) con tecnología biofloc (TBF), utilizando Gracilaria domingensis como componente vegetal. Se establecieron ocho tratamientos que combinaron distintas concentraciones de macroalga (0, 2.5, 5.0 y 7.5 kg•m⁻³) con dietas de 32% y 40% de proteína. Se monitorearon parámetros fisicoquímicos del agua y la composición del fitoplancton a lo largo del experimento. Durante las primeras semanas se observó una dinámica cambiante, seguida por un predominio sostenido de la cianobacteria Aphanocapsa sp., alcanzando densidades similares a eventos de marea roja, aunque sin efectos tóxicos. No se hallaron diferencias significativas en la calidad del agua entre tratamientos; sin embargo, la comunidad fitoplanctónica mostró una sucesión clara, con disminución de la diversidad y dominio de Aphanocapsa sp., asociado a condiciones eutróficas y una baja relación molar N:P. El nitrógeno fue limitante en todos los tratamientos, mientras que el fósforo favoreció el crecimiento de esta cianobacteria. El análisis multivariado indicó que el tiempo fue el principal factor de cambio en la estructura del fitoplancton, más que los tratamientos aplicados. Estos resultados destacan al fitoplancton como un bioindicador sensible en sistemas acuícolas y sugieren que, aunque el sistema AMTI con TBF tiene potencial para mitigar impactos ambientales, su efectividad depende de un monitoreo biológico continuo y una gestión adecuada de nutrientes.The rapid expansion of white shrimp (Penaeus vannamei) aquaculture has led to significant environmental impacts, particularly on water quality and the structure of biological communities. This situation highlights the need to implement sustainable strategies. This study evaluated the interaction between phytoplankton and water quality in an integrated multitrophic aquaculture (IMTA) system using biofloc technology (BFT), with Gracilaria domingensis as the plant component. Eight treatments were established, combining different macroalgae concentrations (0, 2.5, 5.0, and 7.5 kg•m⁻³) with diets containing 32% and 40% protein. Physicochemical water parameters and phytoplankton composition were monitored throughout the experiment. During the initial weeks, a dynamic phytoplankton succession was observed, followed by a sustained dominance of the cyanobacterium Aphanocapsa sp., reaching densities comparable to red tide events, though without toxic effects. No significant differences in water quality were found among treatments; however, the phytoplankton community exhibited a clear succession, marked by decreasing diversity and increasing dominance of Aphanocapsa sp., associated with eutrophic conditions and a low N:P molar ratio. Nitrogen was limited in all treatments, while phosphorus favored the proliferation of this cyanobacterium. Multivariate analysis indicated that time was the main driver of changes in phytoplankton community structure, rather than the applied treatments. These findings highlight phytoplankton as a sensitive bioindicator in aquaculture systems and suggest that, although the IMTA system with BFT has potential to mitigate environmental impacts, its effectiveness relies on continuous biological monitoring and proper nutrient management.