Effect of duckweed meal dietary inclusion on growth performance and survival of African catfish fingerlings
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Rev. Fac. Agron. (LUZ). 2021, 38: 84-104. Enero-Marzo.
DOI: https://doi.org/10.47280/RevFacAgron(LUZ).v38.n1.05 ISSN 2477-9407
Effect of duckweed meal dietary inclusion on
growth performance and survival of African catfish
fingerlings
Efecto de la inclusión de harina de lenteja de agua en
dieta sobre el crecimiento y la supervivencia de los
alevines de bagre Africano
Efeito da inclusão de farinha de lentilha d’água na dieta
sobre o crescimento e sobrevivência de alevinos de bagre
Africano
Yuniel Méndez-Martínez1*, Yenny G. Torres Navarrete1,
Yilian Pérez Tamames2, Misleidi Romás Viltres2, Edilmar
Cortés-Jacinto3
1
Facultad de Ciencias Pecuarias, Universidad Técnica Estatal de
Quevedo (UTEQ), Quevedo, Los Ríos, Ecuador. Correos electrónicos:
(YMM) ymendezmartinez@gmail.com, ; (YGTN) ytorres@uteq.edu.ec, .
2
Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Granma (UDG),
Bayamo, Granma, Cuba. Correos electrónicos: (YPT) ypereztamames@gmail.com, ;
(MRV) romasviltresm@gmail.com, ; 3 Programa de Acuicultura, Centro de
Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. (CIBNOR), La Paz, B.C.S.,
México. Correo electrónico: ecortes04@cibnor.mx, .
Abstract
Currently, the use of unconventional food sources in the inclusion of fish diets
is cause of great interest. The growth performance of African catfish (Clarias
gariepinus) was evaluated, with the inclusion of duckweed meal (Lemna perpusilla)
in four levels (0, 6, 12 and 18 %) in the diet. African catfish with an average
weight of 1.27 ± 0.03 g, were distributed in a completely randomized design, with
16 experimental cages (four replicates/treatment). The fingerlings were fed for
48 days of experimentation. An analysis of variance and a Duncan´s test were
performed. No significant differences were found (p< 0.05) for the first two levels
evaluated, but with the rest there were differences, as the percentage of inclusion
of the duckweed meal in the ration increased. Final weight was decreasing, as
Recibido el 11-08-2020 . Aceptado el 29-09-2020.
*Autor de correspondencia. Correo electrónico: ymendezmartinez@gmail.com
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well as absolute growth rate, increase in daily weight, feed conversion ratio and
food efficiency. Survival throughout the experiment was between 72 y 65 % in
all treatments. The inclusion of duckweed meal in the diet did not affect the
parameters of water quality. It was concluded that the L. perpusillase meal can
be included up to 12 % in diets for African catfish fingerlings, without affecting
the growth performance.
Keywords: aquatic plants, Clarias gariepinus, Lemna perpusilla, pelleted feed,
weight gain.
Resumen
El uso de alimentos no convencionales en las dietas para peces es actualmente
de gran interés. Se evaluó el comportamiento productivo de alevines de bagre
africano (Clarias gariepinus), con la inclusión de la harina de la lenteja de
agua (Lemna perpusilla) en cuatro niveles (0, 6, 12 y 18 %) en la formulación
de la dieta. Se utilizaron 240 animales, con un peso promedio de 1,27 ± 0,03 g,
distribuidos en un diseño completamente al azar, con 15 por réplicas (cuatro
réplicas/tratamiento). Se realizó un análisis de varianza y una prueba de medias
por Duncan. Los alevines fueron alimentados durante 48 días, no se encontraron
diferencias significativas (p< 0,05) para los dos primeros niveles evaluados, y si
con los restantes, en la medida que aumentaba el porcentaje de inclusión de harina
de la lenteja de agua en la ración. El peso final fue descendiendo, así como el
crecimiento absoluto, incremento en peso diario, factor de conversión alimenticia
y eficiencia alimentaria. La supervivencia durante todo el experimento estuvo
entre 72 y 65 %. La inclusión de este alimento en la dieta no afectó los parámetros
de calidad del agua. Se concluyó que la harina de L. perpusilla se puede incluir
hasta 12 % en dietas para alevines de bagre africano, sin afectar los indicadores
bio-productivos.
Palabras claves: alimento peletizado, Clarias gariepinus, ganancia de peso,
Lemna perpusilla, plantas acuáticas.
Resumo
O uso de insumos alimentares não convencionais na inclusão de dietas para
peixes é atualmente de grande interesse. Foi avaliado o comportamento produtivo
de alevinos de jundiá (Clarias gariepinus), com a inclusão de farinha de lentilha-
d’água (Lemna perpusilla) em quatro níveis (0, 6, 12 e 18 %) na formulação da
dieta. Foram utilizados 240 animais, com peso médio de 1.27 ± 0.03 g, distribuídos
em delineamento inteiramente casualizado, com 15 por repetições (quatro
repetições/tratamento). Foi realizada uma análise de variância e um teste de
médias de Duncan. Aos 48 dias de cultivo experimental, não foram encontradas
diferenças significativas (p< 0.05) para os dois primeiros níveis avaliados, e se com
os demais, conforme aumentou a porcentagem de inclusão de farinha de lentilha-
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d’água na ração. O peso final foi diminuindo, assim como o crescimento absoluto,
aumento do peso diário, fator de conversão alimentar e eficiência alimentar. A
sobrevivência durante todo o experimento foi entre 72 e 65 %. A inclusão desse
alimento na dieta não afetou os parâmetros de qualidade da água. Concluiu-se
que o farelo de L. perpusilla pode ser incluído em até 12 % em dietas para alevinos
bagrefrenses, sem afetar os indicadores de bioprodução.
Palavras chaves: Clarias gariepinus, ganho de peso, Lemna perpusilla, plantas
aquáticas, ração peletizada.
Introduction Introducción
Worldwide food production from La producción mundial de
aquaculture has had an average alimentos provenientes de la
annual 6.7 %, increase with yields acuicultura ha tenido un incremento
higher than 90.4 million tons (FAO, promedio anual de 6,7%, con
2020). Feed remains one of important rendimientos superiores a 90,4
factors in fingerling cultivation. millones de toneladas (FAO, 2020). La
Nutritional composition of feed alimentación sigue siendo uno de los
given during fingerling rearing has factores importantes en el cultivo de
a significant influence to the fish alevines y la composición nutricional
growth in the following phases. del alimento administrado durante la
Feeding cost in fish farming is about cría de alevines tiene una influencia
50 % of the total production cost of significativa en el crecimiento de los
the fish (Mambrini, and Guillaume, peces en las siguientes fases. El costo
2011; Méndez-Martínez et al., 2017). de alimentación en la piscicultura
Reducing fish meal is an important constituye aproximadamente el 50 %
issue in the aquaculture industry del costo total de producción de los
because of its increased price (Lim peces (Mambrini y Guillaume, 2011;
and Lee, 2011; Putra et al., 2017). Méndez-Martínez et al., 2017). La
Replacing the amount of fish meal reducción de la harina de pescado es
in diet formulation with alternative un tema importante en la industria
local feed material is one of solutions de la acuicultura debido a su aumento
(Kader et al., 2013). de precio (Lim y Lee, 2011; Putra et
Fish feed components on one hand al., 2017). Reemplazar la cantidad de
are suggested to be more affordable harina de pescado en la formulación de
and not causing competition to human la dieta con material alimenticio local
consumption needs, while in the other alternativo es una de las soluciones
hand have to contain sufficient good (Kader et al., 2013).
quality nutrients for fish growth, Se ha sugerido que los componentes
which is defined as the increasing del alimento para peces, por un lado,
size, weight, and length in a certain sean más asequibles y no causen
time. Growth occurs when there is competencia a las necesidades para el
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the surplus input of energy and amino consumo humano, mientras que, por
acids derived from feed. Acquired otro lado, deben contener suficientes
energy is used for basic metabolic nutrientes de buena calidad para el
maintenance (i.e. respiration, specific, crecimiento de los peces, lo que se define
and dynamic action), excreted out como el aumento de tamaño, peso y
of the body, or available as surplus longitud en un tiempo determinado.
energy. This excess energy afterward El crecimiento se produce cuando
is allocated for gaining weight existe un aporte excedente de energía
(somatic growth), gonadal maturation y aminoácidos del alimento. La
and reproduction, or being stored energía adquirida se utiliza para el
in muscle, liver, and mesenteric fat mantenimiento metabólico básico (es
(McBride et al., 2015; Herawati et al., decir, respiración, acción específica
2020). y dinámica), se excreta fuera del
The aquaculture development cuerpo o se encuentra disponible
is based on the implementation of como energía excedente. Este exceso
technologies for the production of de energía luego se asigna para
balanced feed, genetic improvement ganar peso (crecimiento somático),
and the introduction of new species, maduración y reproducción gonadal,
among which are the common o almacenarse en el músculo, hígado
carp (Cyprinus carpio), red Tilapia y grasa mesentérica (McBride et al.,
(Oreochromis spp.) and African catfish 2015; Herawati et al., 2020).
(Clarias gariepinus) (FAO, 2020). El desarrollo de la acuicultura
Currently the latter it is considered se basa en la implementación de
of vital importance due to the texture tecnologías para la producción de
of its meat, its nutritive contribution, alimento balanceado, mejoramiento
high growth rate, fecundity, and genético y la introducción de nuevas
larger size. The African catfish is one especies, entre las que se encuentran
of the most important freshwater la carpa común (Cyprinus carpio), la
aquaculture fish, the popular species Tilapia roja (Oreochromis spp.) y el
for aquaculture business in Southeast bagre africano (Clarias gariepinus)
Asian countries (Putra et al., 2017). (FAO, 2020).
This specie is an opportunistic and Actualmente a este último se le
omnivorous feeder ingesting a wide considera de vital importancia para la
variety of food items such as algae, textura de su carne, su aporte nutritivo,
macrophytes, zooplankton, insects, alta tasa de crecimiento, fecundidad
fish prey, detritus, Amphibians y mayor tamaño. El bagre africano
and sand grains (Dadebo et al., es uno de los peces de acuicultura
2014; Admasu et al., 2015). The de agua dulce más importantes,
diet composition may vary within especie popular para el negocio de la
season and spatial conditions of acuicultura en los países del sudeste
the environments (Houlihan et al., asiático (Putra et al., 2017). Esta
2001). In the same way, the diet especie es un alimentador oportunista
composition may also vary depends y omnívoro que ingiere una amplia
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upon the fish size, maturity, and variedad de alimentos como algas,
habitat differences (da Silva et al., macrófitos, zooplancton, insectos,
2014; Herawati et al., 2020). Several presas de peces, detritos, anfibios y
authors have studied the feeding and granos de arena (Dadebo et al., 2014;
eating habits of African catfish in Admasu et al., 2015). La composición
water bodies, noting that this specie de su dieta puede variar dentro de la
feeds on a variety of foods based on temporada y las condiciones espaciales
the environment in which it lives de los ambientes (Houlihan et al.,
(Admasu et al., 2015; Dadebo et al., 2001). Así mismo, la composición de
2014; Putra et al., 2017). la dieta puede variar dependiendo del
What makes it possible, the use tamaño de los peces, la madurez y las
of unconventional foods in the diet. diferencias de hábitat (da Silva et al.,
Among which we can highlight the 2014; Herawati et al., 2020). Varios
small floating aquatic plants, such autores han estudiado los hábitos
as duckweed (Uddin et al., 2007; alimentarios y alimenticios del bagre
Talukdar et al., 2012). This plant may africano en cuerpos de agua, señalando
benefit for the aquaculture business que esta especie se alimenta de una
as a cheap and abundant source of variedad de alimentos en función del
feed ingredient (Flores-Miranda et entorno en el que vive (Admasu et al.,
al., 2015; Sirakov and Velichkova, 2015; Dadebo et al., 2014; Putra et al.,
2018), given that its ability to grow 2017).
rapidly on water bodies. Ansal et al., Esto es posible debido al uso de
(2010) reported that the productivity alimentos no convencionales en la
of duckweeds, planted in an effective dieta, entre las que se pueden destacar
planting system reach to 12−38 tons las pequeñas plantas acuáticas
of dry weight.ha-1.year-1. Lemna is flotantes, como la lenteja de agua
a potential source of nutrients as (Uddin et al., 2007; Talukdar et al.,
crude protein (28-43 %), minerals, 2012). Esta planta puede beneficiarse
vitamins, beta-carotene and vitamin para el negocio de la acuicultura
B12 (Islami, 2002). como una fuente abundante y barata
The L. perpusilla meal could de ingrediente alimentario (Flores-
be used as a local alternative in Miranda et al., 2015; Sirakov y
aquaculture species feed, especially Velichkova, 2018), dada su capacidad
in diets for African catfish, due to para crecer rápidamente en cuerpos de
its high protein value, its low cost agua. Ansal et al. (2010) reportaron que
as unconventional feed, in addition la productividad de la lenteja de agua,
to meeting the high requirements plantada en un sistema de siembra
of this species. To determine the eficaz, alcanza entre 12 y 38 toneladas
biological response of African de peso seco.ha-1.año-1. La Lemna es
catfish fingerlings (C. gariepinus), una fuente potencial de nutrients, como
by including different levels of L. proteína cruda (28-43%), minerales,
perpusilla meal in the diet was vitaminas, betacaroteno y vitamina
objective of this work. B12 (Islami, 2002).
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Materials and methods La harina de L. perpusilla podría
utilizarse como alternativa local en
Experimental design and la alimentación de especies acuícolas,
setup especialmente en dietas para bagre
Experiment was carried out in UEB africano, debido a su alto valor
“René Ramos”, Granma, Cuba. Were proteico, su bajo costo como alimento
used 240 animals, with an average no convencional, además de cumplir
weight of 1.27 ± 0.03 g, distributed in con los altos requerimientos de esta
a completely randomized design. They especie. Determinar la respuesta
were sown in cages inside a concrete biológica de los alevines de bagre
pond (20 m2), with 16 experimental africano (C. gariepinus), mediante
cages (1.75 x 0.76 x 0.80 m long, wide and la inclusión de diferentes niveles de
high respectively, resulting in a total harina de L. perpusilla en la dieta fue
volume of 1.06
m3), for four replicates/ objetivo de este trabajo.
treatment. Previously washed with
chlorine solution at a concentration of Materiales y métodos
100 ppm and washed with abundant
water. African catfish were acclimated Diseño experimental y montaje
to experimental conditions for one week El experimento se realizó en la
to reduce stress. The experiment culture UEB “René Ramos”, Granma, Cuba.
was for 48 days. Estimated daily water Se utilizaron 240 animales con un peso
replacement in the pond was about 20 promedio de 1,27 ± 0,03 g, distribuidos
%. The fishes were fed twice daily in two en un diseño completamente al azar.
rations at 09:00 h and 17:00 h. Se sembraron en jaulas dentro de un
Water quality parameters such estanque de hormigón (20 m2), con 16
as temperature and dissolved oxygen jaulas experimentales (1,75 x 0,76 x 0,80
were measured daily with a digital m de largo, ancho y alto respectivamente,
multi-parameter probe (Model 55, YSI, resultando en un volumen total de 1,06
Yellow Springs, OH); pH was measured m3), para cuatro repeticiones/tratamiento.
daily with a pH meter (American Previamente lavados con solución de
Marine, Ridgefield, CT); and total cloro a una concentración de 100 ppm
ammonium was determined weekly y luego abundante agua corriente. Los
with a portable spectrophotometer bagres africanos se aclimataron a las
(Hach DREL 2800, Loveland, CO). condiciones experimentales durante
The photoperiod was 12 h light–12 una semana para reducir el estrés. El
h darkness, which is normal for the cultivo experimental fue de 48 días. El
season. The feeding was ad libitum, reemplazo de agua diario estimado en
which in turn guarantees adequate el estanque fue de aproximadamente el
growth without dietary restrictions 20 %. Los peces fueron alimentados dos
and intake was determined by feeding veces al día en dos raciones a las 09:00 h
to apparent satiation a similar protocol y 17:00 h.
as described by Méndez-Martínez et Los parámetros de calidad del
al. (2017). agua, como la temperatura y el oxígeno
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Experimental diets. All diets were disuelto, se midieron diariamente con
formulated using the Excel Solver of una sonda digital multiparámetro
Windows 2010, to contain four levels of (Modelo 55, YSI, Yellow Springs,
inclusion of L. perpusilla meal at 0, 6, OH); El pH se midió diariamente
12 and 18 % (table 1). All ingredients con un medidor de pH (American
were sieved through a 250-µm mesh, Marine, Ridgefield, CT); y el amonio
and each diet was prepared by mixing all total se determinó semanalmente
the macro-ingredients in an industrial con un espectrofotómetro portátil
blender until a uniform mixture was (Hach DREL 2800, Loveland, CO). El
obtained. The micro-ingredients and soy fotoperiodo fue de 12 h de luz - 12 h
lecithin were mixed by hand in a plastic de oscuridad, lo que es normal para
container until obtaining a homogeneous la temporada. La alimentación fue ad
blend, before adding them to the macro- libitum, lo que a su vez garantiza un
ingredients, and then water was added crecimiento adecuado sin restricciones
with an equivalent of 30 % per weight dietéticas y la ingesta se determinó
of the ingredients. 2-mm pellets were alimentando hasta saciedad aparente,
extruded with a meat grinder and dried protocolo similar al descrito por
during 8 h at 45°C in an air flux oven. Méndez-Martínez et al. (2017).
Thereafter, dried pellets were packed in Dietas experimentales. Todas las
plastic bags and kept refrigerated at -4°C dietas se formularon utilizando Excel
until its use as suggested by Méndez- Solver de Windows 2010, para contener
Martínez et al. (2017; 2018). cuatro niveles de inclusión de harina de
Cultivation of the L. perpusilla and L. perpusilla al 0, 6, 12 y 18 % (cuadro
meal manufacture: For the cultivation was 1). Todos los ingredientes se tamizaron
planted 25 g.m-2 in two concrete (Caicedo a través de una malla de 250 µm y cada
et al., 2000), pools with a dimension of 200 dieta se preparó mezclando todos los
m2 each, for a total area of 400 m2. The macroingredientes en una licuadora
duckweed was collected manually when industrial hasta que se obtuvo una
the plants covered the entire surface of mezcla uniforme. Los microingredientes
the two pools. The collection was made y la lecitina de soja se mezclaron a
at six-day intervals. The fresh biomass mano en un recipiente de plástico hasta
harvested was carefully washed, later obtener una mezcla homogénea, antes
sun dried (33 - 35°C) during two days (8 de agregarlos a los macroingredientes, y
h.day-1) on a polyethylene mat, to facilitate luego se agregó agua con un equivalente
drying, according the methodology of al 30 % por peso de los ingredientes. Se
Fasakin et al. (2001), and was milled to extruyeron gránulos de 2 mm con una
a particle size of 2 mm using a laboratory picadora de carne y se secaron durante
milland and was sieved through a 250-µm 8 h a 45 ºC en un horno de flujo de aire.
mesh, and later it was stored in air-tight Posteriormente, los gránulos secos
polyethylene bags and were preserved se empacaron en bolsas plásticas y
at -4°C in a refrigerator prior to use as se mantuvieron refrigerados a -4 ° C
suggested by Méndez-Martínez et al. hasta su uso como lo sugiere Méndez-
(2017; 2018). Martínez et al. (2017; 2018).
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Table 1. Formulation, proximate composition and essential amino
acids of four experimental diets (% in dry matter) for Clarias
gariepinus fingerlings.
Cuadro1. Formulación, composición proximal, y aminoácidos esenciales
de cuatro dietas experimentales (% en materia seca) para
alevines de Clarias gariepinus.
Ingredient (%) Lemna perpusilla meal (%)
0 6 12 18
Fish meal 47 46 45 44
Corn meal 26 21 15 10
Rice Bran 20 20 21 21
Lemna perpusilla meal 0 6 12 18
Alginate 2 2 2 2
Mineral Premix1 0.70 0.70 0.70 0.70
Vitamin Premix2 0.30 0.30 0.30 0.30
Dicalcium phosphate 2 2 2 2
Soy Lecithin 2 2 2 2
Proximate composition
Dry matter (%) 88.83 89.05 89.30 89.52
Crude protein (%) 35.23 35.81 36.44 37.03
Crude Fiber (%) 3.15 3.46 3.86 4.17
Ether extract (%) 3.48 3.48 3.91 3.53
Nitrogen Free Extract3 46.54 44.55 41.88 40.26
Ashes (%) 11.60 12.70 13.91 15.01
Gross energy (MJ.kg-1) 20.47 21.57 22.96 24.06
Essential amino acids (protein level, %)
Threonine 1.37 1.54 1.71 1.87
Valina 1.77 2.01 2.25 2.49
Methionine 0.91 0.97 1.04 1.10
Isoleucine 1.41 1.63 1.84 2.05
Leucine 2.76 3.02 3.29 3.56
Lysine 2.41 2.50 2.60 2.69
Histidine 0.78 0.84 0.89 0.94
Arginine 2.03 2.15 2.26 2.38
Tryptophan 0.36 0.60 0.84 1.08
Phenylalanine 1.34 1.52 1.68 1.85
1
mg.kg-1: Magnesium Sulfate 5.1; Sodium Chloride 2.4; Potassium Chloride 2; Ferrous Sulfate 1; Zinc Sulfate 0.2; Cupric sulfate 0.0314;
Manganous sulfate 0.1015; Cobalt sulfate 0.0191; Calcium iodate 0.0118; Chlorine chloride 0.051. 2mg.kg-1: Thiamin 60; Rivoflavin 25; Niacin
40; Vitamin B6 50; Pantothenic Acid 75; Biotin 1; Folate 10; Vitamin B12 0.2; Hill 600; Myoinositol 400; Vitamin C 200; Vitamin A 5000 IU;
Vitamin E 100; Vitamin D 0.1; Vitamin K 5. 1Data are expressed as mean ± SD of three replicates. 3Nitrogen free extract = 100 - (% crude
protein + % ether extract + % crude fiber + % ash).
1
mg.kg-1: Sulfato de magnesio 5.1; Cloruro de sodio 2,4; Cloruro de potasio 2; Sulfato ferroso 1; Sulfato de zinc 0,2; Sulfato cúprico 0,0314;
Sulfato manganoso 0,1015; Sulfato de cobalto 0,0191; Yodato de calcio 0,0118; Cloruro de cloro 0.051. 2mg.kg-1: tiamina 60; Rivoflavina
25; Niacina 40; Vitamina B6 50; Ácido pantoténico 75; Biotina 1; Folato 10; Vitamina B12 0,2; Hill 600; Myoinositol 400; Vitamina C 200;
Vitamina A 5000 UI; Vitamina E 100; Vitamina D 0,1; Vitamina K 5. 1Los datos se expresan como media ± DE de tres repeticiones. 3Extracto
libre de nitrógeno = 100 - (% proteína bruta +% extracto etéreo +% fibra bruta +% ceniza).
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Proximate composition and Cultivo de L. perpusilla y
amino acid profile in diets. The elaboración de harinas. Para
analysis of proximate composition el cultivo se sembraron 25 g.m2 en
including dry matter, crude protein, dos piscinas de concreto (Caicedo
ash, crude fiber, ether extract et al., 2000) con una dimensión de
and nitrogen free extract were 200 m2 cada una, para un área total
determined in agreement with AOAC de 400 m2. La lenteja de agua se
(2019). Gross energy of the diets colectó manualmente cuando las
was calculated based on conversion plantas cubrieron toda la superficie
factors of 16.7 kJ.g-1 protein and de las dos piscinas. La recolección se
carbohydrate, and 37.6 kJ.g-1 lipid realizó a intervalos de seis días. La
(Cuzon and Guillaume, 1997; NRC, biomasa fresca recolectada se lavó
2011). Amino acid profiles were also cuidadosamente, luego se secó al
made in triplicate after the diets sol (33 - 35 °C) durante dos días (8
were lyophilized and defatted. These h.día-1) sobre una estera de polietileno,
samples were analyzed by high para facilitar el secado, según la
performance liquid chromatography metodología de Fasakin et al. (2001)
(Agilent 1100- HPLC, Pleasanton, y se molió a un tamaño de partícula
CA) (Umagat et al., 1982). de 2 mm utilizando un molino de
Evaluation of growth and laboratorio y se tamizó a través de una
production rates. The fish were malla de 250 µm, y luego se almacenó
individually weighed on a digital en bolsas de polietileno herméticas y
balance (± 0.01 g; PE 3600 Mettler- se conservó a -4 °C en un refrigerador
Toledo, Columbus, OH, USA), and antes de utilizar.
the total length was determined Composición proximal y perfil
with a digital vernier caliper (± 0.001 de aminoácidos en las dietas. El
mm, GT-MA15 Gester, Xiamen, análisis de la composición proximal
CHN). All calculations were obtained incluye materia seca, proteína
from average of four replicates. The cruda, ceniza, fibra cruda, extracto
following formulae were applied to etéreo y extracto libre de nitrógeno
obtain production and nutritional se determinó de acuerdo con AOAC
parameters. (2019). La energía bruta de las dietas
Weight gain (WG, g) = Wx - Wi, se calculó con base en factores de
Lenght gain (LG, g) = Lx - Li, conversión de 16,7 kJ.g-1 de proteína
Day average weight gain (DAW, g) y carbohidratos y 37,6 kJ.g-1 de lípidos
DAW = (Wx - Wi) /t, (Cuzon y Guillaume, 1997; NRC,
Day average lenght gain (DAL, g) 2011). Los perfiles de aminoácidos
DAL = (Lx - Li) /t, también se elaboraron por triplicado
Specific growth rate (SGR) = después de que las dietas se liofilizaron
[(lnWx - lnWi)] / t × 100, y desgrasaron. Estas muestras se
Feed conversion ratio (FCR) = analizaron mediante cromatografía
total feed consumed (g) / total weight líquida de alta resolución (Agilent
gain (g, wet weight), 1100 - HPLC, Pleasanton, CA)
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Food Efficiency (FE) = total Evaluación de tasas de
weight gain (g, wet weight)/ total feed crecimiento y producción. Los
consumed (g, dry weight). peces se pesaron individualmente en
Survival rate (SR, %) = (final una balanza digital (± 0,01 g; PE 3600
number of fishes / initial number of Mettler-Toledo, Columbus, OH, EE.
fishes) × 100. UU.), Y la longitud total se determinó
Where Wx is the final body weight con un vernier digital (± 0,001 mm,
(g), Wi is the initial body weight (g), GT-MA15 Gester, Xiamen, CHN).
and t is the duration of the experiment Todos los cálculos se obtuvieron de
(days), Lx is the final body length (cm), un promedio de cuatro repeticiones.
Li is the initial body length (cm). Wd Se aplicaron las siguientes fórmulas
is the weight of diet consumed by the para obtener parámetros productivos y
fish. nutricionales.
Statistical analysis: Kolmogorov- Aumento de peso (WG, g) = Wx - Wi,
Smirnov (p< 0.05) and Bartlett (p< Ganancia de longitud (LG, g)
0.05) tests were applied to the data to LG = Lx - Li,
determine normality and homogeneity Aumento de peso promedio diario
of variance, respectively. A one-way
DAW = (Wx - Wi) /t,
ANOVA was applied and subsequently
Aumento de longitud promedio
the Duncan´s test for p< 0.05, using
SPSS v-22.0. Data expressed in diaria DAL = (Lx - Li) /t,
percentages were transformed by Tasa de crecimiento específico
the square root of the arcsine before (SGR) = [(lnWx - lnWi)] / t × 100,
statistical analysis. Relación de conversión de alimento
(FCR) = alimento total consumido
Results and discussion (g) / ganancia de peso total (g, peso
húmedo),
The African catfish, a major Eficiencia alimentaria (FE) =
species for human consumption in aumento de peso total (g, peso húmedo)
many African countries, exhibits high / alimento total consumido (g, peso
growth performances and important seco).
capacities to grow on various rearing Tasa de supervivencia (SR, %) =
conditions. In general, water quality (número final de peces / número inicial
parameters of temperature (27.05°C), de peces) × 100.
dissolved oxygen (5.64 mg.L-1), pH Donde Wx es el peso corporal final
(8.04) and total ammonium (0.06) (g), Wi es el peso corporal inicial (g) y t
were maintained as recommended es la duración del experimento (días), Lx
for this species (Dada and Olugbemi, es la longitud corporal final (cm), Li es
2013; Admassu et al., 2015), and la longitud corporal inicial (cm). Wd es
diets were formulas with ingredients, el peso de la dieta consumida por el pez.
similar to those used in other research Análisis estadístico: Se aplicaron
(Sogbesan et al., 2006; Adebola et al., las pruebas de Kolmogorov–Smirnov
2015). (p< 0,05) y Bartlett (p< 0,05) a los
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The chemical composition of datos para determinar la normalidad
duckweed meal grown in open y homogeneidad de la varianza,
systems reflected high level of respectivamente. Se aplicó un ANOVA
protein and low fiber (table 2). The de una vía y posteriormente la prueba
percentage of dry matter in the case de Duncan para p< 0,05, utilizando
of meal is considered adequate, as is SPSS v-22.0. Los datos expresados en
calcium and phosphorus, since it is a porcentajes fueron transformados por
plant material. The values obtained la raíz cuadrada del arcoseno antes
confirms what was reported by Leng del análisis estadístico.
et al. (1995) and Korkut et al. (2016),
these researchers showed that plants Resultados y discusión
of this genus, because of their ability to
grow up rapidly and produce protein- El bagre africano, una especie
rich biomasses, they can be used as importante para el consumo humano
food for farm animals, especially for en muchos países africanos, exhibe
fish. Duckweeds are tiny free-floating un alto rendimiento en crecimiento e
monocotyledon vascular plants importantes capacidades para crecer
constitute an important nutrient en diversas condiciones de cría. En
potential in the diets of aquaculture general, los parámetros de calidad
species, although it presents dry del agua, como la temperatura (27,05
matter values between 5 and 6% °C), oxígeno disuelto (5,64 mg.L-1),
(Islami, 2002; Appenroth et al., 2017). pH (8,04) y amonio total (0,06) se
On the other hand, Anderson et al. mantuvieron dentro de los valores
(2011) and Appenroth et al. (2017), recomendados para esta especie (Dada
refers that the form of presentation y Olugbemi, 2013; Admassu et al.,
of the Lemna in meal, improvement 2015), y las dietas eran fórmulas con
nutrients concentration, especially ingredientes, similares a los utilizados
the content of essential amino acids. en otras investigaciones (Sogbesan et
It should also be noted that there al., 2006; Adebola et al., 2015).
were favorable ecological conditions La composición química de la
in the production of the duckweed harina de lenteja de agua cultivada
and that due to the great capacity of en sistemas abiertos refleja un alto
these plants they could influence the nivel de proteína y bajo contenido
chemical composition. de fibra (cuadro 2). El porcentaje de
The crude protein in L. perpusilla materia seca en el caso de la harina
(27.59 %), could substitute the se considera adecuado, al igual que
vegetable protein sources from diets, el calcio y el fósforo, ya que es un
taking into account that this element material vegetal. Los valores obtenidos
is a decisive nutrient in the live weight confirman lo reportado por Leng et al.
gain of fish. These results coincide with (1995) y Korkut et al. (2016), estos
those of other authors dedicated to the investigadores demostraron que
study of the plants of the genus Lemna las plantas de este género, por su
(Korkuk et al., 2016). According to Yeo capacidad para crecer rápidamente y
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et al., (2017), for the simplicity of the producir biomasas ricas en proteínas,
gastrointestinal tract of the fish, the se pueden utilizar como alimento para
digestibility of the fiber is very low, animales de granja, especialmente
less than 10 %. It serves as a source of para peces. La lenteja de agua está
volume and as a binder, which is why compuesta por diminutas plantas
the characterization of the fiber can vasculares monocotiledóneas que
determine the nutritional value of fish flotan libremente y constituyen un
feed, which confirms the value of the importante potencial nutritivo en
results of this work. If the diet is rich la dieta de las especies acuícolas,
in cellulose, the chyme moves through aunque presenta valores de materia
the digestive tract faster, than when seca entre el 5 y el 6% (Islami, 2002;
the diet contains less of this nutrient, Appenroth et al., 2017). Por otro lado,
which is associated with a greater Anderson et al. (2011) y Appenroth
volume of fecal matter. et al. (2017), refieren que la forma
Table 2. Proximate composition of Lemna perpusilla meal (% in dry
matter).
Cuadro 2. Composición proximal de la harina de Lemna perpusilla (% en
materia seca).
Elements % X1 DE
Dry material 92.31 0.18
Crude protein 27.59 0.25
Ethereal extract 2.08 0.10
Crude fiber 7.22 0.22
Ash 22.60 0.47
Nitrogen Free Extract 2
32.83 0.13
Phosphorus (P) 0.53 0.40
Calcium (Ca) 4.50 0.14
1
Data are expressed as mean ± SD of three replicates. 2Nitrogen free extract = 100 - (% crude
protein + % ether extract + % crude fiber + % ash).
1
Los datos se expresan como media ± DE de tres réplicas. 2Extracto libre de nitrógeno = 100 - (%
proteína bruta + % extracto etéreo + % fibra bruta + % ceniza).
These results are lower than de presentación de la Lemna en la
those reported by Figueroa (1996), comida, mejora la concentración
the level of fiber in food can also be de nutrientes, especialmente el
referred to the age of the plant, where contenido de aminoácidos esenciales.
the older ones have higher content Cabe señalar también que existieron
of lignocellulosic complex, which condiciones ecológicas favorables en
decreases the digestibility of the food. la producción de la lenteja de agua
It is demonstrated by analyzing the y que debido a la gran capacidad de
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chemical composition of Lemna species estas plantas podrían influir en la
that can be used in the supplementary composición química.
feeding of aquaculture species such as La proteína cruda de L. perpusilla
C. gariepinus, with high availability (27,59 %), podría sustituir a las
and at lower cost than with the use fuentes de proteínas vegetales de las
of commercial feed, coinciding with dietas, teniendo en cuenta que este
Korkuk et al. (2016). elemento es un nutriente decisivo
The food sources used for the en la ganancia de peso vivo de los
cultivation of C. gariepinus in peces. Estos resultados coinciden
African and Asian countries are con los de otros autores dedicados
very broad (Admasu et al., 2015) and al estudio de las plantas del género
sometimes include the use of aquatic Lemna (Korkuk et al., 2016). Según
weeds, which gives importance to Yeo et al. (2017), por la sencillez del
what is investigated in this work. tracto gastrointestinal de los peces, la
Diets formulated they have a high digestibilidad de la fibra es muy baja,
percentage of protein, superior to menos del 10 %. Sirve como fuente de
those shown in other investigations volumen y como aglutinante, por lo
for this stage (Llanes and Toledo, que la caracterización de la fibra puede
2016), which could have an influence determinar el valor nutricional del
on the final weight. However, pienso para peces, lo que confirma el
significant differences were observed valor de los resultados de este trabajo.
in the control treatment with the Si la dieta es rica en celulosa, el quimo
percentages of inclusion of duckweed se mueve por el tracto digestivo más
meal, except for 12 %. Result that could rápido que cuando la dieta contiene
be associated to the stable behavior of menos de este nutriente, lo que se
the physical-chemical factors studied asocia con un mayor volumen de
in close relation to the quality and size materia fecal.
of the pellet, which in the framework Estos resultados son inferiores a
of this investigation had a diameter los reportados por Figueroa (1996), el
of 2-mm and a time of water stability nivel de fibra en los alimentos también
of seven minutes, which justifies the puede referirse a la edad de la planta,
results of this study. donde las más viejas tienen mayor
Work developed in other research contenido de complejo lignocelulósico,
corroborates what was obtained lo que disminuye la digestibilidad del
in this research, as these authors alimento. Se demuestra al analizar la
obtained higher growth rates in the composición química de especies de
diets that showed the highest protein Lemna que pueden ser utilizadas en
content (Ogunji and Wirth, 2001; la alimentación complementaria de
Dada et al., 2013; Adebola et al., especies acuícolas como C. gariepinus,
2015; Méndez et al., 2018). Something con alta disponibilidad y a menor costo
similar happened for the length and que con el uso de piensos comerciales,
weight gain. The average daily gain coincidiendo con Korkuk et al. (2016).
showed the best results for balanced Las fuentes alimentarias utilizadas
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feed, although without differences para el cultivo de C. gariepinus en
with the diet where 12 % of the Lemna países africanos y asiáticos son muy
meal was included. In investigations amplias (Admasu et al., 2015) y en
developed by Uddin et al. (2007), ocasiones incluyen el uso de malezas
used fish silage, with the use of this acuáticas, lo que da importancia a
plant and obtained the average values lo que se investiga en este trabajo.
of 0.62 g·day-1 of weight increase in Las dietas formuladas tienen un alto
different experimental diets, similar porcentaje de proteína, superior a los
to those obtained for the first level of mostrados en otras investigaciones
inclusion. para esta etapa (Llanes y Toledo,
It is necessary to emphasize 2016), lo que podría influir en el peso
that the balance of amino acids final. Sin embargo, se observaron
and essential fatty acids, in which diferencias significativas en el
omega 3 and its high digestibility are tratamiento control con los porcentajes
included, low levels of antinutritional de inclusión de harina de lenteja
factors and unidentified growth de agua, excepto para el 12 % de
factors influenced the results of this inclusión. Resultado que podría estar
research, which coincides with the asociado al comportamiento estable de
notified by Zhou et al. (2004). It also los factores físico-químicos estudiados
corroborates what other authors have en estrecha relación con la calidad y
said when referring that these species tamaño del pellet, que en el marco de
in fingerling stages require high level esta investigación tuvo un diámetro
of proteins (Mambrini and Guillaume, de 2 mm y un tiempo de estabilidad al
2011). The average daily gain of agua de siete minutos, lo que justifica
size showed the best results for the los resultados de este estudio.
first three established diets, without El trabajo desarrollado en otras
differences between them, which investigaciones corrobora lo obtenido
could be given by the composition and en esta investigación, ya que estos
the contributions of nutrients and the autores obtuvieron mayores tasas
chemical composition of duckweed de crecimiento en las dietas que
(Anderson et al., 2011). mostraron mayor contenido proteico
The highest final body length, LG, (Ogunji y Wirth, 2001; Dada et al.,
DAL, FCR and FE were significant 2013; Adebola et al., 2015; Méndez
(p< 0.05) observed in African catfish et al., 2018). Algo similar sucedió
fingerlings fed the L. perpusilla meal con la longitud y el aumento de
content on 0, 6 and 12 % of diet (table peso. La ganancia diaria promedio
3). The catfish fingerlings fed the L. mostró los mejores resultados para
perpusilla meal content at 0 and 12% of la alimentación balanceada, aunque
diet exhibited statistically significant sin diferencias con la dieta donde se
(p< 0.05) improve in final body weight, incluyó el 12 % de la harina de Lemna.
WG, DAW and Feed consumption than En investigaciones desarrolladas
those fed other diets. With respect to por Uddin et al. (2007), utilizaron
SGR the highest values were observed ensilaje de pescado, con el uso de esta
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in fingerlings fed the diets containing planta y obtuvieron valores promedio
duckweed meal content on 0 % of diet. de 0,62 g·día-1 de aumento de peso
Table 3. Productive responses (± EE) of Clarias gariepinus fingerlings
fed diets containing different Lemna perpusilla meal content.
Cuadro 3. Respuestas productivas (± EE) de alevines de Clarias
gariepinus alimentados con dietas con diferentes contenidos
de harina de Lemna perpusilla.
Productive Lemna perpusilla meal content (%)
P
responses 0 6 12 18
Final weight (g) 35.33 ± 0.73c 28.31 ± 0.64ab 30.48 ± 1.65bc 25.07 ± 1.18a 0.007
Final length (cm) 15.65 ± 0.21 b
14.28 ± 0.23 ab
15.40 ± 0.28 b
13.58 ± 0.35 a
0.048
Weight Gain (g) 33.96 ± 0.68c 27.04 ± 0.60ab 29.15 ± 1.21bc 23.70 ± 1.30a 0.008
Day average weight
0.72 ± 0.01c 0.58 ± 0.02ab 0.62 ± 0.10bc 0.50 ± 0.02a 0.008
gain (g.day-1)
Length gain (cm) 10.38 ± 0.38b 9.15 ± 0.45ab 10.32 ± 0.29b 8.33 ± 0.32a 0.045
Day average length
0.22 ± 0.02 b 0.19 ± 0.02ab 0.22 ± 0.03b 0.18 ± 0.01a 0.045
gain (cm.day-1)
c
Specific growth rate 6.90 ± 0.08 6.60 ± 0.12b 6.66 ± 0.09b 6.17 ± 0.07a 0.040
Average feed
38.90 ± 0.90d 32.07 ± 0 89b 34.29 ± 1.34cd 29.78 ± 0.98a 0.001
consumption (g)
Feed conversion ratio 1.15 ± 0.05a 1.20 ± 0 07a 1.19 ± 0.03a 1.31 ± 0.08a 0.744
Feed Efficiency 0.88 ± 0.04a 0.85 ± 0.08a 0.85 ± 0.04 a 0.80 ± 0.08a 0.845
a,b,c,d
Different letters within the same row, differ significantly for pRev. Fac. Agron. (LUZ). 2021, 38: 84-104. Enero-Marzo.
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in the growth of this species, by coincide con lo notificado por Zhou et
increasing the levels of soya meal, al. (2004). También corrobora lo dicho
which justifies the results obtained in por otros autores al referirse a que
this work. In other studies, conducted estas especies en estadios de alevines
by Ogunji and Wirth (2001) used blood requieren alto nivel de proteínas
meal replacing fish meal in isoprotein (Mambrini y Guillaume, 2011). La
feeds with 37.0 % protein for tilapia ganancia de tamaño promedio diaria
fish nutrition and obtained a higher mostró los mejores resultados para las
FCR, related to the composition of the tres primeras dietas establecidas, sin
granulates and higher feed rates. In diferencias entre ellas, lo que podría
the alimentary efficiency there were estar dado por la composición y los
no significant differences between aportes de nutrientes y la composición
the diets studied, something similar química de la lenteja de agua
happened with the FCR, which was (Anderson et al., 2011).
below 1.7. The difference between the La longitud corporal final más
treatments in this aspect is given by alta, LG, DAL, FCR y FE fueron
the animals ingesting similar amounts significativas (pRev. Fac. Agron. (LUZ). 2021, 38: 84-104. Enero-Marzo.
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the survival decreases. In all the sustituto de la harina de pescado, con
variables evaluated, the lowest values niveles de 18; 41 y 69 % de inclusión
were significantly (p< 0.05) obtained en la dieta de C. gariepinus mostró
with the treatment where the Lemna una depresión en el crecimiento de
perpusilla meal content on 18 % diet. esta especie al aumentar los niveles
Figure 1. Survival of Clarias gariepinus fingerlings fed diets containing different
Lemna perpusilla meal content.
Figura 1. Supervivencia de alevines de Clarias gariepinus alimentados con dietas con
diferentes contenidos de harina de Lemna perpusilla.
For survival there were differences de harina de soja, lo que justifica los
between the treatments, the resultados obtenidos en este trabajo.
percentages are between 65 and 72, this En otros estudios, realizados por
was due to the stress that fish raised in Ogunji y Wirth (2001), se utilizó
captivity can have. These results are harina de sangre que reemplazó la
similar to those obtained by different harina de pescado en alimentos con
authors in other fish species such as isoproteicos con 37,0 % de proteína
Scophthalmus maximus (Van-Weerd para la nutrición de peces de tilapia
et al., 2000; Sogbesan et al., 2006; y obtuvieron una FCR más alta,
Méndez et al., 2018). The established relacionada con la composición de los
according to (Coche, 1989) is between granulados y tasas de alimentación
100
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30–40 %, results at productive scale estudiaron porcentajes de inclusión
and not at experimental level where similares de la planta Azolla en el
the predation was controlled with género Claria.
the homogenization of the sizes and Se alimentaron alevines de tilapia
the weight, besides an adequate roja (Orechromis spp.) Con diferentes
management of the African catfish niveles de inclusión de harina de
fingerlings (C. gariepinus) throughout Lemna y se alcanzaron valores de
the bioassay, avoiding stress among FCA (2,04 a 2,52) (Peters et al.,
the fingerlings. However, the work 2009), que difirieron de los obtenidos
of Llanes and Toledo (2016), showed en este experimento, lo que muestra
survival of over 95% in this species un mejor aprovechamiento de los
when fed diets with an increase in alimentos por parte de los alevines
dietary protein, which influenced the de bagre africano. Es importante
results obtained, and demonstrates señalar que la eficiencia alimentaria
the potential of the species, besides the está directamente ligada al FCR, por
conditions of established management. lo que para una mayor eficiencia debe
existir un factor de conversión menor.
Conclusion Las tasas de supervivencia
alcanzadas en este estudio fueron
The meal of L. perpusilla is relativamente altas (figura 1), para
characterized by having high levels of esta etapa de alevines y tipo de
proteins and low crude fiber, making cultivo (superintensivo). El análisis
possible its use in the diet of the second de regresión polinomial entre la
stage of African catfish fingerlings (C. supervivencia y el contenido de
gariepinus), this study demonstrated harina de lenteja de agua en la dieta
that raw L. perpusilla can be utilized fue y = -1.375x2 + 4.785x + 67.775 (R²
up to 12 % inclusion level in the ration = 0,9851). Se encontró que, a mayor
without affecting the productive contenido de harina de lenteja de
results. agua, la supervivencia disminuye.
En todas las variables evaluadas,
los valores significativamente (p
End of English VersionRev. Fac. Agron. (LUZ). 2021, 38: 84-104. Enero-Marzo.
Méndez-Martínez et al. ISSN 2477-9407
Scophthalmus maximus (Van-Weerd (Burchell), in Lake Babogaya,
Ethiopia. GJFS. 3(4):211-220.
et al., 2000; Sogbesan et al., 2006;
Méndez et al., 2018). El establecido Anderson, K. E., Z. Lowman, A. M. Stomp
según POT (2015) está entre 30 - 40 and J. Chang. 2011. Duckweed as a
feed ingredient in laying hen diets
%, resultados a escala productiva and its effect on egg production and
y no a nivel experimental donde composition. Int. J. Poultry Sci. 10 (1):
4-7.
se controló la depredación con la
homogeneización de las tallas y el Ansal, M. D., A. Dhawan and V. I. Kaur. 2010.
peso, además de un adecuado manejo Duckweed based bioremediation
of village ponds: An ecologically
de los alevines de bagre africano and economically viable integrated
(C. gariepinus) durante todo el approach for rural development
through aquaculture. Livest. Res.
bioensayo, evitando el estrés entre Rural Dev. 22(129): 1-8.
los alevines. Sin embargo, el trabajo
Association of Official Analytical Chemists
de Llanes y Toledo (2016), mostró International (AOAC). 2019.
una supervivencia superior al 95 % Official Methods of Analysis of
en esta especie al ser alimentada con AOAC International, 21st Edition.
Gaithersburg, Maryland, USA.
dietas con aumento de proteína en la
dieta, lo que influyó en los resultados Appenroth, K. .J., K. S. Sree, V. Böhm, S.
Hammann, W. Vetter, M. Leiterer and
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