Acuaponía: qué es, para qué sirve, ventajas y desventajas

Historia de la acuaponía

El uso de excrementos de peces para la fertilización de plantas ha existido por milenios, siendo Asia y sur América las primeras civilizaciones que aplicaron este método.

Hace unos 900 años los aztecas en México colocaban plantas de cultivo en terrazas en el lago Texcoco para aprovechar el agua y la materia orgánica, provenientes de la descomposición de los desechos de peces y microalgas en el fondo del lago.

Representación de pueblos originarios o indígenas utilizando técnicas de acuaponia en la época precolombina.

Hacia fines de los años 70, comenzaron a aparecer algunos estudios científicos en Norteamérica y Europa, demostrando que los metabolitos producidos por los peces podían ser retirados del agua para el cultivo de vegetales.

En los años siguientes los avances tecnológicos, permitieron realizar mejoras en el campo de la investigación, con la identificación de los productos de excreción, biofiltración de los desechos y de las condiciones óptimas para la creación de sistemas cerrados.

Fue aproximadamente en el año 2001 que, en la Universidad de las Islas Vírgenes, el Dr. James Rakocy desarrolló el primer sistema comercial de acuaponía, el cual sentó las bases para su funcionamiento.

Con la aparición de datos concretos sobre acuaponía, comenzaron a aparecer producciones comerciales, existiendo gran cantidad de emprendimientos.

Hoy en día los sistemas comerciales continúan realizando avances para mejorar la eficiencia y entre los principales países que utilizan este tipo de tecnología se encuentran Estados Unidos, Canadá, Australia y México.

Importancia y aplicabilidad de la acuaponía

La disminución en la disponibilidad de agua potable y la necesidad creciente de abastecimiento de alimentos a nivel mundial, son temas que cada vez adquieren mayor importancia.

En este contexto la acuaponía adquiere una gran relevancia, ya que constituye un método de producción de alimentos que puede ser desarrollada en terrenos marginales, poco fértiles y con limitada disponibilidad de agua.

La variedad en los modelos de sistemas acuapónico permite su aplicación tanto a escala comercial, como familiar o de autoconsumo.

Otra modalidad utilizada en acuaponía es la que se desarrolla con fines ornamentales, tanto con peces, como con plantas acuáticas, que pueden producir una rentabilidad importante si se maneja correctamente su comercialización.

Por otra parte, la actividad a baja escala permite de manera sencilla, la enseñanza en escuelas primarias, secundarias y agrícolas, del manejo de producciones sustentables, reciclaje de nutrientes y otros temas técnicos, de importancia en la formación estudiantil.

Ventajas y desventajas de la acuaponía

Ventajas de la acuaponía

• Los sistemas acuapónicos son un medio eficaz para reducir y aprovechar los residuos que normalmente son vertidos al ambiente.
• La tasa de intercambio de agua se puede disminuir, lo que reduce los costos de operación en los climas áridos, donde el agua representa un gasto importante.
• Elimina el uso de químicos como plaguicidas y fertilizantes produciendo vegetales que pueden ser considerados como “productos orgánicos”.
• Producción de alimentos en áreas reducidas, con esto se optimizan los recursos mano de obra, agua, alimento balanceado para peces y nutrientes para las plantas.

• El rendimiento del cultivo de plantas en acuaponía puede ser igual o superior al sistema hidropónico, mientras que la producción de peces es mayor y más saludable que en una producción acuícola.
• Puede ser implementada a pequeña o gran escala.
• Fácil alimentación de los peces.
• Se utilizan materiales simples y se pueden reciclar materiales para su construcción, como contenedores, etc., por lo que resulta económico.
• Es ideal para terrenos con baja aptitud agrícola.
• No se deteriora el suelo, ni el agua, por lo que resulta amigable con el ambiente.
• Se obtienen dos fuentes de ingreso, a partir del cultivo de plantas y peces, incrementando la economía local si se venden estos productos.
• Toda la familia puede participar en su construcción y mantenimiento.

Desventajas de la acuaponía

• Se requieren conocimientos básicos de fisiología vegetal (hortalizas) y animal (peces), incluyendo parámetros de calidad de agua, ya que es un sistema de integración de dos cultivos.
• El sistema depende de la electricidad para el funcionamiento de bombas y filtros, lo que pone en riesgo todo el sistema en caso de cortes del suministro eléctrico, además de los costes por concepto de energía eléctrica.
• Hay pocas especies de peces que se pueden usar en los sistemas acuapónicos.

Encontrando un balance entre las ventajas y debilidades de los sistemas acuapónicos se pueden obtener hortalizas y peces muy saludables y de alta calidad, que en muchos países son certificados ya como producción SOSTENIBLE y ECOLÓGICA.

Requerimientos de la acuaponía

Fuente de agua

El agua es el principal factor a considerar al momento de pensar en iniciar un sistema acuapónico, debido a que es el elemento en contacto con los peces y las plantas a producir.

De preferencia se debe utilizar agua de pozo, ya que el agua potable puede contener cloro, siendo éste altamente tóxico para las bacterias benéficas y los peces.

Cuando se usa agua de pozo, se recomienda realizar un estudio para determinar si contiene metales pesados o bacterias dañinas (ej. coliformes), que nos indiquen contaminación mineral o fecal.

De contar sólo con agua clorada, es necesario eliminar el cloro con sustancias (anticloros) que se pueden adquirir en casas comerciales.

Calidad de agua

El agua debe tener la calidad suficiente como para mantener adecuadamente a las tres comunidades existentes en el sistema acuapónico: peces, bacterias y plantas.

Los parámetros de calidad de agua más importantes en el sistema acuapónico son temperatura, pH, oxígeno disuelto (OD), amonio, nitrito y nitrato, y cada organismo del sistema tiene un rango de tolerancia específico de cada uno de estos parámetros:

Algunos parámetros físico-químicos del agua deben ser medidos en forma diaria (temperatura, oxígeno disuelto y pH), mientras que otros pueden ser medidos de manera periódica (nitritos y nitratos).

Amonio, nitritos y nitratos

Se realiza comúnmente usando kits simples y económicos, basados en cambios de color en la muestra de agua, al añadir ciertos reactivos químicos.

pH, OD y temperatura

Se emplean equipos digitales, o tiras de prueba de agua, codificadas por colores.

Tres recomendaciones para seleccionar el sitio para sistema acuapónico

1. Buena exposición solar

Teniendo presente que la mayoría de las plantas crecen bien en condiciones de luminosidad, pero con posibilidad de colocar estructuras para hacer sombras ante un exceso de luz.

2. Construir invernaderos

En algunas regiones frías es conveniente para acumular calor y estabilizar térmicamente las condiciones internas. Adicionalmente generan una barrera contra el clima exterior, contra insectos perjudiciales para los vegetales y otros organismos patógenos en general.

3. Instalación y tendido eléctrico confiable

Se debe contar adicionalmente con un generador eléctrico de emergencia. Opcionalmente, se incluirán sistemas automatizados que combinen energía eléctrica con baterías, energía eólica, solar, etc.

Componentes de un sistema de acuaponía

Esquema general de un sistema acuapónico.

Un sistema acuapónico puede funcionar de diferentes formas según su configuración. No obstante, existen elementos esenciales en el diseño de cualquier sistema como son:

• Estanque para la cría de organismos acuáticos: pueden ser circulares o rectangulares, plásticos o de fibra de vidrio. Fig 17.
• Una bomba, para mantener el agua en circulación entre los dos sistemas, con capacidad según el número de tanques, camas y cantidad de agua a usar.
• Filtros mecánicos: pueden ser de arena, tamices, tanques de sedimentación, para eliminar las partículas suspendidas en el agua. Fig 18.
• Filtro biológico: para albergar bacterias nitrificantes, que transforman los desechos metabólicos tóxicos de los peces, en sustancias menos tóxicas. Fig 19.
• Camas de crecimiento de plantas: pueden ser de diversos materiales como plástico, fibra de vidrio, madera recubierta de plástico o geomembrana. Fig 20.
• Tuberías para la conducción de agua a través de todo el sistema.
• Bomba de aire: para mantener en niveles óptimos el oxígeno disuelto necesario para el desarrollo de los peces y bacterias benéficas.

Sistemas de producción en la acuaponía

Existen 3 modelos identificados para el montaje de un sistema acuapónico, ellos son:

• Técnica en película de nutrientes (o NFT, de las siglas en inglés “Nutrient Film Technique”).
• Balsas flotantes.
• Camas de sustratos.

Técnica en película de nutrientes – NFT

Se basa en el montaje de tubos agrupados, de distintas longitudes y diámetros, utilizados como canaletas en las que corre una fina película de agua, con solución nutritiva, para luego volcarlas en un reservorio; de tal forma que fluyan hacia el sistema nuevamente.

Dichas tuberías (generalmente plásticas), poseen ranuras donde se colocan los vegetales en algún recipiente plástico ranurado, manteniendo suspendidas sus raíces en contacto con la película de la solución circulante.

Esquema de un sistema NFT.

Este sistema es indicado para plantas que no requieran de mucho sostén, como por ejemplo lechugas, perejil, o demás plantas denominadas “de hojas”.

Debido a la escasa superficie de contacto del agua en las canaletas para la colonización por las bacterias nitrificantes, estos cultivos requieren un diseño por separado de los filtros (mecánico y biológico), previo al paso del agua por las canaletas.

Balsas flotantes

Se trata de contenedores plástico, llenos de agua que contienen flotando sobre toda su superficie una lámina o plancha de telgopor de unos 5 cm de espesor con orificios en donde se colocarán las plantas.

Las plantas estarán sostenidas por medio de una esponja o colocadas en vasos plásticos con sustrato inerte, para darle sostén a las plantas, y orificios para que las raíces tomen contacto con el agua.

Esquema de un sistema de balsas flotantes

No necesita filtro biológico ya que el telgopor ofrece una gran superficie de colonización para las bacterias nitrificantes.

Este sistema permite una carga de peces relativamente alta y es el método de cultivo que mejor se adapta a una escala comercial, por su gran practicidad en el manejo, y facilidad de siembra y cosecha.

Requiere de una buena oxigenación dentro del componente hidropónico, generalmente lograda con aireadores y una buena filtración mecánica, cuando se trata de unidades comerciales.

Es necesario proteger las raíces de las plantas por posibles ingresos de parte de los peces al componente hidropónico, los que podrían consumirlas limitando el crecimiento.

Camas de sustrato

Se trata de contenedores como cajones, bateas, artesas, etc., llenos de un sustrato inerte que sirve de sostén a las plantas y de superficie de contacto para el alojamiento y colonización de las bacterias nitrificantes; por lo que no requiere de un filtro biológico.

Sin embargo, el sustrato también retiene las partículas en suspensión, que se pueden acumular y obstruir el sistema, por lo que se debe colocar un filtro mecánico.

Esquema de un sistema de camas de sustrato.

Los contenedores no suelen tener más de 30 cm de profundidad, ingresando el agua por uno de sus extremos y egresando por el opuesto, retornando así al reservorio.

Son muy útiles para aquellas plantas que necesitan buen sostén por su peso, como son los tomates, pimientos, etc. o bien en condiciones climáticas adversas, como los vientos.

Además, proporcionan un excelente medio de cultivo para especies rastreras o con tubérculos como son los zapallos, melones, cebollas, remolachas, zanahorias, etc.

Entre los materiales empleados como sustrato se encuentran: arcilla expandida, grava, canto rodado, arena, aserrín, viruta, turba, perlita, vermiculita, etc.

Arriba a la izquierda partículas de arcilla, y a la derecha grava. Abajo a la izquierda roca volcánica y a la derecha partículas de vermiculita.

Las Bacterias en la acuaponía

Las bacterias son un componente fundamental de la acuaponía, que sirve como puente entre los desechos de los peces y los fertilizantes para la planta.

Estos microorganismos eliminan residuos tóxicos transformándolos en nutrientes accesibles a los vegetales.

Bacterias nitrificantes

Las bacterias nitrificantes convierten los productos nitrogenados de los peces, que ingresan al sistema principalmente como amonio, en nitrato, que es fertilizante para las plantas.

Este es un proceso de dos pasos conocido como nitrificación y están involucradas dos grupos de bacterias nitrificantes:

• Nitrosomonas: convierten amonio (NH₃) en nitrito (NO-2).
• Nitrobacter: convierten nitrito (NO-2) en nitrato (NO-3).

Las bacterias nitrificantes son relativamente lentas para reproducirse y establecer colonias, y requieren días y a veces semanas, para que la colonia de bacterias se desarrolle completamente.

Estas bacterias requieren un lugar grande y oscuro, con buena calidad de agua, alimentos adecuados y oxígeno para colonizar.

Monitoreo de la actividad bacteriana

Las bacterias no pueden ser vistas sin un microscopio, por lo que el mejor método para controlar la función bacteriana es la determinación de los niveles de amonio, nitrito y nitrato usando los kits comerciales.

El amonio y el nitrito siempre deben estar en un rango de 0-1 mg / litro en una unidad de acuaponia funcional y equilibrada.

Si se detecta un problema con las bacterias nitrificantes, hay dos posibles razones comunes para que esto ocurra.

• Puede ser que haya demasiados peces y el biofiltro sea demasiado pequeño para la cantidad de peces y de alimento suministrado, por lo tanto, hay un desequilibrio.
•  Para rectificar esto se debe aumentar el tamaño del biofiltro o reducir el número de peces, o régimen de alimentación de peces.
• Si el sistema está equilibrado en tamaño, entonces las bacterias en sí mismas pueden no funcionar correctamente. Esto podría indicar un problema con la calidad del agua, y debe verificarse cada parámetro mencionado anteriormente.

Bacterias Heterotróficas

Estas bacterias utilizan carbono orgánico como fuente de alimento y están involucradas principalmente en la descomposición de los residuos sólidos de peces (que contiene proteínas, carbohidratos, grasas, vitaminas y minerales) y desechos de plantas.

Las bacterias heterotróficas metabolizan estos desechos sólidos en un proceso llamado mineralización, que hace que los micronutrientes esenciales estén disponibles para las plantas en acuaponía.

Este proceso de mineralización es esencial porque las plantas no pueden absorber nutrientes en forma sólida. Los desechos deben dividirse en simples moléculas para ser absorbidas por las raíces de las plantas.

Al igual que las bacterias nitrificantes, las bacterias heterotróficas requieren de altos niveles de OD para su crecimiento y crecen mucho más rápido que aquellas, reproduciéndose en horas en lugar de días.

Requerimientos para una colonia bacteriana saludable

Los principales parámetros que afectan el crecimiento de bacterias son la disponibilidad de superficies y la calidad de agua.

Superficies para el crecimiento bacterial

Las colonias bacterianas prosperarán en cualquier material, como las raíces de las plantas, a lo largo de las paredes de las peceras y dentro de cada tubo de cultivo. Se debe tomar en cuenta:

• El área total disponible para estas bacterias determina cuánto amoníaco pueden metabolizar.
• Dependiendo de la biomasa del pez y el diseño del sistema, las raíces de las plantas y las paredes del tanque pueden proporcionar un área adecuada.
• Los sistemas con alta densidad de peces requieren un biofiltro con materiales que proporcionen una gran área superficial, como medios de cultivo inertes: grava, toba o arcilla expandida.

Calidad de agua para las bacterias

pH del agua

El pH del agua tiene un impacto en la actividad biológica de las bacterias nitrificantes y su capacidad para convertir amonio y nitrito.

Los rangos para los dos grupos de bacterias nitrificantes que se han reportado son:

Sin embargo, para acuaponía, el pH más apropiado se encuentra entre 6 y 7 porque este rango es mejor para las plantas y peces.

Temperatura del agua

La temperatura del agua es un parámetro importante para las bacterias y para acuaponía en general. Los rangos de temperatura ideal para el crecimiento de bacterias y la productividad son de 17-34 ° C.

Si la temperatura del agua cae por debajo de 17°C, la productividad de bacterias disminuye. Por debajo de 10°C, la productividad puede ser reducida en un 50 por ciento o más.

Oxígeno disuelto

Las bacterias nitrificantes necesitan un nivel adecuado de oxígeno disuelto (OD) en el agua en todo momento para que ocurra la nitrificación.

Niveles óptimos de OD son de 4,0 a 8,0 mg/litro. La nitrificación disminuirá si las concentraciones de OD caen por debajo de 2,0 mg / litro.

Además, sin suficientes concentraciones de OD, otro tipo de bacteria puede crecer, una que convertirá los valiosos nitratos de nuevo en nitrógeno molecular inutilizable en un proceso anaeróbico conocido como desnitrificación.

Luz ultravioleta

Las bacterias nitrificantes son organismos fotosensibles, lo que significa que la luz ultravioleta (UV) del sol es una amenaza.

Una simple forma de eliminar esta amenaza es cubrir la pecera y los componentes de filtración con material de protección contra rayos UV, al menos hasta que las colonias de bacterias estén completamente formadas.

Una vez que la bacteria ha colonizado una superficie (3 a 5 días), la luz ultravioleta no representa un problema importante.

Los peces en la acuaponía

¿Qué peces se pueden cultivar en acuaponía?

Los sistemas acuapónicos son utilizados en general, para el cultivo de organismos que toleran altas densidades, aprovechando el espacio, así como también tolerancia a enfermedades comunes en cultivo.

Además de ello, debe tratarse de organismos que presenten un buen crecimiento y cierta tolerancia a los compuestos nitrogenados.

Entre las especies dulceacuícolas que se pueden cultivar en acuaponía, se encuentran:

• Tilapia (Oreochromis niloticus).
• Bagre de Canal (Ictalurus punctatus).
• Langosta de agua dulce, o Cherax (Cherax quadricarinatus).
• Mojarra mojarra colorada, o mojarra latinoamericana (Cichlasoma urophthalmus).
• Cualquier pez de agua dulce de ornato, ya sea de aguas cálidas, templadas o frías como la carpa koi, guppy, moly, pez ángel, platy, espada, cíclidos, tetras, óscar, bettas, entre otros.

Alimentación de los peces

Componentes del alimento para peces.

Proteína

La proteína es el componente más importante para obtener carne de peces. En su etapa de crecimiento, los peces omnívoros como la tilapia y la carpa común, necesitan 25-35 % de proteína en su dieta, mientras que los peces carnívoros necesitan hasta un 45 % de proteínas.

En general, los peces más jóvenes (alevines y juveniles) requieren una dieta más rica en proteína durante la etapa de crecimiento.

Lípidos y carbohidratos

Los lípidos y carbohidratos, aumentan el valor energético en la alimentación, y las vitaminas y minerales son necesarios para la función del sistema inmune y el crecimiento de los peces.

Alimento comercial para peces

El alimento comercial para peces presenta por lo general, un equilibrio correcto de proteínas, carbohidratos, grasas, vitaminas y minerales, por lo que se considera un alimento completo.

Es posible elaborar alimento para peces en lugares que tienen acceso limitado a alimentos fabricados. Sin embargo, estos alimentos caseros pueden carecer de componentes nutricionales esenciales.

Los gránulos del alimento comercial están diseñados para flotar en la superficie o hundirse en el fondo del tanque, dependiendo de los hábitos alimenticios de los peces, y pueden encontrarse en diferentes tamaños de gránulos, que van de 2 a 10 mm, según el tamaño del pez.

Tres recomendaciones para el manejo del alimento

1. Almacenamiento

El alimento debe almacenarse en condiciones oscuras, secas, frescas y seguras. Un alimento húmedo y cálido puede pudrirse, y liberar toxinas que son peligrosas para los peces.

2. Evitar sobrealimentación.

Se debe evitar la sobrealimentación; el alimento no consumido es utilizado por bacterias heterotróficas, que consumen cantidades sustanciales de oxígeno y aumentan la cantidad de amonio y nitrito a niveles tóxicos.

3. Evitar exceso de alimento.

En general, los peces comen todo lo que necesitan comer en un período de 30 minutos. Después de este período de tiempo, retire cualquier exceso de alimento y disminuya la cantidad de alimento dado la próxima vez.

Factor de conversión de alimento (FCA) para peces y tasa de alimentación

El FCA describe cuán eficientemente un animal convierte su alimento en crecimiento. Nos dice qué cantidad de alimento se requiere para cultivar un kilo de peces.

En buenas condiciones, las tilapias tienen una FCA de 1,4-1,8; lo que significa que se requieren 1,4-1,8 kg de alimento, para cultivar una tilapia de 1,0 kg.

Se recomienda pesar periódicamente una muestra de los peces, para asegurarse de que estén creciendo bien y calcular el tiempo de cosecha y la producción.

La tasa de crecimiento del pez se obtiene restando el peso promedio de los peces obtenidos en un muestreo, del peso arrojado por el muestreo anterior.

El FCA se obtiene dividiendo el alimento total suministrado a los peces durante un periodo dado entre la biomasa total.

FCR= Alimento total consumido (Kg)/ Biomasa (Kg)

La biomasa total puede ser calculada multiplicando el peso promedio obtenido en un muestreo, por el número de peces sembrados en el estanque.

Respecto a la tasa de alimentación se ha reportado que la mayoría de los peces cultivados requieren de 1-2 % del peso corporal por día de alimento, durante la etapa de crecimiento.

Es decir que, si el pez pesa 100 g debería comer, en teoría, de 1-2 g de alimento peletizado por día.

Calidad de agua para los peces

Los parámetros más importantes de calidad de agua para los peces se nombran a continuación:

Nitrógeno

El amonio y el nitrito son extremadamente tóxicos para los peces por encima de los niveles de 1 mg/litro, aunque cualquier nivel de estos compuestos contribuye al estrés de los peces, con efectos adversos para la salud.

El biofiltro es totalmente responsable de transformar estos productos químicos tóxicos en una forma menos tóxica.

Cualquier nivel detectable indica que el sistema no está equilibrado y tiene un biofiltro de tamaño reducido o que el biofiltro no funciona correctamente.

Tanque biofiltro con material filtrante en la superficie.

Los síntomas de envenenamiento por amonio y nitrito a menudo se ven como rayas rojas en el cuerpo del pez, branquias y ojos, raspado en los costados del tanque, jadeando en la superficie del agua, el letargo y la muerte.

El nitrato, por otro lado, es mucho menos tóxico para la mayoría de los peces y pueden ser capaces de tolerar niveles de más de 400 mg / litro.

pH

Los peces pueden tolerar un rango bastante amplio de pH, pero lo hacen mejor a niveles de 6,5 a 8,5.

Es importante mantener el pH tan estable como sea posible. Se recomienda amortiguar con carbonato para evitar grandes cambios de pH.

Oxígeno disuelto (OD)

La mayoría de los peces requieren 4-5 mg/litro de OD, sin embargo, en la práctica, la mayoría de los productores a pequeña escala, no tienen la capacidad de verificar el nivel de oxígeno en sus unidades.

Los medidores digitales de oxígeno son caros y los kits de acuario, más económicos, no están siempre disponibles.

Medidor digital de oxígeno y temperatura.

Debido a esto, es recomendable continuar con los siguientes pasos para asegurar niveles adecuados de OD:

• No sobrecargue el sistema de peces, evite agregar más de 20 kg de peces por cada 1000 litros de agua total.
• Asegure un flujo de agua dinámico, con el agua en cascada que ayuda a airear el agua.
• Deben utilizarse aireadores: la tasa sugerida es de 5 a 8 litros de aire por minuto por cada metro cúbico de agua, proveniente de al menos 2 piedras difusoras de aire en diferentes lugares del tanque.

¡Atención!
Una señal clara de falta de oxígeno es cuando los peces están jadeando por aire en la superficie. Esta es una situación de emergencia que requiere atención inmediata, mediante el uso de aireadores preferiblemente.

Temperatura

Cada pez tiene un rango de temperatura óptimo que debe ser investigado por el acuicultor.

En general, los peces tropicales prosperan a 22-32 ° C mientras que los peces de agua fría prefieren 10-18 ° C.

Mientras tanto, algunos peces de aguas templadas tienen amplios rangos, por ejemplo, la carpa común que puede tolerar 5-30 ° C.

Aislamiento térmico, calentadores y enfriadores de agua ayudan a alcanzar un nivel de temperatura constante, aunque estos pueden ser restrictivos en áreas donde la energía es cara. A menudo es mejor cultivar peces adaptados a las condiciones ambientales locales.

Salud y enfermedades en los peces en acuaponía

Para mantener un pez sano es importante reconocer el comportamiento de los peces, así como los signos de estrés, enfermedades y parásitos.

El mejor momento para observar a los peces es durante su alimentación diaria, tanto antes como después de agregar el alimento, y verificar cuánto alimento se come.

El pez sano debe exhibir el siguiente comportamiento:

• Las aletas están extendidas, las colas son rectas.
• Nada en patrones normales, sin letargo.
• Fuerte apetito y no rehúye la presencia del comedero.
• Sin marcas a lo largo del cuerpo, ni manchas descoloridas, rayas o líneas.
• No frota ni raspa los costados del tanque.
• No respira aire de la superficie.
• Ojos claros, afilados y brillantes.

Estrés

En general, el estrés es una respuesta fisiológica del pez cuando viven en condiciones menos que óptimas. La sobrepoblación, temperaturas o pH incorrectos, bajos niveles de oxígeno y la alimentación inadecuada, causan estrés en los peces.

Los cuerpos de los peces tienen que trabajar más duro para superar estas malas condiciones, lo que resulta en un sistema inmune deprimido, lo que disminuye la capacidad del pez para sanar y protegerse de la enfermedad.

Si los peces están estresados durante un período prolongado, inevitablemente se desarrollarán enfermedades de diversa índole como bacterias, hongos y / o parásitos, por lo tanto, debe evitarse el estrés tanto como sea posible.

Enfermedades en los peces

Pez dorado con hongos en la piel.

La enfermedad es siempre el resultado de un desequilibrio entre el pez, el patógeno o agente causante y el medio ambiente.

Se deben realizar prácticas sanas de manejo de peces y un control ambiental adecuado, para evitar el estrés y reducir la incidencia de patógenos.

Las enfermedades pueden ser causadas por factores abióticos y bióticos.

Enfermedades abióticas

Están relacionadas principalmente con la calidad del agua o la toxicidad, las más comunes son:

Enfermedades abióticas por aireación insuficiente o falla del biofiltro

Enfermedades abióticas por falla en condiciones ambientales

Enfermedades abióticas por deficiencia de alimentos

Enfermedades bióticas

Los tres grupos principales de patógenos que causan enfermedades de los peces son hongos, bacterias y parásitos.

Todos estos patógenos pueden ingresar fácilmente a un sistema de acuicultura desde el exterior al agregar nuevos peces o agua nueva, o podría haber existido previamente en la unidad.

El cuadro a continuación muestra algunas de las enfermedades bióticas más comunes que ocurren en la piscicultura y los remedios normalmente adoptados.

Enfermedades bacterianas en peces que afectan la piel

Enfermedades bacterianas en peces que causan hemorragia

Alevines de cachama con enfermedad del pedúnculo causada por bacterias.

Tilapia roja con hemorragias en región cefálica causado por Streptococcus.

Enfermedades por hongos

Enfermedades por protozoarios que afectan el sistema digestivo

Enfermedades por protozoarios que afectan el cuerpo del pez

Infectación por Ichthyophthirius multifiliis.

Trichodina en filamentos branquiales.

Enfermedades por parásitos

Fuente: Modificado de Noga (1996).

Trematodos en el interior del pez.

Infestación por piojos Argulus sp. en aletas.

Prevención de enfermedades en los peces en acuaponía

La siguiente lista describe algunas acciones clave para prevenir enfermedades en el cultivo de peces en acuaponía:

• Obtenga semillas de peces saludables de un criadero confiable, de buena reputación profesional.
• Examine los peces nuevos para detectar signos de enfermedad. En algunos casos, es aconsejable poner en cuarentena a los peces nuevos en un tanque de aislamiento durante 45 días antes de agregarlos al sistema principal.
• Si es necesario, trate a los peces nuevos con un baño de sal para eliminar parásitos o tratar algunas infecciones en etapa temprana.
• Asegure una filtración biológica y aireación adecuada para evitar la acumulación de amonio o nitrito.
• Alimente a los peces con una dieta equilibrada y nutritiva.
• Retire del tanque los alimentos no consumidos y cualquier fuente de contaminación orgánica.
• Prevenir el acceso de aves, caracoles, anfibios y roedores que pueden ser vectores de patógenos o parásitos.
• Asigne una red de pesca por cada pecera para evitar la contaminación cruzada de enfermedades o parásitos.

Tratamiento de enfermedades en los peces en acuaponía

Si un porcentaje significativo de peces muestra signos de enfermedad

Es probable que las condiciones ambientales estén causando estrés. En estos casos, verifique los niveles de amonio, nitrito, nitrato, pH y temperatura, y actué en consecuencia.

Si solo unos pocos peces son afectados

Es importante eliminar el pez infectado de inmediato para evitar cualquier propagación de la enfermedad a otros peces.

Coloque los peces afectados en un tanque separado, para la observación adicional. Eliminar estos peces de ser necesario.

Opciones de tratamiento

Para enfermedades en acuaponía a pequeña escala son limitadas. Las drogas comerciales pueden ser costosas y/o difíciles de conseguir.

Una opción de tratamiento efectivo contra algunas de las infecciones bacterianas y parasitarias más comunes es un baño de sal. Este baño de sal es tóxico para los patógenos, pero no mortal para el pez.

Tratamiento de baño de sal

El pez infectado extrae del tanque y se coloca en un baño de sal, a una concentración de 1 kg de sal por 100 litros de agua durante 20-30 minutos.

Luego trasladar al pez a un segundo tanque de aislamiento que contiene 1-2 g de sal por litro de agua por otros 5-7 días.

En las infecciones graves de manchas blancas, todos los peces pueden necesitar ser retirados del sistema acuapónico y tratados de esta manera durante al menos una semana.

El calentamiento del agua en el sistema de acuaponía también puede acortar el ciclo de vida del parásito y hacer que el tratamiento con sal sea más efectivo.

Las plantas en acuaponía

¿Qué plantas se pueden cultivar en acuaponía?

Prácticamente, cualquier planta se puede adaptar a éste tipo de sistemas, sin embargo, las plantas que responden mejor son los vegetales de hojas verdes, pues con ellas se obtienen más plantas por metro cuadrado cultivado y más cosechas por año.

En acuaponía se han probado con éxito cerca de 150-200 especies de plantas, desde las típicas de la horticultura (tomates, pimientos, coles, lechugas, fresas, etc.), hasta flores, plantas arbustivas, aromáticas, etc.

Las plantas con tubérculos y bulbos como la patata, cebolla, etc., también se dan en acuaponía, aunque casi siempre en el sistema de sustrato, porque los tubérculos y bulbos pueden crecer y ensanchar mejor.

Requerimientos de nutrientes en las plantas

En acuaponía, los nutrientes esenciales para el crecimiento y desarrollo de la planta provienen principalmente de la descomposición de los desechos de los peces.

Sin embargo, con el tiempo, aún en los sistemas acuapónicos perfectamente balanceados, pueden surgir deficiencias en ciertos nutrientes como hierro (Fe), potasio (K) o calcio (Ca).

Las deficiencias de nutrientes en el sistema a menudo ocurren cuando hay demasiadas plantas para la cantidad de peces, o cuando la alimentación se reduce durante los meses de invierno.

En estos casos debe agregarse una suplementación externa, pero siempre recordando que cualquier cosa que se añada al agua no debe dañar a ninguno de los 3 seres vivos que conviven en el sistema: peces, plantas y bacterias, porque en cuanto se daña a uno de ellos los otros dos se ven perjudicados.

Nutrientes químicos

El Fe, debe agregarse en quelatos en una concentración de 2 ppm cada 15 días; mientras que el K y Ca, se adicionan preferentemente en forma de Hidróxidos, cumpliendo además la función de bases para evitar la acidificación resultante del proceso de nitrificación.

Nutrientes orgánicos

Además de los nutrientes químicos ya mencionados pueden emplearse fertilizantes líquidos orgánicos diluidos sobre las hojas de las plantas o vertido directamente en la zona radicular.

Entre los materiales orgánicos ricos en nutrientes se encuentra el té extraído del compost (materia orgánica descompuesta) y los desechos sólidos de los peces capturados del filtro mecánico.

Otras fuentes incluyen algas marinas ricas en potasio y hierro, que a menudo son limitantes en la acuaponia, pero asegúrese de enjuagar la sal residual de las algas.

El siguiente cuadro muestra algunos de los síntomas de deficiencia de nutrientes en las plantas:

Fuente: Caló, P. 2011.

Calidad de agua para las plantas

pH

El pH es el parámetro más importante para plantas en un sistema acuapónico porque influye en el acceso de una planta a los nutrientes.

En general, el rango de tolerancia para la mayoría de las plantas es 5,5-7,5. Si el pH sale fuera de este rango, las plantas experimentan bloqueo de nutrientes, lo que significa que, aunque los nutrientes estén presentes en el agua, las plantas no los pueden usar.

Oxígeno disuelto

La mayoría de las plantas necesitan altos niveles de OD (> 3 mg / litro) dentro del agua. Las plantas usan sus tallos y hojas para absorber oxígeno durante la respiración, pero las raíces también necesitan tener oxígeno.
Sin oxígeno, las plantas pueden experimentar pudrición de la raíz, una situación en la que mueren las raíces y crece el hongo.

Temperatura

El rango de temperatura adecuado para la mayoría de las plantas es de 18-30 °C. Sin embargo, algunas plantas son mucho más adecuadas para el cultivo en condiciones particulares.

Las plantas de invierno requieren temperaturas de 8-20 °C y las de verano requieren temperaturas de 17-30 °C.

Por ejemplo, muchas plantas de hoja verde crecen mejor en condiciones más frías (14–20 °C), especialmente en la noche.

En temperaturas más altas de 26 °C o más, las hojas verdes se atornillan y comienzan a florecer, lo que la hace amarga y no comercializable.

Amoniaco, nitrito y nitrato.

Las plantas pueden tomar las tres formas de nitrógeno, pero el nitrato es el más accesible.

En una unidad de acuaponía en funcionamiento, el amonio y los nitritos deberían mantenerse siempre por debajo de 1 mg / litro, ya que valores mayores son tóxicos para los peces, por lo que no deberían ser un problema para las plantas.

Plagas en las plantas y su control en acuaponía

Pulgones.

Las plagas que pueden afectar los cultivos en un sistema acuapónico son varias, pero las más comunes son los insectos.

Una práctica común para lidiar con plagas de insectos en la producción de vegetales en el suelo es usar pesticidas químicos o insecticidas, pero esto es imposible en acuaponía.

Cualquier pesticida químico fuerte podría ser fatal para los peces y las bacterias beneficiosas que viven en el sistema. Por lo tanto, nunca se deben usar pesticidas químicos comerciales.

Sin embargo, hay otros controles físicos, ambientales, culturales, químicos y biológicos efectivos para reducir la amenaza de plagas de acuaponía.

Controles físicos, mecánicos y de cultivo

Algunos controles simples y económicos para evitar infestaciones de plagas en la acuaponía a pequeña escala son:

Utilización de redes o pantallas

Para prevenir la aparición de plagas (exclusión): usar redes con un tamaño de malla de 0,15 mm para excluir trips, 0,35 mm para excluir la mosca blanca y los pulgones, y 0,8 mm para mantener alejados a los mineros.

Barreras físicas

Colocar superficies pavimentadas entre el cultivo y la vegetación circundante para evitar el contacto; colocar en las patas de los contenedores un anillo de cobre para evitar que los caracoles y babosas suban por las patas o aplicar una capa de vaselina para prevenir las hormigas.

Inspección y extracción manual de los insectos

En las hojas o plantas ayudan a evitar y / o retrasar la propagación de insectos a los alrededores de las plantas.

Captura con trampas adhesivas

Colocadas por encima de las plantas. Las tarjetas adhesivas azules atrapan las etapas adultas de los trips mientras que las amarillas atrapan moscas blancas y microlepidópteros.

Manejo ambiental

Mantener condiciones óptimas de luz, temperatura y humedad, para favorecer un crecimiento vegetal más saludable y aportar condiciones desfavorables para las plagas.

Plantación acompañante

Algunas plantas liberan químicos de sus raíces u hojas que suprimen o repelen las plagas de otras plantas vecinas.

Fertilización

Un equilibrio correcto de nutrientes ayuda a las plantas a crecer más fuertes para resistir ataques de plagas, por este motivo, se debe intercambiar algo de agua cuando los niveles de nitrato sean mayores que 120 mg / litro.

Espaciado

La alta densidad de siembra y/o la poda inadecuada aumentan la competencia por la luz, y ofrecen refugio a las plagas. Asegúrese de que haya una ventilación adecuada y una buena penetración de la luz solar.

Controles químicos

Si las plagas siguen siendo un problema después de usar los controles anteriores, puede ser necesario usar control químico, solo como último recurso y con moderación.

Los pesticidas y los insecticidas sintéticos nunca deben usarse en acuaponía porque matarán a los peces.

Existen mezclas orgánicas alternativas a los pesticidas industriales que se pueden aplicar para disminuir a las plagas, aunque no ha habido una investigación científica que verifique su eficacia. Entre estos productos tenemos:

Extractos vegetales

Fuente: Ellis y Bradley (1996).

Trips.

Aceites

Polvos y jabones

Controles biológicos

En cuanto a los pesticidas botánicos, algunos extractos obtenidos de microorganismos son seguros para animales acuáticos porque actúan específicamente sobre estructuras de insectos y no dañan mamíferos o peces.

Dos organismos ampliamente utilizados en acuaponía y agricultura orgánica son Bacillus thuringiensis y Beauveria bassiana.

Bacillus thuringiensis

Consiste en un extracto de toxina de una bacteria que daña el tracto digestivo del insecto y lo mata. Se puede rociar sobre hojas y se dirige específicamente a orugas, larvas de polillas o mariposas sin dañar otros insectos beneficiosos.

Beauveria bassiana

Es un hongo que germina y penetra la piel del insecto (quitina), matando a la plaga por deshidratación. La eficacia del hongo depende del número de esporas rociadas y de las condiciones de humedad y temperatura, es un buen agente para los trópicos húmedos.

Control de insectos mediante la aplicación de hongos.

Enfermedades en plantas y su control en acuaponía

La producción exitosa de plantas en acuaponía es el resultado de estrategias de manejo que se centran principalmente en las condiciones ambientales, en el manejo de la planta, así como en la aplicación d tratamientos que ayudan a prevenir o curar las plantas.

Controles ambientales

Son varios los factores ambientales que juegan un papel importante en la gestión sanitaria de las plantas entre estos encontramos la temperatura, la humedad relativa y densidad de plantación.

Temperatura

Cada patógeno de la planta (es decir, bacterias, hongos o parásitos) tiene una temperatura de crecimiento óptimo que pueden ser diferentes a las de las plantas.

Humedad

La humedad juega un papel clave para la germinación de esporas de hongos, por lo tanto, el control de la humedad relativa y la humedad son esenciales para reducir los riesgos de brotes de enfermedades.

Algunas de las enfermedades fúngicas comunes asociadas a las condiciones de humedad en los cultivos son:

De izquierda a derecha enfermedades: Mildiu polvoriento, Raíz podrida y Tizón temprano del tomate.La humedad relativa se puede controlar mediante ventilación dinámica o forzada por medios de ventanas y ventiladores que crean un flujo de aire horizontal, evitando la condensación en las plantas.

Densidad de plantación

Densidades muy altas reducen la ventilación interna y aumento de la humedad entre las plantas.

Elección de la planta

Las variedades de plantas tienen diferentes niveles de resistencia a los patógenos. En algunos casos, usar los cultivares resistentes más conocidos son el método más exitoso para evitar enfermedades.

Si no es posible controlar ciertas enfermedades con variedades resistentes, es aconsejable cambiar a otros cultivos durante la temporada crítica.

En el caso de Pythium spp. en el cultivo de lechuga, si los microorganismos beneficiosos no pueden controlar la infestación, es oportuno cambiar a otras especies, como la albahaca, que son más tolerantes al patógeno y a las altas temperaturas del agua.

Inspección y exclusión

Las plantas deben inspeccionarse regularmente para detectar signos tempranos de infección o presencia de plagas.

Siempre que muestren signos de daño o etapas iniciales de enfermedad (marchitez, tizón o pudrición de la raíz), es vital eliminar las ramas, hojas o toda la planta, para evitar que la enfermedad se propague por todo el cultivo.

Además, con respecto a la exclusión, es importante controlar los vectores potenciales (fuentes) de virus, como las moscas blancas, y evitar la contaminación del suelo.

El uso de herramientas desinfectadas (por ejemplo, tijeras usadas para podar / cosechar) ayudaría a evitar la transmisión de patógenos potenciales al sistema.

Tratamiento inorgánico o químico

Como la acuaponia es un sistema integrado que contiene peces, plantas y bacterias, no es posible utilizar los tratamientos aplicados para enfermedades de la agricultura convencional (es decir, productos químicos fungicidas) ya que son tóxicos para los peces.

Sin embargo, algunos compuestos inorgánicos pueden ser usados para el tratamiento de enfermedades fúngicas, en unidades acuapónicas como:

• Arcilla.
• Sales de cobre, azufre.
• Sulfuro de calcio.
• Bicarbonato de potasio.
• Bicarbonato de sodio.
• Hidróxido de calcio.

Estos productos son aplicados solamente a nivel de las hojas en las plantas y con mucho cuidado ya que se pueden acumular en el sistema y afectar negativamente el crecimiento de las plantas.

Control biológico

Algunos agentes de control biológico pueden usarse para acuaponia como Thricoderma spp., Ampelomices spp. y Bacillus subtilis, que son microorganismos cultivados utilizados para luchar contra enfermedades específicas.

Estos agentes biológicos se pueden aplicar sobre las hojas o en la zona de la raíz, proporcionando protección contra las enfermedades más comunes como el mildiu y algunas bacterias.

Thricoderma spp. ha demostrado ser efectivos en el control de Pythium spp. y la mayoría de los patógenos transmitidos por el suelo, mientras que Ampelomices spp. podría ser efectivo contra el mildiu del polvo.

Hongo Trichoderma sp. observado con microscopio.

Sus esporas se pueden distribuir en el sustrato al sembrar, para permitir que el hongo beneficioso proteja las plantas que comienzan en su etapa de plántulas.

Equilibrando el ecosistema acuapónico

La única vía para lograr un cultivo acuaponico exitoso es manteniendo un equilibrio entre la cantidad de peces, la cantidad de plantas y el tamaño del biofiltro donde se desarrollan las bacterias.

El equilibrio en un sistema acuapónico se puede comparar mediante una balanza, donde los brazos están representados por las bacterias nitrificantes y la biofiltración por el grosor de la palanca.

Los tipos de desbalances que se pueden presentar se muestran en las siguientes figuras.

Caso A

Si la biomasa de los peces excede la capacidad del biofiltro de transformar los desechos de los peces, ocurre una acumulación de amonio tóxico y nitrito y el equilibrio se rompe.

Caso B

Si el biofiltro es adecuado para la biomasa de peces, pero la cantidad de plantas es insuficiente, el sistema comenzará a acumular nitrato, es decir los brazos se vuelven más gruesos, lo que indica que el sistema esta desbalanceado hacia el lado de las plantas.

Esquema de balance y desbalances en el sistema acuapónico. Modificado de Somerville et al. (2014).

Caso C

Cuando se usan demasiadas plantas y muy pocos peces, el amonio es procesado por bacterias nitrificantes, pero la cantidad de nitrato y otros nutrientes son insuficientes para el buen desarrollo de las plantas, por lo que ocurre un desbalance.

Caso D

Este sería un escenario ideal, donde hay un equilibrio apropiado entre los desechos de los peces y la demanda de nutrientes de los vegetales, al tiempo que el biofiltro garantiza una superficie adecuada para el desarrollo de bacterias, capaces de convertir todos los desechos de los peces.

Este equilibrio entre peces y plantas también se conoce como proporción de la biomasa.

Proporción de la biomasa plantas: peces

La proporción entre plantas y peces en un sistema acuapónico es uno de los cálculos más importantes para la instalación del sistema.

Este cálculo se basa en el área disponible para el crecimiento de la planta, y del alimento para peces que debe ser suministrado diariamente al sistema.

Densidad recomendada

Una densidad recomendada para el buen crecimiento de la planta podría ser la siguiente:

Una vez que ha sido escogido el número de plantas deseado, según el área de cultivo disponible, es posible determinar la cantidad de alimento para peces que debería ser añadido al sistema cada día, ya de ese alimento dependen los nutrientes para la planta.

Una buena referencia puede ser:

Conociendo el alimento para peces que se debe agregar, es posible determinar la biomasa de peces necesaria para que consuma este alimento, sabiendo que los peces deberían consumir 1-2 % del peso corporal por día durante su fase de crecimiento.

Por ejemplo, sabemos que las lechugas requieren 4 semanas para crecer una vez que las semillas se han trasplantado al sistema. Si queremos producir 25 cabezas de lechuga por semana debemos realizar los siguientes cálculos:

Es decir se requieren 10-20 Kg de peces, alimentados con 200 g de alimento por día, con un área de crecimiento de 4 m2 para producir 25 cabezas de lechuga por semana.

Esta proporción es sólo una guía para pequeñas unidades de acuaponia, pero en general la máxima densidad de siembra recomendada es de 20 Kg de pez por 1000 litros de agua (en tanques).

Densidades de siembra más altas requieren técnicas de aireación más sofisticadas para mantener los niveles de oxígeno estables para el pez, así como un sistema de filtración más complejo para tratar los desechos sólidos.

Requisitos de filtración: biofiltro y separador mecánico

Cantidad de biofiltración

Está determinada por la cantidad de alimento que ingresa al sistema diariamente.

En el sistema de camas, usando roca volcánica como sustrato, se recomienda filtrar 1 litro de agua por gramo de alimento suministrado a los peces, mientras que en las unidades NFT y balsas flotantes se requiere filtrar 0,5 litros/gramo de alimento.

El filtro mecánico se debe dimensionar en función del volumen de agua. En general, debe tener un volumen de 10-30% del tamaño del estanque de peces.

Material de biofiltración

Cuanto más pequeñas y más porosas son las partículas de los medios, mayor es la superficie disponible para que las bacterias colonicen. Esto resulta en una biofiltración más eficiente.

Si el material de biofiltro no es ideal y tiene una relación superficie / volumen inferior, entonces el biofiltro debe ser más grande.

Métodos de apoyo para lograr el equilibrio

Junto con la relación de tasa de alimentación, hay otros dos métodos simples y complementarios para garantizar un sistema equilibrado: control de salud de peces y plantas y las pruebas de nitrógeno.

Control de salud de peces y plantas

Los peces o plantas poco saludables son a menudo una advertencia de que el sistema está fuera de balance.

Los síntomas de deficiencias en las plantas generalmente indican que no hay suficientes nutrientes, productos de los desechos de los peces.

Las deficiencias de nutrientes a menudo se manifiestan como un crecimiento deficiente, hojas amarillas y desarrollo radicular deficiente.

En este caso, se puede aumentar la densidad de población de peces, el alimento (si es comido por peces) y el biofiltro, o se pueden eliminar las plantas.

Del mismo modo, si los peces muestran signos de estrés, como jadeo en la superficie, frotando a los lados del tanque, o mostrando áreas rojas alrededor de las aletas, ojos y branquias, o en casos extremos de muerte, a menudo se debe a una acumulación de amonio tóxico o nitrito.

Cualquiera de estos síntomas en los peces o plantas indica que el agricultor necesita investigar activamente y rectificar la causa.

Prueba de nitrógeno

Este método implica probar los niveles de nitrógeno en el agua usando los kits de prueba de agua. Si el amonio o el nitrito son altos (> 1 mg / litro), indica que la biofiltración es inadecuada y que el área de superficie del biofiltro debe aumentarse.

Niveles de nitrato altos

Si sus valores son superiores a 150 mg / litro durante varias semanas, se debe realizar algo de recambio y esta agua puede ser utilizada para regar otros cultivos.

Niveles de nitrato bajos

Para valores menores a 10 mg / litro durante un período de varias semanas, se puede aumentar la alimentación de los peces ligeramente para asegurarse de que haya suficientes nutrientes para las plantas.

Alternativamente, puede ser necesario aumentar la cantidad de peces o eliminar algunas plantas para que haya suficientes nutrientes para los que quedan.

Manejo del sistema acuapónico

Preparación de las unidades de cultivo en acuaponía

Las instrucciones detalladas de construcción de cada uno de los sistemas de producción de acuaponia descritos, se pueden consultar en la guía de Somerville et al. (2014).

Fase inicial

• Una vez instalado el sistema es crucial asegurarse de que todo el equipo (bomba de agua, la bomba de aire y los calentadores) funcione correctamente, antes de abastecer el sistema con peces y plantas.
• Para iniciar se debe agregar agua al sistema, verificando que no existan fugas, luego dejar que el agua recircule durante al menos dos días para permitir que se disipe el cloro. Este proceso puede acelerarse usando la aireación.

Fase intermedia

• Se recomienda tener el sistema funcionando durante 4-6 semanas, SIN PECES NI PLANTAS, agregando una fuente de amonio en la unidad para alimentar a las bacterias nitrificantes (que viven en el agua, el aire o el mismo sistema), ayudando a que colonicen toda la instalación.
• La mejor fuente de amonio es el alimento para peces en polvo, ya que es un producto biológicamente seguro y facilita controlar la cantidad de amonio añadido. Otras posibles fuentes de amonio son desechos estériles de peces, el fertilizante nitrato de amonio y amonio puro.
• Dentro de 5-7 días después de la primera adición de amonio, las bacterias Nitrosomonas comienzan a formar una colonia y a oxidar el amonio en nitrito.
• Después de otros 5-7 días los niveles de nitrito en el agua habrán comenzado a aumentar, lo que a su vez atrae a las bacterias Nitrobacter (NOB). A medida que aumentan las poblaciones de NOB, los niveles de nitrito en el agua comenzarán a disminuir, debido a que se oxida en nitrato.

Fase final

• El final del proceso se identifica cuando el nivel de nitrato aumenta constantemente, el nivel de nitrito es de 0 mg / litro y el nivel de amonio es inferior a 1 mg / litro.

Manejo de las plantas

Las plántulas se pueden plantar en el sistema tan pronto como se detecten los nitratos. Estas primeras plantas crecen lentamente y exhiben algunas deficiencias temporales porque el suministro de nutrientes en el agua es temporalmente pequeño.

En general, los sistemas acuapónicos muestran una tasa de crecimiento ligeramente inferior a la del suelo o la producción hidropónica en las primeras seis semanas. Sin embargo, una vez que se ha construido una base suficiente de nutrientes dentro de la unidad (1-3 meses) las tasas se vuelven 2-3 veces más rápidas que en el suelo.

Reglas para la plantación

• Comenzar un nuevo sistema de acuaponia con plantas robustas de rápido crecimiento con una baja demanda de nutrientes. Ej: plantas de hoja verde, o plantas como frijoles o guisantes.
• Dejar espacio entre las plántulas para evitar la competencia por la luz.
• Agregar un suplemento de hierro inicialmente (1-2 mg / litro durante los primeros 3 meses), ya que algunas nuevas unidades de acuaponia experimentan deficiencias de hierro durante el crecimiento.
• Establecer un vivero de plantas para asegurar un suministro adecuado de plántulas saludables listo para ser plantado en las unidades de acuaponia.
• El trasplante de plántulas obtenidas del suelo no es recomendado porque puede llevar fitopatógenos.; solo debe hacerse si es estrictamente necesario y en este caso, todo el suelo necesita ser eliminado de la raíz.

Plántulas de lechuga en bandejas, listas para el trasplante.

Manejo de plantas en sistemas maduros

• Estabilizar el pH: Es vital para el buen crecimiento de las plantas mantener el pH entre 6 y 7, por lo que las plantas tienen acceso a todos los nutrientes disponibles en el agua.
• Inspeccionar las plantas y aplicar los controles físicos, mecánicos y biológicos ya descritos.
• Observar posibles deficiencias de nutrientes: en estos casos es necesario agregar nutrientes externos, de los cuales ya se habló en secciones anteriores.

Cosecha de las plantas

En 1-2 meses, las plantas de hoja verde deberían estar listas para la cosecha. Después de tres meses, la unidad también debe tener suficientes nutrientes para comenzar a plantar vegetales más grandes.

Siembra y cosecha escalonadas

Es recomendable sembrar las plantas de manera escalonada en el tiempo para evitar cosechar todo el cultivo de una vez.

Si esto sucediera, los niveles de nutrientes podrían alterarse, lo que estresaría a los peces. Por otra parte, escalonando la siembra, permite la cosecha y el trasplante continuos de plantas y asegura una constante absorción de nutrientes y filtración de agua.

Manejo de la cosecha

• Al cosechar plantas completas (por ejemplo, lechuga), asegúrese de que toda la raíz se elimina del sistema, ya que los residuos pueden fomentar la enfermedad en el sistema.
• Para cosechar las plantas, utilice un cuchillo limpio y afilado para prevenir cualquier contaminación bacteriana, asegúrese de que el agua acuapónica no moje las hojas.
• Colocar las plantas cosechadas en una bolsa limpia y lavar y enfriar los cultivos lo antes posible para mantener frescura.

Manejo de los peces

Valores de amonio y nitrito: Una vez que el biofiltro esté funcionando completamente, estos deben sean cero y los nitratos comienzan a aumentar, es momento de añadir los peces al sistema.

Peces saludables: Al comprar alevines de un criadero local verifique cuidadosamente cualquier signo de enfermedad.

Aclimatación: El pez se debe aclimatar al agua nueva para igualar la temperatura y el pH, añadiendo agua del estanque lentamente a las bolsas con peces.

Densidad de población: Una buena práctica es comenzar con una baja densidad de población en sistemas acuapónicos inmaduros, porque le da al biofiltro tiempo adicional para desarrollarse y les da tiempo a las plantas crecer y filtrar más nitrato.

Alimentación

La recomendación es estimar la alimentación según el peso corporal del pez, pero, además, se debe observar el comportamiento de alimentación y ajustar la ración en consecuencia.

• Los alevines recién sembrados pesan aproximadamente 50 g. Estos peces pueden ser alimentados hasta con un 3 % del peso corporal por día.
• Después de 2-3 meses alimentándose a este ritmo, los peces habrán crecido hasta 80-100 gramos cada uno. En este punto, debería ajustarse la ración a un 1 % de su peso corporal, por lo que comen 80-100 g de alimento por día.
• Dentro de unos meses más, estos mismos peces pesará 500 g cada uno y comerá 200 g de alimento por día.
• La tilapia cultivada en agua de buena calidad a 25 ° C, tarda de 6 a 8 meses en crecer a partir de alevines de 50 g, con un tamaño de cosecha de 500 g.

• Se debe dividir la alimentación en raciones de mañana y tarde, distribuyendo el alimento por toda la superficie del agua y retirar cualquier alimento que quede después de 30 minutos.
• Si no queda comida después de 30 minutos, aumente la próxima ración; si queda mucho, disminuya la ración.
• Es importante observar el comportamiento general de alimentación. Si su apetito disminuye, o si dejan de alimentarse en conjunto, es una señal de que algo está mal con la unidad (muy probablemente mala calidad del agua).

Cosecha y siembra escalonada

Una biomasa constante de peces en los tanques asegura un suministro constante de nutrientes para las plantas, por lo que se debe adoptar el método de cosecha escalonada. Este método evita la recolección de todos los peces a la vez.

Aproximadamente cada tres meses, los peces maduros (500 g cada uno) se cosechan y se reponen inmediatamente con nuevos alevines (50 g cada uno), conservando, además la fuente de nutrientes necesaria para el crecimiento de las plantas.

Operaciones rutinarias en un sistema acuapónico

Actividades diarias

Comprobar que las bombas de agua y aire funcionan bien y que el agua este fluyendo.

• Verifique la temperatura del agua.
• Alimente a los peces (2–3 veces al día si es posible), retire los alimentos no consumidos y ajuste la tasa de alimentación.
• En cada alimentación, verifique el comportamiento y la apariencia del pez.
• Revise las plantas en busca de plagas y elimine las plantas / ramas enfermas.
• Retire cualquier pez muerto.
• Retire los sólidos de los filtros y enjuague.

Actividades semanales

• Realice pruebas de calidad del agua para pH, amoníaco, nitrito y nitrato antes de alimentar el pez.
• Ajuste el pH, según sea necesario.
• Revise las plantas en busca de deficiencias. Agregue fertilizante orgánico, según sea necesario.
• Elimine los desechos de los peces del fondo de las peceras y del biofiltro.
• Plante y coseche las plantas, según sea necesario.
• Coseche los peces, si es necesario.
• Verifique que las raíces de las plantas no obstruyan ninguna tubería o flujo de agua.

Actividades mensuales

• Siembre nuevos peces en los tanques, si es necesario.
• Limpie el biofiltro, el clarificador y todos los filtros.
• Limpie el fondo de la pecera con redes de pesca.
• Realice un muestreo de peso de los peces y verifique cuidadosamente si hay alguna enfermedad.

Rentabilidad de la acuaponia

Es importante mencionar que en cuanto a la rentabilidad comercial de estos tipos de sistemas acuapónicos, hay que considerar los costos por cuestiones de manejo, agua, electricidad y servicios, además de la demanda en el mercado de las especies piscícolas y vegetales

Al parecer, gran parte de las ganancias de un sistema acuapónico provienen de la comercialización de las plantas, pero dependiendo del tipo, el mercado y la frescura del pescado, la comercialización de éste podría llegar a representar una parte significativa de los ingresos.

En el cultivo de la tilapia por ejemplo se requiere de una producción a gran escala para que sea rentable el sistema, debido a lo económico de este pez.

Adicionalmente, la producción de vegetales con este sistema no resulta rentables en aquellas zonas geográficas donde la agricultura tradicional ofrece vegetales más baratos.

Con todo, se ha reportado que con la acuaponia hay la posibilidad de lograr la recuperación de la inversión a partir del segundo año de operaciones debido al uso eficiente de los recursos, espacios y menor desperdicio de alimento.

Acuaponía en el mundo

Instalaciones de cultivo combinado plantas y peces en Israel.

La acuaponia aún se encuentra en vías de crecimiento, divulgación y experimentación, sin embargo, alrededor del mundo ya son varios los países que han optado por esta iniciativa, entre ellos: Australia, Brasil, Canadá, Colombia, Corea, Emiratos Árabes, Ecuador, Estados Unidos, Holanda, México, Perú, entre otros.

Estos países han logrado desarrollar este sistema tanto para la producción casera, como para la producción a escala industrial, utilizando distintas combinaciones.

Dentro de los proyectos de acuaponia a nivel mundial resaltan:

El sistema de camas flotantes de la Universidad de las Islas Vírgenes (EEUU)

Este proyecto ocupa un área de alrededor de 500 m2, con un área para el crecimiento de las plantas de unos 214 m2, y un volumen de agua para todo el sistema de unos 110 m3 de agua.

Con este sistema se ha reportado que por cada tonelada de pescado que se produce por acuaponia por año, se pueden llegar a producir siete toneladas, aproximadamente, de algún cultivo, ya sea lechuga o albahaca.

El Centro de Baniyas ubicado en los Emiratos Árabes

Es el más grande del mundo y se presenta como un proyecto capaz de producir 200 toneladas de pescado y 300.000 cabezas de lechuga cada año, ayudando a reducir la importación y mejorando la seguridad de alimentos para la nación.

La magnitud del centro es uno de sus activos más impresionantes. Hay dos invernaderos principales, cada uno con 2.400 m2 de espacio.

El sistema utiliza una variedad de tanques, filtros y equipos de riego para garantizar que los residuos de pescado alimenten a las plantas y los sistemas de bombeo que pueden hacer circular de nuevo el agua a los tanques de peces.

Compiladora.

MSc. en Ciencias Marinas. Trinidad Urbano

Referencias consultadas

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Calderón-García, D.; Olivas-García, J.; Luján-Álvarez, C.; Ríos-Villagómez, S.; Hernández-Salas, J. 2019. Factibilidad económica y financiera de un sistema de producción acuapónico de tilapia, lechuga y langostino de río en Delicias, Chihuahua, México. Investigación y Ciencia de la Universidad Autónoma de Aguascalientes, 27(77): 5-11.

Caló, P. 2011. Introducción a la Acuaponía. Centro Nacional de Desarrollo Acuícola- CENADAC: 1-15.

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Lobillo, E.; Fernández, C.; Blanco, C.; Ponce, N.; Quevedo, R.; Luque, L.; Selma, G.; López Jaime, J. 2016. Guía acuapónica: paso a paso. Cómo poner en marcha y mantener una instalación Acuapónica familiar. Asociación de Agricultura Ecológica Social y Comunitaria del Polígono Sur de Sevilla- VERDES del SUR. 42 pp.

Martínez Yáñez, R. 2013. La Acuaponía como alternativa de producción agropecuaria sostenible ¿Una posibilidad para tener en casa? REDICINAySA, 2 (5): 16-23.

Muñoz, M. E. 2012. Sistemas de recirculación acuapónicos. Informador Técnico, 76. ed. Colombia, Bogotá. 123-131.

Ramos, C. 2013. Sistemas de acuaponia como una alternativa en el sector acuícola. Divulgación acuícola, 11: 7-10.

Somerville, C.; Cohen, M.; Pantanella, E.; Stankus, A.; Lovatelli, A. 2014. Small-scale aquaponic food production. Integrated fish and plant farming. FAO Fisheries and Aquaculture Technical Paper No._589. Rome, FAO. 262 pp.

 

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Agro para el Siglo 21: Acuaponia, simbiosis perfecta entre plantas y peces