Producción acuapónica de baja tecnología de carpa europea y hortalizas de hoja

Los resultados muestran que la densidad de población afecta los rendimientos

Los resultados de este estudio, que evaluó la producción y densidad de población de carpa europea o común y diversas hortalizas en el sistema acuapónico, mostraron que una baja densidad de población inicial de 2,5 kg por metro cúbico mejoró la producción de carpa europea y hortalizas de hoja. Foto de Darryl Jory.

Aquaponics (AP), un sistema integrado de producción de peces y plantas multitróficas en un sistema de circulación sinérgico semicerrado, es uno de los últimos sistemas sostenibles de producción de alimentos. En los sistemas de AP, las plantas absorben desechos biológicos (por ejemplo, amoníaco, sales) y desechos de la digestión microbiana del alimento para peces (por ejemplo, nitritos y nitratos) como nutrientes para el crecimiento. Por lo tanto, este método permite a las plantas eliminar los desechos de nutrientes no deseados del agua y reutilizar el agua para la producción de peces. AP está clasificada por el Parlamento Europeo (UE) como una de las 10 tecnologías que pueden cambiar nuestras vidas.

Si bien la AP se basa en un concepto simple, es decir, el uso de desechos de pescado como nutrientes en la producción de vegetales, sus componentes pueden variar en diferentes proporciones, formando un ecosistema completo que comprende tres grupos principales de organismos: peces, plantas y bacterias. Hasta donde sabemos, se sabe poco sobre los sistemas AP que utilizan poca tecnología, donde la carga de peces y, en consecuencia, la calidad del agua pueden tener un fuerte impacto tanto en la salud de los peces como en la producción de vegetales.

Este artículo ha sido adaptado y resumido edicion original – evaluó el impacto en la calidad del agua del cultivo de carpa europea (Cyprinus carpio L.) en dos densidades; crecimiento de peces; y rendimientos de tres hortalizas de hoja: catalogna (Cichorium intybus), lechuga (Lactuca sativa) y acelga (Beta vulgaris) en el sistema AP de baja tecnología y lo comparó con la acuicultura.

Configuración de estudio

El sistema de prueba se ubicó en un invernadero de plástico con un 50 por ciento de sombra en una granja piloto en la Universidad de Padua en el noreste de Italia. El sistema tenía nueve unidades independientes, distribuidas de la siguiente manera: tres unidades hidropónicas (HP), tres unidades AP de baja pesca y tres unidades AP de alta densidad (APH). Los equipos AP se diseñaron como «sistemas de baja tecnología» porque se caracterizaron por: 1) la sección hidropónica más simple con capacidad para actuar como biofiltro; 2) falta de energía para regular la temperatura del agua; 3) falta de sondas para la evaluación continua de la calidad del agua; 4) falta de sondas y sistemas de telegestión; y 5) falta de saneamiento de agua (UV, ozono).

Los tanques almacenaron carpa europea de una granja comercial (peso inicial 169 gramos ± 56 gramos) con una carga animal de APL y APH de 2.5 y 4.6 kg por metro cúbico, respectivamente. La densidad de población más baja se eligió sobre la base de una densidad mínima capaz de proporcionar suficiente nitrógeno para el crecimiento de las plantas. Se eligieron densidades de población más altas para preservar la biomasa final de los peces (estimada en 3 a 3,5 veces el peso inicial) y por debajo del máximo permitido para la acuicultura orgánica (es decir, 15 kg por metro cúbico). Los peces se alimentaron a mano una vez al día con una dieta comercial de gránulos extruidos.

A lo largo del estudio, se cultivaron sucesivamente contenedores de hortalizas con achicoria de catálogo (Cichorium intybus, nueve plantas por metro cuadrado), lechuga (Lactuca sativa, 12 plantas por metro cuadrado) y acelgas (Beta vulgaris, 10 plantas por metro cuadrado). ), en la tercera etapa de la hoja verdadera trasplantada. No se utilizaron pesticidas ni antibióticos en el agua o alimento durante todo el experimento.

Información detallada sobre la configuración experimental; manejo de pescado y hortalizas; monitorear la calidad de los peces, las plantas y el agua; y análisis estadísticos, consulte la edición original.

Las lechugas fueron uno de los vegetales cultivados en el estudio de acuaponía-hidroponía. Foto de Darryl Jory.

Resultados y discusión

Debido a la transpiración de vapor de AP, el consumo diario de agua no difirió durante el tratamiento: el valor promedio fue de 8.2 litros por día, lo que equivale al 1.37 por ciento del contenido total de agua del sistema. El oxígeno disuelto difirió significativamente durante el tratamiento, con el valor medio más bajo registrado para la densidad de población de peces más alta (5,6 mg por litro) y el valor medio más alto para el control hidropónico (8,7 mg por litro).

Los rendimientos comercializables de hortalizas variaron considerablemente durante el procesamiento, con la mayor producción en el control hidropónico del catálogo (1,2 kg por metro cuadrado) y en el procesamiento APL de acelgas (5,3 kg por metro cuadrado). El rendimiento de lechuga no difirió significativamente entre el control hidropónico y el sistema APL (promedio de 4.0 kg por metro cuadrado). La menor cantidad de verduras se produjo en el sistema APH. El peso final de la carpa europea (515 gramos frente a AP3 y 413 gramos de APH, respectivamente), la tasa de crecimiento específico (0,79 por ciento d-1 frente a 0,68 por ciento d-1) y la conversión alimenticia (1,55 frente a 1,86) disminuyeron, cuando la densidad de población aumentó, mientras que en el sistema APH el rendimiento total de biomasa fue mayor (4,45 kg por metro cúbico vs. 6,88 kg por metro cúbico). Se observó una baja mortalidad (media del 3 por ciento) en ambos tratamientos AP.

Figura 1: Medias del peso corporal individual (a) y la biomasa total (b) de los peces durante diferentes ciclos según la densidad de población (APL: acuaponía de baja densidad de población; APH: densidad de acuaponía de población alta). Las diferentes letras del gráfico muestran diferencias significativas (a, b: p <0.05; A, B: p <0.001).

La concentración de oxígeno disuelto observada en el agua fue menor en los sistemas APH que en los sistemas APL debido a: i) una relación más alta entre el peso de los peces y el volumen del tanque; y (ii) una mayor acumulación de materia orgánica en los tanques de verduras debido a los residuos de alimentos para peces y las heces, que pueden haber aumentado la demanda microbiana de oxígeno.

Los valores de oxígeno disuelto para la carpa europea siempre estuvieron por encima del umbral letal informado (0,5 mg por litro), pero deberían estar por encima de 2 mg por litro para una nitrificación eficaz. Esta última condición siempre se observó en la salida de los envases de verduras en unidades APL, lo que indica que el biofiltro tenía condiciones óptimas para la nitrificación durante este tratamiento. En contraste, el contenido de oxígeno disuelto en el sistema APH fue a veces menor de 2 mg por litro, lo que indica que las condiciones de nitrificación no siempre fueron óptimas, como lo indica la concentración de NO3 (cercana a cero) en el agua APH.

Para las hortalizas cultivadas, nuestros resultados mostraron que el rendimiento del tratamiento hidropónico (HP) fue mayor que el de ambos tratamientos de acuaponía (AP) solo al final del primer ciclo de cosecha. El rendimiento de HP fue entonces comparable (a la lechuga) o menor (a la acelga) que al tratamiento con APL. El mayor rendimiento de HP durante la primera cosecha probablemente estuvo relacionado con la maduración incompleta del biofiltro en los sistemas de AP. Este aspecto, que ha sido informado por otros, redujo la nitrificación efectiva del amonio producido por los peces, lo que ralentizó la disponibilidad de nitrógeno vegetal.

Durante el experimento, después de la activación completa del biofiltro, el rendimiento, especialmente en APL, fue comparable o superior al del control, ya que los peces eran constantemente compuestos N y probablemente también debido a la acumulación de varios humins. componentes similares y proteicos de sustancias orgánicas disueltas en agua que tienen un efecto estimulante. Dados los valores de rendimiento, la producción del catálogo fue menor que los resultados en campo abierto; La producción de ensaladas, por otro lado, especialmente para HP y APL, fue consistente con los datos reportados en otros experimentos sin suelo.

Para los mariscos, su salud general fue muy buena durante todo el estudio y solo dos peces murieron (uno en APL y APH). Los dos animales murieron sin síntomas previos. Al final del experimento, los peces pesaron un promedio de 446 gramos, alcanzando una tasa de crecimiento específica (SGR) del 0,74 por ciento por día. El índice de conversión del alimento para todo el período fue de 1,71 y la biomasa total producida fue en promedio de 5,66 kg por metro cúbico.

Las tasas de crecimiento de los peces difirieron significativamente en términos de densidad de población utilizada en los sistemas AP. En particular, los peces tratados con APL mostraron SGR en comparación con APH en la mayoría de las fases experimentales. Teniendo en cuenta todo el período de cría, los peces tratados con APL tuvieron el SGR más alto (0,79 por ciento por día en comparación con 0,68 por ciento por día para APL y APH). Cuanto mayor sea la densidad de población, mayor será la biomasa de los peces producidos durante el período de cría. No se encontraron diferencias significativas en la eficacia de los alimentos con APL y APH. Sin embargo, en general, las conversiones de flujo fueron mejores con el tratamiento de APL durante todo el estudio.

Perspectivas

La densidad de población de la carpa europea afectó el rendimiento del sistema AP probado, con mejores resultados en términos de calidad del agua y producción de hortalizas con una densidad de población inicial de 2,5 kg por metro cúbico. Además, las densidades de población afectaron negativamente el crecimiento de los peces y la conversión alimenticia, pero los rendimientos generales de biomasa aumentaron al aumentar la densidad de población de peces.

Dada la respuesta específica de los peces a las diferentes densidades de población, nuestros hallazgos son fiables para la carpa europea y se necesitan más investigaciones para determinar una densidad de población más adecuada para otras especies cultivadas en la AP. La buena producción de hortalizas, el rendimiento y la salud óptima de los peces sugieren que la implementación de los sistemas de baja tecnología propuestos podría implementarse con éxito en el campo a mayor escala y con bajos costos de construcción.

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