La acuaponía, un sistema sostenible y ecológico, está ganando reconocimiento por su potencial para revolucionar la producción de alimentos, debido a que permite aprovechar los nutrientes del cultivo de peces para producir vegetales.
Uno de los factores clave que afectan la eficiencia de los sistemas de acuaponía es la tasa de carga hidráulica (HLR), que se refiere al volumen de agua que fluye a través del sistema por día. Para los acuicultores es importante determinar la tasa de carga hidráulica más adecuada para su sistema de acuaponia con la finalidad de mejorar el crecimiento de las plantas y los peces, además de mejorar los niveles de oxígeno disuelto.
Un estudio publicado por científicos de la Benha University, del College of Engineering and Technology, Arab Academy for Science and Technology and Maritime Transport (AASTMT) y del Institute of Agricultural Engineering Research, Agriculture Research Center reporta los efectos de diferentes HLR en el rendimiento de peces y plantas en un sistema de acuaponía.
Los investigadores determinaron la tasa de carga óptima y su relación con el rendimiento de las plantas y los peces en el sistema de acuaponia.
Importancia de la tasa de carga hidráulica
En los sistemas acuaponicos, la tasa de carga hidráulica es un factor crítico que debe ser optimizado para alcanzar las mejores producciones debido a que afecta el rendimiento del sistema.
Diversos estudios han reportado que la baja tasa de carga hidráulica conduce a una deficiencia de oxígeno y causa desnitrificación, cuya alta tasa de carga hidráulica reduce el tiempo de contacto entre las raíces y el agua.
Asimismo reportan que las tasas de reducción de diferentes nutrientes dan como resultado una concentración excesiva de nutrientes en las plantas y una acumulación de exceso de nutrientes en los peces, lo que causa efectos tóxicos para los peces; por lo tanto debe determinarse la tasa de carga hidráulica óptima para cada sistema.
El experimento
En este estudio, se implementaron cuatro HLR distintos (1,2, 1,8, 2,4 y 3,0 m³/día) en un sistema de acuaponía. El sistema consistió en peces tilapia con una densidad de población de 5 kg/m³ y una población de plantas de lechuga a razón de 25 plantas/m².
El sistema de acuaponia en el cual se realizó la investigación constó de cuatro tanques circulares de fibra de vidrio para piscicultura, con dimensiones de cada tanque de 1,0 m de diámetro y 1,0 m de altura. El volumen de agua en cada tanque fue de 0,60 m3. En este sistema se utilizaron otros cuatro tanques circulares de fibra de vidrio (Bio-sumidero) para la eliminación de desechos sólidos con dimensiones de cada tanque de 0,75 m de altura y 0,70 m de diámetro.
Resultados
El estudio arrojó información valiosa sobre la relación entre HLR y el rendimiento tanto de los peces como de las plantas en el sistema de acuaponía:
- Eficiencia de eliminación de nutrientes: Los resultados indicaron que la mayor eliminación de nutrientes de las plantas se produjo con un HLR de 2,4 m³/día. Esto sugiere que, dentro del rango probado, un HLR de 2,4 m³/día es óptimo para maximizar la absorción de nutrientes por las plantas.
- Calidad del agua: Los valores más altos para varios parámetros de calidad del agua se observaron con un HLR de 2,4 m³/día. Esto es crucial ya que significa que mantener este HLR específico puede ayudar a mantener un entorno favorable para el crecimiento de peces y plantas.
- Crecimiento de las plantas: La longitud de las raíces de las plantas aumentó con el aumento del HLR. Además, los pesos de raíces y brotes frescos y secos fueron notablemente mayores con un HLR de 2,4 m³/día en comparación con las otras dosis probadas. Esto sugiere que este HLR contribuye a mejorar el crecimiento y la productividad de las plantas.
- Crecimiento de los peces: Los parámetros relacionados con los peces demostraron una tendencia diferente. Los peces exhibieron un rendimiento de crecimiento superior con un HLR de 3,0 m³/día. Esto se reflejó en los valores más altos de ganancia de peso, tasa de crecimiento del alimento, tasa de crecimiento específica e índice de conversión alimenticia. Estos valores son indicadores cruciales de la salud y la productividad de los peces.
Trascendencia
Los hallazgos de este estudio tienen implicaciones importantes para la optimización de los sistemas de acuaponía. Al ajustar el HLR a 2,4 m³/día, los productores pueden maximizar la absorción de nutrientes por las plantas, lo que genera una vegetación más sana y productiva.
Al mismo tiempo, mantener un HLR de 3,0 m³/día puede mejorar el crecimiento y el rendimiento de los peces. Sin embargo, es esencial tener en cuenta que la elección del HLR debe estar alineada con los objetivos específicos del sistema de acuaponía, ya sea que priorice el crecimiento de plantas o peces.
Conclusión
La sinergia entre peces y plantas en los sistemas de acuaponía es prometedora para la producción de alimentos sostenible y ecológica. La elección de la tasa de carga hidráulica juega un papel fundamental a la hora de determinar el rendimiento general del sistema.
Según los resultados de este estudio, el uso de HLR de 2,4 m día-1 dio los mejores resultados tanto en el crecimiento de peces como de plantas, donde registró mayores tasas de eliminación de nutrientes y una mayor tasa de crecimiento específico (SGR) en comparación con otros niveles de tasa de carga hidráulica en este estudio.
Esta investigación no solo mejora nuestra comprensión de la acuaponía, sino que también contribuye a los esfuerzos en curso para desarrollar métodos de producción de alimentos eficientes y sostenibles en un mundo con recursos cada vez más limitados.
Contacto
El-Sayed Khater
Agricultural and Biosystems Engineering Department
Faculty of Agriculture, Benha University
P.O. Box 13736, Moshtohor, Toukh, Kalubia, Egypt
Email: alsayed.khater@fagr.bu.edu.eg
Referencia (acceso abierto)
Khater, ES., Bahnasawy, A., Ali, S. et al. Study on the plant and fish production in the aquaponic system as affected by different hydraulic loading rates. Sci Rep 13, 17505 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-44707-1
