La industria de la acuicultura tiene un importante desafío ambiental en forma de residuos sólidos de la acuicultura (ASW). Este material rico en nutrientes, si no se gestiona eficazmente, puede tener efectos perjudiciales para el medio ambiente.
En respuesta a este desafío, los científicos de Leibniz Institute for Agricultural Engineering and Bioeconomy (ATB), de la South East Technological University, del Institute of Inland Fisheries Potsdam-Sacrow y de la University of Bologna publicaron un estudio innovador en donde exploraron el potencial transformador de las larvas de la mosca soldado negra (BSF, Hermetia illucens) para convertir los residuos sólidos de la industria acuícola en biomasa valiosa.
Residuos sólidos
Los residuos sólidos de las actividades acuícolas esta compuesta principalmente de alimentos no consumidos, heces y productos metabólicos de los peces, y es rico en nitrógeno, fósforo y materia orgánica.
Si no se remueven los lodos pueden acumularse en los estanques de crianza causando eutrofización y generando gases de efectos invernaderos. Tradicionalmente los sistemas de acuacultura intensivos y semi-intensivos tienen una baja eficiencia en términos de asimilación y recuperación de nutrientes.
Una solución a la problemática es combinar el tratamiento de los residuos junto con la recuperación de nutrientes mediante la bioconversión de los lodos acuícolas por los insectos.
El experimento: revelando el poder de las larvas de BSF
Se ha reportado que las larvas de la mosca soldado negra son capaces de crecer de forma eficiente en los desechos orgánicos, convirtiéndolos en proteínas de alta calidad para ser usados en la alimentación animal.
En este estudio, los investigadores formularon cinco sustratos, cada uno de los cuales comprendía alimento para pollos suplementado con proporciones variables de ASW fresco (0%, 25%, 50%, 75%, 100%). El objetivo era evaluar el crecimiento larvario y la eficiencia de la bioconversión de residuos en diferentes condiciones.
Los investigadores emplearon el lodo del filtro de tambor de un sistema de recirculación de acuicultura a escala piloto para la crianza del lucioperca (Sander lucioperca).
Retención de nutrientes y conversión alimenticia
Según los resultados del estudio, las larvas de la mosca soldado negro pueden convertir de forma efectiva los lodos acuícolas en nutrientes, y por consiguiente reducir la contaminación potencial.
Los resultados revelaron una notable retención de nutrientes en el sustrato 100ASW, con nitrógeno (N) al 23,25 %, carbono (C) al 21,94 % y azufre (S) al 12,20 %. A pesar de una alta tasa de conversión alimenticia (1,78), la tasa de alimentación limitada y una cantidad significativa de fibras no digeribles condujeron a un menor crecimiento larvario. Esto enfatiza el delicado equilibrio entre el contenido rico en nutrientes y el desarrollo larvario óptimo.
Encontrar el punto ideal: sustrato 75ASW
A medida que disminuyó el contenido de ASW, se redujeron las fibras y las cenizas, aumentaron los carbohidratos no fibrosos y la relación C/N y mejoró el crecimiento larvario. Sin embargo, una mayor actividad metabólica de las larvas insinuaba una mayor pérdida de nutrientes al medio ambiente.
El sustrato 75ASW surgió como el actor estrella, demostrando una producción larvaria óptima, reducción de desechos y asimilación de nutrientes.
Doble beneficio: reducción de residuos y producción de biomasa
El estudio subraya el doble beneficio de utilizar larvas de BSF en el manejo de ASW frescas. No sólo reduce los desechos sino que también produce una valiosa biomasa de insectos. El sustrato 75ASW, que se alinea con los sustratos óptimos de cría de BSF informados en la literatura, representa una solución prometedora a los desafíos ambientales que plantean los desechos de la acuicultura.
Asimismo, los investigadores estudiaron la calidad de los insectos criados. “En el presente estudio, el contenido de proteína de las larvas varió de 33 a 50%. Sin embargo, el menor contenido de proteína en 75ASW puede ser atribuida a la mayor proporción de carbohidratos y lípidos”.
Efecto de los diferentes sustrato en la calidad del frases
El frass, las heces de los insectos, son un material generado por el sistema de gestión de residuos basados en los insectos. Consisten de un material rico en nutrientes, si no son manipulados correctamente, puede resultar en una importante fuente de impacto ambiental.
Las prácticas actuales incluyen el uso del frass como acondicionador/fertilizante en la agricultura.
“Como todos los sustratos utilizados en el presente estudio eran ricos en proteínas, se podía esperar excremento rico en nitrógeno. Por otro lado, como todos los sustratos excepto 100ASW fueron ricos en carbohidratos, es razonable que el único excremento con alta cantidad de fósforo fuera el del tratamiento 100ASW”, informaron los científicos.
Conclusión
En conclusión, este estudio arroja luz sobre el notable potencial de las larvas de la mosca soldado negra para transformar la gestión de residuos de la industria acuícola.
Los científicos concluyen que los resultados de su estudio muestran claramente que los residuos sólidos frescos de la acuicultura se pueden utilizar para la cría de larvas de BSF, combinando la producción de biomasa y la recuperación de nutrientes con la gestión de residuos y la reducción de la contaminación.
Al equilibrar cuidadosamente el contenido de nutrientes, la composición del sustrato y el crecimiento de las larvas, los acuicultores pueden aprovechar las capacidades naturales de las larvas de BSF para lograr una reducción sostenible de los desechos y la producción de biomasa.
El financiamiento para el acceso libre del estudio fue financiado por el Projekt DEAL; mientras que German Federal Ministry of Food and Agriculture (BMEL) a través del Federal Office for Agriculture and Food (BLE) y el BlueBio ERA-NET COFUND on the Blue Bioeconomy—Unlocking the Potential of Aquatic Bioresource en el Programa Horizonte 2020 financiaron la ejecución del estudio.
Contacto
Oliver K. Schlüter
Department of Systems Process Engineering
Leibniz Institute for Agricultural Engineering and Bioeconomy (ATB)
Max-Eyth-Allee 100, 14469, Potsdam, Germany
Email: oschlueter@atb-potsdam.de
Referencia (acceso abierto)
Rossi, G., Ojha, S., Müller-Belecke, A. et al. Fresh aquaculture sludge management with black soldier fly (Hermetia illucens L.) larvae: investigation on bioconversion performances. Sci Rep 13, 20982 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-48061-0
