Acuaponia: alternativa biológica de diversificación y fertirrigación


  • Antes de comenzar tu producción de acuaponia, necesitas tomar en cuenta las necesidades del pez, y cómo estas se relacionan a tu cultivo de elección.
La acuaponia es un sistema de producción que te permite combinar elementos de hidroponia con acuacultura. Es una manera de diversificar tu oferta, permitiéndote cultivar peces para el consumo humano, mientras utilizas parte de los desperdicios de los mismos como fuente nutritiva para tus plantas.
El agua utilizada por las plantas es luego redirigida para el uso de los peces, creando un sistema de producción cerrado.
Es importante comentar que la acuaponia no sólo es aplicable a sistemas hidropónicos, sino que su agua y aplicación en sistemas de fertirriego pueden ser utilizadas en producciones de campo abierto, siempre y cuando éstas sean producciones orgánicas.
Existen varias ventajas y desventajas en este sistema. Por ejemplo, el costo-beneficio del sistema disminuye cuanto más grande se haga tu producción. Sin embargo, para productores de pequeña a mediana escala o para aquellos dedicados a mercados nicho, es una opción viable de diversificación. Antes de adentrarte en el sistema, es recomendable que ya hayas cultivado peces y hortalizas por separado antes de integrarlos.
Relación pez-planta
Antes de comenzar tu producción de acuaponia, debes tomar en cuenta las necesidades del pez, y cómo éstas se relacionan con tu cultivo de elección. Por ejemplo, el pez tilapia y la trucha son peces de agua fría, la cual es adecuada para cultivos de hortalizas de hojas, mientras que la perca gigante, el barramundi, y el pez gato son de aguas templadas, necesarias para cultivos como el de tomate y pimiento. Si deseas producir con un pez cuya demanda de temperatura no es compatible con la de la planta, entonces necesitas adaptar tu sistema para que éste te permita ajustar la temperatura del agua, antes de ser aplicada al cultivo.
Algunas opciones interesantes son el esturión, el cual se cría con el propósito de cultivar su caviar, o los peces ornamentales, los cuales pueden obtener hasta $200 dólares por kilo en el mercado.
Sin embargo, el pez tilapia es la elección más popular dado el precio que éstos obtienen en el mercado, sus pocos requisitos de manutención (son vegetarianos), su facilidad de cría y la rapidez de crecimiento en altas densidades; además no requieren la utilización de antibióticos.
Una ventaja del sistema es que te permite combinar especies marinas. Por ejemplo, Prof. Sace de la Universidad Central del Estado de Luzon en las Filipinas, ha demostrado que se pueden utilizar la tilapia y el camarón de agua dulce en el mismo tanque (dividos por una malla) para producir altos rendimientos de col china y lechuga. Sin embargo, el estudio demostró que el peso de la tilapia se mantuvo igual con o sin los camarones, mientras que el peso de los camarones aumentó de 494 mg a 1.67g.
Es importante notar que los camarones ayudan a reciclar desperdicios en el tanque al revolver el fondo del mismo, evitando que se acumule la descomposición de materiales en el fondo.
Invierte sabiamente
Aunque existen varios sistemas de producción, la producción en tableros flotantes es la más utilizada y eficaz  dado que se produce más en menos espacio. Después que determines el sistema de producción, debes hacer lo siguiente:
  • Determinar los parámetros de agua y nutrientes
  • Determinar el régimen de temperaturas
  • Invertir en sistemas de hardware y software
  • Entrenar y capacitar a tus trabajadores
Entre todos los factores, Kevin Fitzsimmons, experto en acuaponia de la Universidad de Arizona, mencionó durante el curso anual del Centro de Agricultura en Ambiente Controlado de la Universidad de Arizona (CEAC) que “La mano de obra es tal vez el factor más importante en la producción por acuaponia. Las bombas de agua suelen romperse 15-5 minutos antes que el último trabajador termine su jornada. Irse a casa sin arreglar la bomba no es aceptable. Hace falta mano de obra especializada que esté dedicada al éxito de la producción. Sólo así se podrá garantizar la supervivencia de la misma.”
Alimento adecuado para las plantas
Es importante entender la dinámica entre la biología del pez y cómo ésta se relacionará con la planta. El pez se alimenta de materia orgánica (por ejemplo, algas) que se forman en su tanque. Sin embargo, deben alimentarse de acuerdo a las necesidades nutritivas del pez. El alimento ya preparado para peces contiene la mayoría de los nutrientes necesarios; pero el resto de los nutrientes necesitan ser suplementados por el productor. Entre los nutrientes comúnmente deficientes en producciones acuapónicas se encuentran nitrógeno y hierro.
Cuando el pez está en su etapa joven, requerirá una dieta alta en proteína. Este requisito disminuirá al aproximarse su etapa de reproducción, mientras que su demanda de lípidos aumentará en 30-32%.
A través de la acuaponia, podrás nutrir tus plantas gracias a la nutrición y a la biología del pez. Los desperdicios del pez contienen amonio, por lo cual necesitarás un biofiltro con bacteria nitrificante que te permita convertir el amonio a nitrito y nitrato. El pez excreta los compuestos de fósforo como fosfato y la mayoría de los carbohidratos como dióxido de carbono. Estos desperdicios metabólicos son los que terminarán alimentando las plantas a través del sistema de fertirriego.
Factores importantes a tomar en cuenta
  • El sistema de acuaponia te permite alimentar las plantas con los desperdicios del pez, sin embargo, el control de plagas y enfermedades debe ser orgánico, o terminarás gastando más dinero y energía tratando de rescatar tu producción acuapónica.
  • Si tus cultivos sufren de una plaga o enfermedad que te obligan a utilizar un control no biológico en ellos, tendrás que comenzar de cero, ya que esa agua con químicos no puede ser reutilizada y recirculada a los peces.
  • Los peces son como los niños; no sólo requieren los niveles de nutrición apropiados para su crecimiento óptimo, sino que no les gustan que los muevan demasiado después que hayan llegado a un peso de 50 a 60 gramos. Además, los peces no aprecian que su alimento o sus niveles de proteína sean alterados.
  • El cobre es letal para los crustáceos. Es importante asegurarse que no haya piezas de cobre en su sistema.
  • La calidad y cantidad de agua disponible para tu producción acuapónica es de suma importancia. No se recomienda la utilización de agua municipal, ya que ésta está tratada para consumo humano, no para peces. Tu mejor opción es agua subterránea.
  • Dado a que el pez tilapia le gusta saltar de vez en cuando, es importante poner una red protectora sobre el tanque, evitando así que estos salten fuera del mismo.

Estándares de calidad de agua

Altos niveles de:
Bajos niveles de:
Alcalinidad
Amonio
Dureza de agua
Dióxido de carbono
Oxígeno
Hierro

Salinidad
pH 6.5-8.5 (Si el pH incrementa, la disponibilidad de hierro disminuye significativamente. Además, un incremento de pH, incrementa los niveles de amonio, convirtiéndose en un potencial tóxico para los peces). Con el tiempo, los niveles de pH incrementan lentamente en sistemas climatizados.

Solución Nutritiva para Lechuga

Esta solución nutritiva es ideal para plantas como la lechuga y en especial, ha sido optimizada para su uso con esta planta. Recuerden seguir las indicaciones al pie de la letra y obtener los fertilizantes solubles de más alta pureza posible. La lechuga es una planta muy eficiente en medio hidropónico y el uso de esta solución hará su cultivo absolutamente sorprendente.

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Las concentraciones de los nutrientes en esta solución serían.
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Nitrógeno 140.9 ppm
Fósforo 25.2 ppm
Potasio 96.4 ppm
Magnesio 25.3 ppm
Calcio 151 ppm
Azufre 44.9 ppm
Hierro 2.5 ppm
Manganeso 1 ppm
Boro 0.45 ppm
Zinc 0.05 ppm
Cobre 0.05 ppm
Molibdeno 0.05 ppm
Las sales que deben usar y las cantidades de cada sal se mencionan a continuación (para 100L de agua).
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Nitrato de Calcio 81.621 g
Sulfato de Magnesio (Sal de Epsom) 25.555 g
Nitrato de Potasio 9.762 g
Dihidrógeno Fosfato de Potasio (KH2PO4) 11.062 g
Sulfato de Potasio 5.999 g
Quelato de hierro (EDTA) 2.5 g
Sulfato de Manganeso 0.307 g
Ácido Bórico en polvo 0.257 g
Sulfato de zinc 0.016 g
Sulfato de cobre 0.019 g
Molibdato de Sodio 0.012 g
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Las masas deben pesarse con presición a las milésima de gramo para las sustancias por debajo de 1g y con precisión a la decima de gramo para las sustancias sobre 1g.



Formulación y Cálculo de Soluciones Nutritivas

He descubierto que la mayoría de las personas que quieren empezar en hidroponía tienen problemas en la parte química del asunto. La formulación y preparación de las soluciones nutritivas es algo que requiere cierto conocimiento y puede llegar a ser un obstáculo difícil de superar para mucha gente.
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Sin embargo porfín logré encontrar una solución práctica al problema del cálculo y preparación de soluciones nutritivas. En esta página encuentran una calculadora fácil y práctica para la obtención de la cantidad de diferentes sales que deben agregar a un volumen determinado de agua para obtener una u otra solución nutritiva. Les explico a continuación como utilizarla :
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1. Seleccionen una receta de solución nutritiva en la primera sección de la página. Por ejemplo “tomatoes- vegetative” para la etapa de crecimiento vegetativo de los tomates.
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2. Después en la siguiente sección denominada “salt %” seleccionen las sales que tienen disponibles para la preparación. Si la sal no se encuentra en la lista pueden añadirla si saben como obtener los porcentajes de composición. Si no tienen sales sino un fertilizante soluble comercial que compraron en una tienda de agroquímicos, pueden añadirlo simplemente escribiendo los porcentajes en cada casilla como aparecen en la etiqueta.
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3. Al final seleccionen el máximo de Cloruros, máximo error permitido y el volumen de agua en litros o galones (según quieran) que deseen preparar.
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La página de resultados les muestra las cantidades de sales o fertilizantes (según hayan puesto) en gramos que deben agregar al volumen de agua que escogieron. Esta es la herramienta más fácil y práctica para la preparación y el cálculo de solucione nutritivas, espero la disfruten y les sirva de mucha ayuda en su paso por la hidroponía.

Mide el pH en tu Cultivo Hidropónico Fácil y Económicamente

El pH es muy importante en cultivo hidropónico debido a que determina la manera como están presentes las diferentes especies iónicas en solución. A valores de pH diferentes al rango ideal para las plantas, las formas asimilables de los nutrientes cambian y las plantas pierden la habilidad para captar ciertos nutrientes así estos estén presentes.
Por ejemplo, a valores de pH básicos se pierde la capacidad tanto de absorber hierro como fósforo debido a que el hierro precipita como hidróxidos y el fósforo como fosfato de calcio. A valores de pH ácidos el hierro se vuelve tóxico y se pierde la habilidad de absorber otros elementos tales como el magnesio.



Usualmente se requiere el uso de medidores de pH digitales para determinar cual es el pH para realizar correcciones a este si se desvía de los valores ideales en cultivo hidropónico. Sin embargo, he revisado muchas sustancias indicadoras sencillas y he descubierto que el rojo de metilo y el rojo de clorofenol son ambas sustancias adecuadas para medir si el pH es el adecuado en un cultivo hidropónico. El rojo de clorofenol es rojo a valores de pH superiores a 6.4 y amarillo en valores de pH inferiores a 4.8. En el rango entre 4.8 y 6.4, que es un rango apropiado para el cultivo hidropónico (5.5-6.5 siendo el ideal) el rojo de clorofenol es de un color naranja.

El procedimiento es muy simple. Se toma una muestra de unos 20mL de solución nutritiva y se agregan 2 o 3 gotas de solución indicadora de rojo de clorofenol. Si el color es rojo o amarillo hay que añadir ya sea ácido o base (respectivamente) a la solución nutritiva y si el color es naranja, la solución nutritiva se encuentra en un rango adecuado de pH. (Abajo se muestra el color del indicador en función del pH)

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Pasos Para Realizar un Cultivo Hidropónico

Recientemente se ha despertado un gran interés en el desarrollo de cultivos hidropónicos ya sea a nivel casero o comercial. Las personas tienden a pensar en el cultivo hidropónico como una alternativa sencilla y económica al cultivo en tierra pero pronto se dan cuenta de que esta forma de cultivo implica la adquisición de una gran cantidad de conocimiento y una sustancial inversión económica.

 Debido a que el cultivo hidropónico es vulnerable a una gran cantidad de problemas – que no se pueden manejar efectivamente sin conocimiento – sumado a que los costos de instalación son en el mayor de los casos sustanciales, es necesario prepararse muy bien a la hora de empezar un cultivo sin suelo. Sin embargo esto no quiere decir que realizar un cultivo hidropónico sea excesivamente difícil o fuera del alcance de la mayoría de las personas pero sí se requiere un nivel importante de preparación y seguimiento de cierto orden a la hora de evaluar la viabilidad de dicha empresa. 

En los siguiente párrafos encontrarán algunos de los pasos más importantes que se deben llevar a cabo a la hora de empezar un cultivo hidropónico de cualquier índole. El seguir estos pasos no marcará el éxito de un cultivo pero el no llevarlos a cabo pondrá cualquier intento de obtener buenos resultados en una pésima situación. Estos son los pasos que se deben llevar a cabo a la hora de planear cualquier cultivo hidropónico :

 1. Escoger la planta que se va a cultivar : El primer paso – y sin duda el más importante – es escoger la especie de planta que se desea cultivar. La elección de la planta determina en gran medida el posible éxito o fracaso de un cultivo hidropónico ya que se debe escoger una especie que se desarrolle correctamente en el ambiente que se tiene disponible. No es viable cultivar tomate a una altura de 3000 metros y tampoco lo es cultivar lechuga cuando la temperature media es de 28°C. Hay que conocer las condiciones en las que se va a cultivar y escoger plantas que sean adecuadas para dichas circunstancias. 

 2. Determinar el sistema de cultivo : El segundo paso requiere determinar que sistema de cultivo hidropónico se va a utilizar. Este paso está muy ligado a la viabilidad económica del proyecto y a la especie de planta escogida ya que diferentes tipos de planta en diferentes climas requieren de distintos sistemas. Los materiales requeridos para construir un sistema también lo pueden hacer muy costoso y poco viable así sea la mejor opción desde un punto de vista técnico. En resumen escoger el mejor sistema, más barato posible es la mejor opción a la hora de determinar el sistema de cultivo hidropónico. 

 3. Diseñar y determinar los regímenes nutritivos : Una vez se ha diseñado el sistema que se va a utilizar y se ha escogido la planta que será cultivada se debe planear un régimen nutritivo que tenga en cuenta las diferentes etapas de crecimiento y las características de asimilación de nutrientes de la planta que se quiere cultivar. No es lo mismo cultivar una planta como la lechuga – que no da frutos – a cultivar una planta como el tomate cuyo objetivo es producir frutos en la mayor cantidad y con la mayor calidad posible. 

 4. Realizar una prueba a pequeña escala : Este es quiza el punto donde fallan la mayoría de las empresas hidropónicas que no logran obtener buenos resultados. Lo más importante a la hora de empezar un cultivo hidropónico comercial o un cultivo hidropónico de tamaño importante es realizar un estudio piloto a pequeña escala para ver si las propuestas hechas en los pasos anteriores si son en realidad viables bajo las condiciones ambientales propuestas. Muchas veces la experiencia en distintos climas, terrenos o países no es directamente transferible a las condiciones en las que se desea realizar el cultivo y asumir que esto se puede hacer antes de tener resultados a pequeña escala es un grave error. 

 5. Corregir los problemas de la pequeña escala y ampliar en factores de 2. Una vez se realiza una prueba a pequeña escala se vuelve mucho más fácil el ver los errores que existen en la práctica. Si estos errores ya han sido detectados se pueden entonces corregir para poder tener un cultivo exitoso. 

Después de haberse corregido los errores se puede entonces proceder a ampliar el cultivo al doble de su tamaño repitiendo el proceso para poder abordar los distintos problemas que vayan surgiendo mientras se va ampliando la escala de aplicación. Es importante tener en cuenta que seguir los pasos determinados anteriormente no garantiza el éxito, sin embargo la probabilidad de fracasar disminuye significativamente cuando los problemas se aproximan de una manera metódica y con un plan claro en mente.

Solución Nutritiva para Patilla o Melón

La patilla y el melón son plantas que requieren soluciones nutritivas especiales ya que los frutos que producen son de tamaño muy considerable y requieren un gasto nutritivo especial por parte de la planta. Las concentraciones de los nutrientes en esta solución son las siguientes. - Nitrógeno 215 ppm Fósforo 86 ppm Potasio 343 ppm Magnesio 85 ppm Calcio 175 ppm Azufre 113 ppm Hierro 6.8 ppm Manganeso 1.97 ppm Boro 0.70 ppm Zinc 0.25 ppm Cobre 0.07 ppm Molibdeno 0.05 ppm - Las sales que deben usar y las cantidades de cada sal se mencionan a continuación (para 100L de agua). - Nitrato de Calcio 94.594g Sulfato de Magnesio (Sal de Epsom) 85.858g Nitrato de Potasio 4.8.512g Dihidrógeno Fosfato de Potasio (KH2PO4) 37.752 g Sulfato de Potasio 10.535 g Quelato de hierro (EDTA) 6.8 g Sulfato de Manganeso 0.606 g Ácido Bórico en polvo 0.400 g Sulfato de zinc 0.0680 g Sulfato de cobre 0.0270 g Molibdato de Sodio 0.0120 g - Recuerden seguir las recomendaciones dadas también para la preparación de las demás soluciones nutritivas. Utilizar los instrumentos de medición adecuados y las sales de más alta pureza que se puedan conseguir. -