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5.4 Fuentes de Agua

2 years ago

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El agua es el medio clave utilizado en los sistemas acuapónicos porque se comparte entre los dos componentes principales del sistema (componentes de peces y plantas), es el principal portador de los recursos nutritivos dentro del sistema y establece el ambiente químico general en el que se cultivan peces y plantas. Por lo tanto, es un ingrediente vital que puede tener una influencia sustancial sobre el sistema.

En un sistema acuapónico, el contexto del medio ambiente basado en el agua, la fuente de agua y lo que contiene esa fuente de agua química, física y biológicamente son una gran influencia sobre el sistema, ya que establece una línea de base para lo que es necesario agregar al sistema por las diversas entradas del sistema. Estos insumos, a su vez, afectan y establecen el ambiente en el que se cultivan los peces y las plantas. Por ejemplo, algunos de los principales insumos en términos de nutrientes a cualquier sistema acuapónico incluyen, pero no se limitan a, el alimento para peces (un recurso nutritivo primario para el sistema), los tampones aplicados (que ayudan a controlar y establecer los valores de pH asociados con los componentes de peces y plantas) y cualquier adiciones nutritivas o suplementaciones necesarias para satisfacer las necesidades nutritivas de los peces y las plantas (Lennard 2017).

Los piensos para peces están diseñados para proporcionar la nutrición necesaria para el crecimiento y la salud de los peces y, por lo tanto, contienen mezclas y cantidades de nutrientes principalmente para ayudar a los peces que se cultivan (Timmons et al. 2002; Rakocy et al. 2006). Las plantas, por otro lado, tienen diferentes necesidades de nutrientes para los peces, y los alimentos para peces raramente, si alguna vez, satisfacen los requerimientos totales de nutrientes de las plantas (Rakocy et al. 2006). Debido a esto, los sistemas acuapónicos que cultivan peces y plantas utilizando exclusivamente recursos nutritivos derivados de piensos para peces pueden producir peces de manera eficiente y óptima, pero rara vez lo hacen para las plantas. Los mejores diseños de sistemas acuapónicos reconocen que el resultado final es producir peces y plantas a tasas de crecimiento óptimas y eficientes y, por lo tanto, también reconocen que se requiere alguna forma de nutrición adicional para satisfacer las necesidades totales de nutrientes de las plantas (Rakocy et al. 2006; Suhl et al. 2016).

Los sistemas acuapónicos clásicos y completamente recirculantes generalmente dependen de piensos para peces (después de que los peces hayan consumido ese alimento, lo metabolizaron y utilizaron los nutrientes que contiene) como la principal fuente de nutrientes para las plantas y complementan los nutrientes que faltan requeridos por las plantas a través de algún tipo de régimen de amortiguación ( Rakocy et al. 2006) o mediante suplementación adicional de nutrientes (por ejemplo, añadiendo formas queladas de nutrientes directamente al agua de cultivo o añadiendo nutrientes a través de aerosoles foliares) (Roosta y Hamidpour 2011).

El mejor ejemplo de este enfoque acuapónico recirculante clásico es el sistema acuapónico UVI (Universidad de las Islas Vírgenes) desarrollado por el Dr. James Rakocy y su equipo UVI (Rakocy y Hargreaves 1993; Rakocy et al. 2006). El diseño de UVI añade principalmente nutrientes para el cultivo de peces y plantas a través de adiciones de piensos para peces. Sin embargo, los alimentos para peces no contienen suficiente calcio (Casup+/SUP) y potasio (KSUP+/SUP) para un cultivo óptimo de plantas. La conversión mediada por bacterias del amoníaco disuelto en nitrato provoca la producción de iones de hidrógeno en todo el sistema dentro de la columna de agua, y la proliferación de estos iones de hidrógeno resulta en una caída constante del pH del agua del sistema hacia el ácido. El régimen de amortiguación empleado agrega el calcio y el potasio faltantes añadiendo sales básicas (a menudo sales basadas en iones carbonato, bicarbonato o hidroxilo emparejados con calcio o potasio) al sistema que ayudan a controlar el pH del agua del sistema a un nivel que cumpla tanto los requisitos ambientales de pH compartido de los peces y las plantas, al tiempo que proporcionan el calcio y el potasio adicionales que necesitan las plantas (Rakocy et al. 2006). Además, el sistema UVI agrega otro nutriente importante para el crecimiento de las plantas que no está disponible en alimentos estándar para peces, hierro (Fe), a través de adiciones regulares y controladas de quelato de hierro. Por lo tanto, el potasio, el calcio y el hierro que requieren las plantas que no se encuentran en el alimento para peces están disponibles a través de estos dos mecanismos adicionales de suministro de nutrientes (Rakocy et al. 2006).

Los diseños aquapónicos desacoplados adoptan un enfoque para cultivar los peces y las plantas de manera que el agua es utilizada por los peces y los nutrientes de residuos de peces se suministran a las plantas, sin recircular el agua a los peces (Karimanzira et al. 2016). Por lo tanto, los diseños desacoplados permiten una mayor flexibilidad en la personalización de la química del agua, después del uso de los peces, para optimizar la producción de plantas, ya que la suplementación de los nutrientes no presentes en el alimento para peces (y los residuos de pescado) puede lograrse sin preocuparse de que el agua vuelva a los peces (Goddek et al. 2016). Esto significa que los diseños desacoplados potencialmente pueden aplicar mezclas y fortalezas de nutrientes más exigentes al agua de cultivo, el uso posterior a los peces, para el cultivo de plantas, y esto puede lograrse con suplementos nutritivos más exigentes e intensos.

En ambos casos (diseños de sistemas acuapónicos recirculantes y desacoplados), es vital comprender la calidad química del agua fuente para que se puedan lograr concentraciones óptimas de nutrientes para las plantas. Si, por ejemplo, el agua fuente contiene calcio (un caso que se observa a menudo cuando se utilizan recursos de agua subterránea), esto afectará y cambiará el régimen de amortiguación aplicado a la recirculación de diseños acuapónicos y la extensión de la suplementación de nutrientes aplicada a un diseño desacoplado porque el calcio presente en el agua fuente compensará cualquier suplementación necesaria para las necesidades de calcio de las plantas (Lennard 2017). O bien, si el agua fuente contiene concentraciones elevadas de sodio (NASUP+/SUP) (de nuevo, a menudo visto con los recursos de agua subterránea y un nutriente que las plantas no utilizan y que pueden acumularse en las aguas del sistema), es importante saber cuánto está presente para que se puedan aplicar métodos de manejo para evitar posibles plantas toxicidad de nutrientes (Rakocy et al. 2006). La naturaleza química del agua fuente, por lo tanto, es vital para la salud y la gestión general del sistema acuapónico.

En última instancia, debido a que la química del agua fuente puede afectar el manejo de nutrientes del sistema acuapónico y a que a los operadores acuapónicos les gusta tener la capacidad de manipular el agua acuapónica y la química de nutrientes en un alto grado, una fuente de agua con poca, si la hay, química del agua asociada es altamente deseable (Lennard 2017). En este sentido, el agua de lluvia o el agua tratada para la eliminación química (por ejemplo, ósmosis inversa) es la mejor fuente de agua para acuapónica en un contexto químico del agua (Rakocy et al. 2004a, b; Lennard 2017). Las aguas subterráneas también son adecuadas, pero debe garantizarse que no contengan sustancias químicas o sales en concentraciones demasiado altas para ser prácticas (por ejemplo, altas concentraciones de magnesio o hierro) o que contengan especies químicas que no sean utilizadas por los peces o las plantas (por ejemplo, altas concentraciones de sodio) (Lennard 2017). Las aguas fluviales también pueden ser adecuadas como agua fuente acuapónica, pero al igual que otras fuentes de agua, deben someterse a pruebas de presencia química y concentración. Las fuentes de agua de las ciudades (es decir, agua reticulada y suministrada para fines domésticos y de consumo) se aplican ampliamente en acuapónica (Love et al. 2015a, b) y también son aceptables si contienen concentraciones de nutrientes, sal o químicos aceptables. En el caso de los recursos hídricos de los municipios o municipios, cabe señalar que muchos suministros tienen alguna forma de esterilización aplicada para que el agua sea potable para los seres humanos. Si se va a utilizar esta fuente de agua para la acuapónica, es importante asegurarse de que los productos químicos que puedan aplicarse para lograr la esterilización (por ejemplo, cloro, cloramina, etc.) no estén presentes en concentraciones que puedan dañar a los peces, plantas o microorganismos dentro del sistema acuapónico (Lennard 2017).

La química asociada con el agua fuente no es el único factor que debe tenerse en cuenta a la hora de suministrar agua fuente para uso acuapónico. Muchas aguas naturales también pueden contener microorganismos microbianos y de otro tipo que pueden afectar la salud ecológica general del sistema acuapónico o presentar un riesgo discernible para la salud humana. Las aguas de lluvia rara vez contienen microbios en sí mismas; sin embargo, los vasos o tanques en los que se puede almacenar el agua de lluvia pueden contener o permitir la proliferación microbiana. Las aguas subterráneas suelen ser buenas en términos de presencia microbiana, pero también pueden contener altas cargas microbianas, especialmente si proceden de zonas asociadas con la cría de animales o el tratamiento de desechos humanos. Las aguas fluviales también pueden contener altas cargas microbianas debido a las salidas de tratamiento de residuos agrícolas o humanos y, de nuevo, deben verificarse mediante un análisis microbiano detallado (Lennard 2017).

Debido a que la naturaleza química y microbiana del agua fuente utilizada en los sistemas acuapónicos puede tener efectos potenciales sobre la química y microbiología del agua de los sistemas, se recomienda esterilizar y tratar cualquier fuente de agua aplicada para su eliminación química (por ejemplo, ósmosis inversa, destilación, etc.) antes de ser utilizada en un sistema aquapónico (Lennard 2017). Si la esterilización se aplica universalmente, la posibilidad de introducir microbios extraños y no deseados en el sistema se reduce sustancialmente. Si se aplica tratamiento y filtración del agua, se eliminarán los productos químicos, sales, nutrientes no deseados, pesticidas, herbicidas, etc. y, por lo tanto, no pueden contribuir negativamente al sistema.

Una fuente de agua limpia, libre de microbios, sales, nutrientes y otros productos químicos permite al operador acuapónico manipular el agua del sistema para contener la mezcla de nutrientes y la fuerza que requieren sin el temor de que cualquier influencia externa pueda afectar el funcionamiento del sistema o la salud y la fuerza de la peces y plantas y es un requisito vital para cualquier operación acuapónica comercial.


Aquaponics Food Production Systems

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