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Las opciones de tratamiento para peces enfermos en un sistema aquapónico son muy limitadas. Como tanto los peces como las plantas comparten el mismo bucle de agua, los medicamentos utilizados para tratamientos de enfermedades pueden dañar o destruir fácilmente las plantas, y algunas pueden ser absorbidas por las plantas, causando períodos de abstinencia o incluso haciéndolas inutilizables para el consumo. Los medicamentos también pueden tener efectos perjudiciales sobre las bacterias beneficiosas en el sistema. Si un tratamiento medicinal es absolutamente necesario, debe implementarse temprano en el curso de la enfermedad. El pez enfermo se transfiere a un tanque separado (hospital, cuarentena) aislado del sistema para el tratamiento. Al devolver el pescado después del tratamiento, es importante no transferir los medicamentos usados al sistema aquapónico. Todas estas limitaciones requieren mejoras en las opciones de manejo de la enfermedad con efectos negativos mínimos en los peces, las plantas y el sistema (Goddek et al. 2015, 2016; Somerville et al. 2014; Yavuzcan Yildiz et al. 2017). Uno de los tratamientos de la vieja escuela más utilizados y eficaces contra las infecciones bacterianas, fúngicas y parasitarias más comunes en los peces es un baño de sal (cloruro de sodio). La sal es beneficiosa para los peces, pero puede ser perjudicial para las plantas en el sistema (Rakocy 2012), y todo el procedimiento de tratamiento debe realizarse en un tanque separado. Una buena opción es separar la unidad acuícola de recirculación de la unidad hidropónica (sistemas acuapónicos desacoplados) (véase Cap. 8). El desacoplamiento permite opciones de tratamiento de las enfermedades de los peces y del agua que no son posibles en los sistemas acoplados (Monsees et al. 2017) (véase Cap. 7). Una mejora reciente para el control de ectoparásitos y la desinfección de peces en los sistemas acuapónicos es el uso de Wofasteril (KeslapharmaWolfen GMBH, Bitterfeld-Wolfen, Alemania), un producto que contiene ácido peracético que no deja residuos en el sistema (Sirakov et al. 2016). Alternativamente, se puede usar peróxido de hidrógeno, pero a una concentración mucho mayor. Aunque estos productos químicos tienen efectos secundarios mínimos, su presencia no es deseable en los sistemas acuapónicos y se requieren enfoques alternativos, como métodos de control biológico (Rakocy 2012).

El método de control biológico (biocontrol) se basa en el uso de otros organismos vivos en el sistema, basándose en las relaciones naturales entre las especies (comensalismo, depredación, antagonismo, etc.) (Sitjà-Bobadilla y Oidtmann 2017) para controlar los patógenos de peces. En la actualidad, este método es una herramienta complementaria de gestión sanitaria de los peces con alto potencial, especialmente en sistemas acuapónicos. La implementación más exitosa del biocontrol en el cultivo de peces es el uso de peces limpios contra piojos marinos (parásitos cutáneos) en granjas de salmón. Se practica mejor en las granjas noruegas donde se cocultiva el pez de limpieza (Labridae) con el salmón. El pez elimina y se alimenta de piojos marinos (Skiftesvik et al. 2013). Aunque la limpieza es menos frecuente en peces de agua dulce, los plecos leopardos (Glyptoperichthys gibbiceps), cohabitando con el azul Tilapia (Oreochromis aureus), mantienen con éxito la infección por Ichthyophthirius multifiliis bajo control alimentándose de los quistes parásitos (Picón-Camacho et al. 2012). Este método de biocontrol es cada vez más importante en la acuicultura y puede ser considerado en sistemas acuapónicos. Además, debe tenerse en cuenta que los peces limpiadores también pueden albergar patógenos que pueden transmitirse a las principales especies cultivadas. Por lo tanto, también deben someterse a procedimientos preventivos y de cuarentena antes de su introducción en el sistema.

Otro método de biocontrol, aún en fase de aplicación exploratoria en el cultivo de peces, es el uso de organismos filtrantes y filtrantes. Al reducir las cargas de patógenos en el agua, estos organismos pueden reducir las posibilidades de aparición de enfermedades (Sitjà-Bobadilla y Oidtmann 2017). Por ejemplo, Othman et al. (2015) demostraron la capacidad de los mejillones de agua dulce (Pilsbryoconcha exilis) para reducir la población de Streptococcus agalactiae en un sistema de cultivo de tilapia a escala de laboratorio. Todavía no se ha probado el potencial de este método de biocontrol en los sistemas acuapónicos, y se necesitan nuevos estudios para explorar las posibilidades no solo de controlar las enfermedades de los peces, sino también de controlar los patógenos vegetales.

El método de biocontrol más prometedor y bien documentado es el uso de microorganismos beneficiosos como probióticos en la alimentación de peces o en el agua de cría. Su uso en sistemas acuapónicos como promotores del crecimiento y la salud de los peces y plantas es bien conocido, y los probióticos también han demostrado eficacia frente a una serie de patógenos bacterianos en diferentes especies de peces. Por ejemplo, en la trucha arco iris, la dieta Carnobacterium maltaromaticum y C. divergens protegidos de infecciones Aeromonas salmonicida y Yersinia ruckeri (Kim y Austin 2006) y Aeromonas sobria GC2 incorporadas en el pienso evitaron con éxito la enfermedad clínica causada por Lactococcus garvieae y Streptococcus iniae (Brunt y Austin 2005). La dieta Micrococcus luteus redujo la mortalidad por infección por Aeromonas hydrophila y mejoró el crecimiento y la salud de la tilapia del Nilo (Abd El-Rhman et al. 2009). Investigaciones recientes de Sirakov et al. (2016) han logrado buenos avances en el biocontrol simultáneo de hongos parasitarios tanto en peces como en plantas en un sistema acuapónico recirculante cerrado. En total, más del 80% de los aislados (bacterias aisladas del sistema aquapónico) fueron antagónicos a ambos hongos (Saprolegnia parasiticia y Pythium ultimum) en las pruebas in vitro. Las bacterias no fueron clasificadas taxonómicamente, y los autores asumieron que pertenecían al género Pseudomonas y a un grupo de bacterias del ácido láctico. Estos hallazgos, aunque muy prometedores, aún no han sido probados en un sistema acuapónico operativo.

Como alternativa final al tratamiento químico, sugerimos el uso de plantas medicinales con propiedades antibacterianas, antivirales, antifúngicas y antiparasitarias. Los extractos vegetales tienen diversas características biológicas con un riesgo mínimo de desarrollar resistencia en los organismos objetivo (Reverter et al. 2014). Muchos informes científicos demuestran la eficacia de las plantas medicinales contra los patógenos de los peces. Por ejemplo, Nile Tilapia alimentado con una dieta que contiene muérdago _ (Viscum album coloratum) aumentó la supervivencia cuando se desafió con _Aeromonas hydrophila (Park y Choi 2012). Las carpas mayores indias mostraron una reducción significativa de la mortalidad cuando fueron desafiadas con Aeromonas hydrophila y alimentadas con dietas que contenían flor de paja espinosa (Achyranthes aspera) y ginseng indio (Withania somnifera) (Sharma et al. 2010; Vasudeva Rao et al. 2006). Los extractos de plantas medicinales también han demostrado ser eficaces contra los ectoparásitos. En peces de colores, Yi et al. (2012) demostraron la efectividad de los extractos de Magnolia officinalis y Sophora alopecuroides contra Ichthyophthirius multifiliis, y Huang et al. (2013) mostraron que los extractos de Caesalpinia sappan, Lysimachia christinae, Cuscuta chinensis, Artemisia argyi y Eupatorium fortunei tienen Eficacia antihelmíntica 100% contra Dactylogyrus intermedius. El uso de plantas medicinales en acuapónica es prometedor, pero aún así se necesita más investigación para encontrar la estrategia de tratamiento adecuada sin efectos indeseables. Según lo referido por Junge et al. (2017), a pesar de que la investigación sobre acuapónica se ha desarrollado en gran medida en los últimos años, el número de artículos de investigación publicados sobre el tema sigue siendo dramáticamente bajo en comparación con artículos publicados relacionados con la acuicultura o la hidropónica. La acuapónica, todavía considerada una tecnología emergente, se caracteriza ahora por tener un gran potencial para la producción de alimentos para la población mundial que, según los resultados de la ONU World Population Prospects (ONU 2017), ascendió a casi 7.600 millones a mediados de 2017 y, en base a las proyecciones, es se espera que aumente a 1.000 millones en un plazo de 12 años, alcanzando alrededor de 8.600 millones en 2030. Sin embargo, teniendo en cuenta los riesgos potenciales para la sostenibilidad de la acuapónica debido a las enfermedades de los peces, el desarrollo de buenas ideas y nuevos métodos y enfoques para el control de patógenos serán nuestro principal desafío para el futuro. Existe una necesidad apremiante de iniciar nuevos conocimientos para proporcionar una mejor base para la gestión de la sanidad pesquera y vegetal, y de seguir desarrollando sistemas operativos e infraestructuras para la industria acuapónica. Las causas de las pérdidas de peces en los sistemas acuapónicos, las enfermedades específicas del sistema y la interacción y alteración de la comunidad microbiana, junto con los patógenos, son áreas prioritarias de estudio.


Aquaponics Food Production Systems

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