Producción en acuaponía de tomate (Solanum lycopersicum L ...
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE INVESTIGACIÓN PARA EL DESARROLLO INTEGRAL REGIONAL UNIDAD SINALOA DEPARTAMENTO DE ACUACULTURA - BIOTECNOLOGÍA AGRICOLA Producción en acuaponía de tomate (Solanum lycopersicum L.), camarón (Litopenaeus vannamei) y tilapia (Oreochromis niloticus) controlando las concentraciones de nitrato (NO 3 - ) y amonio (NH 4 + ) T E S I S QUE PARA OBTENER EL GRADO DE: MAESTRÍA EN RECURSOS NATURALES Y MEDIO AMBIENTE PRESENTA MARÍA ANTONIA QUINTERO VÁZQUEZ GUASAVE, SINALOA, MÉXICO; DICIEMBRE 2014
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE INVESTIGACIÓN PARA EL DESARROLLO INTEGRAL REGIONAL
UNIDAD SINALOA
DEPARTAMENTO DE ACUACULTURA - BIOTECNOLOGÍA AGRICOLA
Producción en acuaponía de tomate (Solanum
lycopersicum L.), camarón (Litopenaeus
vannamei) y tilapia (Oreochromis niloticus)
controlando las concentraciones de nitrato
(NO3-) y amonio (NH4
+)
T E S I S
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:
MAESTRÍA EN
RECURSOS NATURALES Y MEDIO AMBIENTE
PRESENTA
MARÍA ANTONIA QUINTERO VÁZQUEZ
GUASAVE, SINALOA, MÉXICO; DICIEMBRE 2014
El trabajo de tesis se desarrolló en el Departamento de Acuacultura y
Biotecnología Agrícola del Centro Interdisciplinario de Investigación para el
Desarrollo Integral Regional (CIIDIR) Unidad Sinaloa del Instituto Politécnico
Nacional (IPN). El presente trabajo fue apoyado económicamente a través del
Proyecto SIP (Con número de registro 20140466 y 20141387). El alumno/a María
Antonia Quintero Vázquez fue apoyado con una beca CONACYT con clave 40600.
DEDICATORIA
A Dios quién supo guiarme por el buen camino, darme fuerzas para salir
adelante y no desmayar en los problemas que se presentaban, enseñándome a
encarar la adversidad sin perder nunca la dignidad ni desfallecer en el intento y
permitirme llegar a este momento tan especial en mi vida.
A mi madre por ser ese pilar tan fuerte que me ha acompañado en todo mi
trayecto estudiantil y de vida. Con todo mi cariño y mi amor para ti, por hacer todo
en la vida para que yo pudiera lograr mis sueños, por motivarme y darme la mano
cuando sentía que el camino se terminaba. A mi padre, a pesar de nuestra
distancia física, siento que estás conmigo siempre y aunque nos faltaron muchas
cosas por vivir juntos, sé que este momento hubiera sido tan especial para ti como
lo es para mí y sé que desde el cielo te sientes muy orgulloso de un logro más en
mis estudios. A ustedes gracias por su amor, trabajo y sacrificio en todos estos
años, sin ustedes no hubiera logrado llegar hasta aquí y convertirme en lo que
soy, es un privilegio ser su hija, son los mejores padres.
A mi hermano, aunque la mayoría de las veces parece que estuviéramos en
una batalla, hay momentos en los que la guerra cesa y nos unimos para lograr
nuestros objetivos. Gracias por todos los bonitos momentos que pasamos en el
proceso del desarrollo de esta tesis y estar siempre presente para poderme
realizar.
AGRADECIMIENTOS
Mi agradecimiento al Centro Interdisciplinario de Investigación para el
Desarrollo Integral Regional (CIIDIR) Unidad Sinaloa del Instituto Politécnico
Nacional (IPN), institución la cual me brindó la oportunidad de realizar mis estudios
de posgrado y de la cual siempre he recibido apoyo.
Al sistema de becas CONACYT, BEIFI y SIP, por todo el apoyo que me
brindó a lo largo del programa de maestría. Sin la beca no hubiera sido posible
llevar a cabo este bonito sueño profesional.
A mis Directores de tesis Dr. Adolfo Dagoberto Armenta Bojórquez y Dr.
Wenceslao Valenzuela Quiñonez quiénes me han orientado, apoyado y corregido
en mi labor científica con su interés, entrega, comprensión, paciencia y
enseñanzas que me brindaron durante la realización de mi tesis.
A mis asesores M.C. Ana Elsi Ulloa Pérez y Dr. Manuel Segovia por su
colaboración, sugerencias y apoyo para el desarrollo de la tesis.
A mis maestros que en este andar por la vida, influyeron con sus lecciones
y experiencias en formarme como una persona de bien y preparada para los retos
que pone la vida.
A mis amigos, Dra. Apolinar Santamaría Miranda y M.C. Juan Pablo Apún
Molina, por brindarme su sabiduría, confianza, apoyo, dedicación, consejos y
cariño. Siempre estarán en mi corazón y mente ya que influyeron en mi la
madurez para lograr un objetivo más de vida, es para ustedes está tesis en
agradecimiento por todo su amor.
A la empresa ZEOMEX S.A DE C.V., especialmente al Ing. Armando Valdez
Fuentes, por proporcionarme el sustrato para el desarrollo de mi experimento, el
cual fue de gran ayuda.
A Germinaza S.A de C.V., al Sr. Sergio Germinaza por su ayuda y
colaboración al proporcionar el material para la realización de los bolis, el cual fue
de gran apoyo para el proyecto.
Al Centro reproductor de Tilapia de la empresa Integradora Desarrollo
Integral de Bacurato S.A. de C.V especialmente al Sr. Evelio Félix Barraza por
proporcionarme los peces para el experimento.
A José María López García, por siempre creer en mí e impulsarme a la
realización de un posgrado así como también aconsejarme y darme su apoyo en
todo momento.
A esas personas importantes en mi vida, que siempre estuvieron listas para
brindarme toda su ayuda, y que sin esperar nada a cambio compartieron sus
conocimientos, alegrías y tristezas. Gracias por comprenderme y acompañarme
en mis logros y fracasos por siempre hacerme sentir querida y contar con su
inmenso apoyo físico, moral y psicológico: Vanessa, Hiroshima, José, Arturo,
Bernardo, Enrique, Cristina, Alba, Samaria, Rosario, Pedro, Cesar, Martin, Aleyda,
Selene, Dorín e Ismael. Dios permitió que realizáramos juntos este trabajo, para
aprender y conocer muchas cosas nuevas, pero lo mejor es que Dios siempre nos
guardó, protegió y nos dio sabiduría para terminar con éxito nuestro posgrado y es
para mí un placer haber compartido con ustedes tantos momentos juntos, los
quiero.
A Julián Galaviz Lara, amigo y técnico de laboratorio de Nutrición Vegetal,
por formar parte de un gran equipo de trabajo y auxiliarme en todos los análisis y
dudas respecto al desarrollo de mi trabajo de tesis.
A los alumnos de Servicio social, Aristeo, Eduardo y Graciano, con los
cuales compartí gratos momentos de aprendizaje.
A mis compañeros, Eustaquio, Félix, Rene, Norma, Vicente, Carlos, Noé,
Rafael, Octavio, Jesús, Ricardo, Rojo, quienes me apoyaron en el desarrollo de mi
trabajo experimental, ayuda muy necesaria para la realización del proyecto.
En general, a todas las instituciones, personas, colegas y amigos, que me
brindaron su apoyo, tiempo e información para el logro de mis objetivos, a todas
aquellas personas que han y están marcado mi vida y que me han permitido ser
parte de la suya, a quienes confiaron en mi de una u otra forma para dejar y huella
por esta vida, a no pasar desapercibida, y a seguir siendo quien soy a hora, a
todos ustedes…. Muchas gracias¡¡¡
MARIA ANTONIA QUINTERO VÁZQUEZ
ÍNDICE GENERAL
GLOSARIO .............................................................................................................. I
ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................ IV
ÍNDICE DE CUADROS ........................................................................................... V
RESUMEN ........................................................................................................... VIII
ABSTRACT ............................................................................................................ IX
I. INTRODUCCIÓN ................................................................................................. 1
II. ANTECEDENTES ............................................................................................... 2
2.1. Generalidades del tomate. ............................................................................... 2
2.2. Importancia y producción del cultivo. ............................................................... 3
2.3. Agricultura protegida. ....................................................................................... 4
2.3.1. Importancia de la agricultura protegida. ........................................................ 5
2.3.2. Métodos de producción. ................................................................................ 6
2.3.3. La hidroponía como sistema de producción. ................................................. 6
2.3.4. Estructura del sistema de producción en hidroponía. .................................... 7
2.3.5. Zeolita como sustrato. ................................................................................... 8
2.4. Requerimientos nutricionales en el cultivo de tomate. ..................................... 8
2.5. Solución nutritiva (SN). ..................................................................................... 9
2.5.1. Relación mutua entre los aniones y cationes. ............................................... 9
2.5.2. Conductividad eléctrica (CE) de la solución nutritiva. .................................. 11
2.5.3. pH de la solución nutritiva y la relación nitrato (NO3-) y amonio (NH4
+). ...... 12
2.6. Producción acuícola. ...................................................................................... 12
2.6.1. Cultivo de tilapia. ......................................................................................... 13
2.6.2. Importancia del cultivo de tilapia. ................................................................ 14
2.6.3. Producción de tilapia. .................................................................................. 15
2.6.4. Hábitos de alimentación. ............................................................................. 16
2.6.5. Crecimiento y etapas de desarrollo. ............................................................ 17
2.6.6. Requerimientos medioambientales. ............................................................ 18
2.7. Cultivo de camarón. ....................................................................................... 19
2.7.1. Hábitat y biología de la especie. .................................................................. 20
2.7.2. Requerimientos medioambientales. ............................................................ 21
2.7.2.1. Importancia del camarón como cultivo epicontinental. ............................. 21
2.7.2.2. Sistemas integrados en cultivo de camarón epicontinental. ..................... 22
2.7.3. Compuestos nitrogenados en el cultivo de camarón. .................................. 23
2.8. Acuaponia. ..................................................................................................... 24
2.8.1. Tipos de cultivos en acuaponía. .................................................................. 25
2.8.2. Ciclo de la acuaponia. ................................................................................. 25
2.8.3. Compuestos nitrogenados en la integración de peces y plantas. ................ 26
llI. JUSTIFICACIÓN .............................................................................................. 31
lV. HIPÓTESIS ...................................................................................................... 32
V. OBJETIVOS ..................................................................................................... 33
5.1. Objetivo general. ............................................................................................ 33
5.2. Objetivos Específicos. .................................................................................... 33
Vl. MATERIALES Y MÉTODOS ........................................................................... 34
6.1. Localización y descripción del área experimental. ......................................... 34
6.2. Instalaciones del invernadero. ........................................................................ 34
6.3. Cultivos acuícolas. ......................................................................................... 34
6.4. Fuente de Agua. ............................................................................................. 35
6.5. Sistema de acuaponia. ................................................................................... 35
6.6. Organismos acuícolas. ................................................................................... 36
6.7. Producción de organismos acuícolas. ............................................................ 37
6.8. Material vegetal. ............................................................................................. 38
6.9. Producción de planta de tomate. .................................................................... 39
6.9.1. Manejo del cultivo (podas y tutoreo). ........................................................... 39
6.10. Sistema de riego. ......................................................................................... 40
6.10.1 Variables en planta de tomate. ................................................................... 41
6.11. Análisis nutrimental del follaje. ..................................................................... 42
6.12. Toma de la muestra de tejido vegetal. ......................................................... 42
6.12.1. Determinación de macro y micro elementos presentes en plantas de tomate. .................................................................................................................. 43
6.12.2. Nitrógeno Total (NT). ................................................................................. 43
6.12.2.1. Determinación de nitrógeno total (NT). ................................................... 43
6.12.3. Fósforo (P). ............................................................................................... 44
6.12.3.1. Determinación de fósforo (P). ................................................................. 44
6.12.4. Determinación de potasio (K). ................................................................... 45
6.12.5. Determinación de calcio (Ca) y magnesio (Mg). ........................................ 45
6.12.6. Determinación de micronutrientes hierro (Fe), manganeso (Mn), zinc (Zn) y cobre (Cu). ............................................................................................................ 46
6.13. Diseño experimental y descripción de los tratamientos. ............................... 47
6.14. Análisis de cationes presentes en las soluciones nutritivas. ........................ 49
6.15. Calculo de ahorro de nutrientes. .................................................................. 50
6.16. Análisis estadístico. ...................................................................................... 50
Vll. RESULTADOS ............................................................................................... 51
7.1. Fuente de agua. ............................................................................................. 51
7.2. Parámetros del agua en cultivos acuícolas. ................................................... 52
7.3. Crecimiento y sobrevivencia del cultivo. ......................................................... 53
7.4. Cuantificación fisiológica en plantas de tomate. ............................................. 54
7.4.1. Número de hojas, flores, racimos y frutos. .................................................. 54
7.4.2. Altura y grosor de tallo................................................................................. 54
7.4.3. Rendimiento de tomate en sistema de acuaponia. ...................................... 55
7.4.3.1. Rendimiento en concentraciones de 150 y 350 (mg L-1) de NO3- en
acuaponia de tomate-camarón-tilapia. .................................................................. 57
7.5. Concentración nutrimental en tejido vegetal presentes en diferentes etapas fenológicas del cultivo de tomate. ......................................................................... 58
7.6. Concentraciones de macro y micro nutrimentos presentes en las soluciones de acuaponía. ........................................................................................................ 60
7.6.1. Concentración de macro y micro nutrimentos en cultivos de tilapia y camarón. ............................................................................................................... 60
7.6.2. Acondicionamiento de soluciones nutritivas provenientes de los efluentes de tilapia y camarón. .................................................................................................. 61
7.6.3. Concentración de cationes presentes en los cultivos acuícolas con baja concentración de nitratos (NO3
-). .......................................................................... 62
7.6.4. Concentración de cationes presentes en las soluciones de acuaponia con altas concentración de nitratos (NO3
-). .................................................................. 63
7.7. Concentración de cationes presentes en los efluentes de tilapia y camarón con altas concentración de nitratos (NO3
-). ........................................................... 64
7.8. Eficiencia de filtro de zeolita en el sistema de recirculación. .......................... 65
7.9. Ahorro de nutrientes en los tratamientos en la producción de tilapia y camarón en el ciclo de acuaponía. ....................................................................................... 68
Vlll. DISCUSIÓN ................................................................................................... 70
8.1. Uso de agua para soluciones nutritivas. ......................................................... 70
8.2. Parámetros de calidad de agua. ..................................................................... 71
8.3. Concentración de nitratos en el sistema de acuaponia. ................................. 73
8.4. Variables fisiológicas en plantas de tomate. ................................................... 75
8.4.1. Concentración nutrimental en tejido vegetal. ............................................... 76
8.5. Rendimiento de cultivo de tomate irrigado con efluentes de tilapia y camarón. .............................................................................................................................. 78
8.5.1. Rendimiento en concentraciones de 150-350 (mg L-1) NO3- en acuaponia de
tomate- camarón- tilapia. ....................................................................................... 79
8.6. Dinámica de nutrientes en la integración en la producción de tilapia, camarón y tomate en sistemas de acuaponia. ..................................................................... 81
8.7. Zeolita como material filtrante en cultivo acuaponia. ...................................... 82
8.7.1. Eficiencia de filtros de zeolita. ..................................................................... 82
8.7.2. Zeolita como sustrato en cultivos de acuaponia. ......................................... 84
IX. CONCLUSIONES ............................................................................................ 86
X. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 87
I
GLOSARIO
Agroquímico: Son todas aquellas sustancias que se utilizan en la agricultura para
el mantenimiento y la conservación de los cultivos. Éstos pueden ser herbicidas,
fertilizantes o insecticidas. Las principales funciones es proporcionar nutrientes
químicamente, matar insectos y microorganismos (insecticidas), eliminar todo tipo
de malezas (herbicidas), o incluso también eliminar hongos y algas de los cultivos
(fungicidas).
Anión: Ion de carga negativa.
Amonio: Ion de carga positiva derivado del amoníaco por adición de un catión de
hidrógeno procedente del agua; las sales de amonio se utilizan como fertilizantes
en forma de nitrógeno.
Biometría: En acuacultura es el trabajo que se realiza para conocer la cantidad de
alimento que se suministrará a los organismos acuáticos criados en un estanque.
El trabajo de biometría consiste en medir y pesar cada ejemplar.
Catión: Ion de carga positiva.
Conductividad eléctrica (CE): Es la medida de la cantidad de corriente que pasa
a través de la solución del suelo. La conductividad eléctrica de una solución es
proporcional al contenido de sales disueltas e ionizadas contenidas en esa
solución. Por tanto, el contenido de salino de una solución se conoce midiendo la
conductividad eléctrica de la solución. Se expresa en: deciSiemens / metro (dS/m).
Efluentes acuícolas: Término empleado para nombrar a las aguas con desechos
sólidos, líquidos o gaseosos que son emitidos por la actividad acuícola,
generalmente a los cursos de agua.
Macronutrientes: Elementos esenciales que la planta absorbe en cantidad mayor,
y se dividen en dos grupos; macronutrientes; principales (nitrógeno, fósforo y
potasio) y macronutrientes secundarios (calcio, magnesio y azufre).
II
Ión: Átomo o grupo de átomos que ha ganado o perdido electrones.
Micronutrientes: Elementos que la planta absorbe en menor cantidad, pero
también son necesarios. Estos son; hierro, manganeso, boro, zinc, cobre,
molibdeno y cloro.
Nitrato: Es anión compuesto por un átomo de nitrógeno (N) y tres átomos de
oxígeno (O); el símbolo químico del nitrato es NO3, el cual se utiliza como fuente
de nitrógeno para cultivos agrícolas.
pH (potencial de hidrógeno): Se expresa como pH, que es el logaritmo
cambiado de signo, de la concentración de protones en una disolución
determinada. El pH ejerce una gran influencia en la asimilación de elementos
nutritivos.
Producción agrícola: Se denomina producción agrícola al resultado de la práctica
de la agricultura, es aquella que consiste en generar alimentos para consumo
humano.
Riego: El riego consiste en aportar agua al suelo para que los vegetales tengan el
suministro que necesitan favoreciendo así su crecimiento.
Riego por goteo localizado: En este sistema la solución se conduce en tuberías
principales y secundarias de plástico, que descargan el agua por medio de goteros
en forma de espagueti o dispositivos de goteo que de manera dosificada
proporcionan el riego en la cantidad necesaria por día y por unidad de superficie
(m2).
Sistema de recirculación acuícola: Es la tecnología que permite el cultivo de
peces de forma intensiva, el ambiente es totalmente controlado, el agua circula a
través del sistema, y solamente un pequeño porcentaje de agua es reemplazado.
Sistema de recirculación hidropónico: Sistema donde se conduce
continuamente una capa fina de solución nutritiva a través de un sistema de
tuberías por las raíces de las plantas, en donde la solución que sale del medio
III
radicular se recoge en un depósito de alimentación y se administra nuevamente a
la planta. Este sistema de cultivo se utiliza principalmente para la producción de
hortalizas de alta calidad en invernaderos.
Solución nutritiva (SN): Es el conjunto de sales inorgánicas (fertilizantes)
disueltas en el agua de riego, que origina una solución con nutrimentos asimilables
y en proporciones adecuadas, de los elementos nutritivos requeridos por las
plantas, como son: nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), azufre (S),
magnesio (Mg), fierro (Fe), manganeso (Mn), Boro (B), cobre (Cu), zinc (Zn),
molibdeno (Mo) y cloro (Cl).
Sustrato: Término que se aplica a todo material solido distinto del suelo, cuyo
origen puede ser natural, sintético, residual, mineral u orgánico, que colocado en
un contenedor en forma pura o en mezcla, permite el anclaje del sistema radical,
desempeñado, por lo tanto ejerce una función de soporte para la planta.
Turba: Es un material orgánico compacto, de color pardo claro hasta oscuro y rico
en carbono. Tiene propiedades físicas y químicas variables en función de su
origen. Su uso principal es como germinador de semillas, debido a que tiene la
capacidad de incrementar la aireación, mejorar el drenaje y mantener la humedad
en los cultivos.
IV
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Instalaciones del invernadero. ............................................................... 34
Figura 2. Estaques de cultivos acuícolas. ............................................................ 35
Figura 3. Biometrías en organismos acuáticos: A) Peso en camarón, B) Longitud
en tilapia. ............................................................................................................... 37
Figura 4. Frutos de la variedad Canek F1. ........................................................... 39
Figura 5. Trasplante de plantas a bolis de zeolita. ............................................... 40
Figura 6. Sistema de riego por goteo localizado. .................................................. 41
Figura 7. Toma de parámetros morfológicos en planta: A) Altura de planta, B)
Numero de frutos, C) Grosor de tallo. ................................................................... 42
Figura 8. Rendimiento de tomate (t ha-1) con dosis baja (150 mg L-1) y alta (350
mg L-1) de nitratos (NO3-). ..................................................................................... 57
Figura 9………………………………………………………………………………..... 69
V
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro 1. Concentración de NO3- y NH4
+ para plantas de tomate. ...................... 47
Cuadro 2. Concentración de NO3- y NH4
+ en los tratamientos después de la
recirculación en plantas de tomate para cultivos acuícolas. .................................. 48
Cuadro 3. Descripción de los tratamientos después de la recirculación en plantas
de tomate para cultivos acuícolas. ........................................................................ 49
Cuadro 4. Determinación de parámetros, micro y macro elementos presentes en
la fuente de agua (agua de pozo) a utilizar para el sistema de acuaponía. .......... 51
Cuadro 5. Calidad de agua en cultivos acuícolas. Los tratamientos l y ll
corresponden a: tilapia y camarón sin filtro, mientras que III y lV a tilapia y
camarón con filtro. ................................................................................................. 53
Cuadro 6. Peso, sobrevivencia, factor de conversión alimenticia (FCA) y tasa de
crecimiento específico (TCE) en cultivo de tilapia y camarón en sistema de
acuaponia. Los tratamientos l y ll corresponden a: tilapia y camarón sin filtro,
mientras que III y lV a tilapia y camarón con filtro. ................................................ 53
Cuadro 7. Variables fisiológicas en etapa de floración y formación de fruto en
plantas de tomate. Los tratamientos I y Ill son irrigada con efluente de tilapia y
tratamiento II y IV de camarón y V solución Steiner (testigo). ............................... 54
Cuadro 8. Comparación de medias en planta de tomate en las etapas de floración
y formación de fruto y senescencia. Los tratamientos I y Ill fueron irrigados con
efluente de tilapia y los tratamientos II y IV con efluentes de camarón y V solución
Steiner (testigo). .................................................................................................... 55
Cuadro 9. Comparación de medias durante la producción de fruto de tomate
expresado en t ha-1. Los tratamientos I y III fueron irrigada con efluente de tilapia y
tratamiento II y IV de camarón y el V la solución Steiner (testigo). ....................... 56
VI
Cuadro 10. Concentración nutrimental en hojas de tomate durante diferentes
etapas vegetativas en cultivo de tomate en acuaponia. Los tratamientos I y III
fueron irrigada con efluente de tilapia y tratamiento II y IV de camarón y el V la
solución Steiner (testigo). ...................................................................................... 59
Cuadro 11. Determinación de macro y micro nutrimentos en los cultivos de tilapia
y camarón, comparada con la solución Steiner. Los tratamientos I y III fueron
irrigada con efluente de tilapia y tratamiento II y IV de camarón y el V la solución
Steiner (testigo). .................................................................................................... 61
Cuadro 12. Condición de soluciones nutritivas antes de ser recirculadas para el
riego de plantas de tomate. Los tratamientos I y III fueron irrigada con efluente de
tilapia y tratamiento II y IV de camarón y el V la solución Steiner (testigo). .......... 62
Cuadro 13. Determinaciones de macro y micro nutrimentos presentes en las
soluciones nutritivas de tilapia y camarón, comparadas con la solución Steiner. Los
tratamientos I y III fueron irrigada con efluente de tilapia y tratamiento II y IV de
camarón y el V la solución Steiner (testigo). ......................................................... 63
Cuadro 14. Determinación de macro y micro nutrimentos presentes en las
soluciones nutritivas del cultivo de tilapia y camarón, comparadas con la solución
Steiner. Los tratamientos I y III fueron irrigada con efluente de tilapia y tratamiento
II y IV de camarón y el V la solución Steiner (testigo). .......................................... 64
Cuadro 15. Determinación de macro y micro nutrimentos presentes en las
soluciones nutritivas del cultivo de tilapia y camarón, comparadas con la solución
Steiner. Los tratamientos I y III fueron irrigada con efluente de tilapia y tratamiento
II y IV de camarón y el V la solución Steiner (testigo). .......................................... 65
Cuadro 16. Concentración de amonio (NH4+) diario en los cultivos de tilapia
(tratamientos I y III) y camarón (tratamiento II y IV). ............................................. 66
VII
Cuadro 17. Concentración de amonio (NH4+) en la entrada y salida de filtros de
zeolita. Los efluentes del tratamiento l y ll corresponden a: tilapia y camarón sin
filtro, mientras que III y lV a tilapia y camarón con filtro. ....................................... 67
Cuadro 18. Concentración de amonio (NH4+) en la entrada y salida del sistema de
recirculación. Los efluentes del tratamiento l y ll corresponden a: tilapia y camarón
sin filtro, mientras que III y lV a tilapia y camarón con filtro. ................................. 68
Cuadro 19. Limitación de uso de agua por salinidad según Bauder et al., (2011).
.............................................................................................................................. 70
Cuadro 20. Clasificación de la calidad del agua de acuerdo a la concentración de
sodio Bauder et al., (2011). ................................................................................... 71
Cuadro 21. Rangos de suficiencia de nutrientes en hojas de tomate en
invernadero según Jones, (1996). ......................................................................... 78
VIII
RESUMEN
Una alternativa de producción es el uso de los sistemas de recirculación acuícola
los cuales son sistemas intensivos cuya principal característica es que las tasas de
recambio de agua son menores al 10% del volumen total, además se lleva a cabo el
reciclado y el reacondicionamiento constante del agua. El avance en tecnologías
agropecuarias ha permitido el desarrollo de sistemas de producción innovadoras, tal es el
caso de la acuaponía, que permite la integración de la producción simultánea de peces y
plantas, mejorando la rentabilidad de los sistemas de acuícolas y agrícolas. El Objetivo de
este trabajo fue comparar las concentraciones de nitratos (NO3-) y amonio (NH4
+) en las
soluciones de acuaponía que favorezca el adecuado crecimiento de los organismos
(tilapia y camarón) y la producción de tomate. Se evaluaron 5 tratamientos con efluentes
de tilapia y camarón compensando las deficiencias con fertilización sintética, recirculadas
a través de filtros de zeolita (I: 682:1, II: 682:1 tilapia y camarón sin filtro, III: 713:0.5, IV:
713:0.5 tilapia y camarón con filtro y V: 755:0 mg L-1 solución Steiner), en bloques
completamente al azar con tres repeticiones en arreglo zigzag. Se utilizaron 50 tilapias y
40 camarones m3, y plantas de tomate híbrido Canek F1 (3.5 plantas por metro lineal). En
el sistema acuícola se evaluaron variables fisicoquímicas, peso, longitud, sobrevivencia y
mortalidad, y en plantas variables vegetativas, macro y micro elementos presentes en
cada etapa del cultivo y producción de fruto. Los resultados fueron procesados en los
paquetes estadísticos STATISTIC 8.0 y SAS 9.0 (P ≤ 0.05). La producción en tomate no
muestran diferencias significativas (P>0.05) para el tratamiento I: 65.90, II: 61.48, III:
62.11, IV: 61.60 y V: 71.70.18 T ha-1, los parámetros físico químicos se registraron fuera
de los normales y se obtuvo un peso final de 50 g por tratamiento de tilapia y 18 g para
camarón. La sobrevivencia de tilapia fue del 100% y de camarón del 0% debido al
descenso de temperaturas (±20°C), baja salinidad (6 g L-1), pH dentro del límite de
tolerancia (8.8) y la concentración de nitratos en el sistema (80 mg L-1). Es de suma
importancia realizar trabajos posteriores para obtener información sobre el volumen
requerido de agua por organismo tanto acuícola como agrícola y verificar la densidad de
organismos requeridos por planta, ya que la integración de cultivos hortícolas de fruto con
soluciones nutritivas de tilapia y camarón adicionándoles fertilizantes sintéticos optimiza el
uso de recursos hídricos, se producen fuentes de alimento en dos sistemas integrados
diferentes, se ahorran fertilizantes sintéticos y se minimiza el impacto al ambiente por
descargas acuícolas.
IX
ABSTRACT
An alternative to production is the use of recirculating aquaculture systems which
are intensive systems primarily characterized by a rate of water exchange that is less than
10% of the total volume, while at the same time constantly recycling and reconditioning the
water. Advances in agricultural technologies has enabled the development of innovative
production systems , as in the case of aquaponics, which allows the simultaneous
integration of fish and plant production , and improves profitability of aquaculture and
agricultural systems. The objective of the present investigation was to compare nitrate and
ammonium concentration in the aquaponic solutions that favor the adequate growth of the
organisms (tilapia and shrimp) and the production of tomato. Five treatments using tilapia
and shrimp effluents were evaluated in randomly selected blocks with three repetitions in a
zig zag arrangement; synthetic fertilization was utilized to compensate deficiencies.
Recirculation was conducted through the use of zeolite filters (I: 682:1, II: 682:1 tilapia and
Shrimp without filter, III: 713:0.5, IV: 713:0.5 tilapia and shrimp with filter, V: 755:0 mg L-1
Steiner solution). 50 tilapias and 40 shrimp were used a long with Canek F1 hybrid
tomatoes (3.5 plants per lineal meter). In the aquaculture system, physic-chemical
parameters, weight, length, survival and mortality were evaluated. Vegetative variables:
micro and macro elements present throughout each culture stage and fruit production
were analyzed. The results were processed utilizing the statistic package STATISTICA 8.0
and SAS 9.0 (P ≤ 0.05). Tomato production did not show any significant differences for
treatments I: 65.90, II: 61.48, III: 62.11, IV: 61.60 y V: 71.70.18 T ha-1. The physico-
chemical parameters were beyond normal standard. A final weight of 50 g was obtained
for treatments with tilapia and 18 g for treatments with shrimp. Tilapia survival was 100 %,
whereas, shrimp was 0%, which can be attributed to high temperatures (±20°C), low
salinity (6 g L-1), pH within tolerance limit (8.8) and nitrate concentration in the system (80
mg L-1). It is of utmost importance to conduct further investigations with regard to the water
volume required by both aquaculture and agricultural organisms and to verify the amount
of organisms required per plant, given that the integration of fruit horticulture with nutritive
solutions from tilapia and shrimp with the addition of synthetic fertilizers optimizes the use
of water resources, produces food sources from two integrated systems, reduces
expenditure of synthetic fertilizers and minimizes environmental impact.
1
I. INTRODUCCIÓN
El cultivo de tomate es una de las hortalizas con más demanda de
nitrógeno, este es el cuarto elemento más abundante en el ambiente, y se
encuentra en el tejido vegetal, éste es constituyente de las plantas, proteínas y
clorofila, es el único nutrimento que puede ser absorbido en forma de anión (NO3-),
catión (NH4+), y como aminoácidos de bajo peso molecular (Nӓsholm et al., 2009).
Las plantas, pueden aprovechar el nitrógeno en forma de nitrato (NO3-) o amonio
(NH4+) por lo que en hidroponía es posible utilizar estas fuentes nitrogenadas en
soluciones nutritivas y en sistemas de recirculación, ya que se ha demostrado que
un adecuado balance entre el amonio y el nitrato es benéfico para el crecimiento
de las plantas (Mengel y Kirkby, 1987).
En la acuicultura, el nitrógeno es uno de los residuos generados en el
cultivo de organismos acuáticos. Los organismos acuáticos excretan diversos
productos nitrogenados por difusión e intercambio iónico a través de las branquias,
orina y heces. La descomposición de estos compuestos es especialmente
importante en sistemas de recirculación acuícola debido a la toxicidad del
amoníaco, nitrito y nitrato (Wheaton, 1985). El amoniaco es el principal producto
final del catabolismo de las proteínas de los organismos acuáticos a través de una
serie de procesos metabólicos, es excretado hacia el ambiente y a través de la
amonificación de la materia orgánica tal como el alimento no consumido y heces.
La toxicidad del amoniaco afecta la supervivencia, la tasa de crecimiento, de
conversión alimenticia, muda, osmolaridad, consumo de oxígeno y otros aspectos
fisiológicos en los organismos acuáticos.
El presente trabajo integro la producción de tomate, camarón y tilapia bajo
condiciones de invernadero en un sistema de recirculación semi estático cerrado
no continuo a través de la fusión la agricultura y la acuacultura. El objetivo del
proyecto fue comparar las concentraciones de nitratos (NO3-) y amonio (NH4
+) en
las soluciones de acuaponía que favorezca el adecuado crecimiento de los
organismos (tilapia y camarón) y la producción de tomate.
2
II. ANTECEDENTES
2.1. Generalidades del tomate.
El tomate es uno de los cultivos hortícolas más redituables en el mundo
(Hilhorst et al., 1998). México está considerado a nivel mundial como el centro
más importante de domesticación y es una de las especies hortícolas más
importante por la superficie sembrada y como la primera por su valor de
producción (Ojo de Agua, 2007).
De acuerdo a Spooner et al., (2003), el tomate es una planta dicotiledónea
perteneciente a la familia de las solanáceas, de género Solanum y especie
lycopersicu, según el hábito de crecimiento, se pueden distinguir dos tipos
distintos los determinados y los indeterminados:
Variedades de tipo determinado. Las guías o tallos eventualmente terminan en
un racimo floral. Son pequeñas o medianas, ya que su crecimiento se detiene una
vez que el último racimo floral empieza a desarrollar sus frutos; suelen ser muy
precoces y facilitan la producción mecanizada. En cultivares determinados la
primera inflorescencia aparece normalmente tras la 5ta a 7ma hoja.
Variedades de tipo indeterminado. El tallo principal y lateral continúan su
crecimiento en un patrón continuo, el número de hojas entre inflorescencias es
más o menos constante, inicia de un determinado conjunto de flores. Pueden
crecer indefinidamente si se encuentran en condiciones óptimas, se caracterizan
por desarrollar tallos largos y mucho follaje. Los extremos del tallo están formados
por yemas terminales vegetativas. Son los preferidos para el cultivo bajo el
sistema de estancado. En cultivares de crecimiento indeterminado la primera
inflorescencia suele aparecer tras la 7ma a 11va hoja aunque las condiciones
ambientales pueden alterar estos patrones en ambos tipos.
Actualmente se ha creado diferentes variedades por medio de la mejora
genética que tiene como objeto elevar distintos aspectos de productividad, calidad
y adaptación a distintas condiciones de cultivo para cubrir un amplio rango de
3
necesidades. Nuez (1995) destaca algunos tipos de cultivares para consumo
fresco tanto de tipo determinado como indeterminado. Dentro de la clasificación
tipo indeterminado se citan; Beefsteak, Marmende, Vemone, Moneymaker y
Canario, Cocktail (redondos y apareados) Cereza (cherry, y de ornato) y de tipo
determinado Bush Beefsteak americano, Marmende, y Francés.
En México se cultivan una gran variedad de tomates, los cuales, según
SAGARPA son clasificados como: tomate tipo cherry, saladette, pera, bola,
ramillete o racimo, liso, beef, marmande, vemone, alargado y mucha miel
(SIACON, 2011).
2.2. Importancia y producción del cultivo.
Es la hortaliza de mayor índice de comercialización, la demanda de este
producto aumenta constantemente y con ello su superficie cultivable, producción y
rendimiento. Según el SIAP en el 2011, se cultivaron 53,780 has de tomate, con
una producción anual de 1‗782,481.69 t, el 43% se produjo en los estados de
Sinaloa, Michoacán y Zacatecas. La producción de tomate rojo de nuestro país
ocupa el décimo lugar a nivel mundial (FAOSTAT, 2009), y a nivel nacional, ocupa
el octavo en comparación con otros cultivos, siendo la hortaliza de mayor
importancia económica por la superficie sembrada, el volumen en el mercado
nacional y las divisas generadas.
Según SIAP, la producción de tomate alcanzó las 39,500 t ha-1 ubicado
nuevamente a México entre los diez principales países productores de tomate con
3,433 t (FAOSTAT, 2012) donde un tercio de la producción nacional se destina a
EE.UU, siendo México el principal país que exporta tomate saladette a la Unión
Americana y el que más exporta a nivel mundial.
El tomate es una de las hortalizas que generan un gran valor económico y
una gran demanda de mano de obra debido a su uso intensivo. Según SIAP esta
actividad genera 72 mil empleos directos y 10.7 millones de empleos indirectos.
En el ciclo agrícola 2012-2013, en Sinaloa se sembró una superficie de 34,073 has
4
de hortalizas, de acuerdo con información de la Secretaría de Agricultura,
Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA), en esta
temporada se cultivó principalmente tomate rojo, cosechando un total de 9,692
has, obteniendo 258 t (SAGARPA, 2014).
Sinaloa es uno de los Estados con mayor producción de tomate en el país;
con una superficie sembrada de 15,399 has (30% de la superficie total nacional
sembrada de tomate), con una producción de 345,011.10 t, con un rendimiento
promedio de 44,90 t ha-1 (SIAP, 2011).
2.3. Agricultura protegida.
En México existen alrededor de 20 mil has bajo agricultura protegida
(SAGARPA, 2013) de las cuales aproximadamente 12 mil has son de invernadero
y 8 mil has corresponden a malla sombra y macro túnel entre otras estructuras.
Los principales cultivos que se producen bajo agricultura protegida son tomate
(70%), pimiento (16%) y pepino (10%).
Aunque las cifras son alentadoras, la tecnología de la agricultura protegida
en México varía de baja a media y de gama media a alta. Teniendo en cuenta la
superficie cultivada, el 79% de los sistemas agrícolas protegidas son de media-alta
tecnología, 17% con tecnología media y un 5% con baja tecnología. Por ejemplo,
los rendimientos de la producción de tomate en invernaderos de baja tecnología
es de aproximadamente 120 t ha-1, en rangos de tecnología media de 200 a 250 t
ha-1, y en la alta tecnología hasta 600 t ha-1.
Las operaciones protegidas se concentran principalmente en los estados de
Sinaloa, Baja California y Jalisco, aunque también han proliferado operaciones en
Colima, México, Hidalgo, Michoacán, Querétaro, San Luis Potosí, Sonora, y
Zacatecas, siendo los estados con mayor participación en la producción. De la
superficie total protegida, una gran parte corresponde al cultivo de tomate, los más
producidos en dicha modalidad son los tipos roma, bola y cereza. Sólo en Sinaloa
existen unas 15,000 has dedicadas al cultivo de tomate, de las cuales más del
5
10% son protegidas, El factor de éxito de las operaciones protegidas en Sinaloa se
atribuye no solo al control del clima, también al de plagas y enfermedades, al
encontrarse el cultivo bajo una cubierta, prácticamente aislado, los insectos no
penetran y no provocan daños en las plantas, el impacto es de tal magnitud que al
proteger el cultivo de tomate la producción se incrementa de 60 a 120 t ha-1
(Inforural, 2012).
2.3.1. Importancia de la agricultura protegida.
La agricultura protegida es una tendencia que ha modificado las formas de
producir alimentos y que genera múltiples ventajas para los productores del
campo. Una de las tecnologías más conocidas que engloba este concepto son los
invernaderos, pero también incluye túneles, micro túneles, casa sombra, cubiertas
de plástico, acolchados plásticos, mallas, pantallas térmicas, mallas de diversos
tipos o cortinas rompe vientos. Las ventajas de producir usando este tipo de
tecnologías son: protección de a las plantas por temperaturas extremas, lluvia,
nieve, granizo, vientos, insectos y enfermedades. La temperatura se puede
manipular, se puede añadir calor o frio, están provistos de ventilación, la humedad
puede ser controlada, el dióxido de carbono puede ser agregado, el nivel de luz
puede ser alterado, el agua y los fertilizantes pueden ser aplicados a niveles
óptimos. El propósito de alterar el ambiente es el de proveer constantemente un
ambiente controlado en donde las plantas puedan crecer de manera óptima
(Snyder, 1993). La producción agrícola aumenta si se tienen las condiciones
ambientales óptimas para el desarrollo de un cultivo.
El crecimiento alcanzado en la agricultura protegida en invernaderos y malla
sombra en Sinaloa refleja el constante interés por alcanzar mejores modelos de
producción, mediante la adopción constante de nuevas tecnologías que se van
generando a nivel mundial y que tienen una aplicación práctica y efectiva en la
producción agrícola. Según SAGARPA Sinaloa posee el primer lugar en la
adopción de tecnología de agricultura protegida. La superficie que actualmente se
dedica a la producción de hortalizas en invernadero o malla sombra, alcanza más
de 5 mil has.
6
2.3.2. Métodos de producción.
Existen algunos métodos que pueden usar la producción de tomate en
invernadero, como plantarlo directamente en el suelo dentro del invernadero, usar
contenedores y sustratos inertes como la perlita, la zeolita, la turba, el tezontle,
etc. La última técnica de producción se enfoca a los cultivos hidropónicos en
invernadero donde los nutrientes requeridos por la planta son suministrados en el
riego.
A nivel mundial los sistemas cerrados son los más extendidos, mientras
que, en México la mayoría de las explotaciones comerciales emplean sistemas
abiertos y adoptan el riego por goteo (Alarcón, 2005). Destacan por su producción
en invernaderos con hidroponía los estados de Baja California Sur, Chiapas,
Coahuila, Colima; Estado de México, Guanajuato, Jalisco, Michoacán, Morelos,
Quintana Roo, Querétaro, San Luis Potosí, Sinaloa, Sonora, Veracruz, Yucatán y
Zacatecas con una producción de 747,150 t de tomate, pimientos y pepinos en
una superficie de 2,550 has de producción que se destina al mercado de EU,
Canadá y países de Europa (González, 2006).
2.3.3. La hidroponía como sistema de producción.
En combinación con los invernaderos, el cultivo sin suelo o cultivo
hidropónico, es el método más intensivo de producción de hortalizas, y surge
como una alternativa a la agricultura tradicional, cuyo principal objetivo es eliminar
o disminuir los factores que limitan el crecimiento vegetal asociados al ambiente
de producción, sustituyéndolo por otros soportes de cultivo y aplicando técnicas de
fertilización alternativas (Duran et al., 2000; Jensen, 2001; Cánovas, 2001). El uso
de esta técnica surge a raíz de los descubrimientos de las sustancias que
permiten el desarrollo de las plantas, que al conjugarse la tecnología que ofrecen
los invernaderos y malla sombra permitió el impulso de este, especialmente para
el cultivo de flores y hortalizas, particularmente en países como del continente
americano Europa, Asia y África, (Resh, 2001).
7
Los sistemas de cultivo hidropónico se dividen en dos grandes grupos: 1)
cerrados y 2) abiertos. Los cerrados, son aquellos en los que la solución nutritiva
se recircula aportando de forma continua los nutrimentos que la planta va
consumiendo, y los abiertos o a solución perdida, en la que la solución nutritiva es
desechada (Mosse, 2004; Alarcón, 2005). Dentro de estos dos grupos hay tantos
sistemas como diseños de las variables de cultivo empleadas: sistema de riego
(goteo, sub irrigación, circulación de la solución nutriente, tuberías de exudación,
contenedores de solución nutritiva, etc.); el sustrato empleado (agua, materiales
inertes, mezclas con materiales orgánicos, etc.); la aplicación del fertilizante
(disuelto en la solución nutritiva, empleo de fertilizantes de liberación lenta
aplicados al sustrato, sustratos enriquecidos, etc.); la disposición del cultivo
(superficial, sacos verticales o inclinados, en bandejas situadas en diferentes
planos, etc.); y los recipientes del sustrato (contenedores individuales o múltiples,
sacos de plástico preparados, etc.).
2.3.4. Estructura del sistema de producción en hidroponía.
Según FAO (1990), el término hidroponía aplica la producción sin suelo
como medio de cultivo, eso incluye los cultivos en soluciones nutritivas (SN). Entre
los sistemas hidropónicos más utilizados se encuentran inmersión o de Gericke,
flotantes, de recirculación de nutrientes y la técnica de flujo laminar de nutrientes
(NFT, Nutrient film technique) (Resh, 1997). También el cultivo hidropónico utiliza
otros sustratos como soporte de las plantas en lugar de agua. No existe el sustrato
ideal y cada uno presenta una serie de ventajas y desventajas, su elección
dependerá de las características del cultivo a implantar, las variables ambientales
y de la instalación. El sustrato debe ser liviano, que presente cierto grado de
porosidad y tamaño apropiado sin bordes cortantes (Resh, 1997; Manson, 1990;
Ansorena, 1994).
Entre los sustratos inorgánicos aptos para cultivos hidropónicos, se
encuentran: arena, grava, piedra volcánica (Martínez y García, 1993; Soto y
Ramírez, 2001), zeolita y ladrillo molido (Calderón y Cevallos, 2003). En cuanto a
los sustratos orgánicos, se encuentran: el aserrín, la cascarilla de arroz (FAO
8
1990), fibra de coco (Ballestero y Rubio, 1999), cascarilla de arroz quemada y el
carbón vegetal.
2.3.5. Zeolita como sustrato.
La zeolita actúa como soporte de la planta, y no interviniendo en el proceso
de adsorción y fijación de nutrientes, ésta es un mineral del grupo de los
―aluminosilicatos‖ hidratados, con estructura porosa (porosidad mayor del 40%),
que presentan alta capacidad de retención de humedad (25% peso/peso) y de
intercambio catiónico (160-200 cmolc kg−1) (Bosch y Schifter, 1988; Nus y Brauen,
1991; Qian et al., 2001). La porosidad de la zeolita la distingue como un sustrato
potencialmente apropiado para usarse en cultivos hidropónicos (Steiner, 1976).
La superficie de intercambio catiónico de las zeolita está ocupada por el
sodio (Na+), potasio (K+), calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+), los cuales, con
excepción del Na+, pueden ser aprovechados por las plantas cuando se emplea
zeolita como sustrato en cultivos hidropónicos (Stamatakis et al., 2001).
El tamaño de las partículas está relacionado con las propiedades físicas y
químicas de los sustratos. Según Ansorena (1994), el tamaño óptimo de partículas
para sustratos hortícolas está entre 0.25 y 2.5 mm. Según Nus y Brauen (1991) la
mayor capacidad de intercambio catiónico se presenta en partículas menores a
0.5 mm. Las partículas de tamaño uniforme mejoran el suministro de oxígeno a las
raíces, en relación con mezclas de partículas de diferentes tamaños (Steiner,
1968; Biran y Eliassaf, 1980; Gislerod, 1997).
2.4. Requerimientos nutricionales en el cultivo de tomate.
Dentro de numerosos factores que determinan el desarrollo y producción
del tomate, la nutrición es uno de los fundamentales este cultivo es exigente en
niveles de nutrición mineral apropiados, debido al gran volumen de frutos
producidos por unidad de superficie (Meneses Dos Santos, 1992). El rendimiento
del cultivo de tomate, en campo como en invernadero dependen naturalmente de
muchos factores como la nutrición mineral de las plantas. Los requerimientos
9
nutricionales en cultivos de tomate se dividen en tres fases de la formulación
nutritiva de acuerdo a la edad de la planta. La fase I es para las plántulas; la fase II
desde el trasplante hasta fructificación y la fase III durante la producción,
entutorado y poda. Rincón (2002) menciona que se necesitan 3, 1, 5, 2.5 y 1 kg de
nitrógeno (N), pentoxido de fosforo (P2O5), oxido de potasio (K2O), Ca2+ y Mg2+,
respectivamente, para producir una tonelada de tomate. Así, se tiene que para el
caso de nitrógeno, para obtener 100 t·ha-1, se requieren de 300 kg de nitrógeno.
2.5. Solución nutritiva (SN).
La SN consiste en agua con oxígeno y los nutrimentos esenciales en forma
iónica. Algunos compuestos orgánicos como los quelatos de hierro forman parte
de la SN (Steiner, 1968). Para que la SN tenga disponibles los nutrimentos que
contiene, debe ser una solución verdadera y todos los iones se deben encontrar
disueltos. La pérdida por precipitación de una o varias formas iónicas de los
nutrimentos puede ocasionar su deficiencia en la planta. Además, de este
problema se genera un desbalance en la relación mutua entre los iones (Steiner,
1961).
2.5.1. Relación mutua entre los aniones y cationes.
El concepto de relación mutua entre iones fue empleado por Steiner (1961).
El concepto se basa en que la SN debe estar balanceada en sus macro
nutrimentos: NO3-, dihidrogeno de fosfato (H2PO4-) y sulfato (SO42-) .En el caso
de los aniones, el balance consiste no sólo en la cantidad absoluta de cada uno de
ellos, sino, en la relación cuantitativa que se establece entre los cationes y los
aniones. Steiner (1968) señaló, respecto a la concentración de un ion, que el
problema más importante es la relación que tiene respecto a los otros dos iones
de su misma carga eléctrica; una inadecuada relación entre los iones puede
disminuir el rendimiento.
La edad de algunos órganos de la planta influye en su composición mineral.
A pesar de la alta movilidad del NO3- en la planta, en la savia del peciolo de la hoja
10
más joven, se manifiestan variaciones en su concentración, principalmente cuando
la composición química de este anión en la SN es insuficiente. La concentración
de N total en las hojas (jóvenes y adultas) (Huett y Rose, 1988), y en tallo
(Carpena et al., 1987) disminuye a lo largo del desarrollo. Sin embargo, para
algunas variedades de tomate este comportamiento no ocurre de esa manera
(Sarro et al., 1986). El contenido de Ca2+ en las hojas (jóvenes y adultas) aumenta
conforme pasa de una etapa fenológica a otra (Huett y Rose, 1988), lo mismo
ocurre en hojas, tallo y raíces (Carpena et al., 1987) y en la planta completa
(Steiner, 1973).
Los macro nutrimentos que contiene la SN en forma de cationes son K+,
Ca2+ y Mg2+, algunas de las soluciones incluyen al NH4+, la relación mutua entre
los cationes contenidos en la planta es dinámica en su ontogenia. El K+ disminuye
en forma proporcional a la que se incrementa el Ca2+ y el Mg2+ sufren pocos
cambios (Steiner, 1973). La demanda y, por lo tanto, la absorción de los macro
nutrimentos no son lineales durante el desarrollo de la planta, esto trae como
consecuencia que también deba sincronizarse la relación mutua entre los iones en
la SN. De no hacerlo así, se pueden generar desbalances nutrimentales, como por
ejemplo el antagonismo entre K+ y Ca2+ (De Kreij et al., 1992), K+ y Mg2+ (Bouma,
1983), Ca2+ y Mg2+ (Adams, 1994), NH4+ y Ca2+ (Miliev, 1997), NH4
+ con K+, Ca2+ y
Mg2+ (Goyal y Huffaker, 1984).
La relación existente entre la absorción de Ca2+ y de agua por parte de la
planta, la interacción de los factores ambientales y la relación mutua entre los
cationes tienen gran influencia en la nutrición de las plantas. En tomate, al
aumentar la presión de vapor en la atmósfera, disminuye el flujo de transpiración
y, por ende, la absorción de Ca2+, si además la SN tiene una relación Ca2+: (K+ +
Mg2+ + NH4+) baja (menor que 40:60) es muy probable que se manifiesten algunos
problemas fisiológicos derivados de un desbalance nutrimental, como es el caso
de la pudrición apical (Adams y Ho, 1993).
11
2.5.2. Conductividad eléctrica (CE) de la solución nutritiva.
Existe una relación directa entre la concentración de nutrimentos y la CE de
la SN, al aumentar la CE, la planta debe destinar mayor energía para absorber
agua y nutrimentos (Asher y Edwards, 1983). Este desgaste de energía puede ser
en detrimento de energía metabólica. El conjunto de estos fenómenos puede ser
reflejado en una disminución del desarrollo de la planta. La CE de la SN influye en
la composición química de las plantas, al aumentar la CE aumenta la
concentración de K+ en las plantas a expensas principalmente de Ca2+. También
se incrementa la concentración de P y en menor medida la de NO3-, ambos a
costa de SO42-. Este comportamiento se presenta independientemente de la etapa
de desarrollo (Steiner, 1973). En la medida que la SN aumenta su CE, disminuye
la capacidad de la planta para absorber agua (Ehret y Ho, 1986) y nutrimentos
(Steiner, 1973). Pero una SN con CE menor que la que requieren las plantas
(menor que 2 dS m-1), puede inducir deficiencias nutrimentales. Al aumentar la CE
de la SN a más de 6 dS m-1, además de inducir una deficiencia hídrica, aumenta la
relación K+:(K++ Ca2+ + Mg2+ + NH4+), ocasionando desbalances nutrimentales. No
todos los nutrimentos son afectados en igual medida. Los que se mueven por flujo
de masas, como el Ca2+ y en menor medida el Mg2+ se absorben en menor
cantidad, de esta manera se puede inducir deficiencia de Ca2+
La CE apropiada para la producción de tomate está estrechamente
relacionada con las condiciones ambientales (humedad relativa, temperatura y
luz). Steiner (1973) y Resh (1991) observaron que las plantas toleran una mayor
CE en invierno que en verano. La respuesta que presentan las plantas a la CE es
diferente, existen variedades de tomate adaptadas para ser nutridas con
soluciones de CE elevada, lo cual permite su explotación con aguas salinas, no
aptas para ser usadas en campo (Satti et al., 1994). Graves y Hurd (1983) y Satti
et al., (1996) reportaron que al aumentar la CE de la SN se obtiene, a costa de un
menor rendimiento, un incremento en la calidad de los frutos: firmeza, contenido
de sólidos solubles y acidez.
12
2.5.3. pH de la solución nutritiva y la relación nitrato (NO3-) y amonio (NH4+).
El pH de la SN es una propiedad inherente de la composición mineral (De
Reijck y Schrevens, 1998). El pH óptimo de la SN es entre 5.5 a 6.0, de esta
manera se logra regular el contenido de bicarbonato (HCO3-) y solubilizar al
H2PO4- .
El pH de la SN puede variar dependiendo de la relación en la absorción de
aniones y de cationes, en la medida que las plantas absorben más aniones el pH
de la SN aumenta. La principal causa de la variación de la relación en la absorción
entre aniones y cationes depende de la forma química en que se administre el N
en la SN (Guill y Reisenauer, 1993). El pH de la SN se amortigua cuando una
parte del N se adiciona en forma de NH4+. Graves (1983) y Steiner (1984)
reportaron que no más de 10% del N debe ser administrado en forma de NH4+,
pero McElhannon y Mills (1978) y Sasseville y Mills (1979) señalaron que la mayor
producción de tomate se obtuvo con 20 % de N-NH4+ con relación al N total. El
NO3- puede ser asimilado para sintetizar compuestos orgánicos, o almacenado en
las vacuolas. Este último tiene entre sus funciones regular el balance entre
cationes y aniones, por osmoregulación (Granstedt y Huffaker, 1982). En el
proceso de asimilación del NO3-, las raíces liberan iones de hidróxido (OH-) y
HCO3- a la SN y se sintetizan aniones de ácidos orgánicos con el fin de mantener
el balance de cargas (aniones y cationes) y el pH (ácidos y bases) en la vacuola
(Martínes et al., 1994; Marschner,1995).
2.6. Producción acuícola.
A nivel mundial, la acuicultura es uno de los sectores productivos con mayor
crecimiento (6.6% anual), y en un futuro superará a la volúmenes de pesca de
captura como fuente de alimento (FAO, 2010). En Latinoamérica, la acuicultura ha
tenido un avance notable y los principales países con producción acuícolas son:
Brasil, México, Ecuador y Chile. Las principales especies producidas en estos
países son: el salmón, la trucha, la tilapia, los camarones y los moluscos bivalvos
(Ponce et al., 2006).
13
La acuicultura a escala mundial tiene como retos: proveer al mercado,
satisfacer el incremento del consumo per-cápita de productos acuáticos, ofrecer
alternativas para enfrentar el hambre en el mundo y abastecer la demanda de
alimentos generada por el crecimiento de la población mundial. También tiene el
desafío de lograrlo mediante una producción sustentable y amigable con el
ambiente que genere productos de alta calidad nutricional, funcionales, sanos,
inocuos y bio-seguros (Magallon et al., 2007).
En México 18% de la producción pesquera procede de la acuacultura, con
una tasa media de crecimiento anual de 3%. El 68% del camarón producido
proviene de la acuicultura, con una tendencia de crecimiento de 21% anual. Los
principales estados productores de camarón en México son: Sonora, Sinaloa y
Tamaulipas, en orden de importancia los dos primeros con producciones
principalmente provenientes de la camaronicultura y el último de captura. El
estado que cuenta con mayor extensión para la producción de camarón es
Sinaloa, con 40.000 hectáreas y posteriormente Sonora, con 21,000 hectáreas.
En los últimos años la acuicultura ha adquirido mayor importancia y hoy en
día es considerada como una actividad primaria (Fitzsimmons, 2000). La
acuicultura, además de tener importancia en la producción de alimentos, conlleva
beneficios sociales, tales como la generación directa e indirecta de fuentes de
empleo en todos los eslabones de la cadena productiva.
2.6.1. Cultivo de tilapia.
De acuerdo con Pillay, (2004), los taxónomos han intentado dividir el género
Tilapia con base principalmente en su comportamiento reproductivo. Así, las
especies que desovan en un sustrato, las cuales construyen nidos sobre el fondo
de los cuerpos de agua y ovopositor en ellos, retienen el nombre genérico de
Tilapia, mientras que las especies que incuban los huevecillos fecundados en la
boca de la madre o del padre se agrupan en un nuevo género, Sarotherodon (que
significa ―con dientes de cepillo‖). Más tarde se constituyó el nuevo género
14
Oreochromis para incluir las especies que desovan en nidos sobre el fondo de los
cuerpos de agua pero que incuban los huevecillos en la boca de la madre.
Las tilapias del genero Oreochromis pertenecen a la familia Cichlidae y
peces representativos de uno de los grupos de incubadoras bucales clasificados
por Trewavas (1983). El cuerpo de las tilapias es alargado y comprimido, su color
es variable conforme a su distribución geográfica, aunque normalmente es gris
plateado uniforme, con matices violeta en los flancos, con aletas dorsal y pectoral
rojizas. La cabeza del macho es invariablemente más grande que en la hembra,
alcanza un peso total de 250 a 300 g en 4 meses. En condiciones óptimas, esta
especie puede alcanzar en un año un peso aproximado de 800 g (Camacho et al,
2000).
2.6.2. Importancia del cultivo de tilapia.
La importancia del cultivo de tilapia radica en que esta es una fuente de
alimento con un alto contenido nutricional que ha contribuido positivamente en la
nutrición humana, tal es el caso de regiones rurales donde se cultivan en cuerpos
de agua con gran extensión, de los cuales hacen las extracciones los pescadores
nativos. Actualmente, el cultivo mundial de tilapia se ha incrementado en forma
constante desde los años 70´s. De acuerdo a los últimos diez años de información
disponible de la FAO (2008), la producción se incrementó de 703,000 t en 1995 a
1.675,000 t en el 2004. La tilapia Nilotica O. niloticus y la tilapia roja Oreochromis
sp. Las más especies más cultivadas y se producen en más de 100 países
(Fitzsimmons, 2000), de los cuales China es el mayor productor (FAO, 2008). En
cuanto a importaciones mundiales de tilapia. A nivel nacional, se conoce que
varias especies de tilapias fueron introducidas a México en los 60´s. Las especies
O. mossambicus y O. aureus fueron las primeras introducidas en 1964 (Pullin et
al., 1993).
Las tilapias se encuentran en muchos estados de México y se establecieron
como parte de la vida silvestre. Además, existen diversas especies y variedades
que se cultivan en diversos estados que cuentan con infraestructura desarrollada
15
para su producción comercial tales jaulas flotantes en embalses (presas) y geo
membranas (Fitzsimmons, 2000). Sin embargo, la producción nacional cuentan
con retos por superar como optimizar y mejorar la calidad genética de las líneas
de producción, establecer la tecnología de obtención de súper-machos, disminuir
el precio del alimento balanceado, entre otros; esto con la finalidad de buscar
mayores rendimiento que permitan aumentar sustancialmente la relación
beneficio-costo, que no es muy atractiva comercialmente en la actualidad (Castillo,
2005).
2.6.3. Producción de tilapia.
En México la producción de tilapia se lleva a cabo a través de la captura y la
acuacultura. La producción acuícola en México alcanzó 300 mil t en el 2011, por
encima de las 240 mil del año anterior, el cultivo de tilapia superó las 90 mil t, la
producción de tilapia ocupa el quinto lugar de la producción pesquera en México
por su volumen. Sin embargo por su valor comercial se ubica en tercer lugar.
El noventa y uno por ciento de la producción de tilapia provienen de la
acuicultura, y se cultiva en toda la República Mexicana siendo Veracruz, Sinaloa,
Michoacán, Jalisco y Tabasco los estados con mayor producción. En 2011, la
producción de tilapia en Sinaloa, en modalidad de cultivo o granjas, que es donde
se origina el mayor volumen de producción, alcanzó una producción de 5,793 t,
observándose un descenso de 31.06 %, ya que en 2010 se registró una
producción de 8,403 t, la cosecha más baja de los últimos cinco años.
Reportes de Conapesca señalan que en la modalidad de captura, en 2011
Sinaloa obtuvo una producción por pesca de 541 t, cifra que fue inferior en 31.33
% con respecto al año anterior cuando la producción llegó a 788,727 t. En Sinaloa
la producción de tilapia en sus dos modalidades en los últimos cinco años ha
registrado una baja de 12.54 %. No obstante en los últimos tres años, la tilapia ha
figurado en el cuarto lugar entre los principales productos de producción pesquera
en el estado, en donde el principal producto es la sardina, seguidos de los túnidos,
y en tercer lugar el camarón. De acuerdo a datos de la Conapesca, en Sinaloa son
16
pocas las empresas que se dedican a la producción de tilapia, en 2011 de las 727
unidades de producción acuícola solo 61 de éstas se dedican a la captura o cultivo
de tilapia. La producción de tilapia en captura y cultivo alcanzó un volumen de
4,552 t de enero a octubre de 2012, obteniendo el segundo lugar de producción
acuícola en el estado y el sexto lugar nacional en producción.
2.6.4. Hábitos de alimentación.
El género Oreochromis se clasifica como omnívoro, por presentar mayor
diversidad en los alimentos que ingiere, variando desde vegetación macroscópica
hasta algas unicelulares y bacterias, tendiendo hacia el consumo de zooplancton.
Las tilapias cuentan con órganos adaptados llamados: branquispinas con
las cuales pueden filtrar el agua para obtener su alimento, el cual consiste de
algas y otros organismos acuáticos microscópicos. Los alimentos ingeridos pasan
a la faringe donde son mecánicamente desintegrados por los dientes faríngeos.
Esto ayuda en el proceso de absorción de macromoléculas (carbohidratos,
proteína y lípidos) en el intestino. De forma general y en base a sus hábitos
alimenticios predominantes, el género se clasifica en tres grupos principales:
a) Especies omnívoras (que se alimentan tanto de plantas como de
animales): O. mossambicus, O. nilóticos, O. spilurus y O. aureus.
b) Especies fitoplanctófagas (que se alimentan de las algas y organismos
microscópicos conocidos como fitoplancton): O. macrochir, O. alcalicus, O.
galilaeus y S. melanotheron.
c) Especies herbívoras (se alimentan exclusivamente de plantas): T.
rendalli, T. zilii, T. sparmanni.
Los usos más importantes del alimento absorbido lo constituyen el
mantenimiento y el crecimiento de las especie. Una característica de la mayoría de
las tilapias es que se adaptan con mucha facilidad a los alimentos suministrados
artificialmente. En la acuicultura, el alimento balanceado es uno de los insumos de
17
mayor impacto económico, ya que representa del 30 al 60% de los costos de
producción (El-Sayed, 2002), aspecto asociado a su elevado contenido de harina
de pescado. El precio de los alimentos balanceados para peces está influenciado
principalmente por su contenido de proteína cruda y el precio de la materia prima
que proporciona ésta, que generalmente es la soya. Al mismo tiempo tiene un
impacto ambiental, ya que contamina las aguas residuales provenientes de los
estanques y que son vertidas a fuentes de agua, como ríos, y lagos, etc. La
cantidad de alimento proporcionada a la tilapia es del 3-4 % de su biomasa y debe
ser ajustado semanalmente con alimento balanceado que contenga del 28 al 32%
de proteína.
2.6.5. Crecimiento y etapas de desarrollo.
El crecimiento de la tilapia es isométrico en todas las etapas de su
desarrollo a partir del alevín y depende de varios factores como la temperatura,
densidad de individuos en el ambiente y principalmente el tipo de alimento
disponible. El ciclo biológico tiene su inicio a partir del apareamiento de los
reproductores en donde la hembra deposita los huevos en el nido que el macho ha
construido con su boca, el macho fecunda los huevos arrojando el esperma por
encima de estos, luego de éste proceso la hembra toma los huevecillos en su
boca, donde quedan adheridos en su mucosa bucal para ser incubados. El tamaño
de estos huevos varía entre 2 mm y 4 mm, así como el número, dependen del
tamaño de la hembra (Arredondo et al., 1994).
El ciclo de vida comprende cuatro etapas estas depende de varios factores
como la temperatura, el oxígeno disuelto, el pH, turbidez, la luz o luminosidad y el
tipo de alimentación. La mayor tasa de crecimiento la presentan los machos de 6 a
8 meses, el crecimiento promedio de estos es de 18 a 25 cm, con un peso de 150
a 300 g (Morales, 2003).
a) Alevín: Se llama así al pez recién salido del huevo y que aún conserva el
saco vitelino. Este estadio dura aproximadamente de 10 días a 15 días, en los que
la hembra protege a los alevines de 5 días a 8 días, durante los cuales estos
18
entran y salen con frecuencia de la boca de la madre, teniendo una talla entre 0.7
cm a 1.4 cm.
b) Cría: Se denomina así al pez cuando absorbió por completo el saco
vitelino y comienza alimentarse por sí mismo. En este estadio alcanzan una talla
de 3 cm a 5 cm en un período de 15 días a 30 días (Klinge et al., 2000).
c) Juvenil: peces con una talla que varía entre 5 y 10 cm, la cual alcanzan
a los 2 meses de edad.
d) Adulto: Este estadio se alcanza a partir de los 10 cm a 18 cm de
longitud y pesos entre 70 g y 100 g, características que se obtienen a los tres
meses y medio de edad. (Arredondo, 1994).
2.6.6. Requerimientos medioambientales.
Temperatura: Los intervalos óptimos de temperatura oscilan entre 20-30 ºC,
pueden soportar temperaturas menores. A temperaturas menores de 15 ºC no
crecen. La reproducción se da con éxito a temperaturas entre 26-29 ºC. Los
límites superiores de tolerancia oscilan entre 34-36 ºC (Kitaev, 2002).
Salinidad: O. niloticus es una especie eurihalina, puede vivir en aguas dulces,
salobres y marinas (0 a 40 g kg-1) y en algunos casos, por arriba de esta salinidad
(Tenorio, 2003).
Oxígeno disuelto: Las tilapias del genero Oreochromis, soportan concentraciones
de oxígeno en aguas cálidas ≥5 mg L-1 y valores bajos de 0.5 mg L-1 (Morales,
1991).
pH: Los valores de pH del agua que se recomiendan para un cultivo, son aquellos
que más bien favorecen la productividad natural del estanque (7 - 8). Por debajo
de 4.0 se presenta la muerte ácida y por encima de 11.0 la muerte alcalina
(Arredondo y Ponce, 1998).
19
Compuestos Nitrogenados: El género Oreochromis a diferencia de otros peces,
son tolerantes a diversas sustancias toxicas, entre estas se encuentran los
desechos metabólicos excretados por los mismos peces o los excedentes de
alimento no consumido, que quedan en el fondo de los estanques, estos, por
ciertos procesos bioquímicos se convierten en amonio, sin embargo, la
concentración de este compuesto nunca deberá ser superior a 0.1 mg L-1
(Camacho et al, 2000).
En el caso de los nitritos y nitratos son compuesto tóxicos para la mayoría
de los peces, concentraciones elevadas de estos compuestos inhibe el
crecimiento de los peces y afecta la sobrevivencia causando la enfermedad de la
―sangre achocolatada‖ los nitritos son tomados a través de las células de cloro y
se unen a la hemoglobina oxidando el átomo de hierro formando
metahemoglobina, fase oxidada que impide el transporte de oxígeno, por lo que el
pez sufre una disminución en la tensión de oxigeno (Colt et al., 1981). El cultivo de
tilapia es tolerante a concentraciones de nitrógeno por debajo 27 mg L-1 como
nitrito.
2.7. Cultivo de camarón.
La acuicultura es una industria que se ha convertido en una de las
alternativas con mayor viabilidad económica para la producción de alimento,
apoyándose en técnicas y procesos sobre los cuales se cultivan organismos
acuáticos en condiciones controladas (Guerrero-Olazarán et al., 2004;
Montemayor-Leal et al., 2005). En la última década, el cultivo de camarón se ha
desarrollado de manera exponencial en todo el mundo, expandiéndose más que
cualquier otro sector productivo pecuario (Allsopp et al., 2008). Esta actividad
desempeña un papel fundamental en la subsistencia de millones de personas en
todo el mundo. De acuerdo al último reporte mundial de la FAO, el camarón
continúa como el principal producto acuático comercializado, alcanzando ingresos
superiores a los 14, 000 millones de dólares (FAO, 2009).
20
En México, la camaronicultura se ha incrementado en el Noroeste del país
en donde se encuentran el 89% de las has de producción. En 2008 en Sonora y
Sinaloa se produjeron 114,317 t que representó más del 90% de la producción en
el país (Rosenberry, 2007). Sin embargo este desarrollo acuícola el cual se
desarrolla en la zona costera, ha ocasionado un grave deterioro en los
ecosistemas acuáticos debido a descargas de nutrientes, materia orgánica y
sólidos en suspensión. Se estima que en México se descargan por año a los
cuerpos de agua 130,000 t de materia orgánica, 9,360 t de nitrógeno y 3,040 t de
fósforo producto del cultivo de camarón (Martínez-Córdova et al., 2009).
2.7.1. Hábitat y biología de la especie.
El camarón blanco del Pacífico, Litopenaeus vannamei, es la especie más
cultivada en el mundo. El camarón blanco es nativo de la costa oriental del
Océano Pacífico, desde Sonora, México al Norte, hacia Centro y Sudamérica
hasta Tumbes en Perú, en aguas cuya temperatura es normalmente superior a
20°C durante todo el año. El camarón L. vannamei se encuentra en hábitats
marinos tropicales. Los adultos viven y se reproducen en mar abierto, mientras
que la postlarva migra a las costas a pasar la etapa juvenil y pre adulta. Los
machos maduran a partir de los 20 g y las hembras a partir de los 28 g en una
edad de entre 6 y 7 meses. En la primera etapa, la larva, denominada nauplio,
nada intermitentemente y es fototáctica positiva. Los nauplios no requieren
alimentación, se nutren de su reserva embrionaria. Las siguientes etapas larvarias
(protozoea, mysis y postlarva temprana respectivamente) continúan siendo
planctónicas, se alimentan del fitoplancton y zooplancton, y son transportados a la
costa por las corrientes mareales. Las postlarvas (PL) cambian sus hábitos
planctónicos unos 5 días después de su metamorfosis a PL, se trasladan a la
costa y empiezan a alimentarse de detritos bénticos, gusanos, bivalvos y
crustáceos (FAO, 2014).
21
2.7.2. Requerimientos medioambientales.
La calidad de agua del cultivo de camarón eurihalino no difiere grandemente
del cultivo tradicional; es decir, se debe mantener una concentración de oxígeno
disuelto en el agua superior a 3 mg L-1, la salinidad puede ser variable como
mínimo 0.5 g L-1, ya que concentraciones menores afectan la sobrevivencia.
Algunos autores mencionan que L. vannamei posee una gran tolerancia a
variables ambientales para soportar un intervalo de salinidad entre 0.5-45 g kg-1
(Wyban y Sweeny, 1991; McGraw et al., 2002). Tal intervalo de tolerancia la
convierte en una especie particular para el cultivo epicontinental. El pH debe ser
cercano al neutro o ligeramente alcalino (7 – 8). En el caso de la temperatura, el L.
vannamei se considera una especie euritérmica en sus primeras etapas de vida
(larva y postlarva) y estenotérmico a partir de pre adulto. Es importante evitar
temperaturas del agua por debajo de 23°C y por encima de 34°C ya que se reduce
la tasa de alimentación y de crecimiento (Davis et al., 2004; Collins et al., 2005).
2.7.2.1. Importancia del camarón como cultivo epicontinental.
La camaronicultura epicontinental es una manera de producción viable para
aquellos lugares donde el alto costo y la escasez de suelo cerca de la costa es un
problema. Esta actividad es una alternativa de uso para cuerpos acuáticos donde
se requiere diversificar su explotación para convertirse en una fuente de ingresos
a las comunidades cercanas (Valenzuela et al., 2002).
El desarrollo de cultivos epicontinentales de camarón en agua de baja
salinidad se considera una opción con viabilidad contra la contaminación costera
(Saoud et al., 2003;). El cultivo de camarón blanco del Pacífico L. vannamei en
aguas epicontinentales se está extendiendo con rapidez, esta variación en el
cultivo permite desarrollar esta actividad en tanques a diferentes densidades y a
diferentes salinidades aprovechando su capacidad eurihalina por lo que es factible
su cultivo en zonas donde la fuente de abastecimiento de agua es baja en sales
(Roy et al., 2007; Esparza-Leal et al., 2010). La camaronicultura epicontinental
posee gran importancia económica y tiene la ventaja que el camarón puede ser
22
cultivado cerca de los grandes mercados y ser ofrecido verdaderamente fresco a
los principales centros de consumo de muchas ciudades, tal como ocurre en
China, Ecuador, Tailandia y Estados Unidos de América (Boyd y Thunjai, 2003).
En Baja California, Jalisco y Colima, se cuenta con la tecnología disponible y la
experiencia que permite producir camarón blanco del Pacífico L. vannamei en
sistemas intensivos en agua a muy baja salinidad (0.5 g kg-1), alcanzando
rendimientos cercano a 10 toneladas por hectárea (Angulo et al., 2005; Comité
Estatal de Sanidad Acuícola del Estado de Colima, A.C; 2010 com. pers.).
2.7.2.2. Sistemas integrados en cultivo de camarón epicontinental.
Existen sistemas de producción integrados en donde la interacción de
técnicas agrícolas y pecuarias se unen a través de eslabones de la agro cadena
en forma armónica. Algunos de estos sistemas pueden ser de tipo orgánico,
evitando el uso de sustancias químicas brindando productos alimenticios sanos
para el consumo humano (Rojas-Bourrillón, 2006).
En el cultivo de camarón en agua de baja salinidad es posible la integración
de sistemas agro acuícolas donde el agua de desecho producto de la acuicultura
es aprovechada para irrigar cultivos agrícolas, aportando nutrientes orgánicos
esenciales al suelo. Los sistemas integrados y acaponicos (integración de
acuicultura y sistemas hidropónicos) se encuentran actualmente en práctica y
figuran como una alternativa viable y ecológica que fomenta la conservación del
medio ambiente con el reciclaje de nutrientes (Pardo et al., 2006). Con este
manejo de efluentes, se aprovechan los recursos y se amortigua el impacto
ambiental en la zona. Si por alguna razón la granja de camarón no cuenta con la
integración del sistema agro acuícola, se pueden proponer alternativas que sirvan
para mitigar el impacto de los efluentes de la granja. Algunas medidas que se
recomiendan son la creación de estanques de sedimentación para que los sólidos
suspendidos del agua de desecho se precipiten, y posteriormente el agua con
menor carga orgánica sea transferida a otro en donde se desarrolle el cultivo de
especies (Jory y Cabrera, 2003; SENA, 2007).
23
2.7.3. Compuestos nitrogenados en el cultivo de camarón.
De acuerdo con Colt y Armstrong (1981), tanto el amonio como el nitrito
pueden estar presentes en los sistemas de cultivo en niveles tóxicos; estos
compuestos son contaminantes en los sistemas acuáticos (Russo et al., 1981),
como un producto intermediario durante la nitrificación, puede estar presente a
altas concentraciones en los sistemas de cultivo camaronícolas, aún con
recambios de agua frecuentes (Chen y Chen, 1992), e incluso en cuerpos
acuáticos que reciben los efluentes nitrogenados de diversas industrias, debido a
un desbalance entre las poblaciones de bacterias encargadas de los procesos de
nitrificación y de nitrificación (Cheng y Chen, 1998). Entre los principales efectos
tóxicos del NO2- sobresalen aquellos que tienen una relación directa en el
transporte del oxígeno, oxidación de importantes compuestos y daños a los
tejidos.
Con respecto a los nitratos, el producto final de la nitrificación (Pierce y
Weeks, 1993), estos son los compuestos nitrogenados inorgánicos menos tóxicos,
sin embargo puede ser un potencial problema cuando sus niveles aumentan y se
acumulan. La toxicidad de estos compuestos es debido a sus efectos sobre la
osmoregulación y posiblemente sobre el transporte de oxígeno (Colt y Armstrong,
1981). De acuerdo con Wickins (1976), el valor de la LC50 a 96 hr para organismos
acuáticos varía de 1,000 a 3,000 mg L-1 de N-NO3-.
En sistemas cerrados y semi-cerrados, tales como los sistemas de cultivo,
los nitratos frecuentemente, se hallan presentes en concentraciones mucho más
elevados que los que se encuentran en las aguas costeras naturales. En algunos
de estos sistemas semi-cerrados o cerrados se ha involucrado a los métodos
biológicos a partir de la asimilación y la de nitrificación. Sin embargo, su aplicación
es limitada debido a las dificultades de operación y a que se considera que los
nitratos no constituyen un riesgo en las concentraciones en que normalmente se
encuentran (Spotte, 1979). El nivel aceptable de nitratos para agua de mar de
cultivo se considera generalmente de 88.6 mg NO3- L-1 (Kinne, 1976; Spotte,
1979).
24
2.8. Acuaponia.
El avance en tecnologías agropecuarias ha permitido el desarrollo de
sistemas de producción innovadores, tal es el caso de la acuaponía, esta se define
como la producción simultánea de peces (cultivo primario) y plantas (cultivo
secundario) (Rakocy et al., 2003). De acuerdo a Diver (2006) esta actividad está
ganando atención como un sistema bio-integrado de producción de alimentos, y
que podría realizarse en los sistemas de circulación cerrados de acuicultura. Las
ventajas de acuaponía se incluye: el prolongado re-uso del agua y la minimización
de las descargas; además la integración de los sistemas de producción de peces y
plantas permite un ahorro de costos (Adler et al., 2000) con lo que se mejora la
rentabilidad de los sistemas de acuicultura.
La intensificación de un sistema se basa en la necesidad de incrementar la
productividad, teniendo en cuenta el ahorro de recursos naturales que con lleven a
un desarrollo sostenible. Un sistema de recirculación acuícola supone un
considerable ahorro de agua y fertilizantes, ya que el agua sólo se agrega para
remplazar las pérdidas por la absorción de las plantas, la evaporación o la
extracción de la biomasa del sistema, esta puede ser dulce o salada en función de
los peces y la vegetación utilizada.
Entre los países de los cuales se tiene conocimiento en el desarrollo de
esta actividad se encuentran: Australia, Canadá, Estados Unidos, Holanda, Korea,
y México. La tecnología se ha venido mejorando y adaptando a las distintas
condiciones de cada uno de ellos, las cuales pueden ser: condiciones climáticas,
especies de cultivo, regulaciones, costos de producción, entre otras.
En un ambiente controlado (invernadero) para acuaponía comercial se crea
un mini ecosistema, en donde, tanto las plantas como los peces, pueden vivir y
prosperar (Scott, 2006). Dentro del sistema de acuaponía la selección de las
plantas adaptadas al cultivo en invernaderos, está relacionada a la densidad de la
población de los peces en los estanques y la concentración de nutrientes de los
efluentes de la acuicultura.
25
2.8.1. Tipos de cultivos en acuaponía.
Los tipos de cultivo pueden ser muy variados, en el caso de los vegetales,
los más productivos son los cultivos de hoja debido a la baja demanda de
nutrientes como es lechuga, repollo, hierbas aromáticas y medicinales, mientras
que cultivos de fruta como fresas, pimientos, tomate, pepino, calabaza, melón,
berenjena, etc., requieren de la adición de fertilizantes sintéticos en las soluciones
nutritivas para tener un buen rendimiento (Diver, 2006).
Las especies de peces que han sido cultivadas con éxito en los sistemas de
acuaponía son tanto de agua dulce y como de agua salada, yal es el caso del
camarón y el cauque; así como diferentes especies de peces de agua fría y cálida.
Las especies más utilizadas son: Carassius auratus auratus (pez oro) y Cyprinus
carpio (koi), para agua fría y Astronotus Ocellatus (pez oscar) o, Siruliforme (pez
gato), Oreochromis niloticus (tilapia), Oncorhynchus mykiss (trucha arcoíris), Perca
fluviatilis (perca de rio) entre otras. Una de las especies que se ha adaptado mejor
es la tilapia, esta especie es tolerante a condiciones fluctuantes del agua, como el
pH, temperatura, oxígeno y sólidos disueltos, además ha sido la especie que tiene
mayor cantidad de reportes con el uso de esta tecnología.
2.8.2. Ciclo de la acuaponía.
En este sistema, los peces son nutridos con alimento balanceado. El pez
toma el alimento y excreta el nitrógeno de las proteínas en forma de nitrógeno
amoniacal total (NAT). El NAT que se generan en el cultivo de los peces, es
utilizado por las bacterias y convertidos en nitratos. Una vez formados los nitratos,
las plantas los absorben a través de sus raíces y (Ramírez et al, 2008; Nelson,
2008) el agua vuelve nuevamente hacia las unidades de cultivo de los peces, y así
el ciclo continúa indefinidamente (León, 2012). El nitrógeno amoniacal total se
compone de dos especies químicas: el amonio no ionizado (NH3) y amonio
ionizado (NH4+) (Losordo, 1998). El NH3 es extremadamente tóxico para los peces,
y su concentración depende del pH y la temperatura del agua. Existen diferentes
estrategias de filtración biológica que han sido utilizadas para el control del NAT,
26
las cuales incluyen el uso de la zeolita que han sido evaluada con resultados
alentadores (Rafiee, 2005). Si bien no se encuentran bien definidos los efectos
sub-letales del NH3, concentraciones de 0.02 a 0.07 mg L-1 han demostrado
reducir el crecimiento y provocar daños en los tejidos branquiales en especies de
aguas cálidas.
Los nitritos son un producto intermedio en el proceso de nitrificación y así
como el NH3, son tóxicos también en concentraciones relativamente bajas,
dependiendo de la especie a cultivar. Concentraciones de 0.5 mg L-1 son
estresantes para el bagre (Ictalurus puntactus), mientras que concentraciones de 5
mg L-1 parecen causar un ligero estrés en el caso de la tilapia (Masser, 1999).
2.8.3. Compuestos nitrogenados en la integración de peces y plantas.
El nitrógeno es el cuarto elemento más abundante en el ambiente, y se
encuentra en el tejido vegetal, éste es parte importante de los constituyentes de
las plantas, proteínas y clorofila. Con lo que respecta a las plantas, estas lo
pueden aprovechar en forma de NO3- o NH4
+ por lo que en hidroponía es posible
utilizar estas fuentes nitrogenadas en soluciones nutritivas y en sistemas de
recirculación (Mengel y Kirkby, 1987).
En la acuicultura, el nitrógeno es uno de los residuos generados en el
cultivo de peces y crustáceos, estos organismos excretan varios productos
nitrogenados por difusión e intercambio iónico a través de las branquias, orina y
heces. La descomposición de estos compuestos es especialmente importante en
sistemas de recirculación acuícola debido a la toxicidad del amoníaco, nitrito y
nitrato (Wheaton, 1985). El amoniaco es el principal producto final del catabolismo
de las proteínas de peces y crustáceos a través de una serie de procesos
metabólicos, es excretado hacia el ambiente y a través de la amonificación de la
materia orgánica tal como el alimento no consumido y heces. La toxicidad del
amoniaco afecta la supervivencia, crecimiento, muda, osmolaridad, consumo de
oxígeno, excreción de amoniaco y otros aspectos fisiológicos en los organismos
acuáticos. Concentraciones altas de amoniaco acumuladas en el agua del
27
estanque causan mortalidades en crustáceos y peces. Se han reportado que altas
concentraciones de amoniaco en el agua causan el incremento de urea y
glutamina y disminuyen los niveles de arginina en la hemolinfa del camarón. El
amoniaco en el agua afecta la respuesta inmune de peneidos y algunos peces
conllevando a la susceptibilidad de infección por patógenos.
En el caso del amoniaco ionizado o ión amonio (NH4+) y el amoniaco no
ionizado (NH3) se encuentran estrechamente relacionados a través del equilibrio
químico, las concentraciones relativas de NH4 + y NH3 dependen básicamente del
pH y la temperatura del agua (Russo, 1985): a medida que los valores de pH y
temperatura aumentan, la concentración de NH3 también aumenta pero la
concentración de NH4 + disminuye. El amoniaco no ionizado es muy tóxico para los
animales acuáticos, en especial para los peces, mientras que el ión amonio es
apreciablemente mucho menos tóxico. La acción tóxica de NH3 según (Camargo y
Alonso, 2006) se debe a: destrucción del epitelio branquial; estimulación de la
glucólisis y supresión del ciclo de Krebs; inhibición de la producción de ATP y
reducción de sus niveles; alteración de la actividad osmorreguladora y/o a la
disrupción del sistema inmunológico. No obstante, niveles elevados de Na+ y Ca2+
en el medio acuático pueden reducir la susceptibilidad de los animales a la
toxicidad del amoniaco (Environment, 2001).
La acción tóxica de NO3- es debida básicamente a la conversión de los
pigmentos respiratorios en formas que son incapaces de transportar y liberar
oxígeno. Para ello, el nitrato debe convertirse previamente en nitrito bajo las
condiciones internas del animal. Sin embargo, el nitrato presenta una menor
toxicidad que el nitrito y el amoniaco como resultado de su baja permeabilidad
branquial, lo cual hace que su absorción a través de las branquias sea más
limitada. En general, los animales marinos son más tolerantes que los animales de
agua dulce a la toxicidad del nitrato. Ciertos crustáceos (anfípodos), insectos
(tricópteros) y peces (salmónidos) destacan como los más sensibles.
El nitrato es el producto final de la nitrificación y es el menos toxico de los
compuestos nitrogenados, durante la nitrificación del amoniaco a través de la
28
bacteria oxidante Nitrosomonas, también es tóxico para peces y crustáceos. El
nitrato, un producto final durante la nitrificación del amoniaco y el principal
componente del ciclo del nitrógeno es considerado menos tóxico al compararse al
nitrito y amoniaco. Estos sistemas de producción deben estar integrados de tal
manera que ninguno de los cultivos anteriormente mencionado sea perjudicial
para cada uno de ellos, es por eso que debe existir una relación adecuada de los
nutrientes proporcionados por las soluciones de acuaponía los cuales favorezcan
el óptimo crecimiento de las plantas y no afecten a los peces.
Hasta el momento existen muchos trabajos realizados en sistemas
integrados de acuaponía, pero es escasa la información donde se haya cultivado
tomate, camarón y tilapia en un solo sistema. A continuación se destacan algunos
trabajos enfocados en cultivos acaponicos con diferentes especies de hortalizas y
organismos acuáticos.
Adler et al., (2000) observo la relación económica entre un sistema de
recirculación para la producción de trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss) para la
producción de lechuga (Latuva sativa) y albahaca dulce (Ocimun basilicum) en
sistema hidropónico, observándose que se redujeron las concentraciones de los
niveles de fósforo en los efluentes de la granja < 0.1 mg L-1.
Rakocy (2003) evaluó la producción de tilapia y hortalizas en un sistema
acuaponico, cultivando tilapia roja (O. mosssambicus), tilapia del Nilo (O.
niloticus), albahaca (Ocimum basilicum) y okra (Abelmoschus esculentus), esta
producción fue comparada con la obtenida en campo mediante prácticas
tradicionales, obteniendo mejores resultados en este sistema, la especie que
mostro mejor producción fue la tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) con un
promedio de 813.8 g y una supervivencia de 98.3%.
La acuaponía es una tecnología apta para el cultivo de plantas en
invernaderos y su producción es significativamente superior a la hidroponía, este
modelo desarrollado en sistemas de acuaponía resulta favorable para condiciones
al aire libre y a su vez puede ser adaptado con éxito en condiciones de
29
invernadero (Savidov, 2005).México, es uno de los países que desde hace 7 años
comenzó con pruebas en sistemas experimentales y granjas comerciales de
acuaponía con resultados favorables. Esto se atribuye a la problemática
agroindustrial y escasez de agua en la zona costera del Estado de Baja California,
y a partir de ello surge la necesidad de buscar alternativas para mejorar las
condiciones respecto al desarrollo económico. Es así como nace una sociedad
rural en la cual inician operaciones para producir de manera comercial especies
acuícolas (tilapia, trucha), hortalizas orgánicas y especies aromáticas,
implementando sistemas de acuaponía dentro de invernaderos. Actualmente este
sistema obtiene aproximadamente 3 toneladas de tilapia por ciclo y una
producción semanal de 300 a 350 g/m2 de albahaca, con esta tecnología se
implementa la rotación de cultivos para obtener producciones constantes de
hortalizas (León, 2012).
Ramos (2006) comenzó a producir en invernadero el cultivo de tilapia
nilotica junto con lechuga (Lactuca sativa) y albahaca (O. basilicum) en sistemas
acuaponicos. La finalidad del cultivo de estos organismos es optimizar el uso de
nutrientes e incrementar la rentabilidad de la operación, disminuir los costos de
producción e impactar lo menos posible al medio ambiente. Al incrementar la
producción se implementan sistemas de fertiriego donde se puede cultivar jitomate
cherry, saladette, betabel, acelga, espinaca, brócoli, pepino, calabaza, anthurium,
cebollín, y cilantro, además, con este sistema se pueden utilizar sustratos
naturales como la fibra de coco, el musgo o la turba, en algunos casos rocas de
origen volcánico como perlita y tezontle.
El Departamento de Acuicultura (CICESE), en el 2008 llevó a cabo un
experimento en el cual se usaron los efluentes de un sistema de recirculación
acuícola en el cual se cultivó tilapia nilótica (O. niloticus) para el cultivo de fresa
(Fragaria ananassa variedad camarosa) con el fin de medir la dinámica de 3
macronutrientes en el sistema. Segovia (2008) menciona que en estos sistemas
de acuaponía se pueden producir peces y plantas en zonas áridas o cercanas a
los lugares de consumo, eliminando substancialmente la descarga de los
30
nutrientes en los efluentes acuícolas, generar producción a lo largo del año y
equiparar la producción vegetal a un sistema hidropónico, si los nutrientes del
cultivo vegetal son complementados
Mariscal et al., (2012) integro el cultivo de tomate (L. escueletum Mill.) con
efluentes de granjas de camarón (L. vannamei) a baja salinidad en sistema de
acuaponía para evaluar el rendimiento y producción de ambos cultivos. A partir de
este trabajo, se demuestra que el sistema de cultivo de camarones y tomate es
factible debido al ahorro de los principales nutrientes (nitrógeno, fosforo y potasio),
consumo de agua de 2.1 m3 por kg de fruto y la disminución de las descargas de
efluentes de camarón al medio. Sin embargo, se necesita más investigación para
ajustar el sistema de cultivo de camarón al número de plantas de tomate por área
densidad de camarón para optimizar la composición del agua que se utiliza en
términos de los principales iones (concentración y proporción) y salinidad.
31
llI. JUSTIFICACIÓN
Hoy en día la actividad agropecuaria experimenta diversas problemáticas
en la que sobresalen escasez de agua y la baja disponibilidad de espacios para
aumentar la productividad. Ante tal problema se han implementado diversas
técnicas en las cuales el suelo no infiera en el crecimiento, tal es el caso de la
acuaponía donde se hace un prolongado re-uso del agua y se integra el sistema
de producción de peces y plantas permitiendo ahorro en costos de producción. La
acuaponía es una herramienta innovadora que surge de la necesidad de cultivar
alimentos de manera factible, utilizando zonas donde la calidad del suelo no es
adecuado e integra sistemas de producción agro acuícolas, integrando sistemas
de recirculación cerrados donde los residuos producidos no contaminan el
ambiente.
La relación que existe entre los nutrientes se enfoca básicamente en las
concentraciones de nitratos y amonio ya que si uno de estos dos compuestos no
se encuentra en concentraciones adecuadas resulta perjudicial para uno de los
dos cultivos. La relación entre el amonio y nitrato es de gran importancia, afecta
tanto al suelo, las plantas y peces, y puede ejercer un efecto toxico en el
crecimiento de los organismos. En el caso de las plantas, la toxicidad por amonio
se ha atribuido a la acidificación de la zona radical, la disminución en la absorción
de cationes y a la acumulación en tejidos vegetales. En sistemas acuícolas los
desechos metabólicos de los peces son acumulados en los estanques, estos
pueden alcanzan niveles utilizables por las plantas para satisfacer sus
requerimientos nutricionales.
Actualmente existe una escasez de estudios relacionados con la producción
de tilapia, camarón y tomate en sistemas de acuaponía. Estos sistemas de
producción deben estar integrados de tal manera que exista una relación
adecuada de los nutrientes proporcionados por las soluciones de acuaponía los
cuales favorezcan el óptimo crecimiento de las plantas y no afecten a los peces.
32
lV. HIPÓTESIS
Existe una concentración adecuada de nitratos (NO3-) y amonio (NH4
+) en la
solución nutritiva para tomate que no afecte el crecimiento de tilapia y camarón en
condiciones de acuaponía.
33
V. OBJETIVOS
5.1. Objetivo general.
Comparar las concentraciones de nitratos (NO3-) y amonio (NH4
+) en las
soluciones de acuaponía que favorezca el adecuado crecimiento de los
organismos (tilapia y camarón) y la producción de tomate.
5.2. Objetivos Específicos.
1. Monitorear los parámetros fisicoquímicos en los cultivos acuícolas.
2. Evaluar el crecimiento, la sobrevivencia y la producción de tilapia, el
camarón y el tomate en diferentes concentraciones de nitratos (NO3-) y
amonio (NH4+).
3. Medir las concentraciones de macro y micro nutrientes presentes en las
plantas de tomate y soluciones de acuaponía.
4. Evaluar el efecto del filtro de zeolita en la retención de amonio en los
efluentes provenientes de organismos acuáticos.
34
Vl. MATERIALES Y MÉTODOS
6.1. Localización y descripción del área experimental.
El desarrollo del experimento se llevó a cabo en las instalaciones del Centro
Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Regional Unidad Sinaloa
(CIIDIR- IPN Unidad Sinaloa), con latitud 28°32´48´´ N y longitud 108° 28´53´´ O, a
una elevación de 15 msnm.
6.2. Instalaciones del invernadero.
El invernadero utilizado fue tipo casa sombra de 162 m2 con una altura
máxima de 3.5 m, sombreado al 20% con malla sombra, y protegido con malla
antiáfidos. Las temperaturas registradas en el interior del invernadero fueron
similares a las del exterior ya que no se contó con un sistema de control de
temperaturas, fluctuando estas de 9 a 38°C durante el ciclo de cultivo (Figura 1).
Figura 1. Instalaciones del invernadero.
6.3. Cultivos acuícolas.
Los organismos acuícolas (camarón y tilapia) se cultivaron en estanques
circulares color negro de 1. 8 m2 de área y 1000 L de capacidad, situados frente al
invernadero (Figura 2).
35
Figura 2. Estaques de cultivos acuícolas.
El agua suministrada para el cultivo de camarón fue una mezcla de agua de
pozo y agua de mar para obtener una salinidad de 15 mg L-1 la cual fue
disminuyendo durante todo el desarrollo del experimento hasta legar a una
salinidad de 8 mg L-1. Cada estanque fue equipado con un sistema de aireación
constante a través de manguera difusora.
6.4. Fuente de Agua.
El agua de pozo que se utilizó para el cultivo del camarón y la tilapia se
obtuvo de un lugar cercano al área experimental, la cual fue analizada
previamente para conocer su concentración iónica, ya que a partir de esta fuente
se cubrieron los requerimientos de los cultivos acuícolas y las soluciones
nutritivas.
6.5. Sistema de acuaponía.
Para el experimento se utilizó un sistema de recirculación acuícola semi
estático cerrado no continuo, la recirculación iniciaba en los estanques de cultivos
acuícolas color negros circulares con capacidad de 1m3 de agua, en donde con la
ayuda de una bomba sumergible marca Truper ® de ½ HP se transportaba a los
36
depósitos de 400 L que se encontraban en el invernadero, cabe señalar que los
efluentes de tilapia y camarón (tratamientos III y IV) se recircularon a través de
filtros de zeolita circulares de 1 m de altura con capacidad de 100 L, con el fin de
disminuir la concentración de amonio proveniente de los afluentes de los cultivo a
acuáticos y retener sólidos de gran tamaño para evitar problemas de
taponamientos en el sistema de bombeo.
Las soluciones de camarón y tilapia fueron ajustadas según sus deficiencias
con fertilizantes sintéticos y ácido sulfúrico, el drenado de estas fue dirigido por
tuberías hacia las plantas y tanques colectores. La recirculación de estas
soluciones se realizó varias veces de plantas a tanques colectores y de tanques
colectores a plantas a través de bombas (Truper ® de ½) hacia el tanque principal
del sistema, cuando la solución perdió su calidad para el cultivo de tomate (alta
concentración de pH, CE y bajo contenido de NO3-) y estas eran aptas para los
cultivos acuícolas, las soluciones se transferían a los estanques de camarón y
tilapia respectivamente.
El agua que se perdía sistema por evaporación y evapotranspiración fue
remplazada diariamente en los estanques. El riego de las soluciones nutritivas
para las plantas se aplicó de manera constante con intervalos de 5 minutos cada
media hora en etapa de floración y cada 15 minutos en etapa de fructificación. Las
soluciones nutritivas se analizaban a la salida del estanque, entrada a los
contenedores y al finalizar el ciclo de recirculación, con el fin de monitorear los
contenidos nutricionales y deficiencias de las soluciones.
6.6. Organismos acuícolas.
La especie de camarón utilizada fue L. vannamei con un peso promedio de
21.5 ± 0.68 g los cuales fueron proporcionados por el laboratorio de Acuacultura
del CIIDIR- IPN Unidad Sinaloa. Para el cultivo de tilapia (O. niloticus) se utilizaron
organismos provenientes de la presa Bacurato con peso promedio de 11.5 ± 0.56
estos se trasladaron hasta las instalaciones del Centro de Investigación para su
posterior aclimatación y toma de biometrías (longitud y peso inicial).
37
6.7. Producción de organismos acuícolas.
La densidad de siembra del cultivo de camarón fue de 40 organismos por
m3 y 50 tilapias m3 y estos fueron alimentados diariamente con alimento comercial
(Purina ®) a razón del 2% de su biomasa. Los parámetros evaluados diariamente
fueron pH, conductividad eléctrica (CE, dS m-1), temperatura (°C) con un
multímetro (Hanna HI 9813-5), oxígeno disuelto (OD, mg L-1) a través de un
oxímetro (YSI 55), y salinidad (g L-1) con un refractómetro (SRS-E) en cada
estanque respectivamente. Semanalmente se tomaron muestras de agua de las
tinas para evaluar el contenido de NO3- y NH4
+. La concentración de nitrógeno
amoniacal total (NAT) se analizó mediante la técnica del nefato descrita por
(Parsons et al., 1984), los nitratos (N-NO3-) se evaluaron mediante la reducción en
una columna de cadmio activo (Parsons et al., 1984).
Se realizó un análisis de crecimiento por medio de biometrías mensuales a
partir del inicio del experimento (Figura 3), con el objeto de evaluar su crecimiento
en peso y talla también para determinar la ración alimenticia.
Figura 3. Biometrías en organismos acuáticos: A) Peso en camarón, B) Longitud en
tilapia.
Para evaluar el factor de conversión alimenticia, tasa de crecimiento
específico y tasa de supervivencia se hiso uso de las siguientes formulas:
B) A)
38
Factor de Conversión Alimenticia (FCA):
Dónde: A = Alimento Ingerido.
C = Peso ganado.
Tasa de crecimiento específico (TCE):
Dónde: Puf = peso final (g).
Pi = peso inicial (g).
t = tiempo (días).
Tasa de sobrevivencia (TS):
6.8. Material vegetal.
El experimento se desarrolló con planta de tomate Canes F1 hibrido Alisen
tipo saladito (Figura.4) con las siguientes característica genotípicas: variedad
indeterminado con pedúnculo único. Son plantas vigorosas y altas, producen
frutos de forma redonda aplanados con alta uniformidad de larga vida útil, la piel
es resistente y de gran firmeza, resistente a: virus del mosaico del tabaco (TMV),
verticillium, Fusarium oxysporum lycopersici 1.2; Fusarium oxysporum radicis,
Fulvia fulva (A, B, C, D, E).
TS = (N° Final de organismos/ N° inicial de organismos) * 100
TCE (%/día) = (Pf - Pi) * 100 t
FCA = A / C
39
Figura 4. Frutos de la variedad Canek F1.
6.9. Producción de planta de tomate.
En el laboratorio de Nutrición vegetal del CIIDIR- IPN Unidad Sinaloa se
germino la semilla de tomate. Para la germinación las semillas se colocaron en
charolas de unicel de cavidad redonda, con un total de 112 cavidades, con
diámetro superior de 3.60 cm y una profundidad de 11 cm y una dimensión de
59x35 cm, las cuales contenían turba (PRO-MOSS TBK) previamente húmeda, se
envolvieron en polietileno negro y se colocaron a en un horno a 35°C por 5 días.
Una vez germinada la semilla, la planta de tomate se mantuvo en invernadero con
riegos diarios con solución Steiner. El traspaso se llevó a cabo a los 45 días
después de la siembra (dds) cuando las plántulas presentaron de tres a cuatro
hojas verdaderas y una altura de 30 cm estas se trasplantaron a bolis (bolsas de
polietileno de color blanco al exterior y negro al interior) de 3.5 m de largo con un
diámetro de 0.2 m y una circunferencia de 0.65 m (Figura 4) y se llenaron con
zeolita (malla # 4, 4.5-1.7 mm de diámetro) (Zeolita Nacional Mexicana S.A DE
C.V.). La densidad de planta utilizada por tratamiento fue de 3.42 plantas por
metro lineal (12 plantas por boli) a doble hilera en arreglo zig zag a una separación
entre bolis de 1.1 m.
6.9.1. Manejo del cultivo (podas y tutoreo).
Las plantas se condujeron a un solo tallo, para esto se eliminaron los brotes
axilares del tallo principal durante todo el ciclo de cultivo. Esta práctica se llevó a
cabo en forma manual y se inició a los 20 días después del trasplante (la
eliminación de los brotes fue conforme iban apareciendo). El objetivo del tutoreo
40
fue mantener el tallo de la planta de tomate en una posición vertical y lograr un
mejor manejo sanitario. En la parte superior del invernadero se colocaron dos
hileras de alambres sujetadas sobre la base de un marco metálico existente cuya
función es servir de soporte del tallo de la planta. Las plantas conforme crezcan
se afianzaran con cordones de rafia amarrados sobre el tallo (debajo de la primera
hoja), dándole dos a tres vueltas en espiral hacia arriba para fijarlo al alambre a
una altura aproximada de 3 m (Figura 5).
Figura 5. Trasplante de plantas a bolis de zeolita.
El manejo del cultivo se realizó de manera convencional utilizando recursos
permitidos en la producción de tomate para el control de plagas y enfermedades.
6.10. Sistema de riego.
El riego se llevó a cabo localizado usando una manguera por tratamiento a
la cual se le instalo un gotero antidrenante auto compensado marca Azud® (8 L he
-1 por cada planta). El gotero estaba provisto de una multisalida para dos
mangueras (tubin) con piqueta, que suministra un caudal de 4 L hr -1 a cada
planta, a una presión de trabajo de 22 psi (aprox. 1.5 atm). El sistema de riego
para cada tratamiento se compuso por un depósito para la solución nutritiva de
400 L, que se distribuyó a las plantas, en sistema abierto (drenaje libre). El agua
41
se, impulso con una bomba centrifuga de ¼ de HP, se utilizó un filtro de anillos de
1 ½‖ pulg para evitar taponamientos por impurezas. El riego para cada
tratamiento fue manipulado a través de timers según la etapa fenológica de la
planta y la demanda del cultivo (Figura 6).
Figura 6. Sistema de riego por goteo localizado.
6.10.1. Variables en planta de tomate.
Las variables analizadas en las plantas se midieron en dos diferentes
etapas: la etapa de floración y formación de fruto 80 días después del trasplante
(ddt) y de senescencia 190 ddt. Los parámetros morfológicos analizados fueron:
altura de planta, numero de frutos y grosor de tallo (Figura 7). Para el muestreo se
tomaron 5 plantas al azar por cada repetición de tratamiento. La altura de la planta
se midió desde la parte base del tallo hasta el último meristemo apical con la
ayuda de un fluxómetro, los frutos se contaron de forma manual y los datos se
registraron en una bitácora de campo, el grosor del tallo (0.1 mm) se midió en la
base de la planta con un vernier.
42
Figura 7. Toma de parámetros morfológicos en planta: A) Altura de planta, B) Numero de
frutos, C) Grosor de tallo.
Para evaluar la producción del frutos, se realizó un corte semanal en un
periodo de seis semanas estos iniciaron a los 100 días después del trasplante
delimitando un área por tratamiento (parcela útil de10 plantas por repetición). Una
vez realizados los cortes los frutos se trasportaban al laboratorio de Nutrición
Vegetal CIIDIR- IPN Unidad Sinaloa donde se pesaban en una báscula TOR
REY®.
6.11. Análisis nutrimental del follaje.
El análisis del follaje de las plantas de tomate se llevó a cabo en el
laboratorio de Nutrición Vegetal del CIIDIR –IPN Unidad Sinaloa.
6.12. Toma de la muestra de tejido vegetal.
El muestreo consistió en tomar 10 hojas del tercer foliolo de la planta por
tratamiento, en las etapas de floración, fructificación y senescencia. Una vez que
se tomó la muestra, esta se lavó con agua potable para eliminar la contaminación
superficial causada por polvo, posteriormente se secaron en un horno Felisa® con
una temperatura de 65 a 72 °C por 72 horas. La muestra, seca se molió finamente
en un molino eléctrico marca Thomas Científica® para su posterior análisis.
43
6.12.1. Determinación de macro y micro elementos presentes en plantas de
tomate.
El análisis mineral de tejidos vegeta involucra un proceso de digestión para
descomponer los componentes orgánicos y liberar los elementos minerales que
serán analizados. El método de digestión húmeda se realizó por el método de.
Piper (1942) y Johnson y Ulrich (1959) con las modificaciones de Graham, et al.,
(1970); Harrison y André (1969) y Kalra (1988).
6.12.2. Nitrógeno Total (NT).
6.12.2.1. Determinación de nitrógeno total (NT).
La muestra se digirió en húmedo por el método Kjeldahl. Se pesó 0.1 g de
la muestra de hoja seca y molida se colocó en un matraz Kjeldahl. Posteriormente
se adicionaron 1.5 mL de la mezcla de ácidos sulfúrico-salicílico. Los reactivos se
mezclaron junto con la muestra para homogenizar el material y se dejó en pre
digestión por 24 h. A la muestra se le adicionaron 0.2 g de la mezcla de sulfatos
(96 g sulfato de sodio, 0.5 g de selenio metálico y 3.5 g de sulfato cúprico) y se
colocaron en el digestor marca Labconco® con capacidad para calentar seis
matraces. La temperatura se subió de manera gradual por cinco minutos;
posteriormente se aumentó la temperatura hasta observar el cambio de color en la
muestra (temperatura ≤ 360°C) y cuando la solución obtuvo una coloración verde
clara (aspecto acuoso); se continuó calentando por una hora más. Posteriormente,
al finalizar la digestión, el material se dejó enfriar y posteriormente se agregaron
10 mL de agua destilada. Por último las muestras ya digeridas fueron transferidas
a tubos falcon de 25 mL.
La solución digerida, se transfirió cuantitativamente al equipo de destilación,
se adicionaron 10 mL de Nao al 50% y se inició el calentamiento. El destilado se
recibió en 20 mL de una solución de ácido bórico 4% mas 0.2 mL (3- 5 gotas) del
indicador verde de bromocresol-rojo de metilo, hasta alcanzar un volumen
aproximado de 50 mL, a la salida del refrigerante. Posteriormente, se llevó a cabo
44
la titulación de cada muestra, con la solución de H2SO4 0.05 N, hasta el primer
cambio de color a levemente rosado. En el mismo proceso se realizó la titulación a
una muestra blanco, anotando volumen de ácido gastado en cada muestra, para
después realizar los cálculos correspondientes. Los datos obtenidos fueron
calculados bajo la siguiente fórmula:
6.12.3. Fósforo (P).
6.12.3.1. Determinación de fósforo (P).
La determinación se llevó a cabo usando el método de Kjeldahl, para lo cual
se colocaron 0.5 g de material vegetal seco y molido en un matraz Kjeldahl de 50
mL y a éste se le adicionaron 10 mL de ácido nítrico (HNO3) concentrado y se dejó
reposar 30 minutos. Posteriormente se agregaron 1.5 mL de ácido perclórico
(HClO4) más 2.0 mL de ácido sulfúrico (H2SO4) (ambos concentrados) y se
pusieron a la plancha de digestión a una temperatura (100-120°C), para lograr una
oxidación completa por la acción del HNO3. Posteriormente se aumentó la
temperatura en forma gradual sin exceder los 300°C evitando que las muestras no
se evaporaran totalmente. La digestión se consideró completa cuando la solución
presentó un color totalmente cristalino y un volumen final entre 1.5-3.0 mL. Los
digestados se transfirieron a matraces volumétricos de 25 mL y después se
aforaron con agua des ionizada; se mezclaron y se filtraron con papel Whatman #
40. Los digestados fueron resguardados en frascos de cristal de boca ancha
sellados con parafilm para evitar la evaporación de los ácidos; posteriormente se
llevó a cabo la dilución correspondiente para su lectura.
La concentración fósforo se estimó mediante el método de Vanadato-
Molibdato amarillo, se transfirió una alícuota de 1.0 mL del filtrado a un matraz
volumétrico de 25 mL. Posteriormente se agregaron 0.5 mL de HNO3 (1:2 de agua
%N = ml de H2SO4 gastados * Normalidad del ácido * 1.4
Muestra vegetal
45
destilada), 0.5 mL de solución de vanadato de amonio (NH4VO3) y 0.5 mL de una
solución de molibdato de amonio ((NH4)6Mo7O24 4 H2O) Después de agregados
los reactivos a la solución de filtrado se aforó con agua destilada a la marca de 25
mL; se agitó y dejó reposar por 30 minutos. Al transcurrir ese tiempo, se transfirió
la solución a tubos y se leyó la absorbancia en el espectrofotómetro de luz UV
visible a una longitud de onda de 430 nm marca Genesys, el cual previamente se
ajustó con curvas de calibración de 0, 5, 10, 15, 20 y 25 ppm de fosforo de potasio
(KH2PO4). El porciento de fosforo se determinó con la siguiente ecuación:
6.12.4. Determinación de potasio (K).
Los digestados filtrados obtenidos mediante la digestión húmeda para
fósforo, se utilizaron para la determinación del potasio. Para la determinación del
potasio se transfirió 1 mL de la solución a matraces volumétricos de 50 mL y se
aforo con agua destilada. De esta solución se tomó directamente la lectura de las
muestras, expresada esta en porcentaje de transmitancia.
Se utilizó el método de emisión de llama-flamometría. La lectura se realizó
en un flamometro Buck Scientific PFP-7 el cual previamente se ajustó con las
curvas de calibración 5, 15, 20, 25 y 30 ppm de cloruro de potasio (KCl), a una
longitud de onda de 766.5 nm. Los cálculos se hicieron en base a la curva de
calibración obtenida tomando en cuenta la siguiente fórmula:
6.12.5. Determinación de calcio (Ca) y magnesio (Mg).
A partir de la solución obtenida después de la digestión para fósforo,
mediante el método de absorción atómica, se colocaron alícuotas de 1mL en
% K = lectura de transmitancia * Vol. digestión * Vol. dilución * 100 Pendiente * peso de la muestra (g) * alícuota
% P = lectura de transmitancia * Vol. digestión * Vol. dilución * 100 Pendiente * peso de la muestra (g) * alícuota
46
matraces volumétricos de 25 mL y se aforaron con agua destilada. A esta dilución
se le hizo una segunda dilución, la cual consistió en colocar alícuotas de 1 mL en
matraces volumétricos de 10 mL, a los cuales se agregó 1 mL del reactivo oxido
de lantano y se llevó al volumen final con agua destilada. Las muestras se
mezclaron perfectamente y después se realizó los ajustes correspondientes al
equipo espectrofotómetro de absorción atómica (Spectr AA, 50B, marca VARIAN®)
tomando en cuenta la escala de absorbancia. Las muestras se ajustaron para la
determinación de calcio a un rango de concentración de 0-10 ppm y de magnesio
de 0-1 ppm. Los cálculos se obtuvieron mediante la siguiente fórmula:
6.12.6. Determinación de micronutrientes hierro (Fe), manganeso (Mn), zinc
(Zn) y cobre (Cu).
De la solución proveniente de la digestión realizada para determinar fósforo,
una vez filtrada y bajo el método de absorción atómica, se procedió a tomar
directamente (sin diluir), las lecturas en el espectrofotómetro de absorción
atómica; previamente se utilizó una curva de calibración con las concentraciones
siguientes: hierro (Fe) se utilizará de 1-10 ppm; manganeso (Mn), 1-10 ppm; cobre
(Cu) 1-5 ppm; para zinc (Zn) se utilizó la concentración de 0.1-1.3 ppm. Los
cálculos se efectuaron mediante las curvas de calibración, utilizando un factor
obtenido de la pendiente, considerando siempre las diluciones hechas durante la
determinación de cada micronutriente. Finalmente, la cantidad de estos elementos
se estimaron mediante la siguiente fórmula:
% Ca, Mg = absorbancia * Vol. digestión * Vol. dilución * 100 Pendiente * peso de la muestra (g) * alícuota
% Fe, Mn, Cu y Zn = absorbancia * Vol. digestión * 100______ Pendiente * peso de la muestra (g) * alícuota
47
6.13. Diseño experimental y descripción de los tratamientos.
Para el experimento se evaluaron 5 tratamientos, con 3 repeticiones por
tratamiento, en un diseño completamente al azar con 15 unidades experimentales
distribuidas aleatoriamente en el invernadero, dos de camarón y dos de tilapia,
donde los afluentes de un tratamiento de camarón y tilapia fueron recirculados a
través de filtros de zeolita, también se evaluó un tratamiento control elaborado con
fertilizantes sintéticos (Steiner, 1984) los cuales cubren los requerimientos
nutrimentales que necesita la planta (Cuadro 1). Los efluentes de los cultivos
acuícolas se compensaron para cubrir los requerimientos nutricionales de las
plantas, con fertilizantes sintéticos adicionados previamente a ser recirculados por
las plantas, cabe señalar que a las soluciones nutritivas se les ajusto el pH con
H2SO4 (Capulin et al., 2007) y la conductividad eléctrica adicionando agua
(Carballo et al., 2009; Olivia- Llaven et al., 2010).
Cuadro 1. Concentración de NO3- y NH4
+ para plantas de tomate.
Tratamiento
Componentes
nitrogenados
(NO3- - NH4
+ mg L-1)
Solución nutritiva
I Sin filtro 682 – 1 Efluentes de tilapia + fertilizantes sintéticos.
II
682 – 1
Efluentes de camarón + fertilizantes sintéticos.
III
Con filtro
713 - 0.5
Efluentes de tilapia con filtros de zeolita +
fertilizantes sintéticos.
IV 713 - 0.5 Efluentes de camarón con filtros de zeolita +
fertilizantes sintéticos.
V Testigo 744 – 0 Solución Steiner (fertilizantes sintéticos).
48
Los efluentes acuícolas tenían una recirculación semi estática cerrada no
continua. Al iniciar el periodo de crecimiento vegetativo en la planta, los
requerimientos nutrimentales son menores, por lo tanto la solución nutritiva se
recirculo de 6 a 8 veces (etapa vegetativa e inicio de producción). Una vez que las
plantas tomaban los nutrientes disponibles en la solución esta se depositaba en un
contenedor para posteriormente ser transferida a los cultivos acuícolas (Cuadro 2),
la solución nutritiva del tratamiento control se desechaba cuando está ya no
cumplía con los requerimientos nutrimentales apropiados para las plantas, para
posteriormente ser repuesta por solución nueva.
Cuadro 2. Concentración de NO3
- y NH4+ en los tratamientos después de la recirculación
en plantas de tomate para cultivos acuícolas.
Tratamiento
Componentes
nitrogenados
(NO3- - NH4
+ mg L-1)
Solución nutritiva
I Sin filtro 150 - 0.5 Efluentes de tilapia + fertilizantes sintéticos.
II
150 - 0.5
Efluentes de camarón + fertilizantes sintéticos.
III
Con filtro
150 – 0
Efluentes de tilapia con filtros de zeolita +
fertilizantes sintéticos.
IV 150 – 0 Efluentes de camarón con filtros de zeolita +
fertilizantes sintéticos.
A mediados del ciclo de producción y hasta la producción final la
recirculación se disminuyó a 3 veces, posteriormente se añadieron fertilizantes
sintéticos para completar 6 recirculaciones en las plantas, ya recirculada las
soluciones nutritivas en el sistema de plantas cada tratamiento se transfirió al
sistema acuícola (Cuadro 3).
49
Cuadro 3. Descripción de los tratamientos después de la recirculación en plantas de tomate para cultivos acuícolas.
Tratamiento
Componentes
nitrogenados
(NO3- - NH4
+ mg L-1)
Solución nutritiva
I Sin filtro 350 - 0.5 Efluentes de tilapia + fertilizantes sintéticos.
II
350 - 0.5
Efluentes de camarón + fertilizantes sintéticos.
III
Con filtro
350 – 0
Efluentes de tilapia con filtros de zeolita +
fertilizantes sintéticos.
IV 350 – 0 Efluentes de camarón con filtros de zeolita +
fertilizantes sintéticos.
6.14. Análisis de cationes presentes en las soluciones nutritivas.
Se tomaron muestras de agua de los estanques de camarón y tilapia, así
como de las entradas y salidas del sistema de recirculación en plantas para
evaluar la concentración de cada uno de los cationes presentes en las soluciones
de acuaponía. Las muestras de agua se procesaron en el laboratorio de Nutrición
Vegetal CIIDIR- IPN Unidad Sinaloa. Las características catiónicas se
determinaron mediante los criterios establecidos en la Norma Oficial Mexicana
(NOM- 021- RECNET- 2000), publicada en el Diario Oficial de la Federación.
La extracción de cationes, mediante el método oficial para la determinación
de la capacidad de intercambio catiónico (CIC) y bases intercambiables (Ca2+,
Mg2+, Na+ y K+), empleando acetato de amonio 1N, pH 7.0, como solución
saturante. El método consiste en la saturación de la superficie de intercambio con
un catión índice (ion amonio), lavado del exceso de saturante con alcohol; seguido
del desplazamiento del catión índice con potasio y la determinación del amonio
mediante destilación.
50
Para medir la concentración de Ca2+ y Mg2+ de las muestras, estas se
leyeron a una longitud de onda de 422.7 y 285.2 nm respectivamente por medio
de espectrofotometría de absorción atómica usando la flama de aire-acetileno. Las
concentraciones de Na+ y K+ se midieron por espectrofotometría de emisión de
flama. La determinar de la concentración de microelementos (Fe+, Mn+, Zn+, Cu+)
presentes en las soluciones se leyó directamente del destilado usando un
espectrómetro de absorción atómica.
6.15. Calculo de ahorro de nutrientes.
Para calcular el ahorro de nutrientes en los efluentes de tilapia y camarón,
se realizó un análisis cuantitativo de cationes presentes en los efluentes y
posteriormente los valores de cada uno de los cationes se ajustaron por medio de
una resta a la relación de aniones y cationes presentes en la solución nutritiva
Steiner.
6.16. Análisis estadístico.
Se realizó una prueba de homocedasticidad y homogeneidad de variables
(Kolmogorov-Smirnov), las variables analizadas resultaron paramétricos y
posteriormente se realizó un análisis de varianza de una vía (ANOVA I), cuando se
encontraron diferencia significativa se aplicó una prueba a posteriori tipo Tukey
con un nivel de significancia de 0.05. Los análisis se llevaron a cabo usando dos
paquetes estadísticos software STATISTIC versión 7.0 y The SAS sistema foro
Windows 9.
51
Vll. RESULTADOS
7.1. Fuente de agua.
La muestra de agua analizada presento un pH de 7.46 ± 0.05, y una
conductividad eléctrica (CE) de 0.77 ± 0.01 dS m-1. De acuerdo a las
concentraciones de macro y microelementos, presenta un contenido ligero de
sales principalmente de calcio (Ca) 1836.17 ± 0.23 mg L-1 y libre de sodio (Na)
161.77 ± 0.65 mg L-1, con niveles bajos de nitrato (NO3-) 0.57 ± 0.01 mg L-1 y
amonio (NH4+) 0.27 ± 0.01 mg L-1. Las concentraciones de potasio, hierro, cobre y
zinc se encuentran dentro de los intervalos normales, de acuerdo a los parámetros
evaluados y al contenido de macro y micro elementos la fuente de agua se
considera apta para cultivos agro-acuícolas (Cuadro 4).
Cuadro 4. Determinación de parámetros, micro y macro elementos presentes en la fuente de agua (agua de pozo) a utilizar para el sistema de acuaponía.
Determinación Valor
Ph
7.46 ± 0.05
CE (dS m-1)
0.77 ± 0.01
NO3- (mg L-1) 0.57 ± 0.01
NH4+ (mg L-1) 0.27 ± 0.01
K (mg L-1)
89.08 ± 0.57
Ca (mg L-1)
1836.17 ± 0.23
Mg (mg L-1)
166.15 ± 0.67
Na (mg L-1) 161.77 ± 0.65
52
Fe (mg L-1) 11.66 ± 0.52
Cu (mg L-1) 8.58 ± 0.10
Zn (mg L-1) 1.73 ± 0.17
pH=Potencial de hidrogeno, CE= Conductividad eléctrica, NO3-= Nitrato, NH4
+= Amonio, K=
Potasio, Ca= Calcio, Mg= Magnesio, Na= Sodio, Cu= Cobre, Zn= Zinc. Se indica la media ± EE.
7.2. Parámetros del agua en cultivos acuícolas.
Los parámetros fisicoquímicos (Cuadro 5) para el cultivo de tilapia y
camarón se mantuvieron dentro de los límites tolerables y se registraron bajas
temperaturas durante todo el ciclo de cultivo. Los parámetros evaluados para el
cultivo de tilapia durante el desarrollo del experimento fueron constantes
obteniendo intervalos de pH 8.8, temperaturas de 21°C y oxígeno disuelto de 7.4
mg L-1. Estadísticamente no se observaron diferencias significativas entre
tratamientos (P>0.05).
Los tratamientos de cultivo de camarón se registraron parámetros fuera de
los intervalos óptimos (Cuadro 5) en la temperatura y salinidad. Los tratamientos
no mostraron diferencias significativas (P>0.05), se registraron valores de
temperatura menor a 20.90 ± 1.98 °C, salinidad máxima de 8.22 ± 0.38 g L-1, pH
superiores a 8.35 ± 0.03, CE de 6.74 ± 0.34 dS m-1, y oxígeno disuelto 7.50 ± 0.08
mg L-1.
53
Cuadro 5. Calidad de agua en cultivos acuícolas. Los tratamientos l y ll corresponden a: tilapia y camarón sin filtro, mientras que III y lV a tilapia y camarón con filtro.
Ph=Potencial de hidrogeno, CE= Conductividad eléctrica, T= Temperatura, OD= Oxígeno disuelto. Se indica la media ± EE, P>0.05.
7.3. Crecimiento y sobrevivencia del cultivo.
El peso final de tilapia, fue para el tratamiento l: 49 ± 1.32 g y lll: 50.43 ±
1.32 g. El FCA del tratamiento l fue de 2.58 ± 0.15 y el tratamiento lll de 2.27 ±
1.15, y la sobrevivencia del 100%, no se detectaron diferencias significativas
(P>0.05).
En los tratamientos de camarón no se observó un crecimiento significativo
durante el cultivo, a excepción de los primeros tres meses donde se reportan
promedios para el tratamiento ll: 27.80 ± 0.50 g y IV: 20.66 ± 0.47 g. En la etapa
media del ciclo de cultivo se registraron mortalidades del 100 % (Cuadro 6).
Cuadro 6. Peso, sobrevivencia, factor de conversión alimenticia (FCA) y tasa de crecimiento específico (TCE) en cultivo de tilapia y camarón en sistema de acuaponía. Los tratamientos l y ll corresponden a: tilapia y camarón sin filtro, mientras que III y lV a tilapia y camarón con filtro.
Tratamientos (relación nitrato NO3- y amonio NH4
+ mg L
-1)= l: 682-1, ll: 682-1, lll: 713- 0.05, lV: 713-
0.05. Se indica la media ± EE, P>0.05.
Tratamientos
Parámetros
pH Salinidad (g L-1
) CE (dS m-1
) T (°C) OD (mg L-1
)
L 8.80 ± 0.03 - 1.00 ± 0.01 21.16 ± 0.42 7.47 ± 0.07
Ll 8.35 ± 0.03 7.96 ± 0.43 6.74 ± 0.34 19.51 ± 3.50 7.50 ± 0.08
Lll 8.81 ± 0.02 8.22 ± 0.38 1.04 ± 0.11 21.68 ± 0.32 7.42 ± 0.07
lV 8.58 ± 0.03 - 6.96 ± 0.13 20.90 ± 1.98 7.59 ± 0.07
Tratamientos Peso inicial (g) Peso Final (g) Sobrevivencia (%) FCA TCE (g dia-1
)
I 16.35 ± 0.58 49.02 ± 1.32 100 2.58 ± 0.15 0.61± 0.09
II 21.50 ± 0.68 27.80 ± 0.50 0 3.10 ± 0.62 0.20 ± 0.04
III 11.50 ± 0.56 50.43 ± 0.21 100 2.27 ± 1.15 0.80 ± 0.09
IV 20.59 ± 0.80 20.66 ± 0.47 0 3.22 ± 0.62 0.30 ± 0.04
54
7.4. Cuantificación fisiológica en plantas de tomate.
7.4.1. Número de hojas, flores, racimos y frutos.
Las variables evaluadas durante la etapa fisiológica de floración y formación
de fruto, no se encontraron diferencias significativas entre los cinco tratamientos
(P>0.05). Respecto al número de hojas (Núm. Hojas) el tratamiento ll obtuvo
(20.40 ± 0.49) mostrando también mayor número de flores (7.13 ± 0.98), mientras
que el tratamiento V presento mayor número de racimos (3.36 ± 0.25) y de frutos
(12.96 ± 1.40), (Cuadro 7).
Cuadro 7. Variables fisiológicas en etapa de floración y formación de fruto en plantas de tomate. Los tratamientos I y Ill son irrigada con efluente de tilapia y tratamiento II y IV de camarón y V solución Steiner (testigo).
Se indica la media ± EE, P>0.05.
7.4.2. Altura y grosor de tallo.
En la etapa de floración y formación de fruto (Cuadro 8) no se encontraron
diferencias significativas en los tratamientos (P>0.05) siendo el tratamiento lV el
que mostro mayor altura de planta (2.38 ± 0.09 m) y grosor de tallo (0.80 ± 0.01),
mas no así en la etapa de senescencia de la planta siendo el tratamiento V el que
obtuvo una altura final (2.87 ± 0.21 m) y grosor de tallo de (1.67 ± 0.15 cm).
Tratamientos Núm. Hojas Núm. Flores Núm. Racimos Núm. Frutos
I 18.32 ± 0.52 5.84 ± 0.83 2.68 ± 0.17 9.80 ± 0.96
II 20.40 ± 0.49 7.13 ± 0.98 3.33 ± 0.23 12.80 ± 0.99
III 19.12 ± 0.80 5.16 ± 0.70 2.88 ± 0.14 11.48 ± 0.83
IV 19.46 ± 0.68 6.00 ± 1.23 2.66 ± 0.23 10.20 ± 0.93
V 19.96 ± 0.82 5.04 ± 0.70 3.36 ± 0.25 12.96 ± 1.40
55
Cuadro 8. Comparación de medias en planta de tomate en las etapas de floración y formación de fruto y senescencia. Los tratamientos I y Ill fueron irrigados con efluente de tilapia y los tratamientos II y IV con efluentes de camarón y V solución Steiner (testigo).
Se indica la media ± EE, P>0.05.
7.4.3. Rendimiento de tomate en sistema de acuaponía.
Para evaluar el rendimiento del fruto durante la etapa de producción de la
planta se realizaron 6 cortes y a partir de estos se obtuvo la producción total de
tomate durante el desarrollo del experimento. Para el tratamiento l (tilapia) se
observa como la producción fue mayor a partir del tercer corte con 11.185 al
cuarto 16.616 t ha-1, siendo este tratamiento el que registro mayor t ha-1 en el
cuarto y quinto corte (16.616 t ha-1). El tratamiento ll (camarón) durante los
primeros cortes mostro los valores más bajos (4.547 y 4.789 t ha-1), es a partir del
tercer corte cuando se incrementa a 13.049 t ha-1, este incremento se mantuvo
hasta el quinto corte. Lo contrario sucedió con el tratamiento lll de tilapia, ya que a
Tratamientos
Etapa: Floración y formación de fruto
Variables
Altura de planta (m) Grosor de tallo (cm)
I 2.26 ± 0.07 0.70 ± 0.45
II 2.32 ± 0.07 0.70 ± 0.01
III 2.23 ± 0.06 0.72 ± 0. 02
IV 2.38 ± 0.09 0.80 ± 0.01
V 2.21 ± 0.06 0.78 ± 0.02
Etapa: Senescencia
I 2.62 ± 0.39 1.25 ± 0.03
II 2.52 ± 0.31 1.22 ± 0.20
III 2.55 ± 0.05 1.47 ± 2.18
IV 2.32 ± 0.75 1.60 ± 0.03
V 2.87 ± 0.21 1.67 ± 0.15
56
partir del segundo corte muestra el rendimiento más alto 8.750 t ha-1 y aumenta
conforme se realiza los cortes a la planta a 15.883 t ha-1. El tratamiento IV
(camarón) para el corte uno fue de 6.250 t ha-1, este desciende en el siguiente
corte a 5.571 t ha-1 y a partir del tercer corte crece más del 50% (11.185 t ha-1),
estos valores se mantiene durante los siguientes dos cortes a 15.151 t ha-1. Para
el tratamiento V (solución testigo Steiner) durante el corte uno presento un
rendimiento de 11.810 t ha-1, este fue el más alto durante los dos primeros cortes
comparados con el resto de los tratamientos pero, en el corte dos disminuye a
6.853 t ha-1 y es en el tercer corte donde se incrementa a 12.543 t ha-1, estos
valores se mantienen durante el cuarto y quinto corte (Cuadro 9).
Se observa una disminución en rendimiento a partir del sexto corte sin
mostrar diferencia significativa entre los cinco tratamientos (P>0.05), siendo el
tratamiento testigo (solución testigo Steiner) el que alcanzo mayor rendimiento
10.232 t ha-1, así como también mayor producción total 72.71 t ha-1, seguido de los
tratamientos l (65.95 t ha-1) y lll (62.11 t ha-1) irrigados con efluentes de tilapia,
mientras que los tratamientos II y lV irrigados con efluentes de camarón
expresaron la producción total más baja con 61. 48 y 61.60 t ha-1 respectivamente
(Cuadro 9).
Cuadro 9. Comparación de medias durante la producción de fruto de tomate expresado en t ha-1. Los tratamientos I y III fueron irrigada con efluente de tilapia y tratamiento II y IV de camarón y el V la solución Steiner (testigo).
Media con la misma letra en cada columna son estadísticamente iguales (Tukey α 0.05).
Tratamientos
Corte
Producción
Total
1 2 3 4 5 6 PT
I 6.940 b 6048
bc 11.185
a 16.616
a 16.616
a 8.552
a 65.95
a
II 4.547 b 4.789
d 13.049
a 15.883
ba 15.883
ba 7.328
a 61.48
a
III 7.322 ba
8.750 a 12.413
a 13.987
c 13.987
c 5.654
a 62.11
a
IV 6.250 b 5.571
cd 11.185
a 15.151
b 15.151
b 8.297
a 61.60
a
V 11.810 a 6.853
b 12.543
a 15.635
b 15.635
b 10.232
a 72.71
a
57
7.4.3.1. Rendimiento en concentraciones de 150 y 350 (mg L-1) de NO3- en
acuaponía de tomate-camarón-tilapia.
Se evaluó el rendimiento de tomate (t ha-1) con bajas concentraciones de
nitratos (150 mg L-1) durante los primeros tres cortes, a partir del cuarto corte las
concentraciones de nitratos se incrementaron (350 mg L-1). El rendimiento del
tratamiento I durante los primeros tres cortes con bajas concentraciones de
nitratos alcanzó 24.174 t ha-1 y al incrementar la concentración de nitratos
aumentó a 37.927 t ha-1. El tratamiento II de 22.386 t ha-1 incremento a 51.266 t
ha-1, este aumento fue el mayor comparado con el resto de los tratamientos,
mientras que el tratamiento lll de 28.486 t ha-1 posteriormente alcanzó 33.132 t ha-
1, siendo el menor incremento de los 5 tratamientos. El tratamiento IV muestra un
rendimiento de 23.006 t ha-1 y este aumenta a 47.128 t ha-1. Finalmente el
tratamiento V de 25.533 t ha-1 se elevó a 28.868 t ha-1 en este tratamiento se
observó porcentaje más bajo de incremento mientras que los más altos los
obtuvieron los tratamientos II y IV irrigados con efluentes de camarón (Figura 8).
Por tratamiento y concentración de nitratos los 5 tratamientos mostraron
diferencias significativas (P<0.05).
Figura 8. Rendimiento de tomate (t ha-1) con dosis baja (150 mg L-1) y alta (350 mg L-1) de nitratos (NO3
-).
a ba b b b
a a
b
b
b
Concentraciones de NO3- mg L
-1
150
350
58
7.5. Concentración nutrimental en tejido vegetal presentes en diferentes
etapas fenológicas del cultivo de tomate.
En la etapa de floración y formación de fruto no se encontraron diferencias
significativas entre los tratamientos (P>0.05). El mayor contenido de nitrógeno,
fosforo, potasio y magnesio se encuentra en los tratamientos irrigados con
efluentes de tilapia (Cuadro 10), reportando para el tratamiento III un 6.08% de N,
un 2.85% de K y un 0.52% de Mg, mientras que para el tratamiento I (tilapia) las
concentraciones más altas fueron las de fosforo (0.83%).
Para la etapa de fructificación los niveles de nitrógeno, fosforo y potasio
disminuyen siendo nuevamente los tratamientos irrigados con efluentes de tilapia
los que muestran mayor concentración de estos nutrimentos. El tratamiento I
contiene un 3.79% de N y el tratamiento III un 0.65% de P, mientras que el
tratamiento V (testigo) presenta un 2.93% de K. el contenido de calcio y magnesio
aumenta principalmente en los tratamientos irrigados con efluentes de camarón
alcanzando un 2.74% de Ca para el tratamiento IV y contrario al 1.46% de Mg
para el tratamiento I de efluente de tilapia (Cuadro 10). No se encontraron
diferencias significativas entre los cinco tratamientos (P>0.05).
En el periodo de senescencia de la planta, los porcentajes de nitrógeno,
fosforo y potasio más altos se encuentran en los tratamientos irrigados con
efluentes de camarón, alcanzando 3.2% de N y 0.53% de P el tratamiento II y
1.28% de K para el tratamiento IV, siendo el único elemento con diferencia
significativa (P>0.05) respecto a los cinco tratamientos. El tratamiento III (irrigado
con efluentes de tilapia) en esta etapa vegetativa de la planta obtuvo 1.34% de Ca
y 0.57% de Mg (Cuadro 10).
La concentración más alta de hierro (Fe), cobre (Cu), manganeso (Mn) y
zinc (Zn) se encuentran en la etapa de floración y formación de fruto, estas
disminuyen dependiéndola etapa vegetativa y la demanda de la planta. Las
concentraciones de Fe para el tratamiento IV (camarón) oscilan en la etapa de
floración y formación de fruto en 141.67 a 11.14 ppm en etapa de senescencia, de
59
Cu 71.00 a 7.38 ppm, valores correspondientes al tratamiento III de tilapia. En el
tratamiento ll (tilapia) las concentraciones de Mn fluctúan de 68.43 a 50.34 ppm y
finalmente el contenido de Zn para el tratamiento I van de 67.34 a 23.24 ppm
(Cuadro 10). Entre tratamientos y etapas vegetativas se muestran diferencias
significativas (P<0.05).
Cuadro 10. Concentración nutrimental en hojas de tomate durante diferentes etapas vegetativas en cultivo de tomate en acuaponía. Los tratamientos I y III fueron irrigada con efluente de tilapia y tratamiento II y IV de camarón y el V la solución Steiner (testigo).
Tratamientos
Macronutrientes Micronutrientes
N P K Ca Mg Fe Cu Mn Zn
% ppm
Etapa de floración y formación de fruto (28-60 ddt)
I 5.45 a
0.83 a
2.59 a
1.27 a 0.51
a 136
.00
a 60.00
a 67.6
ba 67.34
a
II 6.51 a
0.75 a
2.38 a
1.39 a 0.52
a 136.33
a 69.66
a 68.43
a 70.58
a
III 6.08 a
0.73 a
2.85 a
1.27 a 0.52
a 136.67
a 71.00
a 60.38
b 61.87
a
IV 5.58 a
0.64 a
2.57 a
1.46 a 0.52
a 141.67
a 66.66
a 61.46
ba 67.16
a
V 6.02 a
0.81 a
2.58 a
1.38 a 0.52
a 120.33
a 72.33
a 65.7
ba 62.13
a
Etapa de fructificación (85- 90 ddt)
I 3.79 a 0.63
a 2.84
a 2.34
a 1.32
a 135.64
a 19.58
a 52.67
a 54.64
a
II 3.36 a 0.65
a 2.71
a 2.84
a 1.46
a 223.51
a 18.12
ba 64.90
a 59.18
a
III 3.31 a 0.63
a 2.65
a 2.36
a 1.36
a 169.84
a 16.25
b 47.95
a 54.30
a
IV 3.34 a 0.54
a 2.74
a 2.74
a 1.36
a 218.30
a 17.08
ba 66.62
a 56.23
a
V 3.10 a 0.61
a 2.93
a 2.68
a 1.34
a 184.10
a 17.29
ba 66.67
a 64.85
a
Etapa de senescencia (190 ddt)
I 2.86 a
0.51 a 0.70
b 0.99
a 0.45
a 13.31
a 4.40
ba 48.77
a 23.24
b
II 3.11 a
0.53 a 0.89
b 1.23
a 0.49
a 15.76
a 2.02
b 50.34
a 11.22
c
III 2.92 a
0.49 a 1.01
ba 1.34
a 0.57
a 22.96
a 7.38
a 48.87
a 22.11
b
IV 2.95 a
0.47 a 1.28
a 1.29
a 0.39
a 11.14
a 6.78
a 44.02
a 26.53
b
V 2.99 a
0.41 a 1.04
ba 1.05
a 0.30
a 15.03
a 6.90
a 42.40
a 35.94
a
N= Nitrógeno, K= Potasio, Ca= Calcio, Mg= Magnesio, P= Fosforo, Fe= Hierro, Cu= Cobre, Mn= Manganeso, Zn= Zinc. Media con la misma letra en cada columna por etapa vegetativa son estadísticamente iguales (Tukey α 0.05).
60
7.6. Concentraciones de macro y micro nutrimentos presentes en las
soluciones de acuaponía.
7.6.1. Concentración de macro y micro nutrimentos en cultivos de tilapia y
camarón.
Las concentraciones de macronutrientes presentes en las soluciones del
cultivo de tilapia (tratamientos l, lll) alcanzaron valores de NO3- entre 2.36 - 2.50
mg L-1, de fosforo 4.60-5.90 mg L-1, de potasio 39.10-43.01 mg L-1. Estos valores
se adecuaron a las concentraciones del tratamiento V (solución Steiner), mientras
que los intervalos de calcio (tratamiento l: 1719.42 y lll: 1551.08 mg L-1) y
magnesio (tratamiento l: 65.48 y lll: 75.76 mg L-1) fueron superiores a los
requeridos por el tratamientos V (180.00 mg L-1). Estas soluciones no presentaron
problemas de sodio (Cuadro 11). El tratamiento II y IV (cultivo de camarón)
presento intervalos de NO3- 2.75-2.88 mg L-1, de fosforo 4.91-5.17 mg L-1, c de
potasio 113.39 mg L-1 y las concentraciones de calcio (tratamiento ll: 1897.76 y lV:
1326.6 L-1) y magnesio y (tratamiento ll: 119.29 y lV: 1326.6 mg L-1). Los efluentes
presentan alto contenido de sodio (tratamiento I: 545.10 y ll: 529.00).
Los valores de hierro para el tratamiento ll (cultivo de camarón) es superior
(6.55 mg L-1) a la requerida por el tratamiento testigo (6.05 mg L-1), este mismo
tratamiento (ll) presento el mayor contenido de cobre con 10.00 mg L-1 y zinc 4.50
mg L-1, mientras que el cultivo de tilapia (tratamiento l) contiene un 5.75 mg L-1 de
manganeso de (Cuadro 11).
61
Cuadro 11. Determinación de macro y micro nutrimentos en los cultivos de tilapia y camarón, comparada con la solución Steiner. Los tratamientos I y III fueron irrigada con efluente de tilapia y tratamiento II y IV de camarón y el V la solución Steiner (testigo).
Determinación
Tratamientos
I II III IV V
Ph 8.70 8.30 8.70 8.60 5.30
CE (dS m-1) 0.94 8.56 0.80 8.39 2.5
NO3- (mg L-1) 2.50 2.88 2.36 2.75 244
P (mg L-1) 5.90 5.17 4.60 4.91 97.00
K (mg L-1) 39.10 113.39 43.01 113.39 273.30
Ca (mg L-1) 1719.42 1897.76 1551.08 1326.6 180.00
Mg (mg L-1) 65.48 119.29 75.76 115.73 48.60
Na (mg L-1) 161.00 545.10 161.00 529.00 -
Fe (mg L-1) 5.48 6.55 4.50 4.17 6.05
Cu (mg L-1) 6.53 10.00 8.00 8.46 11.50
Mn (mg L-1) 5.75 5.50 4.75 4.00 8.5
Zn (mg L-1) 1.30 4.50 1.25 3.86 1.29
pH=Potencial de hidrogeno, CE= Conductividad eléctrica, NO3-= Nitrato, K= Potasio, Ca= Calcio,
Mg= Magnesio, Na= Sodio, Cu= Cobre, Mn= Manganeso, Zn= Zinc.
7.6.2. Acondicionamiento de soluciones nutritivas provenientes de los
efluentes de tilapia y camarón.
Las soluciones nutritivas provenientes de cada uno de los tratamientos se
adaptaron respecto a pH y conductividad eléctrica (CE). Los efluentes de tilapia se
ajustaron a pH para el tratamiento I: 5.26 ± 0.06 y IIl: 5.36 ± 0.07, y la CE en 2.34
± 0.06 y 2.61 ± 0.01 (tratamiento l y lll) respectivamente. Los efluentes derivados
del cultivo de camarón se mantuvieron en pH de 5.5 (tratamientos ll y lV) y una CE
de 2.39 ± 0.08 dS m-1 para el tratamiento II y 2.54 ± 0.04 dS m-1 para el
tratamiento IV, mientras que la solución Steiner (tratamiento V) se mantuvo a un
pH de 5.31 ± 0.06 y una CE de 2.38 ± 0.04 dS m-1 (Cuadro 12). No se encontraron
diferencias significativas entre los cinco tratamientos P>0.05.
62
Cuadro 12. Condición de soluciones nutritivas antes de ser recirculadas para el riego de plantas de tomate. Los tratamientos I y III fueron irrigada con efluente de tilapia y tratamiento II y IV de camarón y el V la solución Steiner (testigo).
pH= Potencial de hidrogeno, CE= Conductividad eléctrica. Se indica la media ± EE, P>0.05.
7.6.3. Concentración de cationes presentes en los cultivos acuícolas con
baja concentración de nitratos (NO3-).
Las concentraciones de nitrato ya diluidos en los cultivos acuícolas para
tilapia oscilo en 30.68 ± 0.11 y 30.36 ± 0.16 mg L-1 (tratamiento l y lll) y para
camarón 35.76 ± 0.17 mg L-1 para el tratamiento II y 29.41 ± 0.24 para el
tratamiento l. Los valores más altos de macronutrientes (P y K) se registraron en
los cultivos de tilapia, la concentración del fosforo para el tratamiento ll fue de 6.38
± 0.16 mg L-1 y de potasio para el tratamiento l de 198.39 ± 0.56 mg L-1, mientras
tanto en los cultivos de camarón (tratamientos ll y IV) el contenido de calcio fue de
1799.24 ± 0.22 y 1800.04 ± 0.21 mg L-1, y de magnesio 93.44 ± 0.62 y 81.51 ±
0.86 mg L-1 respectivamente.
Los valores de Na en los cultivos de tilapia muestran 227.65 ± 0.73 y 375.11
± 0.87 mg L-1 (tratamiento I y lll), mientras que en camarón alcanzaron
concentraciones más elevadas de 625.80 ± 0.58 mg L-1 para el tratamiento I y
542.15 ± 0.78 mg L-1 para el tratamiento IV.
Los cultivos de camarón (tratamiento ll y lV) son los que muestran mejor
contenido de micronutrientes (Cuadro 13), se reporta para Fe 20.55 ± 0.28 mg L-1
(tratamiento lV, de Cu 9.29 ± 0.16 mg L-1, Mn 8.1 ± 0.16 mg L-1 y Zn 22.67 ± 0.76
Tratamientos
Variables
pH CE ( dS m-1)
I 5.26 ± 0.06 2.34 ± 0.06
II 5.53 ± 0.07 2.39 ± 0.08
III 5.36 ± 0.07 2.61 ± 0.01
IV 5.52 ± 0.06 2.54 ± 0.04
V 5.31 ± 0.06 2.38 ± 0.04
63
mg L-1 (tratamiento ll). La comparación de medias para los cinco tratamientos
mostro diferencias significativas (P< 0.05).
Cuadro 13. Determinaciones de macro y micro nutrimentos presentes en las soluciones nutritivas de tilapia y camarón, comparadas con la solución Steiner. Los tratamientos I y III fueron irrigada con efluente de tilapia y tratamiento II y IV de camarón y el V la solución Steiner (testigo).
NO3-= Nitrato, K= Potasio, Ca= Calcio, Mg= Magnesio, Na= Sodio, Cu= Cobre, Mn= Manganeso,
Zn= Zinc. Media con la misma letra en cada columna son estadísticamente iguales ± EE (Tukey α 0.05).
7.6.4. Concentración de cationes presentes en las soluciones de acuaponía
con altas concentración de nitratos (NO3-).
El contenido de nitratos presentes en las soluciones nutritivas (tilapia y
camarón) al finalizar el ciclo de recirculación en las plantas de tomate para el
tratamiento l oscilo en 377.32 ± 0.62 y 346 ± 0.54 mg L-1 para el tratamiento lll
(efluentes de tilapia). Los efluentes de camarón en 354.26 ± 0.54 y 367.89 ± 0.52
mg L-1 (tratamiento II y lV). El contenido más alto de P (6.81 ± 0.56 mg L-1, K
(364.58 ± 0.68 mg L-1), Ca (2034.69 ± 0.11 mg L-1), Mg (188.50 ± 0.39 mg L-1) se
presentaron en los efluentes de camarón (tratamiento lV). El Na en los cultivos de
tilapia (tratamiento l y lll) se mantuvo en 180.59 ± 0.59 y 167.14 ± 0.68 mg L-1. Los
Determinación
Tratamientos
I II III IV
NO3- (mg L-1) 30.68 ± 0.11b 35.76 ± 0.17a 30.35 ± 0.16b 29.41 ± 0.24c
P (mg L-1) 5.51 ± 0.11b 6.38 ± 0.16a 5.52 ± 0.34b 6.12 ± 0.15ab
K (mg L-1) 198.39 ± 0.56a 167.98 ± 0.84b 147.41 ± 0.62d 151.82 ± 0.51c
Ca (mg L-1) 1750.24 ± 0.36a 1799.24 ± 0.22a 1556.48 ± 0.24b 1800.04 ± 0.21a
Mg (mg L-1) 56.35 ± 0.88c 93.44 ± 0.62a 50.09 ± 0.62d 81.51 ± 0.86b
Na (mg L-1) 227.65 ± 0.73d 625.80 ± 0.58a 375.11 ± 0.87c 542.15 ± 0.78b
Fe (mg L-1) 17.37 ± 0.23b 20.39 ± 0.34a 15.02 ± 0.55c 20.55 ± 0.28a
Cu (mg L-1) 6.44 ± 0.27b 9.29 ± 0.16a 4.94 ± 0.19c 7.12 ± 0.31a
Mn (mg L-1) 6.27 ± 0.15c 8.1 ± 0.16a 5.67 ± 0.19c 7.43 ± 0.20b
Zn (mg L-1) 20.69 ± 0.80a 22.67 ± 0.76a 17.85 ± 0.15b 21.23 ± 0.49a
64
cultivos de camarón reportando valores de 268.21 ± 0.59 y 282.55 ± 0.38 mg L-1
(tratamiento II y IV). La mayor concentración de micronutrientes como Fe (19.05 ±
0.26 mg L-1), Cu (11.73 ± 0.36 mg L-1) y Zn (27.47 ± 0.37 mg L-1) en el tratamiento
lll (tilapia) y de Mn (8.96 ± 0.51 mg L-1) en camarón (tratamiento ll), se encontraron
diferencias significativas en cada uno de los cinco tratamientos (Cuadro 14).
Cuadro 14. Determinación de macro y micro nutrimentos presentes en las soluciones nutritivas del cultivo de tilapia y camarón, comparadas con la solución Steiner. Los tratamientos I y III fueron irrigada con efluente de tilapia y tratamiento II y IV de camarón y el V la solución Steiner (testigo).
NO3-= Nitrato, K= Potasio, Ca= Calcio, Mg= Magnesio, Na= Sodio, Cu= Cobre, Mn= Manganeso,
Zn= Zinc. Media con la misma letra en cada columna son estadísticamente iguales ± EE. (Tukey α 0.05).
7.7. Concentración de cationes presentes en los efluentes de tilapia y
camarón con altas concentración de nitratos (NO3-).
Las concentraciones de cationes que provienen del sistema de recirculación
en plantas de tomate se transfirieron a los cultivos de tilapia y camarón (Cuadro
Determinación
Tratamientos
I II III IV
NO3- (mg L-1) 377.32 ± 0.62a 354.26 ± 0.54c 346 ± 0.54d 367.89 ± 0.52b
P (mg L-1) 5.32 ± 0.16b 6.51 ± 0.51ab 5.62 ± 0.15ab 6.81 ± 0.56a
K (mg L-1) 265.80 ± 0.73c 336.72 ± 0.68a 235.44 ± 0.62d 364.58 ± 0.68a
Ca (mg L-1) 1863.61 ± 0.59ab 2012.89 ± 0.52a 1668.49 ± 0.42c 2034.69 ± 0.11a
Mg (mg L-1) 176.26 ± 0.61c 167.12 ± 0.55d 185.46 ± 0.69b 188.50 ± 0.39a
Na (mg L-1) 180.59 ± 0.59c 268.21 ± 0.59b 167.14 ± 0.68d 282.55 ± 0.38a
Fe (mg L-1) 18.35 ± 0.28ab 17.38 ± 0.53b 19.05 ± 0.26a 18.15 ± 0.39ab
Cu (mg L-1) 13.32 ± 0.68a 10.78 ± 0.43ab 11.73 ± 0.36b 9.70 ± 0.46b
Mn (mg L-1) 7.80 ± 0.24ab 8.96 ± 0.51a 7.25 ± 0.28b 6.92 ± 0.28b
Zn (mg L-1) 24.74 ± 0.46b 23.40 ± 0.54b 27.47 ± 0.37a 23.18 ± 0.41b
65
14) por lo que el contenido mg L-1 de macro y micronutrientes se diluye en el
volumen de agua de los cultivos acuícolas.
Los cultivos de tilapia (tratamiento l y lll) contienen 85.45 ± 0.66 y 86.47 ±
0.47 mg L-1 de NO3-, mientras que en camarón (tratamiento lll y lV) se reportan
valores de 84.59 ± 0.61 y 83.04 ± 0.48 mg L-1. Las concentraciones de P (5.14 ±
0.13 y 5.22 ± 0.26 mg L-1), K (307.33 ± 0.47 y 314.46 ± 0.77 mg L-1) y Ca (1873.71
± 0.16 y 1909.86 ± 0.17 mg L-1) más elevadas se registran en los tratamientos de
camarón (tratamiento ll y IV). La mayor concentración de Mg (137.31 ± 0.49 mg L-
1) se reportó en el tratamiento IV. La concentración de Na es mayor en los cultivos
de camarón alcanzando un 217.31 ± 0.61 y 266.97 ± 0.46 mg L-1 en el tratamiento
II y IV. El mejor contenido de micronutrientes se encuentra en los cultivos de tilapia
(tratamiento II y lll), para Fe 12.58 ± 0.24 y 10.11 ± 0.11 mg L-1, Cu 9.45 ± 0.24 y
9.79 ± 0.24 mg L-1, no se encontraron diferencias significativas (P >0.05) entre los
tratamientos en la concentración de Mn y Zn (Cuadro 15).
Cuadro 15. Determinación de macro y micro nutrimentos presentes en las soluciones nutritivas del cultivo de tilapia y camarón, comparadas con la solución Steiner. Los tratamientos I y III fueron irrigada con efluente de tilapia y tratamiento II y IV de camarón y el V la solución Steiner (testigo).
NO3-= Nitrato, K= Potasio, Ca= Calcio, Mg= Magnesio, Na= Sodio, Cu= Cobre, Mn= Manganeso,
Zn= Zinc. Media con la misma letra en cada columna son estadísticamente iguales ± EE (Tukey α 0.05).
Determinación
Tratamientos
I II III IV
NO3- (mg L-1) 85.45 ± 0.66a 84.59 ± 0.61ab 86.47 ± 0.47a 83.04 ± 0.48b
P (mg L-1) 3.90 ± 0.20b 5.14 ± 0.13a 3.73 ± 0.24b 5.22 ± 0.26a
K (mg L-1) 187.02 ± 0.74c 307.33 ± 0.47b 151.97 ± 0.42c 314.46 ± 0.77a
Ca (mg L-1) 1258.67 ± 0.10b 1873.71 ± 0.16a 1166.44 ± 0.10c 1909.86 ± 0.17a
Mg (mg L-1) 117.47 ± 0.52b 117.52 ± 0.53b 107.34 ± 0.43c 137.31 ± 0.49a
Na (mg L-1) 157.64 ± 0.54c 217.31 ± 0.61b 117.63 ± 0.56d 266.97 ± 0.46a
Fe (mg L-1) 12.58 ± 0.24a 8.59 ± 0.22c 10.11 ± 0.11b 8.55 ± 0.22c
Cu (mg L-1) 9.45 ± 0.24a 6.85 ± 0.26b 9.79 ± 0.24a 5.58 ± 0.28c
Mn (mg L-1) 5.77 ± 0.23a 6.22 ± 0.21a 6.01 ± 0.19a 5.55 ± 0.20a
Zn (mg L-1) 17.74 ± 0.42a 16.98 ± 0.47a 18.20 ± 0.38a 16.78 ± 0.32a
66
7.8. Eficiencia de filtro de zeolita en el sistema de recirculación.
Las concentraciones de NH4+ en los cultivos acuícolas (tilapia y camarón)
fueron estadísticamente diferentes (P<0.05) en los cuatro tratamientos, mostrando
el tratamiento I y II (sin filtro: tilapia y camarón) valores por encima de 0.40 ± 0.05 y
0.32 ± 0.04 mg L-1, mientras que los tratamientos de tilapia y camarón con filtro (III
y IV) reportan concentraciones de 0.22 ± 0.01 y 0.28 ± 0.03 mg L-1 diariamente
(Cuadro 16).
Cuadro 16. Concentración de amonio (NH4+) diario en los cultivos de tilapia (tratamientos
I y III) y camarón (tratamiento II y IV).
Media con la misma letra en cada columna son estadísticamente iguales ± EE (Tukey α 0.05).
La eficiencia del filtro de zeolita para los tratamientos lll y IV (tilapia y
camarón) indican que cuando las concentraciones de amonio de los efluentes de
tilapia oscilan en 0.24 ± 0.01 mg L-1 y se recirculan a través de filtros los valores
disminuyen a 0.13 ± 0.01 mg L-1, mientras que para los efluentes de camarón
antes de ser recirculados la concentración de amonio es de 0.29 ± 0.01 y al ser
pasar por el filtro se obtienen 0.12 ± 0.01 mg L-1 de amonio (Cuadro 17), no se
encontraron diferencias entre ambos tratamientos (P>0.05).
Tratamientos NH4+ (mg L-1)
I 0.40 ± 0.05a
II 0.32 ± 0.04ab
III 0.22 ± 0.01b
IV 0.28 ± 0.03ab
67
Cuadro 17. Concentración de amonio (NH4+) en la entrada y salida de filtros de zeolita.
Los efluentes del tratamiento l y ll corresponden a: tilapia y camarón sin filtro, mientras que III y lV a tilapia y camarón con filtro.
Media con la misma letra en cada columna son estadísticamente iguales ± EE (Tukey α 0.05).
El contenido de amonio en los efluentes de tilapia y camarón a la entrada
del sistema de recirculación para los tratamientos sin filtro (I y II) se mantuvo en
0.44 ± 0.20 y 0.35 ± 0.01 mg L-1 respectivamente, estas concentraciones al ser
recirculadas por el sistema de plantas de tomate disminuyeron a 0.18 ± 0.02 y
0.16 ± 0.01 mg L-1. En los tratamientos de tilapia y camarón con filtro (tratamiento
III y IV), el contenido de amonio a la entrada del sistema de recirculación oscilo en
0.24 ± 0.01 mg L-1 (tilapia) y 0.29 ± 0.01 mg L-1 (camarón), y a la salida del
sistema de plantas dichos las concentraciones fueron de 0.04 ± 0.01 y 0.06 ± 0.01
mg L-1, respectivamente (Cuadro 18). Se encontraron diferencias significativas
(P<0.05) entre la entrada y salida del sistema.
Tratamientos
Entrada
(Efluentes- filtro)
Salida
(Filtro)
Sin filtro
I 0.44 ± 0.20a 0.44 ± 0.20a
II 0.35 ± 0.01b 0.35 ± 0.01b
Con filtro
III 0.24 ± 0.01c 0.13 ± 0.01c
IV 0.29 ± 0.01bc 0.12 ± 0.01c
68
Cuadro 18. Concentración de amonio (NH4+) en la entrada y salida del sistema de
recirculación. Los efluentes del tratamiento l y ll corresponden a: tilapia y camarón sin filtro, mientras que III y lV a tilapia y camarón con filtro.
Media con la misma letra en cada columna son estadísticamente iguales ± EE (Tukey α 0.05).
7.9. Ahorro de nutrientes en los tratamientos en la producción de tilapia y
camarón en el ciclo de acuaponía.
El análisis de la composición iónica en las soluciones nutritivas del cultivo
de tilapia y camarón presento un ahorró en nitratos (NO3-) en los tratamientos de
tilapia (l y lll) del 14%, mientras que para los tratamientos II y IV (camarón) se
economizó entre un 10% para el tratamiento II y IV, para potasio (K) el 30% del
ahorro se indica en las soluciones nutritivas a base de efluentes de camarón
(tratamientos II y IV). El ahorro más significativo se presentó en un100% de calcio
(Ca) que se economizó en los cuatro tratamientos, el 80% de ahorró en Mg
(magnesio) y 70% de fosforo (P) solo para las soluciones nutritivas a base de
efluentes de tilapia (I y III).
Tratamientos
Entrada de efluentes
(Sistema de recirculación)
(mg L-1)
Salida de Efluentes
(Recirculadas en plantas)
(mg L-1)
Sin filtro Amonio
I 0.44 ± 0.20a 0.18 ± 0.02a
II 0.35 ± 0.01b 0.16 ± 0.01b
Con filtro
III 0.24 ± 0.01c 0.04 ± 0.01c
IV 0.29 ± 0.01bc 0.06 ± 0.01c
69
Figura 9. Ahorro de nutrientes en el ciclo de acuaponía.
0
20
40
60
80
100
120
NO3- K+ Ca2+ Mg2+
Po
rce
nta
je (
%)
Macro nutrimentos
I
II
III
IV
Tratamientos: I: Tilapia sin filtro II: Camarón sin filtro lll: Tilapia con filtro lV: Camarón con filtro.
70
VIll. DISCUSIÓN
8.1. Uso de agua para soluciones nutritivas.
El contenido de los cationes presentes en la fuente de agua es considerada
como de buena calidad según los rangos establecidos por la USDA (referencia),
apta para cualquier cultivo hortícola. Esto se debe a que el agua exhibe un pH de
7.46 ± 0.05, baja salinidad (<1.2 dS m-1) principal limitante para uso de agua de
riego de acuerdo con Bauder et al., (2011) (Cuadro 19) y bajo contenido de sodio
161.77 ± 0.65 mg L1 (Cuadro 4). El contenido de iones y parámetros evaluados
concuerda con los obtenidos por Mariscal et al., (2010) al integrar el cultivo de
camarón – tomate con aguas subterráneas, mostrando que las aguas de esa
región exhiben un pH de 7.8, una CE 1.07 dS m-1, bajo contenido de sodio (175
mg L-1) y calcio (73 mg L-1), valores adecuados para la producción de cultivos
agro- acuícolas. Se ha establecido que L. vannamei puede sobrevivir y crecer bien
en salinidades tan bajas como 1 g L-1 (Roy et al, 2010) o 0.5 g L- 1 de acuerdo con
Angulo et al., (2005).
Cuadro 19. Limitación de uso de agua por salinidad según Bauder et al., (2011).
Limitación de uso Conductividad Eléctrica (dS m-1)
Ninguna ≤0.75
Algo (dependiendo del cultivo) >0.75 CE ≤1.50
Moderada (en función del cultivo) >1.5 CE ≤3.0
Severa >3.0
71
Cuadro 20. Clasificación de la calidad del agua de acuerdo a la concentración de sodio Bauder et al., (2011).
Clasificación de Agua Concentración de sodio (mg L-1)
Sin problema ≤0.46
Bueno 46 >[Na] ≤250
Moderado 230 >[Na] ≤ 460
Severo 460 >
8.2. Parámetros de calidad de agua.
El crecimiento de los organismos acuícolas está en función de la calidad de
agua, el tipo de alimento y densidad de siembra. Los resultados obtenidos en el
crecimiento de tilapia fueron de 50.43 ± 0.21 g y una sobrevivencia del 100%.
Arredondo y Ponce (1998) mencionan que el propósito principal del manejo de la
calidad del agua de cualquier sistema de acuicultura es regular y mantener las
condiciones óptimas para la sobrevivencia y el crecimiento de los organismos. El
papel que juega la temperatura en el crecimiento de las especies acuícolas
depende de los requerimientos del cultivo, en los cultivos de tilapia y camarón se
reportaron temperaturas en un rango de 20 - 21 °C. Rosas Monge y Chacón
(1999) mencionan que aumento o disminución de la temperatura en el sistema se
refleja inmediatamente en la velocidad de sus procesos vitales (tasa de respiración
o intercambio gaseoso, crecimiento, resistencia a enfermedades, apareamiento,
etc.). Temperaturas inferiores a 19 °C limita en los camarones el mantenimiento de
su balance energético probablemente disminuyendo el apetito y el movimiento. De
tal manera, el nivel óptimo después del cual la retención (crecimiento) y el apetito
Los valores pH se mantuvieron en un rango de 8.80 ± 0.03 para el cultivo
de tilapia y de 8.58 ± 0.03 en camarón. Niveles extremos de pH tales como
condiciones acidas de 5 y alcalinas de 9, pueden causar mortalidad en más del
72
50% (Martines et al., 1998). Las concentraciones de oxigeno se reportaron dentro
de los normales para ambos cultivos (7.5 mg L-1). Morales (1991) indica que uno
de los gases fundamentales para los organismos acuáticos, es el oxígeno, el cual
debe de estar en concentraciones adecuadas superiores a los 5 mg L-1
concentraciones menores disminuye el metabolismo y el crecimiento e incrementa
la mortalidad (Wheaton, 1982).
La tilapia O. niloticus es una especie eurihalina, que puede vivir en aguas
dulces, salobres y marinas, con límites de tolerancia de 0 a 40 g L-1 y en algunos
casos, por arriba de esta salinidad (Tenorio, 2003). El desarrollo del cultivo de
tilapia se realizó en agua dulce, mientras que en el cultivo de camarón, la salinidad
se bajó gradualmente hasta obtener rangos de 7 - 8 g L-1. Angulo et al., (2005)
cultivó camarón blanco (L. vannamei) en sistemas intensivos en agua a baja
salinidad (0.5 g L-1) alcanzando rendimientos cercano a 10 toneladas por hectárea
y sobrevivencia del 100%. El nivel de salinidad adecuada para el crecimiento de
esta especie está en el intervalo de 10 a 30 g L-1 (Liao y Murai, 1986). El camarón
L. vannamei puede sobrevivir y crecer en salinidades tan bajas como 1 g L- 1 (Roy
et al., 2010) o 0.5 g L- 1 (Van Wyk, 1999). Mariscal et al., (2012) al cultivar camarón
a 5 g L-1 se obtuvo un rendimiento de 3.9 ± 2.0 t ha-1 con una supervivencia media
de 56.3 ± 1.1%, un peso de 13.9 ± 0.4 g, y una tasa de conversión del alimento de
1.60 ± 0.03.
Las bajas temperaturas, el pH alcalino y la baja salinidad crearon un
ambiente toxico, estas repercutiendo en la sobrevivencia y crecimiento del cultivo
de camarón y tilapia, aunado a estos parámetros destacan las concentraciones de
nitratos de 125 y 350 g L-1 a las que fueron sometidos los organismos (con el fin
de no afectar la producción de tomate) con sobrevivencia de 0 al incrementar las
concentraciones de nitratos para el cultivo de camarón y el bajo crecimiento del
cultivo de tilapia (50 g). El camarón en aguas de baja salinidad tiene necesidad de
mantener una mayor presión osmótica en su hemolinfa en comparación con el
medio ambiente, este estado hipo-osmótica requiere energía metabólica adicional
(Pequeux, 1995). En consecuencia, menos energía disponible para hacer frente a
73
los productos químicos tóxicos. Las posibles causas de la supresión de
crecimiento y mortalidad de camarones incluyen depresión metabólica, reducción
de la eficiencia de la alimentación, y la función endocrina alterada (Kurihara et al.,
2008). En la acuicultura, es común pensar que un tóxico suprime el crecimiento
antes de que se traduzca en la mortalidad.
El género Oreochromis a diferencia de otros peces, son tolerantes a
diversas sustancias toxicas entre estas se encuentran los desechos metabólicos
excretados por los mismos peces, que quedan en el fondo de los estanques.,
estos, por ciertos procesos bioquímicos se convierten en amonio y, su
concentración nunca deberá ser superior a 0.1 mg L-1 (Camacho et al, 2000). En
los crustáceos, altos niveles de amonio pueden afectar la osmoregulación,
reduciendo la concentración iónica de la hemolinfa (osmolaridad) (Lloyd y Orr,
1969). Las concentraciones de amonio en el experimento fluctuaron entre 0.15 a
0.20 mg L-1 en todos los tratamientos, dichas concentraciones no afectaron a los
cultivos acuícolas ya que las soluciones nutritivas se recirculaban a través de
filtros de zeolita, los cuales retenían el 50 % del amonio presente en la solución
debido a que tienen alta capacidad de intercambio catiónico y al momento de ser
recirculadas por las raíces de las plantas el contenido de amonio fluctuaba en
0.06- 0.10 mg L-1. Fakhri et al., (1995) indicaron que este tipo de material puede
ser utilizado con éxito en cultivos hidropónicos ya que las especies vegetales no
responden similarmente a una relación particular de suministro de NH4+-N/N total y
a un cierto pH en la zona de la raíz, algunas plantas absorben preferentemente N-
NO3-, en cambio otras NH4
+-N, o una mezcla de ambas fuentes nitrogenadas para
obtener mayores rendimientos (Bugarín et al., 1998).
8.3. Concentración de nitratos en el sistema de acuaponía.
El nivel aceptable de nitrato para el cultivo de camarón agua de mar es ≥ 20
mg L-1 (Spotte, 1979). En crustáceos decápodos marinos, el amonio está formado
en el catabolismo de aminoácidos y constituye 70-87% del nitrógeno total
excretado a través del epitelio branquial (Regnault, 1987). En el proceso de
nitrificación la concentración de nitratos se considera relativamente menos tóxica
74
para los peces (Westin, 1974; Colt y Tchobanoglous, 1976Pierce et al., 1993 y
Tomasso y Gamichael, 1986). Algunos reportes mencionan que la concentración
letal a las 96 horas (LC50 96 h) de nitrato varia de 41 mM para el pez Hispidus
monocanthus y 100 mM en bagre de canal Ictalurus punctatus (Colt y
Tchobanoglous, 1976; Pierce et al., 1993). Existen reportes en trucha arco iris de
agua dulce (Oncorhynchus mykiss) que mencionan que después de la exposición
al nitrato de 1 Mm, la concentración aumentó significativamente en plasma a 0.2
mmol ml-1 (Stormer et al., 1996).
Un componente importante en el ciclo del nitrógeno es el nitrato, en
estanques de camarón puede aumentar de 2.26 a 4.52 mg L-1 (Muir et al., 1991) y
hasta un máximo de 500 mg L-1 en sistemas de recirculación (Pierce et al., 1993).
Muir et al. (1991) reportaron que una concentración de nitrato de 0.225 mg L-1
afecta a la supervivencia de P. monodon cuando se expone durante 40 h. Tsai y
Chen (2002) determinaron que la toxicidad aguda de nitrato de P. monodon
aumentó a medida que la salinidad se redujo 35 a 15 g L-1. Aunque el mecanismo
por el cual una mayor salinidad amortigua los efectos tóxicos de los desechos
nitrogenados no ha sido bien documentado, se entiende que en ambientes de baja
salinidad los camarones marinos están bajo estrés adicional y los procesos
metabólicos y físicos pueden ser inhibidos. Estos mismos autores afirman que la
acumulación de nitratos se presenta el músculo, hepatopáncreas, intestino
anterior, corazón, hemolinfa, intestino medio y el pedúnculo ocular.
Kuhn et al., (2012), encontraron que al cultivar L. vannamei a una salinidad
de 2.0 g L–1 con niveles de nitratos de 400 mg L- 1 se obtuvo una mortalidad del
100%; mientras que en una salinidad de 11.0 g L- 1 y 220 mg de NO3- L-1 tenían
una supervivencia del 64.2% y una tasa de crecimiento de 0.84 g semana. Los
efectos sobre la fisiología del camarón se hacen presentes en las longitudes
antenales y lesiones en hepatopáncreas debido a que existe un aumento de la
toxicidad de nitrato en baja salinidad. Concentraciones menores de nitratos (94.7
mg L-1) tiene efecto en la sobrevivencia (56.3%) y tasa de crecimiento (0.73 g
semana-1) según Mariscal et al., (2012), mientras que Silva et al., (2013) reporta
75
sobrevivencia del 42% de camarón y tilapia del 100% utilizando una concentración
de 180 mg L-1 nitratos en sistema de cultivo de acuaponía. Lo anterior difiere con
los resultados obtenidos en nuestra investigación, ya que la concentración más
alta de nitrato en los cultivos acuícolas (tilapia y camarón) osciló en 346 - 377 mg
L-1 y salinidad de 7.96 - 8.22 lo que repercutió en la sobrevivencia y crecimiento de
camarón y tilapia (Cuadro 5, 6 y 14).
El efecto del nitrato en el crecimiento y sobrevivencia de los organismos
acuáticos se debe a que este ion se incorpora en la sangre o hemolinfa de los
organismos, penetrando en los eritrocitos, donde se oxida la hemoglobina a ferri
hemoglobina (Grabda et al., 1974) causando daños en la sangre y en células
centros periféricos y tejidos del hígado Existen dos rutas que se han considerado
estar involucrado en el transporte de nitritos y nitratos (Lewis y Morris, 1986;
Jensen, 1995). Una es que el ion nitrito (NO2-) o ion nitrato (NO3
-) es absorbido por
un sistema de captación de cloruro branquial que fue documentado en peces de
agua dulce (Bath y Eddy, 1980; Eddy et al., 1983). La ruta común para la
captación de Cl- y NO-2 o NO-3 explica por qué elevados ambientes con iones de
Cl- se protegen en la acumulación de nitrito y su toxicidad.
8.4. Variables fisiológicas en plantas de tomate.
Las variables fisiológicas (núm. hojas, flores racimos y frutos, altura y grosor
de tallo) en cada etapa vegetativa de la planta depende del material genético (tipo
de hibrido) y condiciones a las cuales cultivo es sometido (temperatura, humedad,
luz, sustrato, manejo, densidad de plantación, etc.) es por ello que los resultados
obtenidos solo son comparados entre tratamientos (Cuadros 7 y 8). Las plantas
alcanzaron números de 20.40 ± 0.49 hojas, 7.13 ± 0.98 flores, 3.36 ± 0.25 racimos
y 12.96 ± 1.40 frutos, en la etapa de floración y formación de fruto y la altura
máxima de planta osciló entre 2.5 y 2.8 m. Khan-Sagar (1966) menciona que
cuando los primeros tres racimos en fructificación están creciendo rápidamente
hay gran demanda de nutrientes y esta es suministrada por las hojas medias. En
la fructificación gran parte de la materia seca producida por una planta se acumula
en los frutos, durante el tiempo en que los primeros cinco racimos están creciendo
76
rápidamente (Hurd et al., 1979). Asimismo, la capacidad de una inflorescencia
para obtener asimilados se incrementa marcadamente de la floración a la
fructificación, una vez que los frutos empiezan a crecer el rango de crecimiento
vegetativo disminuye (Salter, 1958).
El tallo es el soporte de la planta y el sistema distribuidor principal de agua y
nutrientes, de arquitectura y de almacén, de ahí que es importante que se
encuentre en las mejores condiciones posibles. El diámetro del tallo influye de
manera significativa en el rendimiento (Stevens, 1973). No se encontraron
diferencias entre tratamientos en el grosor de tallo (Cuadro 8), 1.60 ± 0.03 cm fue
el mayor grosor que presento el tratamiento IV (irrigado con efluente de camarón).
Estos valores están por debajo de los reportados, Rodríguez et al. (1997), señala
que el diámetro del tallo puede llegar a los 2.5 cm. El área total de tallo y sus
diferentes tejidos pueden ser afectados por factores ambientales y de manejo, así,
temperaturas elevadas (30 °C) propician el crecimiento de tallos delgados (Went,
1956; citado por Folquer, 1976) y con mayor proporción de tejido parenquimatico
(Chamarro, 1995; Picken et al., 1986).
8.4.1. Concentración nutrimental en tejido vegetal.
El análisis nutrimental ayuda a determinar el suministro de nutrientes en las
soluciones nutritivas, determinando el efecto de tratamientos en el suministro de
nutrientes a la planta. En el presente estudio, la concentración de macro y
micronutrientes evaluados en las tres etapas del cultivo (floración y formación de
fruto, fructificación y senescencia) se encuentran dentro de los rangos de
suficiencia nutrimental establecidos por Jones (1999) para el desarrollo de cada
etapa vegetativa (Cuadro 19). Las plantas no mostraron síntomas de deficiencias
nutrimentales durante el desarrollo del experimento (Cuadro 10). Según Steiner
(1961) debe existir un balance de macronutrientes (NO3-, H2PO4, SO4-2, K+, Ca 2+
y Mg2+), ya que los nutrimentos que demandan las plantas en la relación mutua
entre aniones y entre cationes, dependen de la etapa fenológica (Resh, 1991),
demás,. A lo largo del desarrollo de la planta se presentaron cambios en la
composición química en algunos nutrimentos con relación a la materia seca
77
producida principalmente en las hojas, es por ello que los niveles de N, P y K+
mostraron una mayor concentración en la etapa de floración y formación de fruto y
disminuyeron durante el resto del ciclo vegetativo. Mientras que Ca2+ y Mg2+
tienden a incrementar en la etapa de fructificación. Este mismo patrón se observó
en el contenido de micronutrientes, la concentración de Fe, Mn y Zn se incrementó
en la etapa de floración y formación de fruto y disminuyó en el resto de los
períodos de crecimiento de la planta (Cuadro 10). Wolf, (1982) menciona que por
regla general, el tejido juvenil en la planta es mayor en N, P y K+, pero más bajo en
Ca2+ y Mg2+ que el tejido de plantas mayores. De los diecisiete elementos
esenciales para el crecimiento y desarrollo de las plantas, el nitrógeno es
considerado el más importante, por ser el que se encuentra en mayor proporción,
1 a 3 % con respecto a su materia seca, dependiendo de la especie, de la etapa
fenológica, porcentajes encontrados durante todas las etapas fenológicas del
cultivo de tomate en el experimento (Hopkins, 1995; Jones, 1998; Marschner,
1998; Taiz y Zeiger, 1998; Mengel y Kirkby, 2001) (Cuadro 10).
En las soluciones nutritivas un pH de 4.5 a 6.0 se considera óptimo para la
absorción de NO3- (Hageman, 1992). La fuente más común de N para la
producción de cultivos SN hidropónica es el NO3-, que tiene la función de
promover el crecimiento de las plantas y generalmente se considera que son
preferidos en comparación con el ion NH4+ (Hewitt, 1966; Hartman et al., 1986;
Heuer, 1991). He et al. (1994) observaron diferencias en la concentración de
nitratos en plantas de tomate, al variar las cantidades de nitratos en la solución
nutritiva. Estas variaciones se detectaron en las etapas vegetativas y al inicio de
floración.
78
Cuadro 21. Rangos de suficiencia de nutrientes en hojas de tomate en invernadero según Jones, (1996).
Macro nutrimentos %
N
P
K
Ca
Mg
Antes de fructificar 4.0 - 5.0 0.5 - 0.8 3.5 - 4.5 0.9 - 1.8 0.5 - 0.8
Durante la fructificación 3.5 - 4.0 0.4 - 0.6 2.8 - 4.0 1.0 - 2.0 0.4 - 1.0
Micro nutrimentos ppm
Fe
Mn
Zn
Cu
B
Antes de fructificar 50 - 200 50 - 125 25 - 60 8 - 20 35 - 60
Durante la fructificación 50 - 200 50 - 125 25 - 60 8 - 20 35 - 60
Las concentraciones de nutrientes son influenciados por edad de la planta,
la parte de planta analizada, cultivar, agua y la disponibilidad de nutrientes en el
suelo (Smith, 1986). Entre los diversos tejidos a considerarse con fines de
diagnóstico nutricional, las hojas constituyen el principal material vegetal de
muestreo (Chapman y Brown, 1950). Wolf (1982) indica que las hojas son más
útiles para propósitos de diagnóstico debido a su marcada variación en la
composición con diferentes niveles de fertilidad. La hoja más joven completamente
madura es una parte de la planta en crecimiento activo y es una excelente opción
para el análisis de nutrientes de muchos cultivos (Geraldson et al., 1973, Wolf,
1982).
8.5. Rendimiento de cultivo de tomate irrigado con efluentes de tilapia y
camarón.
La producción de tomate que se obtuvo durante el ciclo de cultivo irrigado
con efluentes acuícolas (tilapia y camarón) y solución nutritiva fue de 65.95, 61.60
y 72.71 t ha-1, rendimientos similares a los obtenidos de forma convencional en
campo abierto (rendimiento nacional de 57.21 t ha-1) según los servicios de
información agroalimentaria y pesquera (SIAP, 2012).
79
En sistemas integrados de camarón - tomate Mariscal et al. (2012)
utilizando el agua subterránea, solución nutritiva y efluentes de camarón con una
densidad de 45 plantas obtuvo un rendimiento de 27.6 ± 2.6 t ha- 1, 38.7 ± 1.9 t ha-
1 y 36.1 ± 2.3 t ha-1, respectivamente. Silva (2013) integró el cultivo de tomate con
efluentes de tilapia y camarón compensando las deficiencias de las soluciones con
fertilizantes sintéticos, y fueron comparadas con la solución nutritiva Steiner en un
sistema de recirculación de acuaponía, reportando el mayor rendimiento para la
solución Steiner (44.4 t ha-1), seguido de los efluentes de tilapia (50.56 t ha-1) y
camarón (36.07 ha-1). Ambos trabajos presentan el mejor rendimiento en la
solución nutritiva control (Steiner), dato que coincide con los resultados reportados
por este trabajo (72.71 t ha-1). Mas no así para tilapia, ya que el rendimiento fue
superior (65.95 t ha-1) al reportado por Silva et al., (2013), mientras tanto el
rendimiento de la integración tomate- camarón para este trabajo es de 61.60 t ha-1,
dato que difiere a los alcanzados por Mariscal et al., (2012) y Silva et al., (2013)
son similares con 36.1 y 36.07 ha-1 respectivamente.
Actualmente se cree que los sistemas de acuaponía dependen únicamente
de los efluentes acuícolas para suministrar nutrientes a las plantas, pero estos
tienen niveles bajos de fósforo (P), potasio (K), hierro (Fe), manganeso (Mn) y
azufre (S) (Adler et al., 1996; Seawright et al., 1998; Graber y Junge, 2009). La
optimización de producción de la planta requiere del suministro de suplementos
químicos sintéticos en sistemas de acuaponía (Rakocy et al., 1997).
8.5.1. Rendimiento en concentraciones de 150-350 (mg L-1) NO3- en
acuaponía de tomate- camarón- tilapia.
La producción del tomate se realiza en condiciones de invernadero, en
donde se pretende mejorar las condiciones ambientales para incrementar la
producción en menor espacio. En el cultivo del tomate, el nitrógeno es el elemento
con mayor efecto en su crecimiento y producción, ya que el suministro de este
entre otras funciones importantes, promueve la formación de flores y frutos,
mejora el color y tamaño del fruto, regula la maduración (Jaramillo et al., 2007).
Por otra parte, ante su ausencia, la planta desarrolla tallos de menor diámetro,
80
área foliar pequeña y con menor clorofila, por lo que su apariencia se torna en
verde pálido (Moya, 2002). La deficiencia de nutrimentos no sólo afecta a los
cultivos, los excesos de ellos también los perjudican. En el caso del nitrógeno, un
exceso produce un crecimiento vegetativo exagerado, plantas frondosas, raíces
poco desarrolladas y una maduración tardada de los frutos (Navarro, 2000).
Se estima que las plantas en campo sólo utilizan de 25 a 85% del nitrógeno
aplicado en las fertilizaciones, esto implica que dichas aplicaciones sean
abundantes en cantidad y en frecuencia, lo que resulta en un uso inadecuado o
excesivo (Pérez y Landeros, 2009). En diversas investigaciones se ha demostrado
que las plantas se abastecen de mayores proporciones de nitrógeno cuando este
se suministra en forma de NO3- y en menor cantidad cuando se encuentra en
forma de NH4+ (Cadahia, 2000). En invernaderos, se busca optimizar el uso
eficiente del fertilizante y del agua, así como evaluar genotipos apropiados, para
obtener rendimientos altos, frutos de buena calidad nutrimental, además de
disminuir los daños provocados al ambiente y reducir los costos de producción
(Ojeda-Real et al., 2008).
En el cultivo de tomate durante el desarrollo de las primeras flores (6
semanas), las necesidades nutricionales de la planta son bastante constantes, y
más todavía una vez que la planta comiénzala fase de fructificación, ya que
requiere más Ca2+, Mg2+ y K+ (Nelson, 2008). En ese momento los nutrientes se
pueden aplicar al medio de cultivo (como re-fertilización en la solución nutritiva),
método reconocido por algunos de los investigadores como eficiente en la
nutrición de la planta durante la etapa de crecimiento intensivo, mejorando el
rendimiento en la etapa de producción de fruto (Chauduni y De, 1975; Giskin et al.,
1984; Komosa, 1990), condiciones que concuerdan con las realizadas en el
presente proyecto de investigación, incrementando las concentraciones de nitratos
de 150 a 350 mg L-1 durante la etapa media de producción de fruto para mejorar el
rendimiento (Figura 8).
81
8.6. Dinámica de nutrientes en la integración en la producción de tilapia,
camarón y tomate en sistemas de acuaponía.
Los sistemas de recirculación (RAS) en la acuacultura son uno de los
métodos más adecuados para la integración de plantas en la hidroponía
(combinación de acuacultura e hidroponía), en donde los nutrientes se pueden
mantener en concentraciones suficientes para el cultivo de plantas (Nair et al.,
1985).
Los efluentes acuícolas comprenden principalmente heces, restos de
alimento y biomasa bacteriana que son compuestos orgánicos ricos en nutrientes
(Gloger et al., 1995). Estos residuos, pueden tener un impacto negativo sobre el
medio ambiente debido a la liberación de nutrientes a cuerpos de agua
adyacentes. Estos residuos se pueden usar en cultivos de acuaponía para regar y
fertilizar las plantas (Maria et al., 1996). El procesamiento de efluentes acuícolas o
purificación por las plantas en invernaderos o sistemas de tratamiento en la
actualidad se ha convertido en una estrategia en respuesta a la escasez de agua
(Gloger et al., 1995).
En un sistema hidropónico de recirculación, para la eliminación de sólidos y
el tratamiento del agua, el efluente del tanque de peces se pasa a través de un
clarificador y a continuación se hace fluir a las áreas de cultivo hidropónico. La
remoción de sólidos debe ser considerada, Se ha estimado en la remoción de
sólidos se remueve en promedio un 21% del peso seco de los solios originados
por la alimentación durante un ciclo de producción (Rakocy et al., 2000).
La acumulación de nutrientes se produce en un sistema de recirculación
debido a la alta densidad de organismos, alta tasa de alimentación, bajos
recambio de agua, la rápida acumulación de solidos suspendidos totales (TDS) y
desechos de los organismos acuáticos, los cuales pueden propiciar niveles tóxicos
de compuestos nitrogenados en el sistema. Es por ello que las concentraciones de
nutrientes son controladas continuamente y el recambio de agua se usa para diluir
la concentración de NO3-. Según Seawright et al., (1998) el aumento de la
82
densidad de población implica más residuos de los organismos y alimentación
proporcionado a los estanques, que a su vez tiende a aumentar la concentración
de aniones y cationes que participan en los ciclos de nitrógeno y de carbono así
como minerales disueltos (Martins et al., 2009).
Teóricamente, el contenido de nutrimentos en una dieta puede ser
manipulado para hacer que las proporciones relativas de los nutrientes excretados
por los organismos acuáticos sea similar a las proporciones relativas de los
nutrientes asimilables por las plantas. En este caso se utilizó alimento comercial
con 32% de proteína para tilapia y 35% para camarón a razón del 2-5% de su
biomasa, lo que demostró que los efluentes llevan gran cantidad de nutrientes,
que son aprovechados por las plantas en el sistema de acuaponía. En general, las
concentraciones de iones promedio en los efluentes de tilapia y camarón son
similares a las reportadas por Timmons et al., (2002). Los efluentes presentaron
altas concentraciones en iones de calcio y magnesio para tilapia y camarón,
mientras el mayor contenido de sodio se observó en los efluentes de camarón
debido a la salinidad que se sometió el cultivo (Cuadro 11, 13,14 15).
8.7. Zeolita como material filtrante en cultivo acuaponía.
8.7.1. Eficiencia de filtros de zeolita.
La eficiencia de los filtros depende de ciertos parámetros tales como: la
calidad de agua del afluente, la granulometría del material filtrante, la resistencia
química y mecánica del material, la forma de las partículas y carga hidráulica entre
otros (Arboleda, 1973; Herrera, 1992; Márquez et al., 1995). Entre los materiales
filtrantes más usados se encuentran la arena y la antracita, pero en la actualidad
se reportan con muy buenos resultados materiales como el poliestireno y zeolita
natural. (COX 1979; Sokolovie 1995; Nikoladze 1989)
El principal interés de la acuicultura por la utilización de zeolita se debe a la
retención de nitrógeno amoniacal total (NAT). El amonio es toxico para los peces,
crustáceos y otro organismos acuáticos, la zeolita se utiliza para disminuir las
83
concentraciones de NAT en sistemas de recirculación (Johnson y Sieburt, 1974;
Bower y Tuner 1982; Boyd y Tucker, 1988) debido a su rápida adsorción.
Algunas investigaciones con zeolita natural, están siendo desarrolladas
para la eliminación de amonio en aguas residuales como una alternativa eficaz en
los procesos de tratamiento de aguas existentes. Booker et al., (1996) realizó
ensayos a escala piloto, demostrando que el proceso de adsorción de zeolita es
eficaz en la reducción de iones de amonio en aguas residuales de
concentraciones que van de 25 a 50 mg L-1. La capacidad de adsorción de la
zeolita para esta gama de concentraciones de amonio es de aproximadamente 4.5
mg L-1 NH4+.
La eliminación de amonio por zeolita es posible, porque existe nitrógeno
amoniacal como amonio (NH4+) y amoníaco (NH3) en un equilibrio de pH y la
temperatura:
La proporción de amonio disminuye con el aumento de pH, pero incluso a
pH 9,0, amonio comprende aproximadamente el 70% del nitrógeno amoniacal en
agua (Trussell, 1972) y la eliminación de amonio por zeolita reducirá la
concentración NAT y de ese modo se disminuye la concentración de amoniaco en
el equilibrio con el amonio, razón por la cual los cultivos acuícolas no presentaron
concentraciones elevadas de amonio (Cuadro 16), ya que el pH registrado en los
cultivos de tilapia y camarón durante todo el ciclo de cultivo fue alcalino (Cuadro 5)
En Tailandia y otros países asiáticos productores de langostino aplican
zeolita a los estanques en 180-350 kg ha-1 para reducir la concentración de
amoníaco, pero no hay resultados de la investigación para apoyar esta práctica.
La zeolita tiene una capacidad de intercambio catiónico (CIC) de menos de 50
meq 100 g-1 y no es eficaz para la eliminación de NAT en estanques con agua
salobre o marina ya que la CIC de la zeolita causa competencia con otros cationes
presentes en agua (Chiayvareesajja y Boyd, 1993; Tonguthai, 2000; Silapajarn et
N H 3 + H 2 O = N H 4+ + O H
84
al. 2006). Según Yusof et al., (2010), se han realizado muchos estudios de zeolitas
naturales especialmente clinoptilolita para la eliminación de amonio de las aguas
residuales. Los resultados de estos estudios no proporcionan mucha información
útil relacionada con el uso de zeolitas en la acuicultura, ya que las
concentraciones de NAT en las aguas residuales son mucho mayores que en las
aguas de los sistemas de acuicultura.
Zhou et al., (2014) estudiaron la eficacia de la zeolita (tipo modernita) en
laboratorio y experimental para su posible uso en la eliminación de nitrógeno
amoniacal total (NAT) en la acuicultura. A una concentración de NAT de 200 mg L-
1, las mordenita presentó una eficiencia de adsorción de aproximadamente 8.7 mg
TAN g-1. La retención de amonio proveniente de los cultivos acuícolas (tilapia y
camarón) a través de los filtros de zeolita fue del 50% (Cuadro 17). Dichos
efluentes al ser recirculados por el sistema de plantas de tomate que zeolita como
sustrato zeolita, redujeron esta concentración hasta en un 100%.
8.7.2. Zeolita como sustrato en cultivos de acuaponía.
La zeolita como material en la hidroponía es usada con éxito (Fakhri et al.,
1995). Stamatakis et al., (2001) indicaron que el uso de zeolita como sustrato en
hidroponía no ha sido desarrollado a gran escala, debido a que su uso principal ha
sido en distintas actividades industriales como la construcción, el tratamiento de
aguas, la elaboración de cosméticos, etc. El éxito de los cultivos hidropónicos
requiere entre otros aspectos el estudio, acondicionamiento y evaluación de las
propiedades físicas y químicas de aquellos materiales factibles de ser usados
como sustrato, así como de la evaluación del comportamiento de las plantas
(Luque, 1981 y Terés et al., 1995).
Algunos trabajos que destacan el uso de la zeolita en sistemas de
hidroponía utilizaron este sustratos en diferente granulometría para la producción
de cultivos ornamentales (Gerbera jamesonii) (Maloupa et al., 1992, Cervelli y
Farina, 1994, e Issa et al., 2001). Estudios más recientes son los de Urbina et al.,
(2011), quienes estudiaron el cultivo de Gerbera en un sistema hidropónico
85
cerrado utilizando como sustrato zeolita, para determinar el efecto directo y las
interacciones de los factores: potencial osmótico y la concentración de NH4+ en la
solución nutritiva universal de Steiner y granulometría de la zeolita, sobre el
crecimiento de las plantas. Ellos no encontraron diferencias significativas en el
crecimiento por efecto de la granulometría, el potencial osmótico, o la
concentración de amonio, por lo que se hace énfasis en el uso de zeolita
(clinoptilolita) para uso en un sistema hidropónico en un circuito cerrado para
cultivos hortícolas. En base a la literatura citada anteriormente se hiso uso de
zeolita tipo clinoptilolita de 4.5-1.7 mm como sustrato de las plantas de tomate.
Maloupa et al., (1992) indicaron que el tamaño y distribución de las
partículas alteran las propiedades físicas del sustrato, las que a su vez modifican
las relaciones agua-aire y por lo tanto el crecimiento de la planta. Las especies
vegetales no responden en igual forma a una relación particular de suministro de
NH4+- N/N total y a un cierto pH en la zona de la raíz. Algunas plantas absorben
preferentemente N-NO3-, en cambio otras NH4+-N, o una mezcla de ambas
fuentes nitrogenadas para obtener mayores rendimientos (Bugarín et al., 1998;
Preciado et al., 2001). Esta información avala los resultados de este experimento
al utilizar zeolita como sustrato para las plantas de tomate y subministrar fuentes
nitrogenadas en forma de NH4+y NO3
- provenientes de efluentes de tilapia y
camarón.
A pesar de las concentraciones elevadas de sodio, calcio y magnesio
registradas en los efluentes de tilapia y camarón (Cuadro 13, 14, 15), las plantas
no presentaron una saturación de estos iones. Esto se atribuye a la capacidad de
intercambio catiónico del sustrato (zeolitas), ya que entre los cationes adsorbidos
por la zeolita se encuentran: Na+, K+, Ca2+ y Mg2+, los cuales, excepto Na+,
podrían ser aprovechados por las plantas cuando se emplea como sustrato en
cultivos hidropónicos (Stamatakis et al., 2001). Sin embargo, el Na+ intercambiable
de la zeolita puede ser reemplazado por otros cationes: NH4+, K+, Ca2+ o Mg2+
(Harland, 1999; Broschat, 2001 y Urbina et al., 2006).
86
IX. CONCLUSIONES
La sobrevivencia y crecimiento (TCE) en diferentes concentraciones de
nitratos fue en tilapia (100% y 0.70 gr/semana) y en camarón del (0 - 35% y 0.25
g/semana) respectivamente, lo que indica que las concentraciones de nitrato (80
mg L-1) tuvieron un efecto negativo en su desempeño productivo.
En la determinación del crecimiento del cultivo de tomate las
concentraciones de nitratos y amonio no se observaron diferencias entre los
tratamientos en cada uno de los parámetros evaluados, lo que indica que los
nutrientes sintéticos adicionados a las soluciones nutritivas en tilapia y camarón
fueron los adecuados dado que la producción es similar a la del tratamiento con
solución Steiner.
Debe existir un balance adecuado de los compuestos nitrato (NO3-) y
amonio (NH4+) que están presentes en el sistema acuícola y los que demanda la
planta de tomate, ya que al recircular las soluciones nutritivas del cultivo de tomate
a los organismos acuáticos, pueden causar toxicidad los nitratos (350 mg L-1) si
estos no se diluyen a concentraciones menores a 80 mg L-1.
Los macro nutrimentos presentes en el sistema acuícola (producto de la
descomposición de alimento, excretas y calidad de agua de pozo) son factibles
para ser utilizadas como soluciones nutritivas en el cultivo de tomate;
obteniéndose un ahorro aproximado de 100% en calcio, 85% de magnesio, 30%
de potasio y 14 de nitratos%.
87
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