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Visión general

1. 1.1 Definición

   Original publication 2021 · Publicado por primera vez en FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   La acuapónica (AP) es un sistema autosustentable de producción de alimentos que combina la acuicultura recirculante con el cultivo vegetal en ausencia de suelo (hidroponía). La producción de peces de gran volumen da como resultado agua rica en nutrientes que se puede utilizar para proporcionar nutrientes para el cultivo de plantas.

   *Fuente: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Universidad Estatal de Kentucky. Manual de producción acuapónica: un manual práctico para cultivadores. *

2. 1.2 Contexto

   Original publication 2021 · Publicado por primera vez en FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   El desarrollo de sistemas acuapónicos fue resultado de la necesidad de reducir los costos asociados con efluentes altos en nutrientes descargados de sistemas acuícolas de recirculación (RAS). Conocido por la acuicultura intensiva, RAS puede producir grandes cantidades de peces en un pequeño volumen de agua. Un poco de agua se descarga y se reemplaza en el sistema con el tiempo, a medida que se acumulan residuos sólidos y subproductos de nitrógeno tóxicos (amoníaco (NH3-N), nitrito (NO2-N) y nitrato (NO3-N)). La descarga concentrada de la acuicultura intensiva es una barrera para la percepción positiva del consumidor de la acuicultura. Sin embargo, estos nutrientes acumulados pueden ser similares en composición y concentración a las soluciones nutritivas hidropónicas y a menudo existen en la forma preferida por las plantas (Rackocy et al. 2006). La combinación de estas dos tecnologías de producción proporciona un método eficiente y sostenible para cultivar peces y productos.

   *Fuente: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Universidad Estatal de Kentucky. Manual de producción acuapónica: un manual práctico para cultivadores. *

3. 1.3 Importancia

   Original publication 2021 · Publicado por primera vez en FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   Hidroponía y RAS intensivas tienen inconvenientes ecológicos y económicos cuando se consideran individualmente. Los cultivos hidropónicos dependen de fertilizantes químicos que son caros, difíciles de obtener, y en algunos casos se derivan de la rápida desaparición de los recursos naturales. En la producción intensiva de pescado, se generan desechos concentrados (es decir, efluentes) que requieren costosos métodos de tratamiento, lo que da lugar a una mala percepción de los consumidores respecto de los impactos ambientales. La alta inversión inicial también puede ser prohibitiva para los productores potenciales. La acuapónica brinda la oportunidad de utilizar efluentes de acuicultura mientras crecen plantas con una fuente de nutrientes sostenible, rentable y no química.

   La integración del cultivo pesquero y la producción de plantas puede proporcionar varias oportunidades a los agricultores o productores, incluida la agricultura sostenible, la versatilidad de la comercialización y la generación de múltiples corrientes de ingresos. Ambientalmente, el crecimiento y el rendimiento de las plantas en acuapónica pueden alcanzar, o en algunos casos superar, los valores de producción de hidroponía o agricultura basada en el suelo (Pantanella et al. 2011, Savidov et al. 2005). Los conceptos básicos compartidos de uso eficiente del agua y la tierra, la capacidad de intensificar la producción agrícola durante todo el año y el uso en áreas geográficas no adecuadas para la agricultura tradicional han impulsado un reciente aumento de la popularidad de la acuapónica (Somerville et al. 2014).

   Aunque se ha demostrado que los valores de producción son similares tanto a la hidropónica como a la RAS (Pantanella 2013, Savidov et al. 2005), la integración de estos sistemas puede dificultar su gestión. Muchos grupos interesados en la producción acuapónica se ven disuadidos por el alto costo de puesta en marcha y la falta de modelos probados para el éxito. Comprender que la acuapónica es un ecosistema completo es esencial para proporcionar condiciones correctas para peces, plantas y bacterias, que son los tres grupos principales de organismos que impulsan los sistemas AP.

   *Fuente: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Universidad Estatal de Kentucky. Manual de producción acuapónica: un manual práctico para cultivadores. *

4. 1.4 Tipos de sistema

   Original publication 2021 · Publicado por primera vez en FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   Hay dos tipos principales de sistemas AP, acoplados y desacoplados. El enfoque acoplado es ampliamente utilizado y se basa en la alimentación del sistema conocido cantidades/valores de aporte nutritivo. El apoyo para el crecimiento de las plantas y el consumo de bacterias (en el biofiltro) provienen típicamente de alimentos para peces comerciales y deben tenerse en cuenta en los requisitos de insumos del sistema. Estas relaciones se utilizan para garantizar que los productos de desecho tóxicos de los efluentes de pescado no se acumulen (debido a un biofiltro insuficiente), que no se produzcan nitratos excesivos (de plantas insuficientes) y que no se desarrollen deficiencias de nitratos (debido a un exceso de plantas). Las relaciones de funcionamiento recomendadas para los sistemas acuapónicos se tratarán en la sección Estructura y Diseño.

   Dada la amplia gama de condiciones de cultivo entre peces, plantas y bacterias, los sistemas acoplados no funcionan a los valores óptimos para peces o plantas. El ambiente nutritivo ideal para los peces suele ser nutricionalmente inadecuado para la mayoría de las plantas, y un nivel de nutrientes ideal para las plantas sería tóxico para la mayoría de los peces. Por esta razón, se están explorando sistemas desacoplados, aunque su uso no está generalizado. En un sistema aquapónico desacoplado, el RAS y los componentes hidropónicos se unen pero funcionan como sistemas separados que pueden controlarse de forma independiente (Goddek et al. 2016, Pantanella 2013). Por lo general, el agua que alimenta el sistema hidropónico no vuelve a entrar en los tanques de cultivo de peces después de ser filtrada por las plantas. En cambio, el agua perdida por transpiración y evaporación en la unidad hidropónica es reemplazada por agua de la RAS, que a su vez es reemplazada por agua nueva (Kloas et al. 2015). Esta configuración ofrece un mayor control sobre el sistema individual y permite que cada uno sea operado en su rango óptimo. El tratamiento de enfermedades y las deficiencias de nutrientes (o toxicidades) también se manejan más fácilmente. Los sistemas desacoplados no están tan bien investigados como los sistemas acoplados y requieren que los productores tengan un mayor nivel de experiencia en hidroponía, manejo de nutrientes vegetales y diseño de sistemas de acuicultura.

   *Fuente: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Universidad Estatal de Kentucky. Manual de producción acuapónica: un manual práctico para cultivadores. *

5. El panorama general

   Original publication 2021 · Publicado por primera vez en FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   Se estima que la población mundial asciende a 7.700 millones de personas y se espera que alcance los 10.000 millones en 2050. Para alimentar a esta población mundial en expansión, la producción de alimentos debe aumentar entre un 30 y un 50%. Este aumento requeriría que las tierras utilizadas para cultivar cultivos se expandieran en casi 1.500 millones de acres, es decir, aproximadamente ¾ del tamaño de los Estados Unidos continentales.

   En 2020, la agricultura utilizaba casi el 50% de la tierra vegetal del mundo. El aumento continuo de los niveles atmosféricos de CO2, que conduce a un aumento del calentamiento global, se vería exacerbado por la conversión a gran escala de las tierras forestales en tierras de cultivo necesarias para la producción de alimentos. Además, la producción agrícola actual representa el 90% de toda el agua utilizada por la humanidad. Este crecimiento y consumo de recursos no es sostenible. Se requieren formas alternativas de aumentar la producción de alimentos; simplemente no podemos hacer más de lo que estamos haciendo ahora.

   El Instituto de Recursos Mundiales (IRG) publicó recientemente un informe titulado «Creating a Sustainable Food Future» (Searchinger et al. 2014). Los autores proponen cinco «cursos» o formas de producir más alimentos sin aumentar los impactos ambientales. La acuapónica es un concepto que aborda varias de estas iniciativas.

   Uno de los cursos de la IRG es aumentar la producción de alimentos sin ampliar las tierras agrícolas. Para lograr esto, afirman que «el aumento de la eficiencia en el uso de los recursos naturales es el paso más importante hacia el cumplimiento tanto de los objetivos de producción de alimentos como del medio ambiente». A diferencia de la mayoría de las recomendaciones, proponen aumentar la intensidad de la producción como vía hacia la sostenibilidad. La acuapónica es uno de los sistemas de producción de alimentos más eficientes e intensivos disponibles. Es eficiente en términos de cantidad de alimentos producidos por unidad de área, unidad de agua y unidad de nutrientes añadidos al sistema, especialmente en climas tropicales o subtropicales donde se minimizan los costos de calefacción.

   Otra solución propuesta en el informe es aumentar la oferta de pescado. Hay indicios de que se prevé que el consumo de pescado aumente un 58% para 2050 (Searchinger et al. 2014). Sin embargo, el estudio de la IRG supone que la producción de la pesca de captura disminuirá en realidad un 10% durante el mismo período. Para satisfacer la demanda de consumo, la acuicultura deberá duplicar al menos la producción. Sin embargo, esto aumentaría las cuestiones relativas al uso de la tierra mediante la construcción de 50 millones de acres de nuevos estanques de producción. Los autores sostienen que la acuicultura también debe ser más eficiente en la tierra y que las tecnologías de recirculación del agua podrían ayudar a intensificar la producción, reducir el uso de la tierra y proporcionar un mejor control de la contaminación.

   La producción acuapónica es un modelo prometedor para la reutilización y eficiencia de los recursos; esto, junto con otras técnicas agrícolas regenerativas, puede tener impactos locales en muchos de estos problemas acuciantes y servir de modelo para futuras tecnologías y desarrollos.

   *Fuente: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Universidad Estatal de Kentucky. Manual de producción acuapónica: un manual práctico para cultivadores. *