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Parámetros de calidad del agua

1. 6.1 Oxígeno disuelto

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

   Los peces, las plantas y las bacterias requieren oxígeno a niveles altos. El contenido de oxígeno se cuantifica por el oxígeno disuelto (DO) en agua y se expresa en miligramos por litro (mg/L) (Somerville et al. 2014). La naturaleza intensiva de los sistemas acuapónicos requiere suplementación con oxígeno. El oxígeno puede entrar al sistema por agitación en la superficie o por difusores en la columna de agua. La densidad de la población de peces, el número y el tipo de plantas, la cantidad de sólidos orgánicos, la demanda biológica de oxígeno y la temperatura son factores que determinan la cantidad de DO que se necesita (Rackocy et al. 2006, Wurts y Durborow 1992). La DO y la temperatura tienen una relación importante. El oxígeno es más soluble en agua fría que en agua tibia, lo que significa que el agua fría puede retener niveles más altos de oxígeno disuelto que el agua tibia. Esto es particularmente importante para los productores que crían peces de agua caliente o que operan en zonas que experimentan altas temperaturas durante todo el año o estacionales. Se recomienda mantener el oxígeno disuelto entre 5-8 mg/L. La DO es difícil de medir, ya que los medidores pueden ser costosos o difíciles de encontrar. En este caso, los productores pueden comprar kits de prueba de acuario DO o ponerse en contacto con la extensión local o universidades para obtener ayuda.

   *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. 6.2 Temperatura

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

   La temperatura del agua es más importante en acuapónica que la temperatura del aire. Muchos factores químicos del agua se ven afectados por la temperatura, como la cantidad de amoníaco tóxico (no ionizado) presente y la solubilidad del oxígeno. También afecta directamente a la salud y la supervivencia de peces y plantas. Los peces son poikilotérmicos, o a sangre fría. Esto significa que su temperatura corporal depende de la temperatura del agua. A temperatura extrema, los peces dejarán de comer, se volverán letárgicos y susceptibles a las enfermedades. En las plantas, la alta temperatura puede reducir la absorción de nutrientes esenciales de las plantas, como el calcio, forzar la floración temprana en cultivos de clima frío y aumentar el potencial de patógenos de raíces vegetales como Pythium spp. Por esta razón, es importante evitar grandes oscilaciones en la temperatura diaria. Sombrear o cubrir superficies de agua, aislar tanques de peces y camas de plantas, y utilizar calefacción pasiva o solar en invernaderos son estrategias que muchos productores emplean. En las zonas templadas donde la temperatura cambia drásticamente de una estación a otra, los productores pueden alternar cultivos de peces y plantas estacionalmente para reducir los costos de calefacción o refrigeración.

   *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. 6.3 pH

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

   El pH es una medida de la acidez o basicidad de una solución. Está determinada por la presencia o ausencia de iones de hidrógeno libres (H^+^), donde cuanto más H^+^ presente, más ácida es una solución. Una solución ácida tiene un pH bajo. El pH se mide en una escala de 1-14, siendo 7 neutro. Un valor de pH inferior a 7 indica que una solución es ácida y superior a 7 indica que una solución es básica. El pH se registra en una escala logarítmica y por lo tanto no es intuitivo para muchos practicantes. Por ejemplo, si el pH de un sistema acuapónico mide 7, luego de dos semanas mide 5, el pH no ha disminuido en un grado de 2, sino más bien 100 veces. Comprender la escala de pH es fundamental para la gestión y corrección del agua.

   Los peces, las plantas y las bacterias tienen rangos de tolerancia específicos para el pH. Aunque pueden tolerar parámetros fuera de su rango óptimo, las condiciones inferiores pueden afectar en gran medida el crecimiento y la supervivencia. Los peces pueden tolerar un amplio rango de pH, de 6.0-8.5, pero deben aclimatarse lentamente a cambios. El pH es particularmente importante para plantas y bacterias. Todos los micronutrientes y macronutrientes están disponibles para las plantas a un pH entre 6.0-6.5 (Figura 16). Por encima o por debajo de este rango, ciertos nutrientes no están disponibles para las plantas. Cuando el pH supera los 7,5, las plantas rápidamente se vuelven deficientes en nutrientes esenciales como el hierro, el fósforo y el manganeso (Somerville et al. 2014). Por el contrario, un pH bajo puede tener impactos negativos en las bacterias nitrificantes. Por debajo de 6.0, la capacidad de convertir amoníaco en nitrato se reduce considerablemente.

   

   Hay muchos factores que influyen en el pH. La nitrificación (discutida en la siguiente sección) y la densidad de la población de peces reducen el pH produciendo H^+^ y CO2, respectivamente. Se necesitan enmiendas para elevar el pH a niveles de cultivo adecuados. La gestión del pH comienza con una monitorización y grabación consistentes.

   Si el pH es bajo, se pueden usar productos químicos que aumentan la alcalinidad total, como hidróxido de calcio (cal hidratada; Ca (OH) 2), cal agrícola (carbonato de calcio (CaCO3)), hidróxido de potasio (KOH) o carbonato de potasio (K2CO3). La adición de bases de calcio y potasio se alternan para proporcionar nutrientes esenciales no contenidos en los alimentos para peces. Debido a su alto pH (10-11), estas bases deben añadirse con precaución y en pequeñas dosis, para no elevar el pH demasiado rápido. La nitrificación reduce constantemente el pH al agotar la alcalinidad total del agua y la liberación de iones H^+^, por lo que la monitorización constante es importante. La necesidad de reducir el pH no suele ser un problema para los productores acuapónicos, debido a la nitrificación. Sin embargo, los productores pueden necesitar modificar su fuente de agua añadiendo agua dura o productos químicos para aumentar la alcalinidad, lo que estabiliza o aumenta el pH. Si el pH del sistema es constantemente alto, incluso después del ciclismo, el primer paso es asegurarse de que los sólidos no se acumulen en el sistema. Los sólidos que se acumulan forman zonas anaeróbicas (con bajo o sin oxígeno). Cuando se desarrollan condiciones anaeróbicas, se produce un proceso llamado desnitrificación, donde el nitrato se convierte de nuevo en amoníaco. La alcalinidad se libera durante esta transformación, que estabiliza el pH.

   *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. 6.4 Total de nitrógeno amoniaco

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

   El nitrógeno entra en el sistema aquapónico como proteína cruda en el alimento para peces. Aproximadamente el 30% de la proteína en el alimento de pescado es retenido por el pescado. El setenta por ciento se digiere y se libera como residuo sólido o se excreta como amoníaco a través de las branquias o como urea (Timmons y Ebeling 2013). El nitrógeno amoníaco total (TAN) se compone de dos formas que existen en una proporción de amoníaco no ionizado (NH3, que es tóxico para los peces) a amoníaco ionizado (NH4+ que no es tóxico). La presencia de una forma sobre la otra depende del pH y la temperatura. A pH alto (básico) y temperatura, hay una mayor proporción de amoníaco tóxico. A bajo pH (ácido) y temperatura, el amoníaco se une al exceso de iones H^+^ y se convierte en la forma menos tóxica, el amonio. Generalmente, las pruebas de calidad del agua darán el valor TAN, que abarca tanto NH3 como NH4+. El valor exacto del amoníaco tóxico puede determinarse tomando el número que interseca la temperatura y el pH registrados (Tabla 7) y multiplicándolo por el valor actual de TAN (Masser et al. 1999).

   Tabla 7: Fracción del amoníaco total en forma tóxica (no ionizada) a diferentes valores de pH y temperaturas.

   Fuente: (Masser et al. 1999)

   A través del proceso de nitrificación, las bacterias convierten nitrógeno amoniaco (NH3) en nitrito (NO2-) y luego en nitrato (NO3-). El amoníaco y el nitrito son 100 veces más tóxicos para los peces que el nitrato (Somerville et al. 2014). Las plantas utilizan principalmente nitrógeno en forma de amonio (NH4+), NO3- y aminoácidos como L-glicina (Rentsch et al. 2007, Sánchez y Doerge 1999). En un sistema aquapónico que funcione plenamente, los valores de amoníaco y nitrito deben ser cercanos a cero y el nitrato deben estar por debajo de 150mg/L. Mientras que los peces pueden tolerar niveles mucho más altos, al alza hasta 400 mg/L (Timmons y Ebeling 2013), los valores superiores a 250 mg/L pueden tener impactos negativos en las plantas (Rackocy et al. 2006). Desde una perspectiva de manejo, es importante conocer el rango de tolerancia de especies de peces y plantas para optimizar las condiciones de crecimiento. En niveles excesivos, estos compuestos tóxicos pueden dañar las branquias de los peces y frenar su crecimiento.

   *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. 6.5 Alcalinidad

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

   La alcalinidad es un aspecto a menudo pasado por alto de la calidad del agua, pero es esencial para mantener un sistema estable. La alcalinidad es una medida de la capacidad del agua para amortiguar, o resistir, los cambios en el pH (Wurts y Durborow 1992). Las formas más comunes de alcalinidad son los carbonatos (CO3-) y los bicarbonatos (HCO3-). Estos carbonatos se unen a los iones libres H^+^, resultado de la nitrificación, evitando una caída en el pH. El agua con baja alcalinidad y una tasa constante de nitrificación experimenta grandes oscilaciones en el pH, que pueden ser perjudiciales para la salud de peces, plantas y bacterias. Se recomienda mantener la alcalinidad entre 60-140 mg/L.

   La alcalinidad a menudo se confunde con la dureza del agua. La dureza está determinada por la cantidad de iones positivos, a saber, calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+), presentes en el agua fuente. El agua del lecho de piedra caliza tiene una alta dureza (120-180 mg/L), mientras que el agua blanda tiene una dureza baja (0-60 mg/L). El agua blanda se asocia con el agua de lluvia o el agua subterránea de la roca volcánica. El agua que carece de dureza adecuada necesita recibir enmiendas como iones Ca2+ y Mg2+, que son esenciales tanto para las plantas como para los peces.

   La alcalinidad no se somete normalmente a pruebas periódicas en acuapónica, sino que se mantiene mediante la adición de bases para aumentar el pH. Además de las enumeradas anteriormente, las medidas no químicas para aumentar la alcalinidad y el pH incluyen la adición de conchas marinas finamente trituradas, grano calizo grueso y tiza triturada (Somerville et al. 2014). Colocados en una bolsa de malla, se pueden añadir al sumidero hasta que el pH o la alcalinidad sube al nivel apropiado. El tamaño de su sistema determinará cuánto tiempo serán efectivas estas enmiendas y con qué frecuencia tendrán que ser reemplazadas. Se debe tener cuidado de lavar estos artículos a fondo para evitar que entren contaminantes en el sistema.

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

6. 6.6 Ciclismo del sistema

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

   

   Ciclismo se refiere al proceso de establecimiento del filtro biológico. Esto puede tardar entre seis y ocho semanas (Figura 17). Las bacterias nitrificantes se encuentran naturalmente en el medio ambiente, por lo que el proceso comienza añadiendo una fuente de amoníaco.

   Esto se puede lograr agregando pescado, alimentos para peces o agua de un sistema bien establecido, o una combinación de estos. Uno de los errores más comunes al usar peces para ciclar un sistema es agregar demasiados peces inicialmente. Esto hace que los niveles de amoníaco aumenten, lo que a menudo resulta en la muerte de los peces. Comenzar con el 20% de la capacidad total de los peces es una buena regla general. Esto permite colonizar los organismos biológicos apropiados y específicos del sistema. Si se utiliza una estrategia de ciclismo sin peces, se puede usar amoníaco doméstico. Es importante obtener amoníaco libre de tensioactivos, ya que carece de detergentes añadidos comúnmente a estos productos que no son adecuados para el sistema.

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

7. 6.7 Medidas correctivas

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

   • **Bajo oxígeno disuelto (por debajo de 5 mg/l) **: aumentar la aireación, reducir la alimentación hasta que se corrija

   • **PH bajo (por debajo de 6,0) **: añadir la base (hidróxido de calcio, carbonato de calcio, hidróxido de potasio o carbonato de potasio), reducir la alimentación hasta que se corrija

   • **Alto amoníaco (por encima de 1 mg/L TAN) **: reducir la alimentación hasta que se corrija, realizar un intercambio de agua del 20%, comprobar si hay sólidos acumulados, aumentar la filtración biológica

   • **Nitrito alto (por encima de 0,5 mg/l) **: reducir la alimentación hasta que se corrija, realizar un 20% de intercambio de agua, aumentar la filtración biológica

   • Nitrato constantemente alto: reducir la biomasa de los peces o la tasa de alimentación, añadir más biomasa vegetal

   • Nitrato consistente a cero: aumentar la alimentación de los peces o la biomasa de los peces

   • Baja alcalinidad: añadir bases de carbonato ex. (carbonato de calcio, carbonato de potasio)

   *\ Nota: Agregar cualquier base al sistema debe hacerse con cuidado. Las pequeñas adiciones de estos productos químicos dan lugar a un gran aumento del pH. Las adiciones básicas deben calcularse antes de la adición. Siempre erran en el lado de la precaución.

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