13.4 Ritmos Fisiológicos: Comparejar la nutrición de peces y plantas

El diseño de los piensos para peces es crucial en acuapónica porque los piensos para peces son el aporte único o al menos principal de nutrientes para animales (macronutrientes) y plantas (minerales) (Fig. 13.3).

El nitrógeno se introduce en el sistema aquapónico a través de la proteína en los piensos para peces que se metaboliza por los peces y se excreta en forma de amoníaco. La integración de la acuicultura recirculante con la hidropónica puede reducir la descarga de nutrientes no deseados al medio ambiente, así como generar beneficios. En un estudio económico temprano, la eliminación de fósforo en un sistema acuapónico integrado de trucha y lechuga y albahaca resultó ser un ahorro de costos (Adler et al. 2000). La integración de las tasas de alimentación de los peces también es fundamental para satisfacer las necesidades nutricionales de las plantas. En realidad, los agricultores necesitan saber la cantidad de alimento utilizado en la unidad de acuicultura para calcular la cantidad de nutrientes que hay que complementar para promover el crecimiento de las plantas en la unidad hidropónica. Por ejemplo, en un sistema acuapónico de tilapia-fresa, la cantidad total de piensos necesarios para producir iones (por ejemplo, NOSub3/SubSUP—, /sup Casub2/SubSUP+/SUP, HSub2/Subposub4/SubSUP y KSUP+/SUP) para plantas se calculó a diferentes densidades de peces, con un mejor resultado para la densidad de peces pequeños 2 kg de peces p para reducir el costo de la suplementación con solución hidropónica (Villarroel et al. 2011).

Fig. 13.3 Flujo de nutrientes en un sistema aquapónico. Tenga en cuenta que el alimento para peces, a través de aguas residuales del sistema acuícola, proporciona los minerales necesarios para que las plantas crezcan en el sistema hidropónico. El tiempo de las comidas debe diseñarse para que coincida con los ritmos de alimentación y excreción en los peces y los ritmos de absorción de nutrientes en las plantas

Es bien sabido que las plantas tienen ritmos diarios y la ritmicidad circadiana en los movimientos foliares fue descrita por primera vez en las plantas por De Miran a principios del siglo XVIII (McClung 2006). Los ritmos circadianos en las plantas controlan todo desde el momento de la floración hasta la nutrición de las plantas y, por lo tanto, estos ritmos deben tenerse en cuenta especialmente cuando se utiliza iluminación hortícola artificial. Los peces también están atados a ritmos diarios en la mayoría de las funciones fisiológicas, incluida la alimentación y la absorción de nutrientes. No debe sorprender que los peces exhiban ritmos alimentarios porque la disponibilidad de alimentos y la presencia de depredadores son apenas constantes, pero restringidos a una determinada hora del día/noche (López-Olmeda y Sánchez-Vázquez 2010). Por lo tanto, los peces deben alimentarse en el momento adecuado de acuerdo con sus ritmos de apetito: comidas programadas durante el día para las especies de peces diurnos y por la noche para los peces nocturnos. Es bien sabido que los peces muestran patrones diarios de desaminación de proteínas y desechos nitrogenados relacionados con su estado nutricional y ritmos alimentarios (Kaushik 1980). El tiempo de alimentación afecta la excreción de nitrógeno, ya que Gelineau et al. (1998) reportaron que la producción de amoníaco y el catabolismo proteico fue menor en los peces alimentados al amanecer (en fase con su ritmo de alimentación) que en los alimentados a medianoche (fuera de fase). Lo más interesante es que la excreción de urea muestra ritmicidad circadiana que persiste en peces hambrientos en condiciones constantes (Kajimura et al. 2002), revelando su origen endógeno. Además, la permeabilidad a la urea (determinada como contenido de urea corporal después de la inmersión en una solución de urea) coincidió con la acrofase, es decir, el pico del ritmo diario de excreción, indicando que la urea no impregna las células por simple difusión, pero existe un control circadiano. Las plantas también muestran ritmos diarios en la absorción de nitrógeno, como lo describieron temprano Pearson y Steer (1977), quienes encontraron un patrón diario de absorción de nitrato y nitrato reductasa en pimientos mantenidos en un ambiente constante. La concentración de nitrato en las hojas de espinacas también aumentó durante la noche a medida que la tasa de absorción de nitrato por las raíces aumenta en ese momento (Steingrover et al. 1986). En acuapónica, la evidencia apunta así a la necesidad de igualar los ritmos de excreción en los peces y los ritmos de absorción de nutrientes en las plantas. Para optimizar el rendimiento y la rentabilidad de los sistemas acuapónicos, las dietas de los peces y los horarios de alimentación deben diseñarse cuidadosamente para proporcionar nutrientes en el nivel adecuado y el momento adecuado para complementar tanto a los peces como a las plantas.