9.1 Introducción
Los sistemas Aquaponic ofrecen varias ventajas a la hora de producir alimentos de forma innovadora y sostenible. Además de los efectos sinérgicos del aumento de la concentración aérea de COSub2/sub para cultivos de invernadero y la disminución del consumo total de energía térmica al cultivar peces y cultivos en el mismo espacio (Körner et al. 2017), la acuapónica tiene dos ventajas principales para el ciclo de nutrientes. En primer lugar, la combinación de un sistema acuícola recirculante con la producción hidropónica evita la descarga de efluentes de acuicultura enriquecidos en nitrógeno y fósforo disueltos en aguas subterráneas ya contaminadas (Buzby y Lin 2014; Guangzhi 2001; van Rijn 2013), y en segundo lugar, permite la fertilización de los cultivos sin suelo con lo que puede considerarse una solución orgánica (Goddek et al. 2015; Schneider et al. 2004; Yogev et al. 2016) en lugar de utilizar fertilizantes de origen mineral elaborados a partir de recursos naturales que agotan (Schmautz et al. 2016; [Cap. 2](/comunidad/artículos/capter-2-aquaponics-cierre-el-ciclo-el-cio- recursos limitados de agua, tierra y nutrientes)). Además, la acuapónica produce un crecimiento vegetal comparable en comparación con la hidropónica convencional a pesar de las concentraciones más bajas de la mayoría de nutrientes en el agua acuícola (Graber y Junge 2009; Bittsanszky et al. 2016; Delaide et al. 2016), y la producción puede ser incluso mejor que en el suelo (Rakocy et al. 2004). Se cree que el aumento de las concentraciones de COSub2/sub en el ambiente aéreo y los cambios en los biomas de la zona radicular son las principales razones de ello. Además, se ha informado que el contenido mineral y la calidad nutricional de los tomates cultivados acuapónicamente son equivalentes o superiores al contenido mineral de los cultivados convencionalmente (Schmautz et al. 2016).
A pesar de tener dos activos atractivos (es decir, el reciclaje de efluentes de acuicultura y el uso de fertilizantes orgánicos), el uso de efluentes acuícolas aumenta el desafío de monitorear los nutrientes dentro de la solución. De hecho, es más difícil controlar la composición de una solución donde los nutrientes se originan de una degradación biológica de la materia orgánica que seguir la evolución de la concentración de los nutrientes en una solución hidropónica dosificada con precisión basada en compuestos minerales (Bittsanszky et al. 2016; Timmons y Ebeling 2013). Además, las necesidades nutricionales de una planta varían durante el período de crecimiento de acuerdo con las etapas fisiológicas, y es necesario satisfacer estas necesidades para maximizar los rendimientos (Bugbee 2004; Zekki et al. 1996; [Cap. 4](/comunidad/articles/chapter-4-tecnologías hidropónicas)).
Para reciclar efluentes de acuicultura para producir biomasa vegetal, es necesario optimizar las tasas de reciclaje de fósforo y nitrógeno (Goddek et al. 2016; Graber y Junge 2009; [Cap. 1](/community/articles/chapter-1-aquaponics-and-global-food challenges)). Varios factores pueden influir en esto, como las especies de peces, la densidad de los peces, la temperatura del agua, el tipo de plantas y la comunidad microbiana (ibíd.). Por lo tanto, es de suma importancia comprender el funcionamiento de los ciclos nutritivos en acuapónica (Seawright et al. 1998). Este capítulo tiene como objetivo explicar los orígenes de los nutrientes en un sistema acuapónico, describir los ciclos de nutrientes y analizar las causas de las pérdidas de nutrientes.