La acuicultura multitrófica integrada ( IMTA ) proporciona los subproductos, incluidos los desechos, de una especie acuática como insumos ( fertilizantes , alimentos ) para otra. Los agricultores combinan la acuicultura alimentada (p. Ej., Pescado , camarón ) con la acuicultura extractiva inorgánica (p. Ej., Algas marinas ) y la acuicultura extractiva orgánica (p. Ej., Mariscos ) para crear sistemas equilibrados para la remediación del medio ambiente (biomitigación), estabilidad económica (mejor rendimiento, menor costo, diversificación de productos y reducción de riesgos) y aceptabilidad social (mejores prácticas de gestión). [1]
La selección de especies apropiadas y el tamaño de las diversas poblaciones para proporcionar las funciones necesarias del ecosistema permite que los procesos biológicos y químicos involucrados logren un equilibrio estable, beneficiando mutuamente a los organismos y mejorando la salud del ecosistema .
Idealmente, cada una de las especies co-cultivadas produce "cosechas" comerciales valiosas. [2] IMTA puede aumentar sinérgicamente la producción total, incluso si algunos de los cultivos rinden menos de lo que producirían, a corto plazo, en un monocultivo . [3]
"Integrado" se refiere al cultivo intensivo y sinérgico, que utiliza la transferencia de energía y nutrientes a través del agua. "Multitrófico" significa que las diversas especies ocupan diferentes niveles tróficos , es decir, eslabones diferentes (pero adyacentes) en la cadena alimentaria . [2]
El IMTA es una forma especializada de la práctica ancestral del policultivo acuático , que era el cocultivo de varias especies, a menudo sin tener en cuenta el nivel trófico. En este caso más amplio, los organismos pueden compartir procesos biológicos y químicos que pueden ser mínimamente complementarios , lo que podría conducir a una producción reducida de ambas especies debido a la competencia por el mismo recurso alimentario. Sin embargo, algunos sistemas tradicionales como el policultivo de carpas en China emplean especies que ocupan múltiples nichos dentro de un mismo estanque, o el cultivo de peces que se integra con una especie agrícola terrestre , pueden considerarse formas de IMTA. [4]
El término más general "Acuicultura Integrada" se utiliza para describir la integración de monocultivos a través de la transferencia de agua entre los sistemas de cultivo. [3] Los términos "IMTA" y "acuicultura integrada" difieren principalmente en su precisión y en ocasiones se intercambian. La acuaponía , la acuicultura fraccionada, los sistemas integrados de agricultura y acuicultura, los sistemas integrados de acuicultura periurbana y los sistemas integrados de pesca y acuicultura son todas variaciones del concepto IMTA.
Gama de enfoques
Hoy en día, la acuicultura multitrófica tradicional / incidental de baja intensidad es mucho más común que la IMTA moderna. [3] La mayoría son relativamente simples, como pescado, algas o mariscos.
El verdadero IMTA puede estar basado en tierra, utilizando estanques o tanques, o incluso sistemas marinos o de agua dulce en aguas abiertas . Las implementaciones han incluido combinaciones de especies [3] como mariscos / camarones , pescado / algas / mariscos, pescado / algas, pescado / camarones y algas / camarones. [5]
El IMTA en aguas abiertas (cultivo en alta mar) se puede realizar mediante el uso de boyas con líneas sobre las que crecen las algas. Las boyas / líneas se colocan junto a las redes de pesca o jaulas en las que crece el pez. [6] En algunos países de Asia tropical, algunas formas tradicionales de acuicultura de peces en jaulas flotantes, estanques de peces y camarones cercanos y el cultivo de ostras integrado con algunas pesquerías de captura en estuarios pueden considerarse una forma de IMTA. [7] Desde 2010, IMTA se ha utilizado comercialmente en Noruega, Escocia e Irlanda.
En el futuro, es probable que existan sistemas con otros componentes para funciones adicionales, o funciones similares, pero grupos de partículas de diferentes tamaños. [2] Siguen abiertas varias cuestiones reglamentarias. [8]
Historia moderna de los sistemas terrestres
Ryther y sus colaboradores crearon una maricultura terrestre moderna, integrada e intensiva. [9] [10] Ellos originaron, tanto teórica como experimentalmente, el uso integrado de organismos extractivos — mariscos, microalgas y algas marinas — en el tratamiento de efluentes domésticos , de manera descriptiva y con resultados cuantitativos. Un efluente de aguas residuales domésticas , mezclado con agua de mar, era la fuente de nutrientes para el fitoplancton , que a su vez se convirtió en alimento para ostras y almejas . Cultivaron otros organismos en una cadena alimentaria arraigada en los lodos orgánicos de la granja. Los nutrientes disueltos en el efluente final se filtraron mediante biofiltros de algas (principalmente Gracilaria y Ulva ). El valor de los organismos originales cultivados en efluentes de desechos humanos fue mínimo.
En 1976, Huguenin propuso adaptaciones al tratamiento de los efluentes de la acuicultura intensiva tanto en el interior como en las zonas costeras. [11] Tenore siguió integrándose con su sistema de peces carnívoros y el abulón macroalgívoro . [12]
En 1977, Hughes-Games [13] describió el primer cultivo práctico de peces / moluscos / fitoplancton marinos, seguido por Gordin, et al., En 1981. [14] En 1989, un cultivo semi-intensivo (1 kg de pescado / m −3 ) El sistema de estanques de besugo y salmonete del Golfo de Aqaba ( Eilat ) en el Mar Rojo albergaba densas poblaciones de diatomeas , excelentes para la alimentación de las ostras . [15] [16] Se vendieron cientos de kilos de pescado y ostras cultivados aquí. Los investigadores también cuantificaron los parámetros de calidad del agua y los presupuestos de nutrientes en estanques de dorada de agua verde (5 kg de peces m −3 ). [15] [17] El fitoplancton generalmente mantuvo una calidad de agua razonable y convirtió en promedio más de la mitad del nitrógeno residual en biomasa de algas . Los experimentos con cultivos intensivos de bivalvos produjeron altas tasas de crecimiento de bivalvos. [18] [19] [20] [21] [22] [23] Esta tecnología apoyó una pequeña granja en el sur de Israel.
Sustentabilidad
IMTA promueve la sostenibilidad económica y ambiental al convertir los subproductos y el alimento no consumido de organismos alimentados en cultivos cosechables, reduciendo así la eutrofización y aumentando la diversificación económica. [3] [5] [24]
La acuicultura multitrófica adecuadamente gestionada acelera el crecimiento sin efectos secundarios perjudiciales. [8] [25] [26] [27] Esto aumenta la capacidad del sitio para asimilar los organismos cultivados, reduciendo así los impactos ambientales negativos.
IMTA permite a los agricultores diversificar su producción reemplazando los insumos comprados con subproductos de niveles tróficos más bajos, a menudo sin nuevos sitios. La investigación económica inicial sugiere que IMTA puede aumentar las ganancias y puede reducir los riesgos financieros debido al clima, las enfermedades y las fluctuaciones del mercado. [28] Más de una docena de estudios han investigado la economía de los sistemas IMTA desde 1985. [3]
Flujo de nutrientes
Por lo general, los peces o camarones carnívoros ocupan los niveles tróficos más altos del IMTA . Se excretan soluble amoníaco y fósforo (orto fosfato ). Las algas y especies similares pueden extraer estos nutrientes inorgánicos directamente de su entorno. [1] [3] [5] El pescado y el camarón también liberan nutrientes orgánicos que alimentan a los mariscos y depositan comederos . [5] [26] [29]
Las especies como los mariscos que ocupan niveles tróficos intermedios a menudo desempeñan un papel doble, tanto filtrando los organismos orgánicos del nivel del fondo del agua como generando algo de amoníaco. [5] Los residuos de alimentos también pueden proporcionar nutrientes adicionales; ya sea por consumo directo o por descomposición en nutrientes individuales. En algunos proyectos, los nutrientes de desecho también se recolectan y reutilizan en la comida que se les da a los peces en cultivo. Esto puede suceder al procesar las algas marinas convertidas en alimento. [30]
Eficiencia de recuperación
La eficiencia de recuperación de nutrientes es una función de la tecnología, el cronograma de cosecha, el manejo, la configuración espacial, la producción, la selección de especies, las proporciones de biomasa a nivel trófico , la disponibilidad natural de alimentos, el tamaño de las partículas, la digestibilidad, la estación, la luz, la temperatura y el flujo de agua. [3] [5] [29] Dado que estos factores varían significativamente según el sitio y la región, la eficiencia de recuperación también varía.
En una granja hipotética de peces / microalgas / bivalvos / algas marinas a escala familiar, basada en datos a escala piloto, al menos el 60% de la entrada de nutrientes llegó a productos comerciales, casi tres veces más que en las granjas modernas de corrales con red. Los rendimientos anuales promedio esperados del sistema para una hipotética 1 hectárea (2.5 acres) fueron 35 toneladas (34 toneladas largas; 39 toneladas cortas) de dorada, 100 toneladas (98 toneladas largas; 110 toneladas cortas) de bivalvos y 125 toneladas (123 toneladas largas). toneladas; 138 toneladas cortas) de algas. Estos resultados requirieron un control preciso de la calidad del agua y atención a la idoneidad para la nutrición de bivalvos, debido a la dificultad de mantener poblaciones de fitoplancton consistentes. [3] [17] [21] [31]
La eficiencia de absorción de nitrógeno de las algas marinas varía del 2 al 100% en los sistemas terrestres. [5] Se desconoce la eficiencia de absorción en IMTA en aguas abiertas. [32]
Calidad y seguridad alimentaria
Alimentar los desechos de una especie a otra tiene el potencial de contaminación, aunque esto aún no se ha observado en los sistemas IMTA. Los mejillones y algas que crecen junto a las jaulas de salmón del Atlántico en la Bahía de Fundy han sido monitoreados desde 2001 para detectar contaminación por medicamentos, metales pesados , arsénico , PCB y pesticidas . Las concentraciones son consistentemente no detectables o muy por debajo de los límites regulatorios establecidos por la Agencia Canadiense de Inspección de Alimentos , la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos y las Directivas de la Comunidad Europea. [33] [34] Los probadores de sabor indican que estos mejillones están libres de sabor y aroma "a pescado" y no pudieron distinguirlos de los mejillones "silvestres". El rendimiento de carne de los mejillones es significativamente mayor, lo que refleja el aumento de la disponibilidad de nutrientes. [26] Hallazgos recientes sugieren que los mejillones cultivados junto a las granjas de salmón son ventajosos para la cosecha de invierno porque mantienen un alto peso de la carne y un índice de condición (proporción de carne a cáscara). Este hallazgo es de particular interés porque la Bahía de Fundy, donde se realizó esta investigación, produce mejillones de bajo índice de condición durante los meses de invierno en situaciones de monocultivo, y la presencia estacional de intoxicación paralítica por mariscos (PSP) generalmente restringe la cosecha de mejillones a los meses de invierno. [35]
Proyectos seleccionados
Los proyectos de investigación históricos y en curso incluyen:
Asia
Japón, China, Corea del Sur, Tailandia, Vietnam, Indonesia, Bangladesh, etc. han co-cultivado especies acuáticas durante siglos en ambientes marinos, salobres y de agua dulce. [1] [3] Se han cultivado juntos peces, mariscos y algas en bahías , lagunas y estanques. La prueba y error ha mejorado la integración con el tiempo. [3] Se desconoce la proporción de la producción acuícola asiática que se produce en los sistemas IMTA.
Después del tsunami de 2004, muchos de los productores de camarón en la provincia de Aceh en Indonesia y en la provincia de Ranong en Tailandia recibieron capacitación en IMTA. Esto ha sido especialmente importante ya que el monocultivo de camarones marinos fue ampliamente reconocido como insostenible. Se ha incorporado la producción de tilapia, cangrejos de barro, algas marinas, chano y mejillones. Programa de apoyo a la investigación colaborativa AquaFish
Canadá
Bahía de Fundy
La industria, la academia y el gobierno están colaborando aquí para expandir la producción a escala comercial. [2] El sistema actual integra salmón del Atlántico , mejillones azules y algas marinas ; se están considerando los alimentadores de depósitos. AquaNet (una de las Redes de Centros de Excelencia de Canadá ) financió la fase uno. La Agencia de Oportunidades del Atlántico de Canadá está financiando la segunda fase. Los líderes del proyecto son Thierry Chopin ( Universidad de New Brunswick en Saint John ) y Shawn Robinson ( Departamento de Pesca y Océanos , Estación Biológica de St. Andrews ). [8] [34] [36]
Pacific SEA-lab
Pacific SEA-lab está investigando y tiene licencia para el cocultivo de sablefish , vieiras , ostras, mejillones azules, erizos y algas marinas. "SEA" significa Acuicultura Ecológica Sostenible. El proyecto tiene como objetivo equilibrar cuatro especies. El proyecto está dirigido por Stephen Cross bajo un Premio a la Innovación de Columbia Británica en la red de Investigación y Capacitación en Acuicultura Costera de la Universidad de Victoria (CART). [37]
Chile
El Centro de Investigación i-mar [38] de la Universidad de Los Lagos , en Puerto Montt, trabaja para reducir el impacto ambiental del cultivo intensivo de salmón. La investigación inicial involucró truchas, ostras y algas marinas. La investigación actual se centra en aguas abiertas con salmón, algas y abulón. El líder del proyecto es Alejandro Buschmann. [39]
Israel
SeaOr Marine Enterprises Ltd.
SeaOr Marine Enterprises Ltd., que operó durante varios años en la costa mediterránea israelí , al norte de Tel Aviv , cultivó peces marinos ( dorada ), algas (Ulva y Gracilaria) y abulón japonés . Su enfoque aprovechó el clima local y recicló los productos de desecho de pescado en biomasa de algas marinas, que se alimentó al abulón. También purificó eficazmente el agua lo suficiente como para permitir que el agua se reciclara a los estanques de peces y para cumplir con las regulaciones ambientales de efluentes de fuentes puntuales.
PGP Ltd.
PGP Ltd. es una pequeña granja en el sur de Israel. Cultiva peces marinos, microalgas, bivalvos y Artemia . Los efluentes de la dorada y la lubina se acumulan en estanques de sedimentación , donde se desarrollan densas poblaciones de microalgas, en su mayoría diatomeas . Las almejas , las ostras y, a veces, la Artemia filtran las microalgas del agua, produciendo un efluente claro. La finca vende pescado, bivalvos y Artemia.
Los países bajos
En los Países Bajos, Willem Brandenburg de UR Wageningen (Plant Sciences Group) ha establecido la primera granja de algas en los Países Bajos. La granja se llama "De Wierderij" y se utiliza para la investigación. [40]
Sudáfrica
Tres granjas cultivan algas marinas para la alimentación de los efluentes de abulón en tanques terrestres. Hasta el 50% del agua recirculada pasa a través de los tanques de algas. [41] De manera algo única, ni los peces ni los camarones constituyen las especies tróficas superiores. La motivación es evitar la sobreexplotación de los lechos de algas naturales y las mareas rojas, en lugar de reducir los nutrientes. Estos éxitos comerciales se desarrollaron a partir de la colaboración de investigación entre Irvine y Johnson Cape Abalone y científicos de la Universidad de Ciudad del Cabo y la Universidad de Estocolmo . [41]
Reino Unido
La Asociación Escocesa de Ciencias Marinas , en Oban, está desarrollando cocultivos de salmón, ostras, erizos de mar y algas marrones y rojas a través de varios proyectos. [42] [43] [44] [45] La investigación se centra en los procesos biológicos y físicos, así como en la economía de la producción y las implicaciones para el manejo de la zona costera. Los investigadores incluyen: M. Kelly, A. Rodger, L. Cook, S. Dworjanyn y C. Sanderson. [46] [47]
Bangladesh
Las carpas indias y el bagre picante se cultivan en Bangladesh, pero los métodos podrían ser más productivos. Los cultivos de estanques y jaulas utilizados se basan únicamente en los peces. No aprovechan los aumentos de productividad que podrían producirse si se incluyeran otros niveles tróficos. Se utilizan piensos artificiales costosos, en parte para suministrar proteínas a los peces. Estos costos podrían reducirse si se cultivaran simultáneamente caracoles de agua dulce, como Viviparus bengalensis , aumentando así la proteína disponible. Los desechos orgánicos e inorgánicos producidos como subproducto del cultivo también podrían minimizarse integrando caracoles de agua dulce y plantas acuáticas, como la espinaca de agua , respectivamente. [48]
Galería
Carpa (Labeo rohita) producida en estanque IMTA
Caracol de fondo cultivado en bambú dividido en IMTA
Caracol producido en el fondo del estanque de IMTA
Recolección de espinacas y caracoles de agua del estanque IMTA
Shing producido en jaula en IMTA
Ver también
- Agroindustria
- Agricultura extensiva
- La cría intensiva
- Organismo genéticamente modificado
- Historia de la agricultura
- Agricultura industrial
- Agricultura industrial (animales)
- Agricultura industrial (cultivos)
- Agricultura intensiva
- Agricultura ecológica
- Agricultura sostenible
- Agricultura cero residuos
Notas
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Referencias
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enlaces externos
- AquaNet IMTA
- www.sams.ac.uk
- Conferencia Mundial de Acuicultura 2007: sesión IMTA
- Laboratorio Chopin
- Las funciones comparativas de los alimentadores en suspensión en los ecosistemas El uso de bivalvos como biofiltros y productos valiosos en los sistemas de acuicultura terrestres - revisión.
- Recursos de algas del mundo Algas: clave para la maricultura sostenible.
- Implicaciones ecológicas y genéticas de las actividades de acuicultura Evaluación de macroalgas, microalgas y bivalvos como biofiltros en sistemas sostenibles de maricultura terrestre.