INICIOS DE LA ACUICULTURA MULTITRÓFICA La reutilización de los nutrientes generados en la explotación comercial de peces y otros organismos cultivados en condiciones intensivas, ha sido ampliamente estudiada con el fin de solventar los posibles problemas de los efluentes (Neori y Cohen, 1991, 1996); De-Pauw y Salomon, 1991; Rosenthal, 1991). Edwards y colaboradores (1998), definieron el cultivo integrado como "aquel en el que la salida de un subcultivo, que de otra manera sería desechada, se utiliza como entrada para otro que la utiliza como recurso, consiguiéndose una mayor eficiencia de productos deseados en el área gestionada por el cultivador". Los policultivos presentan una serie de ventajas respecto del cultivo monoespecífico. Desde el punto de vista económico, los cultivos multitróficos, permiten diversificar los productos cultivados, de manera que se amplía la oferta de productos, cada vez con mayor valor añadido. Además, este tipo de cultivos presenta ventajas ecológicas o medioambientales al aprovechar los productos de vertido de un cultivo en fuente de energía para otras especies. La acuicultura multitrófica (AMTI) es una actividad productiva, cuyo concepto es muy flexible, pudiéndose establecer en multitud de ambientes (mar abierto, terrestre, sistemas marinos y de agua dulce) y que además cumple con los principios siguientes: reduce la contaminación, incrementa la productividad y fomenta la competitividad. Por otra parte, presenta innumerables ventajas, entre ellas, la utilización eficiente de los recursos naturales, mejora de la calidad del medio ambiente (agua-sedimentos), diversificación de especies en los cultivos, Resumen 167 REUTILIZACIÓN DE LOS NUTRIENTES (IMTA) La Acuicultura Multi-Trópica Integrada (IMTA) es una práctica en el cual los subproductos (desechos) de algunas especies son reciclados para que sirvan como insumos (fertilizantes, alimento) para otros. La acuicultura, en la cual se usa alimento (por ejemplo: peces, camarones), combinada con la acuicultura de extractores inorgánicos (algas marinas) y con la acuicultura de extractores orgánicos (moluscos), con la finalidad de crear un sistema balanceado para la sustentabilidad ambiental (biomitigación), estabilidad económica (diversificación de los productos y reducción del riesgo) y aceptabilidad social (mejores prácticas de manejo).[1] “Multi-Trópica” refiere a la incorporación de especies de diferentes niveles nutricionales en el mismo sistema. [2] Esta es una potencial de distinción de la práctica antigua de policultivo acuático, en el cual simplemente se co-cultivaba diferentes especies de peces del mismo nivel trópico. En este caso, estos organismos pueden participar de los mismos procesos biológicos y químicos, con pocos beneficios sinérgicos, lo que podría potencialmente conducir a cambios en el ecosistema. Algunos sistemas de policultivo tradicionales, de hecho, incorporan una gran diversidad de especies, que ocupan varios nichos, así como los cultivos extensivos (baja densidad, bajo manejo) dentro del mismo estanque. Lo “integrado” en el IMTA se refiere al cultivo más intensivo de diferentes especies, una cerca de la otra, conectados por la transferencia de nutrientes y energía a través del agua, pero no necesariamente en la misma ubicación. Idealmente, los procesos biológicos y químicos en un sistema IMTA están en balance. Esto es alcanzado a través de una apropiada selección y proporción de diferentes especies, proveyendo diferentes funciones en el ecosistema. Las especies co-cultivadas deben ser más que biofiltradores, ellos deben tener valor comercial. [2] Un trabajo de un sistema IMTA debería resultar en una gran producción para el sistema en general, basado en los beneficios mutuos para las especies co-cultivadas y mejorando la salud del ecosistema, aun si la producción individual de algunas especies es muy baja, en comparación a la que se alcanza en las prácticas de monocultivo, en un corto periodo de tiempo. [3]. Algunas veces, el término “Acuicultura Integrada” es usado para describir la integración de monocultivos a través de la transferencia de agua entre los organismos. [3] Sin embargo, para todos los propósitos e intenciones, los términos “IMTA” y “Acuicultura Integrada” difieren primariamente en su grado de descripción. Estos términos son algunas veces intercambiados. La acuaponia, acuicultura fraccionada, el IAAS (los sistemas integrados agricultura-acuicultura), el IPUAS (sistemas de acuicultura peri-urbanos integrados) y el IFAS (sistemas integrados de pesca y acuicultura) deben ser considerados como variaciones del concepto IMTA. Sistemas IMTA El concepto IMTA es muy flexible. Los sistemas IMTA pueden ser sistemas ubicados en tierra o en el océano, sistemas marinos o de agua dulce, y pueden comprender varias combinaciones de especies. [3] Algunos sistemas IMTA incluyen combinaciones como moluscos/camarón, peces/algas/moluscos, peces/camarones y algas/camarones. [4] Es importante que los organismos apropiados se han escogidos basados en sus funciones que tienen en el ecosistema, su valor económico o potencial, y su aceptación por los consumidores. Mientras que el IMTA probablemente se presente debido a la tradicional o incidental, cultivo adyacente de especies no similares en algunas áreas costeras, [3] los sitios deliberadamente diseñados para el IMTA, en la actualidad, son menos comunes. Además, ellos son actualmente sistemas simplificados, probablemente peces/algas/moluscos. En el futuro, sistemas más avanzados con otros componentes para diferentes funciones, o funciones similares para diferente tamaño de partículas, serán diseñados. [2] También existe un número de regulaciones que deben implementarse. Historia moderna de los IMTA ubicados en tierra El principio de una maricultura intensiva moderna integrada en tierra, viene siendo el trabajo de Ryther y colaboradores [6][7] quienes se concentraron, científica y cuantitativamente, en el uso integrado de organismos extractivos (moluscos, microalgas y algas) en el tratamiento de los efluentes de los hogares. Ellos describieron el concepto y proveyeron resultados experimentales cuantitativos de los sistemas integrados de acuicultura marina para el reciclaje de desechos. Un efluente de aguas domesticas, combinados con agua de mar, fue la fuente de nutrientes para el cultivo de fitoplancton, el cual ha su vez fue alimento para las ostras y almejas. Otros organismos fueron cultivados en cadenas alimenticias separadas, basados en el lodo orgánico de la granja. Los remanentes disueltos de los nutrientes en el efluente final, fueron filtrados por las algas marinas biofiltradoras (principalmente Gracilaria y Ulva). La debilidad de este enfoque fue el cuestionable valor de los organismos que crecían en los efluentes de los desechos humanos. Fueron propuestas adaptaciones de este principio para el tratamiento de los efluentes de la acuicultura intensiva, en el continente y en las áreas costeras, [8] y rápidamente se continuo con la integración del sistema de peces carnívoros y el abalón macroalgivoro. [9] Practicas igual de discutibles y el cultivo cuantitativo integrado en tierra de peces marinos y moluscos; incluido el fitoplancton como biofiltro y como alimento para los moluscos, fueron descritos por Hughes-Game (1997)[10] y Gordón et al. (1981)[11]. Un semiintensivo (1 kg de pez m-3) sistema de estanques de “agua verde” besugo y salmonete gris en el golfo de Aqaba (Eilat) en el Mar Rojo, soporto poblaciones densas de diatomeas, excelente para la alimentación de las ostras. [12][13] Cientos de kilos de peces y ostras cultivadas en este experimento se comercializan actualmente. Neori et al. (1989) [12] y Krom y Neori (1989) [14] cuantificaron los parámetros de calidad de agua y los nutrientes en estanques mas intensivos (5 kg de peces m3) en agua verde. Para la mayor parte, el fitoplancton en los estanques mantuvo razonablemente la calidad del agua y convirtió la mitad del nitrógeno de los desechos en biomasa algal. El desarrollo de un cultivo intensivo de bivalvos en estos efluentes ricos en fitoplancton, y la rápida tasa de crecimiento que alcanzaron los bivalvos bajo estas condiciones, fueron descritas en una serie de informes (Shpigel and Friedman, 1990;[15] Shpigel and Blaylock, 1991;[16] Shpigel et al., 1993a,[17] 1993b;[18] Neori and Shpigel, 1999;[19] Neori et al., 2001[20]). Esta tecnología forma la base de las pequeñas granjas (PGP Ltd.) en el sur de Israel. IMTA como un método de la sustentabilidad IMTA promueve la sustentabilidad económica y ambiental, mediante la conversión de los nutrientes sólidos y solubles, de los organismos y su alimento (por ejemplo, cultivo intensivo de peces y camarón), en cosechas (organismos extractores), por consiguiente reducen el potencial de eutrofización, e incrementan la diversificación económica.[4][3][21] Si se selecciona y ubica apropiadamente, las especies co-cultivadas pueden acelerar su crecimiento mediante la asimilación de los nutrientes extras, proveídos por las especies que se cultivan mediante la adición de alimento. [5][22][23][24] Esto incrementa la capacidad de asimilación ambiental global del un sitio, por lo tanto reduce el potencial para que se presenten impactos ambientales negativos. IMTA permite al productor a diversificar, frecuentemente sin la necesidad de nuevas ubicaciones o sitios. Las investigaciones iniciales sugieren que el reciclaje de desechos de un cultivo, como alimento para otros, puede incrementar las ganancias de un sistema IMTA. El análisis de escenario, también indica que el IMTA puede reducir el riesgo financiero debido a los riesgos relacionados del clima, las enfermedades y mercado. [25] Más de una docena de estudios han investigado la economía de los sistemas IMTA, desde 1985. [3]. Flujo de nutrientes en IMTA Típicamente, las especies de cultivo en las cuales se utilizan alimento (nivel trófico superior) en un sistema IMTA son peces o camarones carnívoros, quienes incrementan el abastecimiento natural de alimento o de nutrientes para las especies extractivas co-cultivadas. El amonio y fósforo (ortofosfato) solubles de las excretas de los peces y camarones, son nutrientes inorgánicos disponibles para las especies extractoras inorgánicas como las algas marinas. [1][4][3] Los peces y camarones, también liberan sólidos orgánicos, los cuales pueden ser alimento para los moluscos y los organismos que se alimentan de desechos, [4][26][23] las especies extractivas orgánicas. No todos los nutrientes suplementarios fluyen directamente de los desechos de las especies cultivadas. Por ejemplo, el amonio puede ser generado por especies extractivas orgánicas (moluscos) y también puede ser extraído por las algas. [4] Los desechos del alimento también son una fuente de nutrientes adicionales; ellos están directamente disponibles para ser consumidos por las especies extractoras orgánicas (especies que se alimentan de los desechos) o de los nutrientes solubles liberados por la descomposición, para las especies extractivas inorgánicas. Eficiencia en la recuperación de nutrientes La eficiencia en la recuperación de nutrientes en un sistema IMTA, esta en función de varios factores. El sistema de cultivo, el tipo de cosecha, la gestión, la configuración espacial/proximidad, producción, selección de especies consumidoras de alimento y extractivas, tasa de la biomasa de las especies incluidas, disponibilidad de las fuentes naturales de alimento, tamaño de la partícula, digestibilidad, estación, luz, temperatura, y volúmenes de agua, todos tienes el potencial para influir en las tasa de crecimiento y la eficiencia de recuperación de nutrientes. [26][4][3] Debido a que estos factores varían significativamente entre sitios, sistemas y regiones, un porcentaje general de la recuperación de nutrientes del IMTA no puede ser reportado. Se debe hacer una determinación para cada lugar. Los primero ensayos para cuantificar la recuperación de nutrientes de una granja IMTA fueron reportados por Neori et al. (2004).[3] Shpigel et al. (1993b)[18] presentaron su primera evaluación cuantitativa de una hipotética granja a escala familiar pez/microalga/bivalvo/alga, basada en datos de un cultivo a escala piloto. Ellos mostraron que al menos el 60% de los nutrientes que ingresan a la granja, pueden convertirse en productos comerciales, cerca de tres veces más que en una moderna granja de peces cultivados en jaulas. La producción promedio anual esperada del sistema (recalculado para una granja hipotética de 1 ha) fue de 35 toneladas de besugo, 100 toneladas de bivalvos y 125 toneladas de algas marinas. Esto debería ser una demanda técnica de la granja, requiriendo experiencia para controlar los cambios en la calidad del agua y en la disponibilidad para la nutrición del bivalvo, debido a la inherente inestable población de fitoplancton. [18][14] Troell et al. (2003)[4] reviso 28 estudios que reportaron la eficiencia de asimilación de nitrógeno disuelto de algas marinas en sistemas IMTA. Los valores informados variaron de 2 a 100% para 23 estudios de sistemas ubicados en tierra. Ninguno de los 5 estudios revisados que se ubicaban en aguas oceánicas reportaron valores de recuperación de nutrientes. Es difícil determinar la recuperación de nutrientes en un lugar IMTA en el océano, debido a la inherente “naturaleza agujereada” del sistema. Sin embargo, se requiere de información adicional para el ecosistema y la gestión integrada de zonas costeras, y la investigación en este aspecto se esta incrementando. [27] Salubridad del alimento y calidad Una posible preocupación con los desechos de una especie, siendo un insumo nutricional para otra, es fuente potencial de contaminación. A la fecha, no parece ser un problema para los sistemas IMTA. Mejillones y kelps que crecen adyacentes a las jaulas de salmón del Atlántico en la bahía de Fundy, Canadá, vienen siendo examinadas desde el 2001 para encontrar evidencia de contaminación por medicamentos, metales pesados, arsénico, PCBs y pesticidas. Las concentraciones no son detectables o se encuentran debajo de los limites regulatorios establecidos por la Canadian Food Inspection Agency, la Food and Drug Administration de USA y las Directivas de la Comunidad Europea. [28][29] Vienen realizándose algunas pruebas de sabor de productos IMTA. Estas pruebas han indicado que los mejillones que crecen adyacentes a las jaulas del salmón del Atlántico, están libres de contaminación con el “olor a pescado” y no pueden ser distinguidos de los mejillones salvajes por los evaluadores.[23] Su producción de carnes es, sin embargo, significativamente más altos, reflejando el incremento de la disponibilidad de alimento y energía.
