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2. TÍTULO
Cultivo acuapónico de lechuga (Lactuca sativa ) tipo italiana jaspeados rojos con
diferentes fuentes nutritivas utilizando el sistema de riego NFT.
3. RESUMEN
Se realizó este experimento con el fin de determinar en qué aspectos cambia el
desarrollo de la lechuga ( Lactuca sativa ) respecto a la utilización de dos métodos
distintos: por aporte de nutrientes de la Solución Steiner, y por aporte de nutrientes
de peces Carpa Koi. Con esto también se buscó la inclinación o preferencia hacia
algunos de los dos métodos, es decir, determinar cuál de éstos será más eficiente
en términos de la obtención del producto.
En el diseño del experimento se armaron cuatro módulos, cada uno de éstos
contaba con un sistema de tuberías embonadas, una bomba de agua para la
circulación de ésta a través del sistema, y un estanque para la caída final del agua.
En tres de los cuatro módulos, a los cuales se les nombró Estanques 1, 2 y 3
respectivamente, el agua obtendrá nutrientes gracias a los desechos y heces de los
peces. En uno de ellos, en cambio, el agua será diluida con los nutrientes de la
Solución, a este se le nombró Estanque 0.
Teniendo en funcionamiento los módulos (con el agua en circulación), se hizo
muestreos del agua en cada unos de los estanques utilizando los Kits Nutrafin para
determinar los niveles de nitritos, nitratos y amonio. Los resultados obtenidos se
registraron cada semana.
En el transcurso de los meses octubrenoviembre y enero se realizaron actividades
complementarias, tal como la limpieza o cambio de agua de los estanques.
Después de tres meses que la lechuga permaneció en los módulos, se pesaron
todas estas con y sin su raíz, de esto pudimos observar que las lechugas obtenidas
en el módulo con la solución nutritiva Steiner presentó un peso mayor al obtenido
en los módulos con peces. Al pesar las lechugas del Estanque 0, obtuvimos una
producción total de 12.770 kg. En cambio, la producción total de los Estanques 1,
2 y 3 alcanzó los 11.420 kg. La conclusión a la que llegamos fue que la cantidad de
peces no fue suficiente para el desarrollo de las lechugas.
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4. INTRODUCCIÓN
4.1 MARCO TEÓRICO
“Acuaponia ” deriva de la combinación del término “acuicultura” también llamado
acuacultura (cultivo de organismos acuáticos) sumado a hidroponía (técnica 1
utilizada para el cultivo de plantas sin el uso del suelo) en una misma estructura en
donde, tanto los organismos acuáticos como los vegetales se benefician el uno al
otro. En un sentido, los desechos de los peces sirven como nutrientes para el
crecimiento de las plantas, y éstas a su vez los absorben permitiendo así que el
agua regrese filtrada para los peces, ya que de otra manera resultan tóxicos. Estos
desechos son una fuente rica en diversos nutrientes, entre ellos está el amoniaco
que va a nutrir a las bacterias que a su vez se transformarán en nitritos y nitratos
que las plantas aprovechan para el crecimiento de tallos y hojas, en la fabricación
de proteínas y clorofila, que da el color verde a las plantas. Los principales
nutrientes que requiere la lechuga son: Nitrógeno, Fósforo y Potasio si en alguna 2
cantidad estos elementos llegaran a faltar en el crecimiento de la lechuga provocan
un debilitamiento de esta, un cambio progresivo de color y un escaso desarrollo de
raíces.
Ciclo del agua en las peceras
Antes de introducir un pez (cualquiera) dentro del agua en una pecera, esta agua es
prácticamente estéril, ausente de bacterias nitrificantes (transformadoras de amonio
y amoniacocompuestos tóxicos para peces; en nitritos y nitratoscompuestos menos
tóxicos para peces) y de deshechos de los peces, además puede contener cloro y
cloraminas, lo cual es dañino para cualquier pez, y poco nutritivo para plantas
acuáticas. Por lo anterior, es necesario que antes de introducir peces a una pecera
se deje recircular el agua, así el cloro y las cloraminas se evaporan y las bacterias
nitrificantes (nitrosomas y nitrobacter) llegarán al estanque y comenzarán a
1 Organización de las Naciones Unidas para la alimentación y la agricultura,Desarrollo de la acuicultura http://www.fao.org/aquaculture/es/ 2 http://portalacademico.cch.unam.mx/materiales/prof/matdidac/sitpro/exp/quim/quim2/quimicaII/L_nutrplants.pdf
3
colonizar el agua; a esto se le conoce como “maduración del agua” y tarda mínimo
cuatro semanas. Si se colocan peces antes de este tiempo, se corre el riesgo de
que los peces mueran por intoxicación de amoniaco y/o amonio.
Sistema NFT
Una alternativa para la acuaponia es utilizar el sistema NFT (Nutrient Film 3
Technique) que traducido al español significa “Técnica de Película Nutritiva” es una
de las técnicas de riego utilizadas en hidroponía, se basa en la circulación continua
de una lámina fina de la solución nutritiva a través de las raíces de la planta, sin
que estas se encuentren en algún sustrato, sino simplemente estén sostenidas por
un canal de cultivo, en cuyo interior fluye la solución sin que haya salida o pérdida al
exterior. Su fundamento es: reciclar continuamente la solución nutritiva por una serie
de canales de PVC, acomodados de forma rectangular en una pendiente a desnivel
que facilita la circulación, en cada canal hay agujeros donde se introducen las
plantas con sus raíces por dentro, listas para absorber los nutrientes de la solución
que circula por el tubo, se requiere una bomba que funciona las 24 horas y permite
el movimiento de esta solución a través de los canales de cultivo formando una
película de 3 a 5 milímetros (aproximadamente) de líquido nutritivo. Esta
recirculación mantiene a las raíces en contacto continuo con la solución nutritiva,
favoreciendo la absorción adecuada de nutrientes para las plantas, de esta manera
el ciclo continúa indefinidamente ayudando tanto a las plantas como al desarrollo de
los peces.
Existe gran variedad de plantas a cultivar en el sistema NFT. Sin embargo, en este
trabajo utilizamos la lechuga italiana (Lactuca Sativa) jaspeados rojos. La lechuga
desarrolla hojas grandes, erguidas y ovaladas con una nervadura prominente y
ondulada con bordes dentados irregularmente. El tallo se presenta de mayor
longitud, cubierto por las hojas; la planta completa llega a pesar aproximadamente
500g. La temperatura óptima para la germinación de la lechuga oscila entre
1820ºC. Durante su crecimiento del cultivo se requieren temperaturas entre
3 http://www.incap.int/portaleducativo/index.php/es/recursos/reservoriosan/doc_view/425fichatecnologica6sistemanft
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1418ºC por el día y 58ºC por la noche, por esta razón los peces usados en el
sistema deben ser resistentes a bajas temperaturas procurando así su
sobrevivencia.
Pez Carpa Koi
La especie de pez utilizada fue: el pez koi o carpa común que es una especie traída
de las zonas templadas de Asia y Europa. Es un pez con gran resistencia a bajas y
altas temperaturas, aunque su temperatura ideal es de 20° C . El ph recomendado
para este tipo de peces es neutro (7) y los niveles de nitritos y nitratos (NO2 y NO3)
deben ser lo más cercanos a 0.Pueden ser alimentados por alimento procesado ya
sea en cualquiera de sus presentaciones (escamas o sticks). Sus colores vivos
demuestran una buena salud y una excelente alimentación. 4
4.2 OBJETIVO
Comparar el crecimiento y rendimiento de lechugas Lactuca sativa tipo
Italianajaspeados rojos obtenidas a partir de solución nutritiva (Steiner) y las que se
obtienen con los nutrientes aportados por peces Carpa Koi, mediante el sistema de
riego NFT.
4.3 PROBLEMA
¿Habrá diferencias en el crecimiento foliar de la lechuga Italianajaspeados rojos
( Lactuca sativa) cultivados en acuaponia con nutrientes aportados por peces Carpa
Koi y las lechugas cultivadas con Solución nutritiva Steiner en un sistema NFT?
4.4 HIPÓTESIS
Si las heces fecales, la orina de los peces, y los desperdicios alimenticios de estos,
aportan nitritos, nitratos y amonio para el crecimiento de las lechugas al igual que la
solución nutritiva Steiner, se espera que al desarrollarse las lechugas con cualquiera
de estos dos sistemas hidropónicos, no presenten diferencias en cuanto a su peso,
color y sabor, en las lechugas italianas jaspeados rojos (Lactuca sativa) .
4 El pez koi como mascota. http://www.botanicalonline.com/animales/peces_koi.htm
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5. DESARROLLO
En este experimento llevamos a
cabo la técnica del acuaponia,
pero antes de realizar la
construcción de los sistemas de
riego NFT lo primero que se hizo
fue la limpieza general del
invernadero (Imagen 1) donde se instalaron
los estanques (se realiza esto por higiene, así
como la eliminación de alguna plaga de cultivos anteriores).
Después de la limpieza general, se llevó a cabo la instalación de módulos de
acuaponia (Imagen 2). En
cada módulo se colocaron 10
peces Carpa Koi con un peso
total aprox. de 100g por
estanque, con 12 tubos de
PVC ( como aparece en la
imagen), cajas de plástico de
50L de capacidad llenadas a
40 Lt (como estanques para
peces), una pequeña red ó
malla (para atrapar desechos
sólidos), una bomba de agua y
manguera.
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Después de instalados los 4 módulos de acuaponia, se dejaron funcionando 3 de
ellos con agua (a los que después les agregamos los peces) y 1 de estos con
Solución nutritiva Steiner (Imagen 3). Cada módulo funcionará de la siguiente
forma: con una bomba el agua del estanque subirá por medio de una manguera al
primer tubo superior de PVC, que se encuentra en la parte de arriba, el agua caerá
por gravedad a los tubos de abajo; la red que contiene un poco de arena atrapará
todos los sólidos (los excrementos y restos de comida de los peces) dejando pasar
solamente el agua al segundo tubo de PVC . La tela magitel que se colocó en cada
vaso donde se germinó la semilla, absorberá el agua para aportar nutrientes a la
lechuga esta agua pasará por los tres tubos, y caerá por la cascada directo al
estanque, quedando ya libre de compuestos tóxicos para los peces y así, volver a
subir gracias a la bomba repitiendo el mismo ciclo.
Germinación de semillas: 5 Semanas
antes de colocar las lechugas a nuestros
módulos se hizo el germinador de semillas.
En vasos pequeños de plástico con orificios
en la parte inferior, se colocó: una telita
absorbente más larga que el vaso; se
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agregó peat moss que actuará como sustrato (soporte a la lechuga) y la semilla de
Lactuca sativa tipo italiana jaspeados rojos. En una rejilla sobre Solución Steiner
colocamos los vasitos para que la tela absorbiera el agua, así los dejamos con la
semilla durante una semana hasta que germinaron (Imagen 4).
Transplante de peces : 2 semanas antes de trasplantar la lechuga de los
germinadores a los módulos, se pesaron los peces para saber la cantidad de comida
que debíamos darles cada día. Se colocó una cantidad similar de peso de peces a
tres de los estanques. A estos estanque se le nombraron estanques 1, 2, y 3.
Transplante de lechugas: Después de 5 semanas que las semillas estuvieron en
los germinadores, los vasitos con las lechugas se trasplantaron a los tubos de PVC
(Imagen 5).
Se pusieron 25 lechugas en cada módulo (Imagen 6). El estanque que tenía
solución nutritiva Steiner no se le pusieron peces y se le nombró Estanque 0.
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Toma de muestras de componentes nitrogenados: se tomaron las primeras
muestras de los nitritos, nitratos y amonio de los cuatro estanques el día del
trasplante de las lechugas (Imagen 7). El análisis de estos compuestos en el agua
lo realizamos cada ocho días, durante 12 semanas. Este análisis lo realizamos
utilizando Kits o Tests marca Nutrafin para determinar nitritos, nitratos y amonio en
agua dulce.
Actividades complementarias: para mantener el cultivo en buenas condiciones era
necesario pesar diario la comida de los peces y darles 2 % de su biomasa total,
equivalente a 2g de alimento marca Wardley en hojuelas. Observar que no hayan
fugas de agua en el sistema, revisar que las lechugas no contengan ninguna plaga,
que los peces no presenten síntomas de enfermedad y reponer el agua evaporada.
Por último, verificamos si era necesario cambiar el agua del estanque si es que se
encontraba muy turbia.
Conteo de hojas: después de 1 semana del transplante de lechugas contamos las
hojas de cada vasito en cada módulo y se contabilizaban aquellas que presentaban
por lo menos 5 cm de largo (Imagen 89).
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Peso de biomasa (peso de total de la masa o materia viva) : Transcurridos tres
meses, se procedió a retirar las lechugas de los módulos (Imagenes 10 y 11) y
pesarlas junto a sus raíces. Después se pesó sus raíces por separado (Imágenes 12
y 13)
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6. RESULTADOS
Se retiraron las lechugas de cada estanque y se pesaron una a una. Se obtuvieron
los datos que se muestran en la siguientes gráficas:
El peso total de las lechugas en el Estanque 0 fue de 12.77Kg; mientras que el
peso total de los estanques 1, 2 y 3 fue de: 3.65Kg, 3.48 Kg y 4 kg
respectivamente.
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Después de analizar Nitritos, Nitratos y Amonio a los 4 estanques se obtiene el
siguiente comparativo mostrado en las gráficas 2, 3, y 4:
Encontramos que los nitritos en los estanques 1,2 y 3 se mantienen en niveles de
0.1 mg/L, a excepción de los primeras semanas que presentaron 0.3 mg/L, a
comparación del Estanque 0 que presentó durante todo el experimento una
concentración de 1.6 mg/L.
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Los nitratos de la misma forma que con las concentraciones de nitritos en los
estanques con peces se mantuvieron bajas ( 5 mg/L) incluso en algunas semanas
se obtuvieron concentraciones de 0 mg/L, comparadas con el Estanque 0 que
presentó 11.3 mg/L. Se muestra que en los estanques con peces incrementaron las
concentraciones en las primeras semanas hasta de 10 mg/L.
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En contraste con nitritos y nitratos el amoníaco presentó niveles bajos al inicio del
experimento (0.1 mg/L) y mayores concentraciones al final del este alcanzando
hasta 1.2 mg/L, revisando al Estanque 0 (0.4 mg/L).
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Al contar el número de hojas obtenidas de cada estanque se muestra el siguiente
gráfico:
En el gráfico se muestra que en el primer conteo del 29 de noviembre, el número de
hojas de todos los estanques es similar , y en el segundo conteo del 15 de enero el
Estanque 0 se destacó por su número de hojas.
7. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
La biomasa de los estanques 1, 2 y 3 fue similar entre ellos: 3.656 Kg para el
Estanque 1; 3.486 Kg para el Estanque 2; 4 Kg para el Estanque 3. Por el
contrario, la biomasa obtenida en el Estanque 0 con solución Steiner, la diferencia
en peso fue muy notoria, ya que esta fué superior a cualquiera de los estanques con
peces obteniendo un peso total de 12.770Kg , cantidad tres veces mayor a los
estanques 1, 2, y 3. Aún si sumamos la biomasa obtenida en los estanque 1, 2 y 3
(11.42Kg), no alcanzan la cantidad en peso que se logró obtener en el estanque 0.
La solución nutritiva Steiner se considera universal porque para muchos cultivos ha
dado resultado, contiene macro y micronutrientes (N, K, S, Ca y Mg) útiles para la
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mayoría de plantas, a pesar de que los peces aportan nutrientes a las plantas a
través del agua, quizá el número de peces que se tenían en los estanques no fue
suficiente para proporcionar la cantidad de nutrientes que necesitan las lechugas
para un desarrollo similar al del Estanque 0, encontramos que hydroenv.com, nos
recomienda instalar 10 o 15 g de pez por cada litro de agua a utilizar en los
estanques para el cultivo acuapónico, la FAO nos recomienda hasta 1 Kg de pez por
litro de agua y GarcíaUlloa, en un estudio experimental de sistema acuapónico
reporta que utilizó 5.4 Kg de pez por litro de agua que utilizó, y nosotros solamente
utilizamos 2.5 g de pez por Lt de agua, consideramos que esta baja cantidad en
peces por litro, dejó a las lechugas sin el aporte suficiente de nutrientes.
Pasado un mes del trasplante de las lechugas, se pudo observar un aumento en la
concentración de nitritos de un 0.1mg/L hasta un 0.3 mg/L en los Estanques 1, 2, 3.
Estos valores se mantuvieron a lo largo de 3 semanas. Después de este periodo las
concentraciones disminuyeron manteniéndose bajas con concentraciones de
0.1mg/L, lo que nos indica que las lechugas al crecer necesitan más nitrógeno. En
cambio, en el estanque 0, esta concentración se mantuvo constante en 1.6 mg/L de
NO2, superando así 11 veces la concentración de nitritos en los estanques 1, 2 y 3
con peces.
Con respecto a la concentración de amoniaco por estanque ésta varió en los
estanques 1, 2 y 3 en cada una de ellas, a excepción del estanque 0 con resultados
constantes de 0.4mg/L . A pesar de la variación en las concentraciones de
amoniaco (oscilando en los estanques con peces), se notó en los estanques 1, 2 y 3
el aumento hasta de 1.2mg/L en las últimas semanas de desarrollo de las lechugas,
lo que nos muestra el poco consumo de este compuesto en esta etapa del ciclo de
vida de esta planta.
Conteo total de hojas: en el primer conteo realizado durante el experimento, se
observa más o menos homogéneo el crecimiento de hojas en los 4 estanques, sin
embargo, después de un més de este conteo se ve un claro aumento en el
Estanque 0 con casi el doble de hojas que se contabilizó anteriormente.
Observamos desde el segundo conteo de hojas que, las lechugas crecidas con agua
de peces presentan crecimiento lento, 302 hojas en promedio de los Estanques en
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promedio de los estanques 1, 2, 3 comparado con las 498 hojas obtenidas en el
Estanque 0 .
Un factor muy evidente en nuestro experimento fue el color de las lechugas;
aquellas que crecieron con la solución Steiner se desarrollaron de color verde
intenso y con apenas algunas orillas color púrpuras, sin embargo todas las lechugas
crecidas del agua de los peces crecieron con muy poco color verde y una fuerte
tonalidad púrpura, como se observa en la imagen No.14:
8. CONCLUSIONES
Después de analizar nuestros resultados encontramos que existen diferencias
significativas del crecimiento (número de hojas) y rendimiento (peso total) de las
lechugas que crecieron en solución nutritiva hidropónica de Steiner y las que se
nutrieron con agua de desechos de peces. Nuestra hipótesis no fue válida ya que a
pesar de que los peces aportan nutrientes nitrogenados a las plantas, en nuestro
experimento la cantidad de peces estuvo por debajo de los requerimientos de dichos
nutrientes para las lechugas, y por lo tanto, no aportan nutrientes suficientes para el
desarrollo de las lechugas jaspeados rojos ( Latuca sativa ), comparados con las
lechugas del grupo 0 que crecieron con la solución nutritiva hidropónica de Steiner.
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9. FUENTES DE INFORMACIÓN
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sin recirculación de solución nutritiva”. México UACh, Departamento de
Fitotecnia, tesis para obtener el grado de maestría, 66 páginas
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