
La acuicultura multitrófica integrada ( AMTI ) es un tipo de acuicultura en la que los subproductos , incluidos los desechos , de una especie acuática se utilizan como insumos ( fertilizantes , alimento ) para otra. Los acuicultores combinan la acuicultura de alimentación (p. ej., peces , camarones ) con la acuicultura extractiva inorgánica (p. ej., algas marinas ) y la acuicultura extractiva orgánica (p. ej., mariscos ) para crear sistemas equilibrados que promuevan la remediación ambiental ( biomitigación ), la estabilidad económica (mayor producción, menor costo, diversificación de productos y reducción de riesgos) y la aceptación social (mejores prácticas de gestión). [ 1 ]
La selección de especies apropiadas y el dimensionamiento de las diversas poblaciones para proporcionar las funciones necesarias del ecosistema permiten que los procesos biológicos y químicos involucrados alcancen un equilibrio estable, beneficiando mutuamente a los organismos y mejorando la salud del ecosistema .
Idealmente, las especies cultivadas conjuntamente producen cosechas comerciales valiosas. [ 2 ] La IMTA puede aumentar sinérgicamente la producción total, incluso si algunos de los cultivos producen menos de lo que producirían, a corto plazo, en un monocultivo . [ 3 ]
La IMTA también es muy beneficiosa para reducir la huella ambiental de la acuicultura. El crecimiento del salmón atlántico de cultivo ( Salmo salar ) ofrece una perspectiva del rápido crecimiento de la demanda acuícola. Las tasas de crecimiento de la producción promediaron un 25,6 % entre 1980 y 2004, con un valor económico de la producción de salmón de cultivo que superó los 4 mil millones de dólares estadounidenses en 2004. [ 4 ] La IMTA funciona creando un sistema de ciclo cerrado donde los subproductos, como el exceso de nutrientes y los desechos orgánicos de la piscicultura, son utilizados por otras especies, como mariscos y algas marinas. Este proceso puede disminuir la contaminación del agua, minimizar la necesidad de fertilizantes químicos y mejorar la salud general del ecosistema. Además, al integrar diferentes niveles tróficos, la IMTA puede aumentar la biodiversidad y promover prácticas más sostenibles en la producción de alimentos marinos.
Terminología y enfoques relacionados
"Integrado" se refiere al cultivo intensivo y sinérgico, utilizando la transferencia de nutrientes y energía a través del agua. "Multitrófico" significa que las distintas especies ocupan diferentes niveles tróficos , es decir, diferentes (pero adyacentes) eslabones en la cadena alimentaria . [ 2 ]
La IMTA es una forma especializada de la antigua práctica del policultivo acuático , que consistía en el cultivo conjunto de diversas 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 menor producción de ambas especies debido a la competencia por el mismo recurso alimenticio. Sin embargo, algunos sistemas tradicionales, como el policultivo de carpas en China, que emplean especies que ocupan múltiples nichos dentro del mismo estanque, o el cultivo de peces integrado con especies agrícolas terrestres , pueden considerarse formas de IMTA. [ 5 ]
El término más general «Acuicultura Integrada» se utiliza para describir la integración de monocultivos mediante la transferencia de agua entre los sistemas de cultivo. [ 3 ] Los términos «IMTA» y «acuicultura integrada» difieren principalmente en su precisión y a veces 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.
Diversos 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 peces, algas o mariscos.
La verdadera IMTA puede realizarse en tierra, utilizando estanques o tanques, o incluso en sistemas marinos o de agua dulce en aguas abiertas. Las implementaciones han incluido combinaciones de especies [ 3 ] como mariscos/camarones, peces /algas/mariscos, peces/algas, peces/camarones y algas/camarones. [ 6 ]
La IMTA en aguas abiertas ( cultivo en alta mar ) se puede realizar mediante el uso de boyas con líneas en las que crece el alga. Las boyas/líneas se colocan junto a las redes o jaulas donde se crían los peces. [ 7 ] En algunos países tropicales de Asia, algunas formas tradicionales de acuicultura de peces en jaulas flotantes, estanques cercanos de peces y camarones, y el cultivo de ostras integrado con algunas pesquerías de captura en estuarios pueden considerarse una forma de IMTA. [ 8 ] Desde 2010, la IMTA se ha utilizado comercialmente en Noruega, Escocia e Irlanda.
En el futuro, es probable que surjan sistemas con otros componentes para funciones adicionales, o funciones similares pero con rangos de tamaño de partículas diferentes. [ 2 ] Persisten múltiples cuestiones regulatorias. [ 9 ]
Historia moderna de los sistemas terrestres
Ryther y sus colaboradores crearon una maricultura terrestre moderna, integrada e intensiva. [ 10 ] [ 11 ] Fueron los precursores, tanto teórica como experimentalmente, del uso integrado de organismos extractivos — moluscos, microalgas y algas marinas — en el tratamiento de efluentes domésticos , de forma 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 convertía en alimento para ostras y almejas . Cultivaban otros organismos en una cadena alimentaria enraizada en el lodo orgánico de la granja. Los nutrientes disueltos en el efluente final se filtraban mediante biofiltros de algas marinas (principalmente Gracilaria y Ulva ) . El valor de los organismos originales cultivados en efluentes de desechos humanos era mínimo.
En 1976, Huguenin propuso adaptaciones para el tratamiento de efluentes de acuicultura intensiva tanto en zonas continentales como costeras. [ 12 ] Tenore continuó integrando con su sistema de peces carnívoros y el abulón macroalgívoro . [ 13 ]
En 1977, Hughes-Games [ 14 ] describió el primer cultivo práctico de peces/mariscos/fitoplancton marino, seguido por Gordin, et al., en 1981. [ 15 ] Para 1989, un sistema de estanques semiintensivo (1 kg de peces/m −3 ) de dorada y mújol gris junto al Golfo de Aqaba ( Eilat ) en el Mar Rojo mantenía densas poblaciones de diatomeas , excelentes para alimentar ostras . [ 16 ] [ 17 ] Cientos de kilos de peces y ostras cultivados aquí se vendieron. Los investigadores también cuantificaron los parámetros de calidad del agua y los balances de nutrientes en estanques de dorada de agua verde (5 kg de peces m −3 ). [ 16 ] [ 18 ] El fitoplancton generalmente mantuvo una calidad del 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. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] Esta tecnología apoyó una pequeña granja en el sur de Israel.
Sostenibilidad
IMTA promueve la sostenibilidad económica y ambiental al convertir los subproductos y el alimento no consumido de los organismos alimentados en cultivos cosechables, reduciendo así la eutrofización y aumentando la diversificación económica. [ 3 ] [ 6 ] [ 25 ]
La acuicultura multitrófica gestionada adecuadamente acelera el crecimiento sin efectos secundarios perjudiciales. [ 9 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] Esto aumenta la capacidad del sitio para asimilar los organismos cultivados, reduciendo así los impactos ambientales negativos.
La IMTA permite a los agricultores diversificar su producción al reemplazar los insumos comprados con subproductos de niveles tróficos inferiores, a menudo sin necesidad de nuevos sitios. Las investigaciones económicas iniciales sugieren que la IMTA puede aumentar las ganancias y reducir los riesgos financieros debido al clima, las enfermedades y las fluctuaciones del mercado. [ 29 ] Más de una docena de estudios han investigado la economía de los sistemas IMTA desde 1985. [ 3 ]
La sostenibilidad económica de la acuicultura multitrófica integrada (IMTA) se ve reforzada por la diversificación. Al cultivar múltiples especies, los agricultores pueden diversificar su riesgo económico y obtener diversas fuentes de ingresos. Por ejemplo, si la demanda de una especie disminuye, pueden recurrir a la producción de otras, como mariscos o algas. Esto reduce la vulnerabilidad económica que suele asociarse a los sistemas de monocultivo. Además, la diversificación en la producción de alimentos y materias primas contribuye a la viabilidad económica del sistema a largo plazo.
Flujo de nutrientes
Por lo general, los peces o camarones carnívoros ocupan los niveles tróficos superiores de los IMTA . Excretan amoníaco soluble y fósforo (ortofosfato ) . Las algas marinas y especies similares pueden extraer estos nutrientes inorgánicos directamente de su entorno. [ 1 ] [ 3 ] [ 6 ] Los peces y camarones también liberan nutrientes orgánicos que alimentan a los moluscos y a los organismos detritívoros . [ 6 ] [ 27 ] [ 30 ]
Las especies como los moluscos que ocupan niveles tróficos intermedios suelen desempeñar una doble función: filtrar los organismos orgánicos del fondo marino y generar amoníaco. [ 6 ] Los restos de alimento también pueden proporcionar nutrientes adicionales, ya sea por consumo directo o por descomposición en nutrientes individuales. En algunos proyectos, los nutrientes residuales se recogen y reutilizan en el alimento de los peces de cultivo. Esto puede ocurrir procesando las algas cultivadas para convertirlas en alimento. [ 31 ]
Los sistemas IMTA pueden mejorar significativamente la eficiencia de recuperación de nutrientes. Esto es especialmente crucial en regiones donde el monocultivo convencional provoca desequilibrios de nutrientes, contribuyendo a la eutrofización y a la formación de zonas muertas. Los moluscos, como los mejillones y las ostras, filtran el exceso de nitrógeno y fósforo del agua, mientras que las algas absorben dióxido de carbono y liberan oxígeno, lo que favorece una mejor calidad del agua y un entorno marino más estable. [ 4 ]
Eficiencia de recuperación
La eficiencia de recuperación de nutrientes es función de la tecnología, el calendario de cosecha, el manejo, la configuración espacial, la producción, la selección de especies, las proporciones de biomasa del nivel trófico , la disponibilidad de alimento natural, el tamaño de partícula, la digestibilidad, la estación, la luz, la temperatura y el flujo de agua. [ 3 ] [ 6 ] [ 30 ] Dado que estos factores varían significativamente según el sitio y la región, la eficiencia de recuperación también varía.
En una hipotética granja familiar de peces, microalgas, bivalvos y algas marinas, basada en datos de escala piloto, al menos el 60 % del aporte de nutrientes llegó a los productos comerciales, casi tres veces más que en las granjas modernas de jaulas flotantes. Los rendimientos anuales promedio esperados del sistema para una hipotética hectárea (2,5 acres) fueron de 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; 138 toneladas cortas) de algas marinas. Estos resultados requirieron un control preciso de la calidad del agua y atención a la idoneidad para la nutrición de los bivalvos, debido a la dificultad de mantener poblaciones de fitoplancton consistentes. [ 3 ] [ 18 ] [ 22 ] [ 32 ]
La eficiencia de absorción de nitrógeno de las algas marinas varía del 2 al 100 % en sistemas terrestres. [ 6 ] Se desconoce la eficiencia de absorción en sistemas IMTA de aguas abiertas. [ 33 ]
Seguridad y calidad alimentaria
Alimentar a otra especie con los desechos de otra tiene el potencial de contaminación , aunque esto aún no se ha observado en sistemas IMTA. Los mejillones y las 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 reglamentarios establecidos por la Agencia Canadiense de Inspección de Alimentos , la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos y las Directivas de la Comunidad Europea . [ 34 ] [ 35 ] Los catadores indican que estos mejillones no tienen sabor ni 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 en la disponibilidad de nutrientes. [ 27 ] 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 carne e índice de condición (relación carne/concha). Este hallazgo es de particular interés porque la Bahía de Fundy, donde se realizó esta investigación, produce mejillones con un índice de condición bajo 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. [ 36 ]
Ubicaciones
Entre los proyectos de investigación históricos y en curso se incluyen:
Asia
Japón, China, Corea del Sur, Tailandia, Vietnam, Indonesia, Bangladesh, etc., han cultivado especies acuáticas conjuntamente durante siglos en ambientes marinos, salobres y de agua dulce. [ 1 ] [ 3 ] Se han cultivado peces, mariscos y algas marinas juntos en bahías , lagunas y estanques. El método de ensayo y error ha mejorado la integración con el tiempo. [ 3 ] Se desconoce la proporción de la producción acuícola asiática que se produce en sistemas IMTA.
Tras el tsunami de 2004, muchos de los productores de camarones de la provincia de Aceh (Indonesia) y la provincia de Ranong (Tailandia) recibieron capacitación en IMTA (Agricultura Integrada de Cultivos). Esto ha sido especialmente importante, ya que el monocultivo de camarones marinos se consideraba insostenible. Se ha incorporado la producción de tilapia, cangrejos de fango, algas marinas, sabalote y mejillones. Programa de Apoyo a la Investigación Colaborativa de AquaFish
Bangladesh
En Bangladesh se cultivan carpas indias y bagres urticantes , pero los métodos podrían ser más productivos. Los cultivos en estanques y jaulas se basan únicamente en los peces. No aprovechan el aumento de productividad que podría producirse si se incluyeran otros niveles tróficos. Se utilizan piensos artificiales costosos, en parte para proporcionar 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 residuos 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. [ 37 ]
Europa
Gran Canaria
Una demostración de IMTA del proyecto Pharos en Gran Canaria investiga la reducción de la contaminación y la restauración de la biodiversidad resultantes de los residuos ricos en nutrientes liberados por las operaciones de acuicultura comercial en jaulas. Consiste en rodear una jaula de acuicultura comercial con policultivos de macroalgas, líneas de abulón de alto valor , jaulas de pepinos de mar y combinaciones de arrecifes artificiales . El proyecto Pharos es un proyecto financiado por la UE en el marco de Horizonte Europa , dirigido por el Dr. Gordon Dalton. [ 38 ] [ 39 ]
Países Bajos
En los Países Bajos, Willem Brandenburg, de la Universidad de Wageningen (Grupo de Ciencias Vegetales), ha establecido la primera granja de algas marinas del país. La granja se llama "De Wierderij" y se utiliza para la investigación. [ 40 ]
Reino Unido
La Asociación Escocesa de Ciencias Marinas , en Oban , está desarrollando cultivos mixtos de salmón, ostras, erizos de mar y algas pardas y rojas a través de varios proyectos. [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] La investigación se centra en los procesos biológicos y físicos, así como en la economía de la producción y las implicaciones para la gestión de la zona costera. Entre los investigadores se encuentran: M. Kelly, A. Rodger, L. Cook, S. Dworjanyn y C. Sanderson. [ 45 ] [ 46 ]
Irlanda
Ubicado en Bantry , en la costa oeste de Irlanda, un proyecto piloto de Pharos investiga la coexistencia de cultivos de algas en policultivo con una gran piscifactoría de salmón para evaluar los beneficios ambientales. Realizado por la Estación de Investigación Marina de Bantry en colaboración con el proyecto Ultfarms , el estudio compara dos sitios: una granja de 6 hectáreas en Bantry que cultiva Alaria esculenta , Saccharina latissima y Laminaria digitata, adyacente a una piscifactoría de salmón, y un sitio de control en la bahía de Roaringwater. El proyecto piloto examina las diferencias en biodiversidad, secuestro de CO₂ y potencial amortiguamiento de la acidificación oceánica . El sitio de Bantry consta de 17 líneas de 110 metros cada una, diseñadas para una alta producción de biomasa. [ 47 ]
América del norte
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 organismos detritívoros. AquaNet (una de las Redes de Centros de Excelencia de Canadá ) financió la primera fase. La Agencia de Oportunidades del Atlántico de Canadá está financiando la segunda fase. Los líderes del proyecto son Thierry Chopin ( Universidad de Nuevo Brunswick en Saint John ) y Shawn Robinson ( Departamento de Pesca y Océanos , Estación Biológica de St. Andrews ). [ 9 ] [ 35 ] [ 48 ]
Laboratorio del Sudeste Asiático del Pacífico
Pacific SEA-lab estaba investigando y tenía licencia para el cultivo conjunto de bacalao negro , vieiras , ostras, mejillones azules, erizos de mar y algas marinas. "SEA" significa Acuicultura Ecológica Sostenible. El proyecto tenía como objetivo equilibrar cuatro especies. El proyecto fue dirigido por Stephen Cross bajo un Premio a la Innovación de Columbia Británica en la red de Investigación y Capacitación en Acuicultura Costera (CART) de la Universidad de Victoria . [ 49 ] [ 50 ]
Sudamerica
Chile
El Centro de Investigación i-mar [ 51 ] de la Universidad de Los Lagos , en Puerto Montt, trabaja para reducir el impacto ambiental del cultivo intensivo de salmón. La investigación inicial incluyó truchas, ostras y algas marinas. La investigación actual se centra en aguas abiertas con salmón, algas marinas y abulón. El líder del proyecto es Alejandro Buschmann. [ 52 ]
Oriente Medio
Israel
SeaOr Marine Enterprises Ltd.
SeaOr Marine Enterprises Ltd., que operó durante varios años en la costa mediterránea israelí , al norte de Tel Aviv , cultivaba peces marinos ( dorada ), algas (Ulva y Gracilaria) y abulón japonés . Su método aprovechaba el clima local y reciclaba los desechos de los peces para convertirlos en biomasa de algas, que servía de alimento para el abulón. Además, purificaba el agua lo suficiente como para reciclarla en los estanques de peces y cumplir con la normativa ambiental sobre vertidos puntuales.
PGP Ltd.
PGP Ltd. es una pequeña granja ubicada en el sur de Israel. Se dedica al cultivo de 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 , principalmente diatomeas . Almejas , ostras y, en ocasiones , artemia filtran las microalgas del agua, produciendo un efluente limpio. La granja comercializa los peces, bivalvos y artemia.
Sudáfrica
Tres granjas cultivan algas marinas para alimentar a los abulones en tanques terrestres, utilizando los efluentes de la cría. Hasta el 50 % del agua recirculada pasa por estos tanques. [ 53 ] De manera singular, ni los peces ni los camarones constituyen las especies de la parte superior de la cadena trófica. La motivación es evitar la sobreexplotación de los lechos naturales de algas y las mareas rojas, en lugar de la reducción de nutrientes . Estos éxitos comerciales surgieron de la colaboración en investigación entre Irvine and Johnson Cape Abalone y científicos de la Universidad de Ciudad del Cabo y la Universidad de Estocolmo . [ 53 ]
Galería
- Carpa (Labeo rohita) producida en estanque del IMTA
- Caracol de fondo cultivado en bambú partido en IMTA
- Caracol producido en el fondo del estanque de IMTA
Recolección de espinacas de agua y caracoles del estanque IMTA- Producción de astillas en jaula en IMTA
Véase también
Notas
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Referencias
- Neori A, Troell M, Chopin T, Yarish C, Critchley A y Buschmann AH. 2007. La necesidad de un enfoque de ecosistema equilibrado para la acuicultura de la revolución azul. Environment 49(3): 36–43.
Enlaces externos
- AquaNet IMTA archivado el 29/07/2007 en Wayback Machine .
- www.sams.ac.uk
- Conferencia Mundial de Acuicultura 2007: Sesión de la IMTA
- Laboratorio Chopin
- Funciones comparativas de los organismos filtradores en los ecosistemas. El uso de bivalvos como biofiltros y producto valioso en sistemas de acuicultura terrestres: revisión.
- Recursos de algas marinas del mundo : Las algas son clave para una maricultura sostenible.
- Implicaciones ecológicas y genéticas de las actividades acuícolas. Evaluación de macroalgas, microalgas y bivalvos como biofiltros en sistemas de maricultura terrestres sostenibles.
- Hidrografía
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