INTRODUCCIÓN
El crecimiento mundial de la acuicultura es superior a otros sectores; mientras esta ha crecido en promedio 5,8% en los últimos 20 años, actividades pecuarias y agrícolas apenas alcanzan un 3% (Ahmed et al. 2014; FAO 2018). El informe del estado mundial de la pesca y la acuicultura presentado por la FAO (2018) indica que el pescado aporta cerca del 17% de la proteína animal consumida en el mundo. De esta manera, la acuicultura es una alternativa rentable para mitigar la demanda de alimento generada por el rápido crecimiento de la población mundial. Al presentar diversidad de sistemas y de intensificación, permite producir más alimento por "gota de agua" y por área de cultivo, aspectos indispensables para lograr seguridad alimentaria, generación de empleo y mejoras sociales en ámbitos locales (Ahmed et al. 2014; Béné et al. 2016; FAO 2018; Hanjra y Qureshi 2010).
Entre las técnicas acuícolas extensivas se encuentra el Sistema de Agro Acuicultura Integrada - SAAI (IAAS, por sus siglas en inglés), definido como un modelo de producción formado por la asociación interactiva de varios subsistemas productivos (FAO 2004), en el cual se integran la acuicultura rural en pequeña escala con dinámicas productivas agrícolas, pecuarias y sociales (Murray y Little 2000). Este sistema resulta menos invasivo al entorno, permite utilizar recursos locales y subproductos vegetales, con producción adicional de alimento (Ahmed et al. 2014; Edwards 2015). El SAAI genera beneficios a raíz de la diversificación de la producción, aprovechamiento de todos los ecosistemas y menor impacto ambiental por reciclado de materia orgánica, así como la posibilidad de fabricar suplementos locales para la alimentación de los peces (Ahmed et al. 2014).
Los SAAI generalmente se desarrollan con especies nativas adaptadas al medio. En Colombia se encuentran especies con características únicas como Prochilodus magdalenae (bocachico), de hábito de-tritívoro e iliófago (Atencio-García et al. 2003) y Piaractus sp. (cachama híbrida), de hábito omnívoro caracterizada por ser frugívora, herbívora y zooplanctófaga, lo cual hace que aproveche de manera efectiva los recursos del estanque (Contreras y Canchila 2012; Cruz-Velasquez et al. 2014). El policultivo de estas especies presenta potencial de desarrollo en los sistemas integrados, puesto que aprovechan las dinámicas de integración y los flujos de nutrientes del estanque y permiten el uso de recursos locales para su alimentación (Ahmed et al. 2014).
Por otro lado, la acuicultura integrada requiere desarrollar nuevas técnicas para mejorar la eficiencia productiva, potenciar sus cualidades de sostenibilidad y garantizar el suministro de alimento. En esa medida, el uso de perifiton abre nuevas alternativas para la acuicultura extensiva y semi-intensiva, así como para la acuicultura orgánica y ecológica (Azim et al. 2002a; García et al. 2011). El perifiton es un componente de las comunidades bióticas acuáticas, constituido en su mayoría por un complejo de microbiota adherido a un sustrato que puede ser orgánico o inorgánico, vivo o muerto (Biswas et al. 2017; Moreno 2013; Ramesh et al.1999). La instalación de sustratos para la propagación de perifiton puede aumentar la fuente de alimento vivo en el agua (Moreno 2013) y facilitar el reciclaje de energía, ya que los microorganismos adheridos son utilizados como alimento por las cadenas tróficas superiores (Pomeroy et al. 2007). Los sustratos artificiales sumergidos en la columna de agua facilitan la formación de bio-películas que promueven la productividad natural (Asaduzzaman et al. 2009; Azim et al. 2002a; Milstein et al. 2008; Thompson et al. 2002). Los flóculos perifíticos presentan altos contenidos de proteína, ácidos grasos y vitaminas que contribuyen a satisfacer los requerimientos de los peces y mejorar los indicadores de productividad y parámetros ambientales (García et al. 2011; Garcia et al. 2017; Voltolina et al. 2013).
Autores como Tortolero et al. (2015) y Voltolina et al. (2013) manifiestan que el perifiton constituye una fuente de alimento natural relevante, ya que presenta rápida renovación de la biomasa, es de bajo costo y depende de recursos locales, aspectos importantes para los sistemas agro acuícolas con enfoques ecológicos.
De esta manera, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del uso de perifiton sobre el desempeño productivo del policultivo de tipo semi-intensivo, cachama híbrida-bocachico en SAAI en la comunidad Indígena de Jimaín, Sierra Nevada de Santa Marta (Colombia).
MATERIALES Y MÉTODOS
El experimento se llevó a cabo en la huerta de la Comunidad indígena de Jimaín, resguardo Arhuaco de la Sierra Nevada de Santa Marta (SNSM), ubicada en la zona rural del municipio de Valledupar, departamento del Cesar en la región Caribe de Colombia. Para el estudio se construyeron seis estanques en tierra de 90 m2, con un metro de profundidad. Para evitar filtraciones, los estanques fueron recubiertos con doble capa de plástico negro (calibre 6); el suministro de agua fue utilizado únicamente para reponer las pérdidas por evaporación y filtraciones ocasionadas por el manejo.
En tres de los seis estanques se instalaron varas de material vegetal local previamente secadas (1,20 m de longitud y 0,06 m diámetro), a razón de 3 varas/ m2, con el fin de utilizarlas como sustratos para la fijación de perifiton. Para evitar rompimiento del plástico las varas fueron colgadas verticalmente de cuerdas de alambre y sujetadas con el mismo material en la parte inferior, quedando sumergidas un metro dentro del agua. Las varas aportaron un área de fijación adicional de 37,4% de la superficie en cada estanque, el cual se determinó en función del área de los cuatro taludes y fondo con el área adicional que aportaban las varas. Se estudiaron dos tratamientos experimentales, donde el factor evaluado fue la presencia o ausencia de sustratos para la fijación de perifiton: con sustratos (CS) y sin sustratos (SS), con tres unidades experimentales cada uno (estanques).
Posterior a la instalación de los sustratos, los estanques se llenaron con agua proveniente del río Los Clavos para promover la formación de perifiton sobre los sustratos; según las recomendaciones de Azim et al. (2003) y Pardo-Carrasco y Bru-Cordero (2014), se realizó la siembra de los alevinos 40 días después del llenado, previa verificación de la calidad del agua. Durante este período se mantuvo suministro de agua constante para reponer pérdidas por evaporación, que en promedio fue de 7% diario.
Se utilizaron 810 alevinos de cachama híbrida (♀ Piaractus brachypomus x ♂ Colossoma macropomum, que denominaremos Piaractus sp.) y 810 alevinos de bocachico (Prochilodus magdalenae), adquiridos en una granja productora de la región. La densidad de siembra fue de 3 peces/m2 (1,5 cachamas híbridas y 1,5 bocachicos/m2), correspondiente a 135 cachamas híbridas y 135 bocachicos por estanque con peso promedio de 0,49 ± 0,14 g y 1,83 ±1,61 g, respectivamente. Los peces fueron cultivados durante 135 días. Se midieron los siguientes parámetros fisico-quimicos del agua: oxígeno disuelto (ppm) y temperatura (oC), que fueron registrados dos veces al día (entre 8:00 y 9:00 am; 3:00 y 5:00 pm) con el equipo digital YSI 550A USA; el pH fue determinado con peachímetro digital Extech PH100 and PH110 ExStik pH Meters y la transparencia (cm) con disco de Secchi. Quincenalmente (entre 7:00 y 9:00 am) se determinaron los niveles de dióxido de carbono (mg/l CO2), amonio (NH3-N) y alcalinidad (mg/l CaCO3) utilizando el kit comercial FF-1A FISH FARMING. Todos los parámetros y muestras se tomaron a 20 cm de profundidad, siempre en el área media del estanque.
Para la alimentación de los peces se fabricaron dos dietas suplementarias-DS (alevinaje y levante), siguiendo la fórmula previamente desarrollada para el SAAI en la comunidad de Jimaín (Tabla 1). La composición proximal de estas dietas fue analizada en el Laboratorio de Nutrición Animal de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia de la Universidad Nacional de Colombia.
Ingredientes | Nombre científico | Alevinaje (%) | Levante (%) |
---|---|---|---|
Malanga (tubérculo) | Manihot escalenta | 35 | 40 |
Botón de oro (hojas) | Tithonia diversifolia | 20 | 25 |
Amaranto (hojas y panícula) | Amaranthus dubius | 35 | 15 |
Malanga (hojas) | Manihot esculenta | 10 | 0 |
Ñame (tubérculo) | Dioscorea esculenta | 0 | 20 |
Composición analizada | |||
Materia seca | 90,9 | 90,7 | |
Proteína cruda | 16,4 | 13,5 | |
Extracto etéreo | 0,8 | 2,3 | |
Fibra cruda | 9,1 | 6,0 | |
Cenizas | 10,3 | 8,2 | |
Calcio | 2,0 | 1,6 | |
Fósforo | 0,3 | 0,3 |
Las DS se basaron en el uso de subproductos locales no aprovechados para alimentación de la comunidad. Los recursos fueron recolectados en la huerta, cortados, secados al sol y molidos en molino eléctrico para granos, hasta obtención de la harina. Posteriormente se realizó pesaje de los recursos según las proporciones establecidas, se mezcló manualmente y se hidrató con 25% de agua. Para facilitar el consumo por parte de los peces y evitar desperdicios, la mezcla hidratada fue nuevamente molida para formar hojuelas, con posterior secado artesanal. La cantidad a suministrar se calculó según porcentaje de biomasa del policultivo (Tabla 2), de acuerdo con lo recomendado por Pardo-Carrasco y Bru-Cordero (2014), iniciando con 12% y realizando ajustes quincenales de acuerdo a los pesajes. El alimento para alevinaje se suministró durante los primeros 30 días de cultivo y posteriormente se utilizó alimento de levante.
Parámetros productivos
Al inicio del experimento y cada quince días se realizaron biometrías hasta la cosecha final. Se tomaron muestras correspondientes al 5% de cada especie en cada estanque para registro de longitud estándar (LE) y peso vivo (P) utilizando ictiómetro y una balanza digital (Uniweigh 2000 x, ±1 g). Finalizado el experimento de 135 días, se contaron y pesaron la totalidad de los peces y se determinaron las siguientes variables de rendimiento:
Sobrevivencia (%): para cada unidad experimental y para cada especie según la formula S = (Nf/Ni)*100, donde S es la sobrevivencia, Nf es el número de peces finales y Ni es el número de peces iniciales.
Productividad (kg/ha): se calculó por estanque, para las especies por separado y para el policultivo, según la ecuación P = (BfAe)*10000, en donde Bf corresponde a la biomasa final y Ae al área del estanque.
Ganancia diaria de peso (GDP) (g/ día): se calculó para cada una de las especies del cultivo, según la ecuación GDP= (Pf-Pi)/Nd, donde Pf y Pi corresponden al peso vivo al final y al inicio del experimento, respectivamente, y Nd al número de días totales del período experimental.
Conversión alimenticia del policultivo: se consideró la biomasa total del policultivo y la oferta total de alimento, calculada mediante la ecuación CA= Ac/ Bf, donde Ac corresponde al alimento ofrecido por estanque y Bf biomasa final.
Tasa de crecimiento específico (TCE): se calculó para cada una de las especies en cultivo con la ecuación TCE= (LnPf-LnPi)/Nd*100, donde LnPfy LnPi representan el logaritmo natural del peso final o del peso inicial, respectivamente.
Crecimiento total (cm): se usó la ecuación CT = Lf-Li, donde LF y Li representan la longitud estándar final e inicial.
Análisis estadístico
El diseño experimental utilizado fue completamente al azar con dos tratamientos y tres réplicas. La sobrevivencia, productividad, tasa de crecimiento específico y conversión alimenticia se analizó con un modelo lineal general (p < 0,05) de una vía. A su vez, los datos de peso y longitud estándar quincenales se evaluaron mediante el modelo mixto de medidas repetidas, de dos factores (tiempo y tratamiento). Los datos de conversión alimenticia, productividad total y sobrevivencia total se evaluaron para el policultivo. Para todos los análisis, se manejó una probabilidad de p < 0,05 y se utilizó el software estadístico SAS University Edition (SAS Institute Inc, Cary, NC, USA, 2019).
RESULTADOS
En la Tabla 3 se presentan los valores promedios quincenales de los parámetros de calidad de agua estudiados durante el cultivo. En la Tabla 4 se presentan los resultados de los parámetros productivos analizados por especie y para el policultivo, para los cuales no fueron encontradas diferencias estadísticamente significativas (p > 0,05). La prueba de ANOVA de dos vías (tratamiento x días de cultivo) para peso (g) y longitud estándar (cm) no mostró diferencias significativas para las cachamas híbridas (p > 0,05; Figura 1); sin embargo, para el peso de los bocachicos se encontró interacción significativa el día 90 entre los factores estudiados (p < 0,05; Figura 2).
Parámetros | Tratamiento | |
---|---|---|
CS ± DE | SS ± DE | |
Oxígeno disuelto (ppm) | 7,9±2,9 | 8,2±3,0 |
pH | 7,9±0,4 | 8±0,5 |
Transparencia (cm) | 50,8±11,6 | 48,7±10 |
CO2 (mg/l CO2) | 15,9±5,5 | 13,9±5,2 |
Amonio (NH3-N) | 0,1±0,16 | 0,1±0,14 |
Temperatura (oC) | 27,8±0,6 | 28,3±0,5 |
Alcalinidad (mg/l CaCO3) | 82,3±19,7 | 64,6±28,5 |
Parámetros | Tratamientos | ||
---|---|---|---|
SS ± DE | CS ± DE | ||
Cachamas híbridas | |||
Peso final(g) | 108,6±49,1 | 102,0±25,5 | |
Sobrevivencia (%) | 91,1±6,1 | 87,6±6,0 | |
Productividad (kg/ha) | 1455,3±572,2 | 1351,2±406,9 | |
Ganancia diaria de peso (g/día) | 0,80±0,36 | 0,76±0,19 | |
Longitud estándar final (cm) | 13,1±2,2 | 12,8±0,8 | |
Tasa de crecimiento específico | 3,9±0,4 | 3,9±0,2 | |
Bocachicos | |||
Peso final(g) | 65,7±17,6 | 90,81±23,6 | |
Sobrevivencia (%) | 55,1±6,9 | 60,5±10,2 | |
Productividad (kg/ha) | 546,9±178,0 | 807,5±176,2 | |
Ganancia diaria de peso (g/día) | 0,49±0,13 | 0,67±0,17 | |
Longitud estándar final (cm) | 11,3±1,1 | 12,4±1,3 | |
Tasa de crecimiento específico | 2,6±0,2 | 2,9±0,2 | |
Policultivo | |||
Conversión Alimenticia | 3,7±0,5 | 3,7±0,3 | |
Productividad (kg/ha) | 1888,9±621,5 | 2133,2±428,3 | |
Sobrevivencia (%) | 73,1±4,7 | 74,1±3,53 |
DISCUSIÓN
Los parámetros fisico-químicos de calidad de agua se mantuvieron en rangos adecuados para el policultivo y de acuerdo con lo recomendado por Contreras y Canchila (2012), García et al. (2011) y Pardo-Carrasco y Bru-Cordero (2014). Teniendo en consideración que los peces fueron sembrados 40 días después de instalados los sustratos y llenados los estanques, se observó fijación perifítica (Durán 2019), coincidiendo con lo relatado por Azim, et al. (2001b); Azim et al. (2002a) y García et al. (2011).
En el presente estudio se usó plástico negro como material impermeabilizante para evitar las filtraciones ocasionadas por la presencia de tierra arenosa y abundante piedra, que pueden impedir el intercambio agua-suelo que, según los análisis de García et al. (2011), son importantes en trabajos con perifiton y para el desarrollo de especies detritívoras como el sábalo Prochilodus lineatus (Della Rosa et al. 2014). Aunque el fondo de los estanques no fue en tierra, se encontraron huellas de ramoneo en el perifiton fijado en los sustratos y el plástico, lo que indicaría que los peces se alimentaron de este recurso.
Desempeño productivo de la cachama híbrida
Aunque no existen estudios relacionados con el uso de perifiton en policultivo de cachama híbrida y bocachico, la propuesta de evaluar el desempeño productivo de la cachama híbrida se origina en su potencial productivo y sus hábitos alimenticios (Ayarza et al. 2014; Contreras y Canchila 2012; Romero 2015). En este sentido, Contreras y Canchila (2012) mencionan que la cachama en su etapa inicial es una especie filtradora que puede aprovechar el plancton y el zooplancton, recursos que, según Azim et al. (2001a) aumentan con el uso de perifiton.
El área adicional que aportaron los sustratos en el presente estudio fue de 37,4%, que pudo ser insuficiente para formar una adecuada cantidad de perifiton, pues de acuerdo con lo mencionado por Azim et al. (2001c) y Uddin et al. (2009), para generar efectos sobre el desempeño productivo es necesario un área adicional superior a 60%.
Autores como Azim et al. (2001c) y Milstein et al. (2008) sugieren utilizar baja densidad de siembra en sistemas basados en perifiton; así mismo, Azim et al. (2003) manifiestan que los mejores resultados se encuentran en densidades de 1 a 1,5 pe-ces/m2. De esta manera, la densidad de 3 peces/m2 empleada en el presente estudio posiblemente ocasionó mayor competencia por alimento y presión sobre la renovación perifítica, aspectos también mencionados por García et al. (2017) y Pardo-Carrasco y Bru-Cordero (2014).
Por otra parte, el uso de sustratos de material vegetal pudo afectar la adecuada fijación de perifiton, ya que según Amaidén y Gari (2011) y Céspedes et al. (2016), la presencia de perifiton depende de la estructura física y del material del sustrato. Adicionalmente, Vivekanand y Kundan (2014) y Voltolina et al. (2013) afirmaron que la formación de las biopelículas peri-fíticas se puede ver afectada por el tipo de material, siendo esta fundamental para la producción y renovación del mismo. En ese sentido, Azim et al. (2001a) y García et al. (2011) reportan que sustratos duros y de color blanco generalmente presentan mejores respuestas. Por su parte, Keshavanath et al. (2001) encontraron mejores resultados en las formaciones perifíticas usando bambú; los mismos autores indican que los sustratos vegetales deben manejarse con prudencia, ya que en ocasiones pueden generar contaminación o eutrofización del agua en los estanques.
No obstante, la productividad de las cachamas híbridas en el presente estudio, usando sólo una dieta alternativa basada en recursos locales, es similar a la reportada por Azim et al. (2001b) de 1.901 kg/ha en 120 días, trabajando con poli-cultivo de carpas en sistemas basados en perifiton con uso de alimento comercial. Otros estudios en policultivo y perifiton reportan productividad desde 577 kg/ha hasta 2.306 kg/ha en 90 días (Azim et al. 2001c). Autores como Uddin et al. (2007) reportaron rendimientos de 2.209 kg/ha en 105-días para la especie principal y 163 kg/ha en 105-días para la secundaria, manejando densidades de 3 peces/m2; así mismo, indican que mayor densidad de siembra no necesariamente aumenta los rendimientos. Para los mismos autores, densidades mayores de 3 peces/m2 afectan la sobrevivencia y la productividad.
Para Kumar et al. (2018) las cachamas presentan buen desempeño en policultivo y pueden aprovechar sus cualidades bilógicas y adaptarse con diferentes especies; en el presente estudio se observó que pueden cultivarse con bocachicos sin mayores inconvenientes. En los dos tratamientos la cachama híbrida presentó sobrevivencia similar a la reportada por Uchoi et al. (2015) para policultivo de la especie, entre 83 a 100%.
Desempeño productivo del bocachico
El uso de sustratos solamente produjo efectos significativos (p < 0,05) en la interacción tratamiento x tiempo, para el peso del bocachico a los 90 días, sin que fuese un efecto sostenido a lo largo del tiempo. En este mismo sentido, la falta de diferencias puede estar relacionada con la mayor densidad de siembra respecto a la señalada por Atencio-García et al. (2003), menor a 1 pez/m2. Así, la densidad total del policultivo de 3 peces/m2 utilizada, podría haber ocasionado ramoneo continuo del perifiton, afectando su renovación y por lo tanto la oferta de nutrientes esperada. Autores como Jha et al. (2018), Kumar et al. (2018) y Milstein et al. (2008) destacan la importancia de la densidad de siembra y las especies del policultivo, ya que al no ser adecuadas pueden ocasionar interacciones antagónicas.
Otro factor que pudo haber afectado el desempeño del bocachico es el bajo porcentaje adicional de área para fijación del perifiton, así como la estructura vegetal de los sustratos, su descomposición y color oscuro. Dados los hábitos alimenticios y su predisposición a la alimentación natural (Atencio-García et al. 2003; Pardo-Carrasco y Bru-Cordero 2014) es conveniente incrementar la formación de perifiton.
Un aspecto adicional a considerar es la fertilización de los estanques; autores como Azim et al. (2002b), Biswas et al. (2017) y Santhana et al. (2017) mencionan su importancia en estos sistemas, antes y durante el cultivo, no solamente al utilizar residuos orgánicos como estiércol de ganado o compost, sino químicos como úrea y trifosfatos. En el presente estudio no se incluyó ningún producto orgánico o inorgánico al agua, lo que podría explicar los resultados, ya que las partículas orgánicas de los abonos son desencadenantes de la formación de biopelículas perifíticas y las fuentes inorgánicas son nutrientes que dinamizan las cadenas tróficas del agua y del perifiton fijado en los sustratos. A pesar de los beneficios mencionados, los abonos inorgánicos no son una alternativa en la comunidad por las implicaciones de costos adicionales y por aspectos culturales, sin embargo, los abonos orgánicos sí podrían involucrarse al sistema.
Respecto a las condiciones de manejo durante los pesajes y mediciones quincenales, se observó que estos ocasionaron estrés en los peces, sobre todo en los estanques con sustratos, por los movimientos de las varas de madera al ser retiradas y nuevamente instaladas, ocasionando que los peces de estos estanques dejaran de consumir alimento hasta dos días después de los pesajes. A pesar de esto, parámetros como la productividad y sobrevivencia fueron superiores a los reportados por García et al. (2011) de 240 a 300 kg/ ha en 240 días y 31% respectivamente; con densidad de 0,7 bocachicos/m2 en policultivo con tilapia, con y sin sustratos para perifiton, con área adicional de 67% y uso de ración comercial.
Cabe resaltar que en los estanques CS se obtuvo un 33% más de productividad, respecto a los estanques SS. Autores como Kadir et al. (2007); Milstein et al. (2008) y Pardo-Carrasco y Bru-Cordero (2014) sugieren que especies con hábitos como el bocachico mejoran la salud de los estanques al remover los lodos del fondo, aprovechar toda la columna de agua y representar producciones adicionales de pescado que pueden ser utilizadas para autoconsumo y aportar a la seguridad alimentaria.
Desempeño del policultivo
Aunque es conocida la capacidad de la cachama como especie filtradora de fito y zooplancton (Contreras y Canchila 2012) y del bocachico como especie detritívora ramoneadora (Atencio-García et al. 2003; García et al. 2011), el estudio del sistema como un policultivo no mostró diferencias para ninguno de los parámetros estudiados. La conversión alimenticia para los dos tratamientos fue mayor a la reportada por García et al. (2011), quienes encontraron valores entre 1,9 y 2,27 para policultivo de tilapia nilótica y bocachico con y sin perifiton, alimentados con alimento comercial extruido y sin diferencias significativas. Cabe resaltar que en el presente estudio no se ofreció alimento balanceado comercial, sino una oferta de hojuelas fabricada localmente, considerada como dieta suplementaria, pero no completa, la cual pudo haber atendido parcialmente los requerimientos nutricionales de las especies, resultando en los valores mencionados. Por otro lado, se observó que la productividad promedio con el uso de substratos fue un 11,5% mayor y con sobrevivencias similares. En este sentido, se torna fundamental lo mencionado por Kadir et al. (2006) quienes afirman que el policultivo con pequeñas especies nativas (small indigenous fishes) genera un impacto importante para la seguridad alimentaria, lo cual se torna aún más significativo si al realizar el policutivo incluyendo substratos para fijación de perifiton se genera produtividad adicional.
CONCLUSIONES
En las condiciones experimentales manejadas no se encontraron efectos significativos de los sustratos sobre los parámetros productivos de cachama híbrida y bocachico, al ser considerados por especie o como policultivo. Sin embargo, es importante considerar estudios adicionales que optimicen el tipo y manejo de sustratos, pues el uso de los mismos puede ser una alternativa viable para la producción de alimentos en SAAI en la comunidad de Jimaín.