Fitorremediación de amoníaco mediante macrófitas nativas en un sistema acuapónico para el cultivo de tilapia (Oreochromis spp.) bajo diferentes densidades de siembra
DOI:
https://doi.org/10.66778/RM.v09n01.06Palabras clave:
Amoníaco, fitorremediación, macrófitas, nitrificación, Oreochromis spp.Resumen
Este estudio se desarrolló en el marco de la optimización y validación de un prototipo acuapónico de escala comercial (208 m³), basado en procesos de fitorremediación mediante el uso de macrófitas acuáticas nativas, como alternativa sostenible para el manejo de compuestos nitrogenados en la piscicultura intensiva, con potencial aplicación en comunidades vulnerables. El objetivo fue evaluar la eficiencia del sistema para la reducción del nitrógeno amoniacal en el cultivo de tilapia roja (Oreochromis spp.) bajo tres densidades de siembra (18, 27 y 55 peces/m³). El experimento se desarrolló durante ocho semanas, período en el cual se monitorearon los parámetros de calidad del agua pH, oxígeno disuelto (OD), NH₃-N, NO₂-N y NO₃-N, comparando el afluente del sistema (tanques piscícolas y sedimentador) con el efluente tratado en un tanque recolector asociado al componente vegetal. Los resultados evidenciaron una reducción efectiva del amoníaco, concentraciones consistentemente bajas de nitritos (< 0.06 mg/L) y una acumulación progresiva de nitratos, lo que indica un proceso de nitrificación activo y funcional. A pesar de que el pH del sistema se mantuvo alrededor de 5.5, condición considerada limitante para la nitrificación convencional, la interacción entre las raíces de las plantas acuáticas y las comunidades bacterianas epífitas en la rizósfera permitió un tratamiento eficiente del nitrógeno. Como principal limitación, se observó una disminución del oxígeno disuelto en las densidades más altas, lo que sugiere la necesidad de optimizar los sistemas de aireación para futuros procesos de escalamiento. En conjunto, los resultados validan el uso de plantas acuáticas nativas como componentes funcionales en sistemas acuapónicos, destacando su capacidad para mantener la calidad del agua bajo cargas medias-altas y su aplicabilidad en contextos productivos con recursos limitados.
Descargas
Referencias
Bakke, I., Åm, A. L., Kolarevic, J., Ytrestøyl, T., Vadstein, O., Attramadal, K. J. K., & Terjesen, B. F. (2017). Microbial community dynamics in semi-commercial RAS for production of Atlantic salmon post-smolts at different salinities. Aquacultural Engineering, 78, 42–49. https://doi.org/10.1016/J.AQUAENG.2016.10.002
Blancheton, J. P., Attramadal, K. J. K., Michaud, L., d’Orbcastel, E. R., & Vadstein, O. (2013). Insight into bacterial population in aquaculture systems and its implication. Aquacultural Engineering, 53, 30–39. https://doi.org/10.1016/J.AQUAENG.2012.11.009
Boyd, C. E. (2020). Water Quality. https://doi.org/10.1007/978-3-030-23335-8
Camargo-Castellanos, J. C., Flores-García, L., Herrera-Díaz, I. E., Álvarez-González, C. A., Albertos-Alpuche, P. J., & Martínez-Yáñez, R. (2022). System management of Lemna minor in aquaponics. Aquaculture Research, 53(3), 974–988. https://doi.org/10.1111/ARE.15637
Department of Primary Industries. (2008). Best practice environmental management guidelines for recirculating aquaculture systems. Dept. of Primary Industries, Fisheries Victoria. https://vfa.vic.gov.au/aquaculture/publications/best-pratice-environmental-management-guidelines-for-recirculating-aquaculture-systems?
Ellawala, C., Asaeda, T., & Kawamura, K. (2012). The effect of flow turbulence on growth, nutrient uptake and stable carbon and nitrogen isotope signatures in Chara fibrosa. Annales de Limnologie - International Journal of Limnology, 48(3), 349–354. https://doi.org/10.1051/LIMN/2012024
Francis-Floyd, R. (2001). Sanitation Practices for Aquaculture Facilities | Engormix. https://en.engormix.com/aquaculture/aquaculture-industry/sanitation-practices-aquaculture-facilities_n11915/
Gao, J., Li, L., Hu, Z., Yue, H., Zhang, R., & Xiong, Z. (2016). Effect of ammonia stress on nitrogen metabolism of Ceratophyllum demersum. Environmental Toxicology and Chemistry, 35(1), 205–211. https://doi.org/10.1002/ETC.3182
Grunditz, C., & Dalhammar, G. (2001). Development of nitrification inhibition assays using pure cultures of Nitrosomonas and Nitrobacter. Water Research, 35(2), 433–440. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(00)00312-2
Kafle, A., Timilsina, A., Gautam, A., Adhikari, K., Bhattarai, A., & Aryal, N. (2022). Phytoremediation: Mechanisms, plant selection and enhancement by natural and synthetic agents. https://doi.org/10.1016/j.envadv.2022.100203
Mandal, R. N., & Bera, P. (2024). Macrophytes Used as Multifaceted Benefits Including Feeding, Bioremediation, and Symbiosis in Freshwater Aquaculture—A Review. Reviews in Aquaculture, 17(1), e12983. https://doi.org/10.1111/RAQ.12983
Oktaviyani, D., Pratiwi, N. T. M., Krisanti, M., Chrismada, T., & Susanti, E. (2024). The Potential of Floating Treatment Wetlands for Pollutant Removal in the Recirculating Aquaculture System of Catfish. Journal of Ecological Engineering, 25(4), 111–118. https://doi.org/10.12911/22998993/183822
Prinčič, A., Mahne, I., Megušar, F., Paul, E. A., & Tiedje, J. M. (1998). Effects of pH and Oxygen and Ammonium Concentrations on the Community Structure of Nitrifying Bacteria from Wastewater. Applied and Environmental Microbiology, 64(10), 3584. https://doi.org/10.1128/AEM.64.10.3584-3590.1998
Randall, D. J., & Tsui, T. K. N. (2002). Ammonia toxicity in fish. Marine Pollution Bulletin, 45(1–12), 17–23. https://doi.org/10.1016/S0025-326X(02)00227-8
Sikora, M., Nowosad, J., Kucharczyk, D., Sikora, M., Nowosad, J., & Kucharczyk, D. (2020). Comparison of Different Biofilter Media During Biological Bed Maturation Using Common Carp as a Biogen Donor. Applied Sciences 2020, Vol. 10, 10(2). https://doi.org/10.3390/APP10020626
Vymazal, J. (2007). Removal of nutrients in various types of constructed wetlands. Science of The Total Environment, 380(1–3), 48–65. https://doi.org/10.1016/J.SCITOTENV.2006.09.014
Wang, R., Xu, S., Sun, H., Feng, S., Jiang, C., Zhou, S., Wu, S., Zhuang, G., Chen, B., Bai, Z., & Zhuang, X. (2019). Complex regulatory network allows Myriophyllum aquaticum to thrive under high-concentration ammonia toxicity. Scientific Reports, 9(1), 4801. https://doi.org/10.1038/s41598-019-41236-8
Yi, N., Gao, Y., Long, X. hua, Zhang, Zhi yong, Guo, J. yao, Shao, H. bo, Zhang, Zhen hua, & Yan, S. hua. (2014). Eichhornia crassipes cleans wetlands by enhancing the nitrogen removal and modulating denitrifying bacteria community. Clean - Soil, Air, Water, 42(5), 664–673. https://doi.org/10.1002/CLEN.201300211;WGROUP:STRING:PUBLICATION
Zhou, Q., Chen, T., & Han, S. (2017). Characteristics of bacterial communities in cyanobacteria-blooming aquaculture wastewater influenced by the phytoremediation with water hyacinth. Water (Switzerland), 8(12), 956. https://doi.org/10.3390/w9120956
Zimmermann, S., Kiessling, A., & Zhang, J. (2023). The future of intensive tilapia production and the circular bioeconomy without effluents: Biofloc technology, recirculation aquaculture systems, bio-RAS, partitioned aquaculture systems and integrated multitrophic aquaculture. Reviews in Aquaculture, 15(S1), 22–31. https://doi.org/10.1111/RAQ.12744
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Nelson Cervantes-Forero, Edith González-Afanador
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0.
