RESUMO
RESUMEN La acuaponía es un sistema de producción que integra la acuicultura y la hidroponía, se destaca por su capacidad de producir alimentos de forma sostenible, promoviendo el reciclaje de nutrientes, el uso eficiente del agua y generando alimentos de alta calidad e inocuidad. Por ese motivo, el objetivo de este artículo de revisión fue compilar los conceptos más relevantes y avances alcanzados en la aplicación de esta técnica productiva mediante la exploración y sistematización de investigaciones publicadas en bases de datos de revistas indexadas durante la década 2012-2022. Los resultados obtenidos se organizaron en cuatro grandes categorías: 1. La acuaponía desde una perspectiva biológica; 2. viabilidad y rentabilidad del sistema acuapónico; 3. desarrollos ingenieriles, nuevas tendencias y tecnologías en acuaponía; y 4. aspectos ambientales y sociales de la acuaponía. La información científica y tecnológica compilada permitirá conocer el potencial, la viabilidad y adaptabilidad de los sistemas acuapónicos en un contexto de cambios ambientales, sociales y económicos. En ese sentido, la bibliometría, realizada con 55 publicaciones seleccionadas, permite identificar que el año de mayor producción científica en sistemas acuapónicos fue 2020, con 23% de la producción total en la década analizada, y que el 63% de las investigaciones se publicó en los últimos cinco años (2018 a 2022). Finalmente, por área temática, se encontró que el 44% de las investigaciones realizadas corresponden a la categoría "desarrollos ingenieriles, nuevas tendencias y tecnologías", seguido por la "perspectiva biológica" y "aspectos ambientales y sociales" con 28% y 20%, respectivamente. El área con menor cantidad de publicaciones correspondió a "viabilidad y rentabilidad" (8% del total de referencias).
ABSTRACT Aquaponics, a production system that integrates aquaculture and hydroponics, stands out for its ability to produce food sustainably, promoting the recycling of nutrients, the efficient use of water and generating high quality and safe foods. For this reason, the objective of this review article was to compile the most relevant concepts and advances achieved in the application of this productive technique, through exploration and systematization of research published in indexed journal databases during the decade between 2012 to 2022. Results obtained were organized into four large categories: 1. Aquaponics from a biological perspective; 2. viability and profitability of aquaponic systems; 3. engineering developments, new trends and technologies in aquaponics; and 4. environmental and social aspects of aquaponics. The information presented below will allow to know the potential feasibility and adaptability of aquaponic systems in the context of environmental, social, and economic changes. In this sense, bibliometrics, carried out in 55 selected publications, allows to identify the year 2020 as the highest scientific production in aquaponic systems with 23% of total production in the decade studied and that 63% of research was published in the last 5 years (2018 to 2022). Finally, by thematic area, it was found that 44% of the research carried out corresponds to the "engineering developments, new trends and technologies" category, followed by "biological perspective", and "environmental and social aspects" (28% and 20%, respectively). The area with the lowest quantity of publications corresponded to "viability and profitability" (8% of the total references).
RESUMO
Resumen La espinaca es una planta de alto valor nutricional, mostrando gran acogida en su presentación "baby". La producción en hidroponía está limitada por la solución nutritiva, siendo la acuaponía un potencial complemento a este factor limitante. El objetivo de esta investigación fue definir los cambios de niveles de nutrientes en la solución hidropónica en espinaca baby. Se trabajó con 24 plántulas de espinaca en hidroponía de cama flotante usando solución "La Molina" en tanques de 50 L; se realizaron 5 repeticiones y 3 réplicas. Para cada réplica se cosechó cada tres semanas, registrando semanalmente variables fisicoquímicas de la solución. Además, se llevó a cabo un muestreo al inicio y final de cada réplica, evaluando las siguientes variables: número y longitud de hojas, área foliar, peso fresco y seco de la parte aérea. Se obtuvo en orden descendiente la siguiente extracción de macronutriente: N>K+>Ca2+>P y micronutrientes: Mn2+>Fe2+. Durante el ciclo de cultivo el pH de la solución osciló entre 6.00-6.97, el oxígeno disuelto entre 4.93-7.54 mg/L y la conductividad disminuyó constantemente a lo largo del ciclo, inició en 1558-1592 µS/cm y finalizó entre 1140-1275 µS/cm. Se obtuvo un TCC= 0.00002-0.00003 g/cm2/día; TRC=0.16, 0.15 y 0.14 g/g/día y TAN=0.006, 0.005 y 0.006 g/cm2/día para las réplicas 1, 2 y 3, respectivamente. Este estudio revela que esta planta podría tener buenos rendimientos en un sistema acuapónico, especialmente por los requerimientos de N, Ca2+>P, no obstante, se deberían adicionar bajas cantidades de algunos micronutrientes, que suelen ser escasos en los sistemas acuapónicos.
Abstract Baby spinach has a high nutritional value, and good entry in specialized markets. Its hydroponic production is limited by nutrient solution, and the aquaponic systems can avoid this limitation. The goal in this work was to evaluate nutrient level changes in hydroponic solution during baby spinach crop. 24 spinach plants were planted in 50 L tanks in floating hydroponic beds, using a modified "La Molina" nutrient solution. They were carried out 5 replications and 3 harvest. Water physicochemical values were registered every week, and plants were harvested after three weeks. Plant samples were also taken before planting (initial time) and after three weeks. Number of leaves, leaf length, leaf area, fresh and dry weight of the aerial part of each plant were recorded. The macronutrient extraction was obtained in descending order: N> P>K+> Ca2+ and micronutrients: Mn2+>Fe2+. pH values were maintained between 6.00-6.97, and DO levels were 4.93-7.54 mg/L. Initial conductivity was about 1558-1592 µS/cm and finally diminished to 1140-1275 µS/cm. CGR= 0.00002-0.00003 g/cm2/day; RGR=0.16, 0.15 y 0.14 g/g/day and NAR=0.006, 0.005 y 0.006 g/cm2/day for replica 1, 2 and 3 respectively. This study reveals that this plant could have good field performance in aquaponic system, especially due to the requirements of N, Ca2+>P, however low amounts of some micronutrients should be added, which are usually scarce in aquaponic systems
Resumo O espinafre é uma planta de alto valor nutricional, apresentando grande aceitação em sua apresentação "baby". A produção de hidroponia é limitada pela solução nutritiva, com a aquaponia sendo um complemento potencial para esse fator limitante. O objetivo desta pesquisa foi definir as alterações dos níveis de nutrientes na solução hidropônica em espinafre bebê. Trabalhamos com 24 mudas de espinafre em hidroponia de leito flutuante usando solução "La Molina" em tanques de 50 L; 5 repetições e 3 repetições foram realizadas. Para cada replicação, foi colhida a cada três semanas, registrando-se variáveis físico-químicas semanais da solução. Além disso, foi realizada uma amostragem no início e no final de cada réplica, avaliando-se as seguintes variáveis: número e comprimento de folhas, área foliar, massa fresca e seca da parte aérea. A seguinte extração de macronutrientes foi obtida em ordem decrescente: N> K +> Ca2 +> P e micronutrientes: Mn2 +> Fe2 +. Durante o ciclo de cultivo, o pH da solução variou entre 6,00-6,97, o oxigênio dissolvido entre 4,93-7,54 mg/L e a condutividade diminuiu constantemente ao longo do ciclo, começando em 1558-1592 µS/cm e terminando entre 1140-1275 µS/cm. Obteve-se um TCC = 0,00002-0,00003 g / cm2 / dia; CRT = 0,16, 0,15 e 0,14 g / g / dia e TAN = 0,006, 0,005 e 0,006 g / cm2 / dia para os replicados 1, 2 e 3, respectivamente. Este estudo revela que esta planta pode ter bons rendimentos em um sistema aquapônico, especialmente por causa das exigências de N, Ca2+>P, porém pequenas quantidades de alguns micronutrientes devem ser adicionadas, que geralmente são escassas em sistemas aquapônicos.