La proporción de carbono a nitrógeno (relación C/N) se ha utilizado para evaluar el estado de la materia orgánica del suelo y la utilidad del estiércol del ganado y otras fuentes de materia orgánica como enmiendas del suelo y fertilizantes en la agricultura tradicional durante muchas décadas. La relación C/N también es un indicador de la fertilidad del suelo del fondo del estanque y de la calidad del fertilizante orgánico en la acuacultura.
La proporción C/N de materia orgánica estable en suelos terrestres es generalmente de alrededor de 10:1 a 12:1, y la relación es de aproximadamente 6:1 a 12:1 en suelos de estanques. Los fertilizantes orgánicos tienen una relación C/N más alta con un rango de al menos 20:1 a 100:1. A medida que la materia orgánica se descompone, las bacterias usan materia orgánica como fuente de energía en la respiración y el dióxido de carbono se mineraliza en el medio ambiente. Esto disminuye la cantidad de carbono orgánico en el residuo en descomposición mientras que el nitrógeno se retiene con el residuo en la biomasa bacteriana. El resultado es una disminución en la relación C/N a medida que el residuo se descompone.
A medida que se pierde carbono a través de la respiración microbiana, se alcanza una relación C/N bastante constante en la materia orgánica estable en la que la respiración de las bacterias es mucho más lenta que en la materia orgánica fresca. Las bacterias y otros microorganismos heterotróficos tienen períodos cortos de vida, y contribuyen al grupo de materia orgánica cuando mueren. La biomasa microbiana tiene una baja relación C/N y se descompone fácilmente.
Eficiencia de crecimiento microbiano
Un artículo de 2006 de J. Six y sus colegas publicado en la Soil Science Society of America Journal revisó varios informes sobre el MGE (eficiencia del crecimiento microbiano), donde se encontró que los amplios rangos en MGE pueden atribuirse a diferencias en la naturaleza de la materia orgánica que se descompone, es decir, su complejidad química, concentración de nitrógeno, relación C/N y condiciones ambientales, al parecer también se determina que el MGE es menor en ambientes acuáticos que en ambientes terrestres. La revisión reveló además que los modelos de dinámica de carbono orgánico utilizaban valores de MGE de 0.30 a 0.55.
Un punto es bastante claro: debido a que los fertilizantes orgánicos añadidos a los estanques acuícolas tienen amplias relaciones C/N (generalmente de 20 a 40 o más), se descomponen con bastante lentitud debido a la falta de nitrógeno. Los fertilizantes químicos que contienen nitrógeno a menudo se aplican con fertilizantes orgánicos para proporcionar una fuente rápida de nitrógeno para aumentar la tasa de descomposición del fertilizante orgánico y la mineralización resultante del fósforo para estimular la productividad primaria.
En la acuacultura basada en alimentos balanceados, los alimentos tienen relaciones C/N estrechas de 7:1 a 10:1, el C/N de las heces es sin duda más amplio que en los alimentos de los que se deriva, pero las relaciones C/N de plancton muerto son similares a los de los alimentos. La materia orgánica añadida y producida naturalmente en estanques acuícolas basados en alimentos balanceados, así como la que se agrega a las jaulas y otros sistemas acuícolas se descompone mucho más rápido que los fertilizantes orgánicos. Cuando los residuos orgánicos con una relación C/N estrecha se descomponen, hay más nitrógeno en ellos de lo que las bacterias pueden usar para el crecimiento, y el nitrógeno se mineraliza en el medio ambiente como amoníaco. En otras palabras, cuanto más nitrógeno hay en un residuo, más amoniaco se mineraliza. Por supuesto, si no hay suficiente nitrógeno en el residuo para satisfacer los requisitos microbianos inmediatos, la descomposición será lenta. Los microorganismos deben morir y su nitrógeno debe reciclarse para que el residuo continúe descomponiéndose. En situaciones donde el amoníaco y el nitrato son abundantes en el ambiente, los microbios heterotróficos pueden utilizar estas dos formas de nitrógeno inorgánico soluble mientras descomponen la materia orgánica, un proceso llamado inmovilización de nitrógeno. La aplicación de urea con fertilizante orgánico mencionado anteriormente tiene la intención de estimular la descomposición de fertilizantes orgánicos de alto C/N al facilitar la inmovilización de nitrógeno.
La relación carbono/nitrógeno como elemento de control en sistemas de acuicultura
El Control del nitrógeno inorgánico (NH4-N) mediante la manipulación de la relación Carbono/nitrógeno es un potencial método de control para sistemas de acuicultura. Este enfoque parece ser una práctica barata para reducir la acumulación del nitrógeno inorgánico en el estanque. Se induce el control del nitrógeno mediante la alimentación de las bacterias con carbohidratos, y a través de la absorción subsiguiente del nitrógeno del agua, por la síntesis de proteínas microbianas. La relación entre la adición de carbohidratos, la reducción de amonio y la producción de proteínas microbianas depende del coeficiente de conversión microbiana, de la relación de C/N en la biomasa microbiana, y el contenido de carbono del material añadido. Se encontró que la adición de sustrato rico en carbono puede reducir el nitrógeno inorgánico en tanques experimentales y en estanques a escala comercial de camarones y tilapia. Se encontró en estanques de tilapia que las proteínas microbianas producidas son incorporadas por los peces. Por lo tanto, parte de la alimentación se sustituye por proteína microbiana y los costes de alimentación se reducen. La adición de hidratos de carbono (melaza, harinas de cereales), o la reducción del equivalente de proteínas en el alimento (alimentos balanceados de menor proteína), puede ser cuantitativamente calculada y optimizada, como se muestra aquí en este trabajo.
Parámetros orientativos se utilizaron en este trabajo. La investigación adicional en este campo debe ser dirigida a la recopilación de los datos precisos necesarios para la planificación exacta de la composición del alimento.
Bibliografía
Autor: CLAUDE E. BOYD, PH.D. / School of Fisheries, Aquaculture and Aquatic Sciences
Auburn University / Auburn, Alabama 36849 USA /boydce1@auburn.edu
Autor: Yoram Avnimelech / Facultad de Ingeniería Agrícola, Technion, Instituto de Tecnología de Israel, Haifa 32000, Israel. Febrero 1999
https://portalcamaronero.com/wp-content/uploads/2016/10/Avnimelech-carbon-nitrogenratio.pdf
