Cultivo de Macroalgas

I. INTRODUCCIÓN

Muchas de las numerosas especies de grandes algas marinas son de un alto valor nutritivo, pero salvo unas pocas excepciones menores, su uso como alimento humano está restringido al Oriente. Encuentran un mayor uso como alimento para animales, como fertilizantes, como aditivo alimenticio y en varios procesos industriales. Aunque las algas marinas, se cosechan por todo el mundo, su cultivo esta casi enteramente confinado al oriente y alcanza su grado máximo de sofisticación en Japón y China.

Varias algas verdes-café (clase Feofíceas), casi todas de las grandes especies conocidas colectivamente como "Kelp", tienen valor para el hombre de la misma manera que las algas rojas, por lo que se cultivan algunas de ellas. En el Japón las más importantes son las "Wakame" ( Undaria pinnatifida ), y la "Konbu" (Laminaria sp ) de las dos, la "Wakame" es la que se cultiva más intensamente, habiendo experimentado una revolución en los métodos de cultivo de modo simultáneo que Porphyra, aproximadamente.

La especie Laminaria sp. como fuente alimenticia es altamente rica en caroteno, tiamina, riboflavina, niacina, proteína, grasa, carbohidratos, fibras gruesas, calcio, hierro, fósforo y sales inorgánicas. Para uso medicinal e industrial. Entre los componentes comercialmente valioso, aislados del alga, se encuentran : el yodo, cloruro de potasio, algina, manitol, laminarin, bromo y clorofila.

II. CULTIVO DE Laminaria sp

II.I METODOS DE RECOLECCIÓN :

II.I.I. MÉTODO DE CULTIVOS EN BALSA :

La Balsa de Canasta.

2. Consiste en cinco o más canastas de bambú cilíndricas de mi de largo y 17cm de diámetro, atadas entre sí con una línea.
3. Cada canasta contiene un cilindro poroso de barro fuertemente taponado que contiene 1,5kg de fertilizante. Una abertura en el lado superior de la canasta facilita la remoción del cilindro fertilizante, que debe ser llenado mensualmente.
4. Se ata una cuerda a cada lado de la canasta y las esporófitas juveniles se adhieren insertando el extremo basal del estípite, entre los hilos de la cuerda. Conforme el fertilizante líquido se filtra del cilindro, los nutrientes son absorbidos por las esporófitas.

La Balsa de Tubo de una Línea

2. Es construida atando tubos de hule o bambú extremo con extremo para formar una sola línea de unos 60 m de largo.
3. Cada 6m a lo largo de la balsa se suspende una jarra de barro poroso de 2,8 lt que contiene fertilizante, a una profundidad de 1,3 m.
4. Las esporofitas juveniles adheridas a las cuerdas, como ya se describió al respecto de la balsa de canasta, se adhieren similarmente a intervalos de unos 50cm.
5. La distancia entre las plantas en una cuerda varía entre 1,7 a 3,0cm y la longitud de las cuerdas puede ser de 1 a 3 m. Las balsas son colocadas cada 3 ó 4 m.

La Balsa de Tubo de dos Líneas.

1. Es una estructura en forma de escalera compuesta de tubos de bambú de 1 m de largo atados a través de dos cuerdas de 12 a 15 m de intervalos de 1 m.
2. Los tubos están colocados en grupos de tres, con un cilindro poroso de barro con fertilizantes de 2,8 lt.
3. Suspendido de la mitad del tubo de cada grupo. Las cuerdas con esporófitas juveniles se adhieren a los tubos de la misma manera descrita para los otros tipos de balsa. Se pueden atar hasta cuatro balsas de tubo de dos líneas cada 5 m.0.

II.I.II. MÉTODO DE CULTIVO CLASICO EN EL FONDO

2. Se utiliza solo en áreas poco profundas en la marea baja para permitir el uso de las balsas flotantes, se llama "vaciado de piedras", que consiste en colocar grandes piedras que promediaban los 16 kg de peso en el agua , para proporcionar una superficie de adherencia para las zoosporas producidas naturalmente.
3. Las piedras son colocadas en filas cada 2 m y separadas entre sí cada 20 cm; dando como resultado densidades de 3800 a 4800 piedras por hectárea.
4. Dónde el fondo es suave, pueden sustituirse las piedras por canastas redondas hechas de bambú o de ramas de sauce, de 50 a 66 cm de diámetro y de 20 a 50 cm de alto.
5. Las esporas pueden adherirse a las canastas antes de que se coloquen en el mar, o pueden adherirse esporófitas con soros.

II.I.III. MÉTODO DE RECOLECCIÓN DE ESPORAS Y ZOOSPORAS :

Técnica oscura seca :

2. Es una técnica rápida y eficiente. Las esporófitas que albergan soros se colocan en canastas abiertas, sin agua y se cubren con tela de algodón o esteras de junco.
3. Las canastas se cuelgan en un cuarto oscuro de 3 a 6 horas a una temperatura constante por debajo de 20ºC y luego se les coloca en agua de mar.
4. La absorción del agua por los esporangios parcialmente deshidratados rompe sus cubiertas y las zoosporas se desprenden minutos después.
5. La técnica básica incluida en la propagación de Laminaria japonica reside en la recolección de zoosporas de las esporófitas a finales de otoño y alojarlas en "escaleras" pequeñas hechas de astillas de bambú y colgarlas de balsas flotantes.
6. Las esporófitas juveniles aparecen en las escaleras en enero y se retiran para usarse en una de las formas de cultivo. Con el cuidado apropiado, las esporófitas de L. japonica alcanzan longitudes de más de 3 m de cuatro a cinco meses y entonces serán lo suficientemente grandes para la cosecha.

II.II. DESARROLLO DEL PROCESO DE CULTIVO

1. La generación de gametofito de esta especie bianual dura solamente una a dos semanas, mientras que el resto de ciclo de vida lo pasa como una gran esporofita comestible llamada "haidai".
2. La reproducción asexuada incluye la formación de soros en las esporófitas maduras. La división por reducción se lleva a cabo dentro de los soros, dando como resultado la liberación de zoosporas, que nadan por una o dos horas antes de adherirse y germinar en gametofitos machos y hembras.
3. Los gametofitos finalmente liberan el esperma y huevos y se combinan para formar esporófitas y completar el ciclo.

II.III. FACTORES DE CULTIVO

II.III.I. TEMPERATURA :

2. Bajo condiciones naturales, la producción de nuevos soros y la liberación de zoosporas por la existencia de estos se ve interrumpida a temperaturas por encima de los 20ºC.
3. La duración de la movilidad de las zoosporas también es afectada por la temperatura, en un rango que abarca de unos pocos minutos o menos a 20ºC, a más de 48 horas a 5ºC.
4. La formación de gametofitos y la germinación de zoosporas es mejor cuando se lleva a cabo a temperaturas de 10 a 20ºC.
5. siendo la temperatura controlada óptima aquella entre los 10 a 15ºC. para la maduración de las esporófitas, formación de soros y recolección de zoosporas

II.III.II. PROFUNDIDAD:

1. La formación de los soros ocurre solamente en esporófitas que crecen a profundidades de 0,66m o menores.
2. Los estudios de los requerimientos luminosos han demostrado que mientras el mejor crecimiento se da a 1,5m o más por debajo de la superficie, el peso seco sobrepasa a de 10 a 20% cuando las plantan han sido criadas cerca a la superficie.

II.III.III. ILUMINACIÓN :

2. La producción de soros, la adherencia y germinación de las zoosporas y la recolección de esporas son independientes de la luz, ya que pueden ocurrir bajo condiciones que varían de la oscuridad a una iluminación de 4000 m-candelas.
3. La reproducción sexuada por la generación de gametofitos es afectada por las condiciones de la luz. La intensidad de esta no es tan importante como la exposición adecuada a la oscuridad.
1. La liberación de los huevos y el esperma se lleva a cabo adecuadamente bajo condiciones de oscuridad periódica y continua. La oscuridad es necesaria para la fertilización, ya que el esperma liberado en la luz puede huir de los huevos o perder su movilidad.
2. Ya que la L. japonica es una planta verde, los períodos prolongados de oscuridad total serían, desde luego, letales para las esporófitas. La iluminación es conveniente para los gametofitos, por lo que en las instalaciones de propagación bajo techo, los periodos de iluminación con focos de 500 a 4000 m-candelas deberán alternarse con períodos de oscuridad.
3. En agua quieta a 10ºC, las esporófitas juveniles de menos de 2cm de longitud crecen más rápido en iluminaciones de 1000 a 2000 m-candelas.

II.III.IV. NITROGENO :

Es el factor principal, determinándose que las esporófitas jóvenes, de 1 a 2 m de largo, requieren 6mg de nitrógeno diariamente para que no se atrofie su crecimiento. Por lo tanto la fertilización con tales componentes altamente solubles y nitrogenados como el Nitrato de Amonio , Sulfato de Amonio, y Nitrato de Sodio darán como resultado una mayor y mejor producción.

II.III.V. PROBLEMAS :

En L. japonica se encuentran una cantidad de enfermedades, depredadores y organismos adherentes indeseables, incluyendo varias enfermedades por descomposición, briozoarios, ascidios, anfípodos y algas indeseables.

III. CULTIVO DE Porphyra sp.

Las algas más importantes comercialmente hablando son miembros de la clase Rhodophyceae, el alga roja. Varias algas rojas son consumidas por el hombre, las más importantes son miembros del género Porphyra, conocidas como "laver" en países europeos y americanos y como "nori" en el Japón, dónde es el producto marino singular más valioso comercialmente. El cultivo del "nori" se inició en Japón, según reportes, en el siglo XVII en la bahía de Tokio.

ESPECIES :

Las cinco especies, más comúnmente cultivadas son: Porphyra angusta P. kuniedai , P. seudolinealis, P. tenera, P. yezoensis .

III.I. MÉTODOS DE RECOLECCIÓN :

Método Tradicional.

Este método original, y ahora obsoleto frente a los grandes avances tecnológicos, y casi extinguido en el Japón, se practica aún en Corea.

1. Incluye la colocación de atados de ramas de bambú sin hojas, roble u otros árboles, en o justo encima, del nivel del agua en áreas localizadas bien lejos del agua salobre.
2. Las épocas de cultivo se dan de Setiembre a Octubre.
3. Las monosporas inmóviles de Porphyra se establecen de dos a cuatro semanas en las ramas, y se desarrollan en "thalli" ( la parte de la planta comestible ) de 1 cm., de diámetro.
4. Las ramas y su vegetación adheridas se mueven hacia la orilla , preferiblemente en un área alrededor de la boca de un río, donde se encuentran altas concentraciones de nutrientes disueltos.
5. Allí crece el "thalli" y se cosecha periódicamente cortándolo o arrancándolo en invierno.

Método de "Hibi".

2. En lugar de redes, se pueden usar "hibi", hechos de vara paralelas de bambú, conectados con cuerdas a intervalos de 10 a 15 cm., o redes que pueden ser suspendidas perpendicularmente a la superficie del agua.

Método actual.

1. Las estructuras de cultivo, son generalmente redes, las cuáles suplantan a las ramas como recolectoras de monosporas. Están hechas de fibra de palma o cordel sintético, de 3 a 5 mm., de diámetro, con aberturas de 15 cm.
2. Las redes se suspenden de varas hundidas en el fondo de tal manera que la superficie plana de la red se halle en forma paralela a la superficie del agua.
3. las redes tienen generalmente 1.2 m., de ancho y varían de 18 a 45 m., de largo.
4. La producción artificial de monosporas, se lleva a cabo colocando conchas de ostras , ya sea suelta o amarradas con alambres, en el interior de tanques de concreto a principios de primavera y agregando el thalli picado. Los espermacios y carpogonios liberados de este modo se funden para formar carposporas, que se adhieren a las conchas y se esconden en la capa de perlado para convertirse, de esta manera, a la etapa conquicélica.

III.II. DESARROLLO DEL PROCESO DE CULTIVO :

1. El crecimiento activo de los talos de Porphyra, grandes y con hojas anchas, se lleva a cabo, durante el período de Noviembre hasta principios de Abril.
2. En abril se desarrolla el "thalli", que se vuelve gradualmente, más pequeño de tamaño y finalmente desaparece para finales de Julio.
3. Empezando a finales de Otoño, algunas algas desarrollan carpogonia, en forma de células poco diferentes a las del talo, mientras otras producen espermacios.
4. Se lleva a cabo la fusión sexual entre los espermacios y los contenidos de los carpogonios, dividiéndose el ultimo para formar cuatro carposporas.
5. Las carposporas liberadas, se amontonan y se sumergen en el mar para germinar cuando se colocan en conchas de moluscos.
6. Las esporas germinadas, dan paso a la fase conquilocélica, descrita originalmente como un alga separada viviendo en concha, Conchocelis rosa.
7. La conquilocélica sigue creciendo como una incrustación roja durante la primavera y verano, liberando monosporas a principios del otoño, que al establecerse, crecen hasta llegar a "thalli".
8. La liberación de monosporas se acelera disminuyendo repentinamente la temperatura del agua de 17 a 20ºC.
9. El rendimiento de monosporas puede aumentarse reduciendo el fotoperíodo diario de 8 a 10 horas.
10. Algunas especies de Porphyra incluyendo todas las especies cultivadas, llevan un aparato reproductor que funciona por medio de esporas asexuadas liberadas por las plantas jóvenes.
11. Ordinariamente, Porphyra sp., en cultivo alcanza de 10 a 15cm de longitud en fase de mareas (aproximadamente 15 días), momento en el que debe ser cosechada o de lo contrario las hojas largas serán rotas por las olas.
12. Las plantas en red pueden se cosechadas tres o cuatro veces, después de lo cuál la red debe ser reemplazada.
13. Después de la cosecha se lava al "nori" en agua dulce y se corta en pequeños trozos (de 10 a 15mm cuadrados).
14. Aproximadamente 4 k de estos trozos se colocan en un barril de 100lt. De agua dulce y se les agita. La suspensión resultante se extiende dentro de una estructura de madera de 17 a 21cm por lado, en descanso sobre una fina estera de bambú. Las hojas que pesan aproximadamente de 2.5 a 3.0g cada una, se secan al sol, se separan de la estera y se comercializan como "hoshinori".
15. Una red de cultivo de 18m produce de 1000 a 3000 hojas (2500 en promedio) o de 35 a 105k de "hoshinori" anualmente.

III.III. FACTORES DE CULTIVO :

III.III.I. TEMPERATURA :

Monosporas: La captura de son mejores cuando la temperatura del agua oscila entre los 22 y 23ºC. Después de una tormenta, se considera que es un momento particularmente adecuado, así como lo son del segundo al cuarto día después del primero o décimo quinto de cada mes lunar.

Etapa conquilocélica : la temperatura se mantiene por encima de los 25ºC para evitar la liberación prematura de las monosporas. La máxima temperatura permitida es de 29ºC.

Thalli : 3 a 20ºC, pueden sobrevivir a temperaturas

5 a 10ºC, rango óptimo.

Las temperaturas altas, causan la muerte del thalli, lo que constituyen un riesgo ya que pueden llegar a desaparecer los cultivos mal programados.

III.III.II. ILUMINACIÓN :

1. Durante la fase conquilocélica, esta debe mantenerse intensa, pero no tanto como la luz solar directa, hasta que las plantas alcancen un tamaño visible; después se reduce a 500 Lux aproximadamente.

III.III.III. SALINIDAD :

Varía de acuerdo a la edad de la planta:

• Principio y final del período de cultivo se mantiene del 30-31 %.
• Resto del tiempo se mantiene al 20%, o ligeramente menor, para evitar

enfermedades.

III.III.IV. ESPACIO :

2. Para el cultivo conquilocélica los requerimientos son : Un tanque de concreto de 2.4 m x 1.8 m x 0.9 m de profundidad. Contendrá 250 cuerdas de 10 conchas de ostras cada una, o las suficientes para abastecer 125 de las redes recolectoras pequeñas de 18m.

III.III.V. ENFERMEDADES :

Se da un buen desarrollo de algunos hongos, como Pythicum sp., que puede ser letal para los thalli, particularmente a temperaturas por encima de los 10ºC. Cuando se generaliza, puede barrer con más del 50% de la cosecha de nori.

Tratamiento : El hongo puede se al menos parcialmente evitado, exponiendo a las algas al aire durante el ciclo de mareas.

Por otra parte demasiada exposición puede reducir el crecimiento y endurecer el talo, haciéndolo inapropiado como alimento. El método más satisfactorio, es exponer a las algas aproximadamente por 4 horas/ día.

III.III.VI. LECHOS :

1. También es importante la regulación ocasional del nivel de los lechos, ya que el mejor tiempo y duración de emergencia cambia con la estación y desarrollo gradual del alga.
2. Es importante también para el mejor control del alga verde, que a veces se adhiere a las redes, pero crece solamente en una banda angosta de la columna de agua.

III.III.VII. AGUA :

1. Se debe evitar la inmersión prolongada en la superficie del mar, ya que la capa superficial en las áreas estuarinas, puede ser agua dulce casi pura, que es dañina, si no es que letal para el alga.

IV. CULTIVO de Undaria sp.

A diferencia de Porphyra, Undaria pinnatífida, es un alga de agua fría, que se encuentra en el norte del Japón en estado natural.

IV.I. MÉTODOS :

IV.I.I. "Wakame" :

1. Es extremadamente primitivo y en desuso, que consiste en el anclaje de flotadores de plástico a profundidades apropiadas para la fijación de plantas juveniles.

IV.I.II. Método Actual y Desarrollo del Cultivo.

1. Para el cultivo, las plantas esporofitas maduras se llevan al laboratorio y se colocan en tanques de concreto o de plástico.
2. Dentro de estos tanques se colocan estructuras rectangulares de plástico, madera o metal de 1m. por 0,3 m, alrededor de los cuáles se enrolla una cuerda de algodón trenzado de 90 cm de longitud y 1,6mm de diámetro.
3. Los tanques se mantienen en un área fría y sombreada pero no requieren de ninguna atención especial. Las zoosporas son liberadas de las plantas y se adhieren a la cuerda al final dela primavera, a principios del verano.
4. Mientras que los gametofitos y las esporofitas se desarrollan sobre la cuerda durante el verano y a principios del otoño. Este proceso puede ser llevado a temperaturas del agua excedan a los 25ºC lo que impide la distribución natural del alga.
5. Todo lo que se necesita es un área fría y sombreada para mantener a los gametofitos a 23ºC o menos en la parte más cálida del verano.
6. En otoño cuando la temperatura desciende a menos de 20ºC se sacan las estructuras de los tanques, y la cuerda que contiene las plantas de algas juveniles, se cortan en pequeñas piezas que se colocan en el océano.
7. Esto se hace en una gran variedad de formas : desde balsas de bambú o de líneas con boyas. En ambos casos se suspenden unos lazos de arroz alquitranados en forma de rizos, de 6 a 12 mm.
8. A estos se le fijan unas líneas secundarias de caída con peso. Después se insertan y se amarran pedazos corto de 5,0 a 7,5cm, de la cuerda en la que se fijaron las algas, entre los cabos trenzados de la línea larga a intervalos de aproximadamente 15cm. La longitud de las cuerdas utilizadas depende de la densidad de las esporofitas.
9. La cosecha se efectúa ya sea cortando pedazos de las plantas o removiendo la planta entera, dependiendo de la tasa de crecimiento del abastecimiento total y del precio del mercado.
10. La preparación de la "Wakame" para el mercado es sencilla, incluyendo el secado de la planta fresca. El producto seco se pica en pequeños pedazos y se consume crudo como verdura, ensalada verde o aderezo.

IV.I.III. DESARROLLO :

2. El desarrollo de la Undaria pinnatífida, como el de las otras algas café es bastante complejo, pues incluye generaciones alternadas de formas sexuadas y asexuadas.
3. La forma asexuada o esporofita es obviamente la planta macroscópica de la que se utilizan las frondas del tallo principal, o cuerpo, como alimento. La fase esporofita se desarrolla durante el invierno, cuando la temperatura se encuentra entre 10 y 15ºC.
4. En la base de la esporofita hay un área de tejido especializado, conocido como esporofila. Durante los meses de invierno esta área desarrolla zoosporas asexuadas que son liberadas en la primavera y principios del verano, cuando la temperatura del agua se eleva por encima de los 14ºC.
5. Después de una breve vida planctónica las zoosporas se fijan y adhieren a superficies sólidas (piedras, conchas, etc.), y allí germinan para producir la planta sexuada microscópica, el gametofito.
6. La germinación de la zoospora y el crecimiento del gametofito tienen lugar a temperaturas entre 15 y 20ºC.
7. Los gametofitos desarrollan órganos sexuales masculinos y femeninos durante los meses de verano y en setiembre la esperma se esparce y fertiliza los huevos, dentro del órgano sexual femenino u oogonio.
8. El huevo fertilizado al desarrollarse se convierte en una esporofita juvenil en el mismo punto de adherencia que el del gametofito.
9. Las temperaturas óptimas extremas así como las salinidades varían en estadios diferentes del ciclo de vida, por lo que es difícil generalizar. Para el ciclo completo de vida un rango de temperatura de 10 a 20ºC es apropiado, aunque más bajas o más elevadas pueden ser toleradas, en ciertos estadios.
10. Las tolerancias de Undaria sp. a la salinidad, son más bien estrechas, ya que ni los gametofitos ni las esporofitas se desarrollan en una salinidad por debajo del 27% y su mayor crecimiento tiene lugar entre 30 y 33%. Por ello el alga esta restringida a estuarios y otras zonas de aguas salobres, y típicamente se dan en situaciones de mar abierto.
11. Un cultivo de Undaria sp., puede realizarse a cualquier profundidad hasta 6m dependiendo de la claridad del agua.
12. Dado que se requieren salinidades relativamente elevadas y bajas temperaturas, los sitios más favorables, están en aguas completamente abiertas.
13. La recolección artificial de esporas de Undaria sp., se efectúa mediante el siguiente método : Se usa un grupo de 1000 piletas de lonas en los bosques que contenía 20 estructuras de plástico cada uno con 100m de cuerda. Si se considera una buena fijación de esporofitas (10 plantas c/ 10cm de cuerda podrían producirse 250,00 plantas de Undaria sp., en esta la operación.
14. Otro método, es la utilización de grandes tanques de concreto ( 1,8m x 3,7m x 0,9m) dedicados al cultivo de Undaria sp . Estos cuentan con un total de 500 estructuras a 50000m de cuerda recolectora. La cuerda con las esporofitas adheridas son vendidas.
15. Una balsa de bambú puede producir un promedio de 1 tonelada de undaria con peso húmedo aproximado de 112,5k de peso drenado.

IV.I.IV. ENFERMEDAD :

De origen y naturaleza desconocida y que provoca el desprendimiento de las frondas juveniles y puede producir una grave reducción de la cosecha.

IV. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

• CHENG, T. H. 1969 "Productión of Kelp a major aspect of China’s exploitatión of the sea. Econ. Bot. 23(3) : 215 – 236.
• KUROGI, M. 1963. "Recent laver cultivatión in Japán". Fish. News Inter, julio-septiembre 1963.
• SAITO, Y. 1962. "Fundamental Studies on the propagation on Undaria pennatifida (Harv.) Sur. Contrib. Fish. Lab., Fac. Agric.. Tokio U. 3 :81 – 101.
• Red Científica Peruana. Links acerca de Macro Algas Marinas http:www.rcp.net.pe

Autor:

Ridberth Ramirez Verastegui