Introducción

La población mundial, aún en países en desarrollo, está sufriendo un rápido cambio hacia la urbanización, lo que hace que el hombre haya llegado a ser más dependiente del suministro comercial de alimento a través de mercados organizados, que intervengan en la cadena de seguridad alimentaria. Lo anterior, incrementa la presión sobre los recursos naturales, sobretodo en aguas continentales y marinas; los cuales son altamente susceptibles a la contaminación y que han obligado a las pesquerías naturales a disminuir, pese a su gran potencial aún inexplotado y que han desempeñado un papel importante en la generación, no sólo de alimentos, sino también de divisas. El deterioro del medioambiente y especialmente en el lago Guamuez, es causado principalmente por las descargas de basuras y aguas residuales domésticas, provenientes de la población El Encano. La deforestación intensa de los bosques naturales de la cuenca y la sustitución de estos por actividades agrícolas y ganaderas que erosionan los suelos e incrementan la cantidad de sólidos disueltos en el lago Guamuez, deteriora el hábitat de los peces, dificulta la alimentación de especies ícticas bentónicas, aumentan la turbidea (NTU) y disminuyen el oxígeno disuelto, lo cual afecta mecánicamente los procesos de respiración, visión y olfato de los peces y por ende, la respuesta inmunológica, haciéndolos más susceptibles a la ruptura de la relación mutual con los parásitos, los cuales causan la enfermedad. (^{Gilmore et al., (2010)}; ^{Rábago-Castro (2010)}; ^{Rubio-Godoy et al., (2012)}. De esta manera, la truchicultura, frente a formas de producción como la agricultura y agroforestería, incentiva el manejo adecuado de las fuentes de agua, la conservación de los bosques primarios, el manejo adecuado de las cuencas hidrográficas, uso integral y el manejo racional de las materias primas y recursos locales, aumenta la productividad, reduce los costos unitarios de producción e incorpora valor agregado. Así mismo, la acuicultura, adquirió gran importancia dentro del sistema alimentario por la producción de bienes de gran relevancia desde el punto de vista nutricional y alcanzar áreas deprimidas o de mediano desarrollo, donde puede originar una serie de actividades conexas como la pesca deportiva y el turismo ecológico que estimulan el crecimiento económico. Los cultivos piscícolas, aprovechan económicamente el agua para la producción de proteína animal en sistemas de alta densidad en volúmenes pequeños; condiciones que favorecen la propagación de enfermedades por la acumulación de metabolitos y deterioro de condiciones fisicoquímicas (oxígeno, solubilización y/o precipitación de materia orgánica, pH, temperatura) y bacteriológicas del medio acuático, generando grandes pérdidas económicas cuando alteran las variables de incremento de peso, talla, conversión alimenticia y sobrevivencia que justifica tomar medidas para prevenir esos detrimentos. La presencia de agentes patógenos y huéspedes apropiados favorecen la aparición de enfermedades, frente a lo cual el piscicultor utiliza gran cantidad de medicamentos y químicos (representan hasta el 10% de los costos), generando, no sólo resistencia de los microorganismos, sino también la destrucción del fitoplancton y por ende, la alteración total de la productividad primaria del medio acuático (^{López et al., (2005)}; López (2014). Acorde a lo anterior, esta investigación realizó un diagnóstico del estado fisicoquímico y biológico de las descargas provenientes de la producción de trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss) de la estación piscícola Intiyaco en el lago Guamuez, sobre el mismo sistema, con el fin de establecer la correlación que existe entre estos parámetros y la biota nativa y así definir su papel limitante en la condición limnológica lacustre y afianzar una política de intervención sobre los sistemas ícticos productivos efluentes. Los resultados contribuirán a establecer las condiciones favorables en la productividad natural del sistema lacustre y a fortalecer el rendimiento somático que requiere las empresas piscícolas de la región cuyo establecimiento ha representado para sus moradores seguridad alimentaria sin detrimento de la relación enteramente dinámica: el hombre, las demás especies y el hábitat que define un sistema ecológico.

Materiales y métodos

Resultados

Condición física y química

El análisis descriptivo de la condición fisicoquímica y biológica del lago Guamuez en correlación con la Estación Piscícola Intiyaco, permite definir que la media de compuestos altamente eutroficantes como P-PO y NH-N, el coeficiente de relación se estableció en 1:54, significando entonces que por cada mg/L de P-PO, la concentración NH-H seria 54 mg/L; este mismo análisis entre DB y DQ señaló un indicador de 1:5,6, y finalmente 1:16,9 para Colif_f y Colif_t. (Tabla 1).

La condición física asociada a los efluentes truchícolas de la Estación Piscícola Intiyaco en relación con la absorción de la energía lumínica en el sistema Lago Guamuez permitieron inferir la existencia de diferencias significativas desde ésta producción que aporta material particulado de origen fecal y alimentos, los cuales se van disipando hasta el centro del lago, mejorando así su penetrabilidad (33,5 m). (Tabla 1).

De otro lado, la caracterización química del sistema Estación Piscícola Intiyaco en comparación con el control (E), definió diferencias significativas (P<0,05); se destaca la mayor media en aguas superficiales sobre aguas profundas en los parámetros NTU, NH-N y mejor media de aguas profundas sobre aguas superficiales y el centro del lago en la condición de Colif_f, Colif_t y P-PO, que presento mayor media en la variable OD. (Tabla 1).

Tabla 1 Anova. Comparaciones múltiples. Condición fisicoquímica y biológica. Lago Guamuez - Estación Piscícola Intiyaco. 

a, b, c, d, e, f. significación estadística.

Tabla 2 Anova. Comparaciones múltiples. Condición fisicoquímica y biológica. Aguas superficiales y profundas Estación Intiyaco. 

a, b. significación estadística.

La presencia de Colif_f y Colif_t, entre las estaciones permitió determinar diferencias significativas (P<0,05) en esta condición biótica referida al sistema Lago Guamuez y las aguas superficiales y profundas de la Estación Intiyaco. El estudio develó mayor media de Colif_f y Colif_t en aguas profundas que supera respectivamente en 57,5 y 81,6% en relación a las aguas superficiales. (Tabla 2).

La prueba de significancia estadística, aplicada para la condición limnológica del Lago Guamuez incluido los efluentes de la producción piscícola Intiyaco, presentó diferencias significativas (P<0,05) en pH (X = 7,1) y NTU (X = 198,9) en las zonas de muestreo C, D, E y F, y no así en aguas superficiales y profundas del sistema truchícola de evaluación; mientras que los parámetros OD (X = 5,7), Dur (X =23,3) y Alc (X = 15,6) aparecen con menor media en estas aguas. La concentración de NH-N (X = 0,4462) presenta mayor media en aguas superficiales y disminuye su concentración por litro en la medida que las aguas se distancian del proyecto de Intiyaco (A, C, D, E y F; por su parte, P-PO (X = 0,2250) con mayor media en aguas superficiales del sistema de producción de O. mykiss, se reducen hacia el fondo de la misma y una vez las aguas se evalúan después de Intiyaco hacia el centro del lago (B, C, D, E y F), como aparece en la Figura 1.

Comunidad microbiológica

La comunidad microbiana del Lago Guamuez inferida desde los componentes enterobacteriales coliformes durante el periodo de evaluación, permite definir que Colif_t cronológicamente presentaron diferencias significativas en los puntos distantes a la producción piscícola. La prueba ANOVA ha definido diferencias altamente significativas en las condiciones de P-PO (P<0,00), Colif_t (P<0,020) y Colif_f (P<0,001). Existen diferencias en la concentración P-PO entre las aguas superficiales (media 0,2250) del sistema de producción y los demás puntos de muestreo. La mayor media (1.466,7) de Colif_t está presente en aguas superficiales de la producción de O. mykiss y difiere significativamente de las profundas (190,0). La prevalencia de E. coli en aguas profundas (media 100) difiere en concentración con los demás sitios de análisis. Los demás parámetros se mantuvieron dentro de la distribución normal, en consecuencia, no existe diferencias estadísticas significativas entre sus concentraciones. (Figura 2).

Figura 1 SPSS. Comparaciones múltiples. HSD Tukey a, b. Condición fisicoquímica Lago Guamuez - Estación Piscícola Intiyaco, a. Utiliza el tamaño de la muestra de la media armónica = 26,000. b. Alfa = 0,05. a, b, c, d, e = significación estadística. 

Figura 2 SPSS. Comparaciones múltiples. HSD Tukey a, b. Condición fisicoquímica Lago Guamuez - Estación Piscícola Intiyaco. a. Utiliza el tamaño de la muestra de la media armónica = 26,000. b. Alfa = 0,05. a, b, c, d, e = significación estadística. 

Análisis de correlaciones fisicoquímicas y biológicas

Mediante análisis de correlación de Pearson se identificó asociación lineal significativa entre la concentración de NH-H y la prevalencia de Colif_t (R = 0,698; P<0,001); igualmente, asociación lineal negativa significativa entre la DB y DQ (R = - 0,745; P<0,001). En consecuencia, según el coeficiente de determinación (R² = 0,55 y 0,48), se puede inferir que la variabilidad de NH-H se explica en 55% por la variabilidad en la concentración de Colif_t; y en 48% se explica la variabilidad de la demanda biológica y química de las aguas del Lago Guamués. (Tabla 3).

Tabla 3 Matriz de correlaciones fisicoquímicas. Lago Guamuez - Estación Piscícola Intiyaco. 

*. La correlación es significativa en el nivel 0,05 (bilateral).

** La correlación es significativa en el nivel 0,01 (bilateral).

Discusión

El estudio pretendió verificar el efecto de los efluentes de la producción de pescado en la calidad física, química y biológica natural del Lago Guamués, más no su consecuencia en las variables zootécnicas de esa actividad, y fue así como, la estimación de la zona trofogénica, que involucra las capas eufótica y fótica del sistema lenítico aumenta en la medida que se aleja de las estaciones de producción acuícola que limita la productividad primaria y la concentración de oxígeno al atenuar la actividad fotosintética por presencia de mayor turbidez relacionada al material disuelto y suspendido resultado de excretas, alimento y fluidos biológicos de la evisceración de animales, que determina mayor albedo (^{Kormondy (1994)}. En correlación con la mayor concentración de oxígeno y saturación de este gas, presente significativamente a 100 metros a después de las jaulas de producción piscícola Intiyaco, refleja ese efecto, el cual se mitiga bajo las nuevas condiciones, la presencia de la comunidad fitoplanctónica, verificada como dominante, abundante y mayor riqueza de las Divisiones Bacillariophytas (44.4%) Clorophytas (37%) y Cianophytas (18.6%), que conllevan relaciones energéticas a partir de la energía del flujo solar que se consume en el proceso de la fotosíntesis para sintetizar compuestos orgánicos carbonados (^{Carney (1984)}; Carney et al., (1987) y ^{Kirk (1994)}; además, prevalecen para dinamizar los niveles tróficos superiores definidos por las poblaciones Diaptomus sp y Peridinium sp (100%) y menos frecuentes las especies Bosmina sp, Paramecium sp, Metacyclops sp y Keratella sp (33,3%), en términos de transferencia de materia (ciclos biogeoquímicos), energía y biodisponibilidad (Zapata (2001); ^{Granados et al., (2008)}, ^{Andramunio-Acero y Caraballo (2012)} y Andramunio-Acero (2013)); igualmente, estos recursos bióticos son considerados como indicadores de calidad ambiental debido a la sensibilidad o tolerancia a diversos factores abióticos que les asiste (Valdés y Plaza (2011); Roldán (2003)).

La condición NH-N y DB presentan diferencias significativas con mayor media en las aguas superficiales, auspiciada por la sobresaturación proveniente de los procesos de alimentación-ingestión, egestión, y la utilización del OD por el plancton en la actividad respiratoria y en la descomposición de la materia orgánica acumulada en la superficie, en concomitancia con el fondo de la columna de agua que no supera los 17 metros en los sitios evaluados (^{Sánchez y Zea (2000)}; ^{Granados et al., (2008)}, López y Salas (2013)). Adicionalmente, el aprovisionamiento en nutrientes en un lago quedará afectado por la biogeoquímica de la cuenca de drenaje, por los contaminantes de origen ribereño y atmosférico y por los procesos lacustres (^{Vincent et al., (1984)}.

El comportamiento del P-PO, DQ y Colif_t es significativamente diferencial con mayor media en aguas profundas, como consecuencia de la presencia del fosforo como elemento limitante que facilita la productividad primaria (^{Smith (1983)}; ^{Elser et al., (1990)}; ^{Sánchez y Zea (2000)}, sin embargo, en aguas profundas puede causar afloramientos excesivos que causan sofocamiento de todos los organismos vivientes por bajas drásticas de oxígeno útil en la mineralización de la materia orgánica (^{Khalida et al., 2011}) de origen autóctona y alóctona, produciendo la muerte cuando facilita los procesos de sedimentación, mineralización y eutrofización litoral (Cabrera et al., (2005); ^{Ding et al., (2010)}, López y Salas (2013)).

Las diferencias significativas entre zonas de estudio (C, D, E y F), en la condición de pH, NTU (mayor media), OD, Dur y Alc (menor media) del sistema productivo Intiyaco, se correlaciona con la materia inorgánica, material orgánico particulado, dinámica hídrica, densidad del agua y frecuencia de mezcla que afectan la penetración lumínica asociada a NTU (media 198.9) y la condición de pH donde prevalece los bicarbonatos y menor concentración de carbonatos y dióxido de carbono relacionado a los niveles Alc total (X = 15,5) y Dur (X = 23,2), en concordancia con la insuficiencia de calcio para la coprecipitación del fosfato cálcico con el carbonato de calcio como mecanismo de autopurificación de fosfato más eficiente, así como concentración baja de OD (X = 5,7), merced a los procesos de oxidación de la materia disponible (^{Roldán (1992)}; Roldán y Posada (2001); López y Salas (2013)).

El NH-N y la concentración de E. coli presentaron mayor media en aguas profundas y difiere de las zonas (A, C, D, E y F); si bien, se ha demostrado que en lagos de las regiones tropicales, la densidad fitoplactónica está más frecuentemente limitados por el nitrógeno que por el fósforo (^{Vincent et al., (1984)}, sin embargo, éste comportamiento obedece a la decantación de las fuentes de nitrógeno, relacionada con el posafloramiento de productores primarios y su mineralización con presencia de Colif_t y prevalencia de Colif_f por cercanía a los fondos desde los vertimientos superficiales (55 UFC).

Los P-PO y Colif_t de aguas profundas son significativamente diferentes de aguas superficiales de la producción de O. mykiss y los demás sitios de evaluación (B, C, D, E y F) en correspondencia a la decantación de alimento no consumido, heces fecales y mineralización planctónica (^{Sánchez de Prager et al., (2006)}; ^{Ordoñez et al., (2016)} y ^{Varma (2017)}, metabolismo de macromoléculas vía procesos de hidrólisis, acetogénesis y metanogénesis entre otros (^{Corrales et al., 2015}).

Según la Corporación autónoma regional de Nariño, de acuerdo al modelo dinámico de capacidad de carga (MDCC), incluido los peces cultivados y los nativos Eremophilus mutissi y Grundulus bogotensis. (CORPONARIÑO, Resolución 1006 de 2015), la carga de nutrientes, específicamente de nitrógeno y fosforó, prevé una capacidad permanente máxima de sostenimiento del lago igual a 930 ton/año; que representa una capacidad de carga muy limitada debido a la condición de lago de altiplano, oligotrófico con escasa tensión superficial de OD y mayor aporte de M.O por aguas vertidas de diferentes asentamientos, de áreas deforestadas y zonas de explotación ganadera, actividades agrícolas en la microcuenca, las cuales transportan pesticidas y fertilizantes, contaminación atmosférica y los procesos propio lacustres que presumiblemente podrían causar serios problemas de eutrofización.

En conclusión, el análisis de la estación de interés y el sitio control durante el año 2018, los parámetros limitantes en la condición limnológica del lago están en la concentración de NH-H, P-PO, NTU y Colif_t que descienden en dirección hacia el centro del Lago Guamuez, sin embargo, no se evidenció un deterioro negativo, en la caracterización fisicoquímica y biológica, causado por las actividades acuícolas, considerando la capacidad de autopurificación y la condición polimíctica temporal del sistema lenítico, sin embargo, se debe continuar con los procesos de mejoramiento de técnicas de elaboración de alimentos de alta digestibilidad y estrategias de alimentación que mitigue las condiciones de mayor concentración de nitrógeno amoniacal, turbidez y pH, que en lo pertinente limitan la productividad primaria con la consecuente declinación de la concentración y saturación de oxígeno en las explotaciones piscícolas.