Biotechnological Application of Biosolids from White Shrimp (Penaeus vannamei) and Red Tilapia (Oreochromis sp.) as Biofertilization Agents in Cucumber (Cucumis sativus) Production

Authors

  • Ana Ruth Álvarez-Sánchez Centro de Investigaciones de Educación Superior de
  • José Gabriel Ortega-Villamar
  • Alejandra Soto-Estrada

DOI:

https://doi.org/10.28940/terralatinoamericana.v44i.2447

Keywords:

aquaculture, agriculture, sustainable fertilization, horticultural crops, organic residues

Abstract

The intensive production of red tilapia and shrimp generates organic residues with significant potential for biotechnological use in biofertilization and the recovery of agricultural soils. The objective of this study was to evaluate the biotechnological application of biosolids derived from white shrimp (Penaeus vannamei) and red tilapia (Oreochromis sp.) as biofertilizing  agents,  and  to  analyze  their  effects  on the agronomic and productive parameters of cucumber (Cucumis sativus) cultivation. The experiment was conducted at the “La María” experimental campus of the Universidad Técnica Estatal de Quevedo (Ecuador), using a randomized complete block design with six treatments, including two controls (positive and negative): T1 (unfertilized control), T2 (6 g of red tilapia biosolids), T3 (6 g of shrimp biosolids), T4 (8 g of red tilapia biosolids), T5 (8 g of shrimp biosolids), and T6 (7.5 g of inorganic fertilization). Each treatment was replicated four times, evaluating a total of 600 plants. Variables related to emergence, agronomic growth, and yield were recorded. The results showed that Treatment 4 (8 g of red tilapia biosolids) obtained the highest values for plant height (103.77 ± 16.21 cm), number of flowers (7.040 ± 2.098), number of leaves (13.00 ± 3.55), fruit weight (153.71 ± 42.39 g), fruit length (16.11 ± 3.418 cm), fruit diameter (4.07 ± 0.6437 cm), fresh biomass (90.107 ± 1.152 g), dry biomass (9.893 ± 1.152 g), and yield (192.14 kg ha–¹). These findings demonstrate the biotechnological potential of aquaculture biosolids as sustainable biofertilizers and suggest the use of 8 g of red tilapia biosolids as an efficient and environmentally friendly alternative to conventional inorganic fertilization.

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References

Aguilar, J. C., Alvarado, C. I., Martínez, A. F., Galdámez, J. G., Gutiérrez, M. A., y Morales, C. J. (2016). Evaluación de tres abonos orgánicos en el cultivo de café (Coffea arabica L.) en etapa de vivero. Siembra, 3(1), 10. http://scielo.senescyt.gob.ec/pdf/siembra/v3n1/2477-8850-siembra-03-01-0003.pdf

Ahujaa, I., Dauksas, E., Remme, J. F., Richardsen, R., y Løes, A. K. (2020). Fish and fish waste-based fertilizers in organic farming – With status in Norway: A review. Gestión de residuos, 115, 18. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.07.025

Álvarez, C. B., Moreno, Y. M., Aguirre, R. N., y de Jesús Vélez, F. (2021). Inventario preliminar de plantas acuáticas, semiacuáticas y de ribera en la parte alta de tres ríos del Carmen de Viboral, Antioquia (Colombia). Intropica, 16, 8. https://doi.org/https://doi.org/10.21676/23897864.3926

An, N. H., Cho, J. R., Gu, J. S., Kim, Y. K., y Han, E. J. (2017). Effect of fish meal liquid fertilizer application on soil characteristics and growth of cucumber (Cucumis sativus L.) for organic culture. Journal of the Korea Organic Resources Recycling , 25(3), 9. https://doi.org/https://doi.org/10.17137/korrae.2017.25.3.13

Aprilia, E., Hendarto, K., Yuwono, S., y Ginting, Y. (23 de 02 de 2021). Effectiveness of the combination of organonitrofos and inorganic fertilizers on soil chemical properties and the yields of cucumber (Cucumis sativus L.) in Ultisols. Earth and Environmental Science, 1-11. https://doi.org/10.1088/1755-1315/648/1/012157

Armiñana, G. R., Tiza, M. M., Fernández, V. A., Iannacone, J., Nieve, F. F., y Zaita, F. Y. (2020). Una aproximación en la cultura cubana acerca de los moluscos. Paideia XXI, 10(1), 17. https://doi.org/https://doi.org/10.31381/paideia.v10i1.2983

Berger, C. (2020). La acuicultura y sus oportunidades para lograr el desarrollo sostenible en el Perú. South Sustainability, 1(1), 11. https://doi.org/https://doi.org/10.21142/SS-0101-2020-003

Campuzano, S., Mejía, F. D., Madero, I. C., y Pabón, S. P. (2015). Determinación de la calidad microbiológica y sanitaria de alimentos preparados vendidos en la vía pública de la ciudad de Bogotá DC. Nova, 12. http://www.scielo.org.co/pdf/nova/v13n23/v13n23a08.pdf

Cobos, P., Chávez, P., y Moreno, P. (31 de 10 de 2019). Análisis químico y de peligrosidad de lodos del sistema de tratamiento de aguas residuales en la industria de palma. FIGEMPA: Investigación y Desarrollo, 01(02), 1-9. https://doi.org/https://doi.org/10.29166/revfig.v1i2.1726

Díaz, C. P., Hidalgo, M. E., Cabrejo, S. C., y Valdés, R. O. (2022). Respuesta del maíz (Zea mays L.) a la aplicación foliar de abonos orgánicos líquidos. Chilean journal of agricultural & animal sciences, 38(2), 10. https://doi.org/https://doi.org/10.29393/CHJAA38-14RMPO40014

Drozdz, D., Malinska, K., Mazurkiewicz, J., Kacprzak, M., Mrowiec, M., Szczypiór, A., y Stachowiak, T. (2020). Fish pond sediment from aquaculture production-Current practices and the potential for nutrient recovery: a Review. International Agrophysic, 34, 9. https://doi.org/https://doi.org/10.31545/intagr/116394

Ezziddine, M., Liltved, H., y Homme, J. M. (2020). A method for reclaiming nutrients from aquacultural waste for use in soilless growth systems. Water Science and Technology, 81(1). https://doi.org/https://doi.org/10.2166/wst.2020.079

Fernandez, S. J., Strik, B. C., y Bryla, D. R. (2015). Response of blackberry cultivars to fertilizer source during establishment in an organic fresh market production system. HortTechnology, 25(3), 16. https://doi.org/https://doi.org/10.21273/HORTTECH.25.3.277

Florez, J. M., Roldán, A. D., Omote, S. J., y Molleda, O. A. (2021). Biofertilizantes y bioestimulantes para uso agrícola y acuícola: Bioprocesos aplicados a subproductos orgánicos de la industria pesquera. Scientia Agropecuaria, 17. https://doi.org/https://dx.doi.org/10.17268/sci.agropecu.2021.067

García, S. C., Scheuren, A. S., y Zamorano, A. J. (2020). Explorando diferentes subproductos considerados como residuos por la industria pesquera en México. Biotecnia, 22(2), 9. https://doi.org/https://doi.org/10.18633/biotecnia.v22i2.1246

García, S. J., Lozano Cavazos, C. J., González, F. J., Zermeño, G. A., Rascon, A. E., Rojas, D. A., y Hernandez, M. J. (2021). Effects of fish-derived protein hydrolysate, animal-based organic fertilisers and irrigation method on the growth and quality of grape tomatoes. Biological Agriculture & Horticulture, 37(2), 19. https://doi.org/https://www.tandfonline.com/action/showCitFormats?doi=10.1080/01448765.2021.1891458

Guerrero, J. M., y Pelcastre, A. J. (2021). Hacia el desarrollo sostenible de la pesca y la acuicultura en México: marcos normativos, organización socioeconómica y desafíos. Cuadernos Geográficos, 60(3), 23. https://doi.org/https://doi.org/10.30827/cuadgeo.v60i3.15953

Gutiérrez, C. E., Gutiérrez, C. M., y Ortiz, S. C. (2015). Manejo integrado de nutrientes en sistemas agrícolas intensivos: revisión. Revista mexicana de ciencias agrícolas, 6(1), 16. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=263138085016

Guzmán, D. D., y Montero, T. J. (2021). Interacción de bacterias y plantas en la fijación del nitrógeno. Revista de investigación e Innovación Agropecuaria y de Recursos Naturales, 8(2), 15. https://doi.org/https://doi.org/10.53287/uyxf4027gf99e

Hepsibha, B. T., y Geetha, A. (2019). Physicochemical characterization of traditionally fermented liquid manure from fish waste (Gunapaselam). Indian Journal of Traditional Knowledge, 18(4), 7. https://core.ac.uk/download/pdf/298005373.pdf

Huerta, M. E., Cruz, H. J., y Aguirre, Á. L. (2019). La apreciación de abonos orgánicos para la gestión local comunitaria de estiércoles en los traspatios. Revista de alimentación contemporánea y desarrollo regional, 29(53), 24. https://doi.org/https://doi.org/10.24836/es.v29i53.702

Ibarra, J., Gastelum, I., Ortiz, G. N., y Contreras, L. (2017). Contaminación potencial por biosólidos depositados en un campo deportivo. Biotecnia, 19(2), 1-6. https://biotecnia.unison.mx/index.php/biotecnia/article/view/379/222

Illera, V. M., Labandeira, S. S., Brito, L. M., López, F. A., y López, M. M. (2015). Evaluation of compost from seaweed and fish waste as a fertilizer for horticultural use. Scientia Horticulturae, 186, 7. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.02.008

Juárez, R. J., Ponce, P. J., Román, G. A., Otazo, S. E., Pulido, F. G., Marmolejo, S. Y., y Benítez, M. M. (2022). Factores técnicos del manejo de la calidad agua y sedimento en policultivo camarón-tilapia en estanques. Revista MVZ Córdoba, 10. https://doi.org/https://doi.org/10.21897/rmvz.2147

Li, H., Qiu, Y., Yao, T., Ma, Y., Zhang, H., y Yang, X. (2020). Effects of PGPR microbial inoculants on the growth and soil properties of Avena sativa, Medicago sativa, and Cucumis sativus seedlings. Soil and Tillage Research, 199, 10. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104577

Luna, F. M., y Mesa, R. J. (2016). Microorganismos eficientes y sus beneficios para los agricultores. Revista científica Agroecosistemas, 4(2), 12. https://aes.ucf.edu.cu/index.php/aes/article/view/84/115

Mariod, A. A., Saeed Mirghani, M. E., y Hussein, I. (2017). Chapter 16 - Cucumis sativus Cucumber. Academic Press, 6. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/B978-0-12-809435-8.00016-0

Méndez, M. Y., Reyes, P. J., Morales, T. M., Cárdenas, Z. M., Escobar, T. H., y Rivas, S. S. (2021). Estudio de la demanda de la maestría en acuicultura en la universidad técnica estatal de Quevedo, Ecuador. Revista Universidad y Sociedad, 13(6), 8. http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S2218-36202021000600506&script=sci_arttext

Mendoza, A. F., Rodríguez, J. C., Murillo, R. A., Pérez, J. J., Cunuhay, K. A., Murillo, M. V., y Bravo, D. A. (2016). Efecto de diferentes abonos orgánicos en la producción de tomate (Solanum lycopersicum, L). Biotecnia, 18(3), 33. https://doi.org/https://doi.org/10.18633/biotecnia.v18i3.333

Meneses, F. C., y Quesada, R. G. (2018). Crecimiento y rendimiento del pepino holandés en ambiente protegido y con sustratos orgánicos alternativos. Agronomía Mesoamericana, 16. https://doi.org/10.15517/ma.v29i2.28738

Meza, M. C. (2017). Innovación en el sector acuícola. Ra Ximhai, 13(3), 15. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=46154070020

Muñoz, E. H., y Hernández, J. C. (2018). Valoración de abonos orgánicos en el crecimiento de plantas de geranio y belén. Acta agrícola y pecuaria, 4(2), 10. https://doi.org/https://doi.org/10.30973/aap/2018.4.2/3

Padilla, K. C., y Pérez, J. E. (2017). Rendimiento y calidad de pepino (Cucumis sativus L.) cultivado bajo invernadero. Pensamiento Actual, 17(29), 12. https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/pensamiento-actual/article/view/31550/31298

Parra, T. S., González, T. G., Rubio, C. W., y Hernández, V. S. (2017). Relación NO3-/K+ En La solución Nutritiva En El Crecimiento Y Rendimiento De Pepino hidropónico. Revista Mexicana De Ciencias Agrícolas, 7(6), 12. https://doi.org/https://doi.org/10.29312/remexca.v7i6.201.

Pérez, D., Franco, A., y Paramo, J. (2018). Composición y distribución de los crustáceos de profundidad capturados con nasas en el área marina del departamento del Magdalena Caribe colombiano. Boletín Científico. Centro de Museos. Museo de Historia Natural, 22(2), 12. https://doi.org/https://doi.org/10.17151/bccm.2018.22.2.10

Pérez, J. J., Murillo, R. A., Bermeo, M. D., Rosado, Á. J., Pacheco, F. A., Cunuhay, K. A., y Rodríguez, J. A. (2017). Uso del humus de lombriz y jacinto de agua sobre el crecimiento y desarrollo del pepino (Cucumis sativus, L). Biotecnia, 19(2), 7. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=672971091005

Pis Ramírez, M. A., Delgado, M. G., Pozo, E. M., Núñez, H. M., Medell, G. M., Rico, I. O., y Manuel, A. Z. (2015). Caracterización del agua y sedimento de una estación de cultivo de Claria gariepinus en Cuba. Revista Electrónica de Veterinaria, 16(9), 9. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=63641785004

Pis, R. M., Delgado, M. G., Pozo, E. M., Núñez, H. M., Medell, G. M., Rico, I. O., y Manuel, A. Z. (2015). Caracterización del agua y sedimento de una estación de cultivo de Claria gariepinus en Cuba. Revista Electrónica de Veterinaria, 16(9), 9. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=63641785004

Preciado, R. P., Reyes, P. J., Ramírez, R. S., Salas, P. L., Fortis, H. M., Murillo, A. B., y Troyo, D. E. (2019). La aspersión foliar de ácido salicílico mejora los compuestos fenólicos y flavonoides, y también la fruta Rendimiento en Pepino (Cucumis sativus L.). Plantas, 8(2). https://doi.org/https://doi.org/10.3390/plants8020044

Qu, C. C., Chen, X. M., Zhang, Z. L., Wang, N., Lyu, J. Y., Zhang, J., y Huang, C. Y. (2019). Long-term effects of bio-organic fertilizer application on soil organic carbon pool and enzyme activity of cucumber continuous cropping. The journal of applied ecology, 30(9). https://doi.org/https://doi.org/10.13287/j.1001-9332.201909.028

Radziemska, M., Vaverková, M. D., Adamcová, D., Brtnický, M., y Mazur, Z. (2019). Valorization of fish waste compost as a fertilizer for agricultural use. Waste and Biomass Valorization, 9. https://doi.org/https://doi.org/10.1007/s12649-018-0288-8

Radziemska, M., Vaverková, M. D., Adamcová, D., Brtnický, M., y Mazur, Z. (2019). Valorization of fish waste compost as a fertilizer for agricultural use. Waste and Biomass Valorization, 9. https://doi.org/https://doi.org/10.1007/s12649-018-0288-8

Ramesh, T., Amuthavalli, A., y Boopathy, R. (2020). Analysis of fermented liquid fertilizer from marine crab waste. International Journal of Environment, Agriculture and Biotechnology, 18(4), 7. https://doi.org/https://dx.doi.org/10.22161/ijeab.53.16

Rana, H., Sharma, K., y Negi, M. (2020). Effect of organic manure and biofertilizers on plant growth, yield and quality of Sweet orange (Citrus sinensis L.). International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 9(4), 7. https://doi.org/https://doi.org/10.20546/ijcmas.2020.904.247

Reyes, P. J., Rivero, H. M., Andagoya, F. C., Beltrán, M. F., Hernández, M. L., García, L. A., y Ruiz, E. F. (2021). Emergencia y características agronómicas del Cucumis sativus a la aplicación de quitosano, Glomus cubense y ácidos húmicos. Biotecnia, 23(3). https://doi.org/https://doi.org/10.18633/biotecnia.v23i3.1427

Sáez, P., Asuero, A., y Martín, J. (2019). Una anotación sobre el método de Kjeldahl Una anotación sobre el método Kjeldahl. Una Granja Real Acad, 85(1), 1-6. https://analesranf.com/wp-content/uploads/2019/85_01/85_01_mrev01.pdf

Sonnenholzner, V. J. (2021). ¿ Hacia dónde va la acuicultura de equinodermos en América Latina? Potencial, retos y oportunidades. Revista de Biología Tropical, 69, 36. https://doi.org/https://doi.org/10.15517/rbt.v69iSuppl.1.46393

Soto, A., Rivera, M., Gonzalez, P., y Ayala, I. (30 de 03 de 2019). Análisis Microbiológico de Biosólidos para su aprovechamiento en cultivos de tallo corto. Revista de Ingeniería Biomédica y Biotecnología, 03(07), 1-8. https://www.ecorfan.org/taiwan/research_journals/Ingenieria_Biomedica_y_Biotecnologia/vol3num7/Revista_de_Ingenier%C3%ADa_Biom%C3%A9dica_y_Biotecnol%C3%B3gica_V3_N7_4.pdf

Sun, K., Fu, L., Song, Y., Yuan, L., Zhang, H., Wen, D., y Wang, K. (2021). Effects of continuous cucumber cropping on crop quality and soil fungal community. Environmental Monitoring and Assessment, 193(7). https://doi.org/https://doi.org/10.1007/s10661-021-09136-5

Villalobos, R. S., y González, P. E. (2016). Determinación de la relación pez planta en la producción de tomate (Licopersicum sculentum L.) en sistema de acuaponia. Revista mexicana de ciencias agrícolas, 7(5), 11. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=263146723001

Villasante, D. O. (2022). Evaluación de las características físico químicas del agua y la composición del sustrato en zonas de crianza intensiva de trucha (Oncorhynchus mykiss) en el lago Titicaca, Pomata-Puno. Ñawparisun-Revista de Investigación Científica, 4(1), 11. https://doi.org/http://doi.org/10.47190/nric.v4i1.2

Yamberla, E. A., Terán, J. M., Vera, D. M., y Rengifo, M. H. (2019). Efectividad de sedimentos de la laguna de Colta como abono orgánico para la recuperación de suelos en el cultivo de cilantro. Revista Iberoamericana Ambiente & Sustentabilidad, 2(3), 7. https://doi.org/https://doi.org/10.46380/rias.v2i3.65

Yáñez, J. M., León de la Rocha, J. F., Godoy, A. T., Gastélum, L. R., López, M. M., Cruz, O. j., y Cervantes, D. L. (2018). Alternativas Para El Control De La Cenicilla (Oidium sp.) En Pepino (Cucumis Sativus L.). Revista Mexicana De Ciencias Agrícolas, 3(2), 12. https://doi.org/https://doi.org/10.29312/remexca.v3i2.1461.

Zambrano, G. F., y Lima, M. A. (2023). Uso de fertilizantes orgánicos en la producción de Cucurbitáceas: revisión de literatura. Paideia XXI, 13(1), 19. https://doi.org/https://doi.org/10.31381/paideia.v13i1.5671

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31-05-2026

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Biotechnological Application of Biosolids from White Shrimp (Penaeus vannamei) and Red Tilapia (Oreochromis sp.) as Biofertilization Agents in Cucumber (Cucumis sativus) Production. (2026). TERRA LATINOAMERICANA, 44. https://doi.org/10.28940/terralatinoamericana.v44i.2447

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