O Guia do Iniciante em Ferro em Aquaponia

Aviso! Este post fica um pouco técnico. Para ir direto às informações complementares, pule para “Como suplementar o ferro na aquaponia” perto da parte inferior do post.

Por que o ferro é importante?

Em massa, ferro é um dos maioria elementos abundantes no planeta e um dos metais mais antigos conhecidos e usados ​​pela humanidade. É também um nutriente importante para plantas e animais e, portanto, crucial para o seu sistema aquapônico.

A deficiência de ferro normalmente se mostra como amarelecimento apenas entre as veias, com as veias permanecendo verdes. O crescimento jovem é o mais afetado.

Em animais , a substância contendo ferro mais comum são os complexos heme. Estamos mais familiarizados com a hemoglobina. Na hemoglobina, o ferro ajuda a reter oxigênio para o transporte por todo o corpo.

Nas plantas , o ferro tem muitas funções, mas é um componente essencial na produção de clorofila, o local da fotossíntese.

Sem ferro suficiente, as plantas não podem produzir clorofila suficiente, levando a um crescimento retardado da planta caracterizado por clorose intervinal. O ferro também é um componente-chave do citocromo - uma hemeproteína que desempenha um papel fundamental na geração de ATP - a moeda do metabolismo celular.

Nessa capacidade, é insubstituível para plantas e animais. O ferro também desempenha um papel importante em muitas outras proteínas e reações.

Como o oxigênio complica a absorção de ferro

O ferro pode ser difícil de gerenciar porque é muito reativo. Ele existe em uma variedade de estados iônicos (com cargas em qualquer lugar de +6 a -2), mas existe principalmente como Ferro ²⁺ (II; Ferr ous Ferro) ou Ferro ³⁺ (III; Fer rico Ferro) e transições prontamente entre eles, dependendo de variáveis ​​ambientais como o oxigênio.

Infelizmente, porque é altamente reativo, o ferro normalmente não está disponível.

Ele oscila entre as formas solúveis e insolúveis, forma compostos com outros minerais e (geralmente em ambientes aeróbicos) é difícil de conseguir.

O problema? Ferroso o ferro está disponível para as plantas (é solúvel). Férrico o ferro não é (é insolúvel). O ferro férrico é a forma mais oxidada, enquanto o ferro ferroso é menos oxidado.

As coisas ficam mais complicadas porque assim que o ferro ferroso se torna solúvel em ambientes aeróbicos, frequentemente é oxidado (tornando-se ferro férrico) OU reage com outros compostos tornando-se biologicamente indisponíveis (especialmente em altos valores de pH quando diferentes hidróxidos são formados).

Como os sistemas são geralmente aeróbicos (e certamente aeróbicos na zona da raiz), muitas vezes podem surgir deficiências de ferro - mesmo quando tecnicamente há bastante ferro no sistema.

Agora, esta relação entre oxigênio e ferro não é uma coisa em tempo integral. Na realidade, o ferro está voando entre os estados ferroso e férrico, mas o estado dominante em ambientes com alto pH e oxidados é férrico; isso significa que suas plantas não podem absorvê-lo.

Esses detalhes são importantes porque ditam como examinamos as soluções.

Suplementar ferro em aquaponia - abordagens erradas

Muitos praticantes jogam itens de ferro enferrujado em seus sistemas falsamente presumindo que isso irá complementar o ferro do sistema.

Em certo sentido, adiciona ao reservatório de ferro do sistema, mas não de uma forma construtiva ou significativa. Tudo o que isso faz é introduzir mais ferro férrico no sistema - uma forma de ferro que provavelmente já existia em abundância.

Outros praticantes desenvolvem intencionalmente zonas anaeróbicas dedicadas, onde o ferro férrico será reduzido pelo ambiente anaeróbico livre de oxigênio para produzir ferro ferroso. Esta é uma abordagem mais atraente, especialmente em sistemas de baixo pH, mas ainda não resolve inteiramente o problema de obter o íon de ferro reduzido (Fe ²⁺ ) através da zona aeróbia oxigenada ao redor das raízes das plantas (especialmente em sistemas de pH alto, onde os íons hidroxila são abundantes!).

Em sistemas de baixo pH, o ferro ferroso tem uma chance muito melhor de atingir a zona da raiz, simplesmente porque há menos hidroxila (OH ^- ) grupos para reagir ao longo do caminho. Contudo, mesmo na ausência de grupos hidroxila, existem muitos outros obstáculos químicos para alcançar a zona da raiz da planta em quantidades adequadas.

A boa notícia é que o problema da absorção de ferro não foi esquecido pela natureza.

A solução da planta:quelação

As plantas têm alguns meios químicos incríveis de sequestrar íons de ferro férrico, amarrando-os, agrupando-os no solúvel, equivalente bioquímico da van de painel, e entregando-os, amarrado e amordaçado, para a superfície da raiz para uso da planta.

As plantas também usam algumas outras técnicas para disponibilizar o ferro, incluindo a acidificação da superfície da raiz por meio da excreção de íons hidrônio (H +) e da secreção de compostos redutores de ferro. Mas para o bem da gestão do sistema aquapônico, esta primeira técnica bioquímica de fixação de ferro é o que iremos nos concentrar.

Este processo é chamado quelação -isso é, amarrando íons e compostos de ferro férrico insolúveis a moléculas orgânicas para torná-los solúveis.

A quelação é realizada por moléculas orgânicas especiais chamadas quelatinas ou agentes quelantes. Estas são moléculas orgânicas que são especialmente projetadas para capturar, ou "dissolver" metais, dos quais o ferro é um.

No mundo das plantas, as quelatinas são produzidas pelas raízes das plantas e vazam para o solo para capturar e fornecer íons de ferro insolúveis.

Os mais eficazes desses agentes quelantes são fitossideróforos que ligam íons de ferro muito fortemente, puxando-os dos vários precipitados insolúveis e substâncias em que ocorrem mais comumente. Esses agentes quelantes são compostos especiais produzidos por certas plantas (fitossideróforos) e bactérias (sideróforos) que são incrivelmente eficazes na ligação do ferro. Gramíneas (Poaceae), e especialmente a cevada são particularmente eficazes na produção de fitossideróforos para a captura de ferro.

(Como uma nota lateral:uma grande quantidade de pesquisas está sendo feita sobre o uso de cevada para produzir sideróforos para sequestro de ferro, e contém algumas implicações interessantes para os sistemas aquapônicos onde os profissionais estão dispostos a cultivar cevada.)

Agentes quelantes comuns em seu sistema

Outros agentes quelantes comuns são os aminoácidos, ácidos orgânicos (especialmente ácidos húmicos), e polifenóis.

Esses são compostos que ajudam a manter o ferro solúvel e biologicamente disponível para as plantas e algas do sistema. Embora esses compostos possam ser introduzidos, e soluções húmicas ou "chá-água" podem ser promovidas e gerenciadas, nem sempre são suficientes para manter o ferro disponível para as plantas - especialmente em sistemas com um pH de 7 ou superior. Nestes sistemas, frequentemente é necessária uma quelatina artificial.

O uso de misturas para envasamento de turfa (para germinação de mudas e transplantes) permite que os produtores mantenham altos níveis de substâncias húmicas. Contudo, Está ainda benéfico para suplementar o ferro quelado regularmente.

O ferro é um dos nutrientes das plantas que deve ser suplementado em quase todos os sistemas aquapônicos.

Como suplementar o ferro na aquaponia

Para complementar o ferro, ferro quelado deve ser adicionado aos sistemas.

Admissível de acordo com os padrões orgânicos do USDA, ferro quelado é um íon de ferro quelado artificialmente - essencialmente, ferro ligado a uma molécula orgânica para torná-lo solúvel.

Ao adicionar ferro quelado, deficiências de ferro em suas plantas podem ser evitado .

Formas de ferro quelado

As formas mais comuns de ferro quelado são:

FeEDTA: Esta é uma forma ligeiramente tóxica que os praticantes de aquaponia não deveria usar. Este tipo de ferro quelado é comumente usado como herbicida para matar ervas daninhas de folha larga. Não deve ser usado apenas por causa de sua toxicidade, mas também porque normalmente apenas quela o ferro de forma eficaz até a faixa de pH de 6,3 ou 6,4. Acima desta faixa, não é um quelato estável. Então, usar FeEDTA em seu sistema de pH 7,0 de forma consistente representa uma quantidade significativa de dinheiro desperdiçado em comparação com outras formas de ferro quelado. Por esta razão, Eu recomendo que os praticantes de AP não usem FeEDTA. É irônico que esta seja a forma mais comumente vendida e usada de ferro quelatado em sistemas aquapônicos, pois é bastante ineficaz - o equivalente ao moderno “óleo de cobra aquapônico”.

FeDTPA: Isso é o que eu recomendo para a maioria dos sistemas em valores de pH entre 6 e 7,5. Ele está comumente disponível em lojas de gramado e jardim. (Obtenha online aqui.)

FeEDDHA: Isso é o que eu recomendo para sistemas que têm valores de pH de até 9,0 (vamos esperar que seu pH nunca fique tão alto!), e a melhor forma completa de quelato de ferro, especialmente para sistemas de partida. Eficaz em uma ampla faixa de pH, FeEDDHA mantém a solubilidade do ferro em quase todas as condições de água encontradas pelos sistemas aquapônicos de inicialização

O fertilizante de ferro quelado está disponível em muitos fornecedores diferentes e geralmente é fácil de encontrar em uma loja de ferragens local.

Pensamento comum sobre a adição de ferro quelado

Existem duas escolas de pensamento sobre a adição de ferro quelado.

1) Adição em resposta à deficiência

Alguns dizem que o ferro quelado deve ser aplicado sempre que houver uma deficiência. Este é um método de dosagem razoável e reacionário, mas no final das contas significa que suas plantas devem primeiro sofrer de depleção e deficiência de ferro antes que o problema seja resolvido. Neste cenário, a produção da planta pode ser impactada negativamente.

2) Adição em uma base regular

O outro (e melhor) A escola de pensamento é aplicar o ferro na taxa do sistema UVI padrão de 2mg / L a cada três semanas. (Dr. Rakocy, da Universidade das Ilhas Virgens, foi o primeiro a projetar um sistema aquapônico DWC padrão. Muitos de nossos números e proporções aquapônicas hoje são extraídos de sua pesquisa.) Para obter mais detalhes sobre a quantidade de ferro a ser usada, assistir Iron in Aquaponics - Parte 2 (de quanto eu preciso?)

O ferro também pode ser aplicado por via foliar - usando ferro quelado ou sulfato ferroso misturado em baixas concentrações. A aplicação foliar é ótima para uma resposta rápida. Mas porque o ferro não é um nutriente móvel dentro dos tecidos das plantas, ferro terá que ser suplementado regularmente usando este método - um processo demorado, e finalmente método de suplementação de ferro menos eficaz .

Resumindo, o ferro pode ser dosado regularmente para que não surjam deficiências de ferro em seu sistema.

Custo do Ferro Quelatado

Enquanto muitos profissionais reclamam do custo, quando comprado na sacola de 5 a 10 libras, o ferro quelado não é realmente muito caro, e muitas vezes até mesmo em grandes sistemas comerciais, vai durar muitos meses.

Na taxa de dosagem acima, uns 10 libras, O saco de $ 15 de FeDTPA quelatado vai durar bem mais de um ano ou menos de $ 1 por mês. Em concentrações mais altas de ferro, ele vai durar muito mais tempo.

Produtos de ferro quelatado

Várias pessoas perguntaram onde podem obter bons suplementos de ferro e quanto custam. Aqui está essa informação:

• “Miller DP” - DTPA (Na prateleira ou pedido através do hardware Ace)
• “Sequestrene” - DTPA (Saco de 5 libras na Amazon por US $ 57)
• “Miller FerriPlus” - EDDHA (SunshineGardensFl.com; 1 libra por US $ 20, ou 20 libras por $ 300)
• “Sequestar Ferro 6% Quelato” - EDDHA (RoseCare.com; 5 libras por US $ 73)

Todos esses produtos funcionarão muito bem em seu sistema!

* Dica rápida:corante vermelho no FeEDDHA de Miller!
Um amigo e leitor do blog nos contou sobre este produto que parecia ter tornado todo o seu sistema vermelho água após adicionar 3 onças. Parece que o produto da Miller contém corante vermelho! Uma tintura provavelmente não fará mal ao seu peixe, mas verifique novamente para ter certeza.

Esperamos que esta postagem do blog esteja ajudando você a manter seu sistema saudável. Para aprender mais sobre sistemas aquapônicos, confira nosso canal no Youtube.

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