Nos últimos anos, houve ressurgimento de uma forma alternativa de agricultura conhecida como aquaponia. Embora os fundamentos desses sistemas possam ser rastreados até os tempos antigos, o advento da Internet desencadeou uma grande comunidade de do-it-yourselfers que adaptaram tanques e equipamentos excedentes em sistemas domésticos.
O que as pessoas acham mais atraente na aquaponia é a relação simbiótica entre plantas e animais. Enquanto isso acontece ao nosso redor todos os dias, os sistemas aquapônicos fornecem uma ótima maneira de ver isso em tempo real. Na sua forma mais elementar, a aquaponia consiste na criação de plantas em águas ricas em nutrientes provenientes de uma fonte que alberga espécies aquáticas, sendo os peixes os mais populares. Muitas vezes, porém, o organismo mais importante do sistema, as bactérias benéficas, é negligenciado. Antes de nos aprofundarmos na ciência, precisamos primeiro examinar os dois principais sistemas que compõem a aquaponia:hidroponia e aquicultura.
Terminologia e métodos
“Hidroponia” é a produção de culturas em uma solução rica em nutrientes. Embora existam vários métodos para cultivar culturas hidropônicas, os mais populares usados em aquaponia incluem leitos de mídia, cultura em águas profundas (DWC) e técnica de filme de nutrientes (NFT). Muitas vezes, uma combinação de dois ou mais métodos pode ser empregada em um sistema. A escolha de qual método usar geralmente depende do nível de habilidade de um indivíduo, do tempo disponível e dos recursos financeiros. No entanto, é importante observar que a seleção de culturas deve ser levada em consideração ao decidir sobre o método certo para você. Considerações adicionais incluem:os leitos de mídia devem inundar e drenar pelo menos duas vezes por hora; um cascalho não calcário de 1/2 a 3/4 de polegada pode ser usado para mídia; um sistema DWC precisa de pelo menos 8 polegadas de profundidade de água e aeração para funcionar corretamente; e um sistema NFT deve ser ajustado para permitir a drenagem adequada dos canais NFT.
Nutrientes para sistemas hidropônicos são comumente fornecidos por meio de concentrados de nutrientes comerciais. Em um sistema de “aquaponia”, esses nutrientes são derivados da decomposição de resíduos de peixes e nitrificação. Plantas cultivadas aquaponicamente requerem os mesmos macronutrientes e micronutrientes que suas contrapartes cultivadas em terra requerem.
Um dos parâmetros mais importantes para monitorar é o pH. A absorção de nutrientes pelas plantas em um sistema aquapônico depende muito do pH adequado. Uma faixa de 6,8 a 7,0 fornece o melhor terreno comum para plantas, bactérias e peixes.
Um requisito muitas vezes esquecido ao mudar de culturas cultivadas no solo para aquaponia é o oxigênio na zona da raiz. O método de entrega de oxigênio depende do método de cultivo e entrega da solução rica em nutrientes. Ao usar leitos de mídia, o oxigênio é fornecido pelo ar, que é puxado para dentro da mídia à medida que a solução é drenada. Se estiver usando DWC, o ar é fornecido por meio de pedras de ar submersas na solução. O NFT permite que a parte superior da massa de raízes seja exposta ao ar, enquanto as raízes restantes são submersas em uma fina camada de nutrientes.
“Aquacultura” é o cultivo de organismos aquáticos. Os peixes requerem as mesmas necessidades fundamentais – oxigênio, água, nutrição e um ambiente adequado – que as formas mais típicas de gado. O oxigênio é comumente fornecido através da aeração. Fornecer água de fonte livre de patógenos, livre de cloração que atenda aos requisitos de temperatura das espécies selecionadas. Existem muitas qualidades da água que podem afetar a sobrevivência de seus peixes:oxigênio dissolvido, nitrogênio amoniacal total (TAN), pH, alcalinidade, dureza e salinidade, para citar alguns.
Sistemas de aquicultura
Embora existam vários tipos de aquacultura praticados em todo o mundo, os três métodos de aquacultura terrestres mais amplamente utilizados são os sistemas de pistas, a cultura em lagoas e os sistemas de aquacultura de recirculação. Os sistemas de pistas aproveitam a topografia do fluxo contínuo de água para fornecer água fresca e limpa aos peixes. A cultura de lagoas na maioria das vezes utiliza lagoas artificiais para criar peixes em uma densidade mais baixa. Os sistemas de aquicultura de recirculação (RAS) consistem em um tanque de criação, seguido de filtragem de sólidos e, em seguida, filtragem biológica. O oxigênio é fornecido por aeração para manter níveis adequados de oxigênio dissolvido para suportar o aumento da densidade de estocagem. A grande maioria dos sistemas aquapônicos usa o RAS como base para o projeto.
Um tanque redondo de 3:1 de diâmetro a profundidade com drenagem central é ideal para a criação de peixes. A água de entrada deve ser direcionada ao longo do perímetro do tanque para facilitar a autolimpeza dos resíduos. As saídas devem ser peneiradas para manter os peixes nos tanques, mas permitir que os resíduos saiam. É importante manter uma densidade de estocagem de menos de 0,5 libras de peixe por galão de água e trocar o volume do seu tanque de peixes uma vez por hora. Além disso, a filtragem de resíduos sólidos é uma obrigação, juntamente com a utilização de uma filtragem de fluxo por gravidade, se possível. Exemplos disso são separadores de fluxo radial, filtros de redemoinho e filtros de meia.
Filtragem
O componente mais negligenciado de um sistema de aquicultura é a filtragem biológica, o sistema que converte a amônia produzida pelos peixes em nitritos, depois em nitratos. Um biofiltro requer oxigênio para fornecer um ambiente aeróbico onde as bactérias nitrificantes possam prosperar. Existem muitos projetos disponíveis para biofiltragem. Um dos métodos mais populares utiliza mídia plástica flutuante para aumentar a área de superfície interna, permitindo assim a colonização de bactérias nitrificantes.
Um reator de biofilme de leito móvel (MBBR) é um exemplo disso. MBBRs são eficientes uma vez estabelecidos e requerem muito pouca manutenção. Os biofiltros requerem de quatro a seis semanas para se estabelecerem adequadamente. Embora existam produtos que podem “semear” bactérias em seu biofiltro, você também pode deixar a Mãe Natureza fazer o trabalho adicionando rotineiramente amônia pura em pequenas doses, até ver o estabelecimento de bactérias nitrificantes. Uma vez que a amônia e os nitritos tenham atingido o pico e caído, os nitratos devem subir e permanecer estáveis enquanto houver amônia sendo produzida. Uma vez estabelecido, você pode adicionar peixes.
Como tudo funciona em conjunto
O ciclo do nitrogênio é o processo mais importante em um sistema aquapônico; é o que faz os sistemas RAS e aquapônicos funcionarem – cuja eficiência determina a saúde do sistema e o potencial de produção. A alimentação dos peixes é responsável pela maior parte do nitrogênio em seu sistema. Uma porcentagem de nitrogênio é convertida em biomassa de peixe, enquanto o restante é excretado na água de cultivo como amônia, um subproduto do metabolismo de proteínas. As bactérias autotróficas oxidam a amônia em nitrito e depois oxidam em nitratos. Embora a amônia e os nitritos possam ser utilizados pelas plantas, os nitratos são frequentemente a forma preferida de nitrogênio para as plantas.
A bomba é inconfundivelmente o coração de qualquer sistema. O dimensionamento adequado de sua bomba é essencial para a conservação de energia e eficiência de filtragem. Uma bomba muito pequena equivale a coleta de sólidos no recipiente de cultura e baixa eficiência de filtração, enquanto uma bomba muito grande resulta em desperdício de eletricidade. Portanto, um ótimo lugar para começar é dimensionar o volume do seu tanque de cultura. Dimensione sua bomba para trocar o volume do tanque de cultura uma vez por hora e minimize o excesso de conexões de encanamento para reduzir a restrição da bomba.
Um componente adicional que é crítico para a criação de peixes é a aeração. O método mais comum usado em pequenos sistemas são as bombas de ar, que usam o ar atmosférico para fornecer oxigênio ao sistema por meio de pedras ou difusores de ar submersos. Geralmente, o oxigênio dissolvido (OD) deve ser de 5 miligramas por litro, ou mais, e pode ser testado com medidores ou kits de titulação.
Tendo analisado os princípios, vamos olhar para o sistema aquapônico como um todo. Um projeto básico é muito parecido com um sistema RAS com a adição do canteiro de plantas. Na maioria dos sistemas RAS, 10% da água deve ser substituída por água limpa e fresca todos os dias devido ao acúmulo de nitrato. Ao incorporar plantas, que absorvem os nitratos excedentes, podemos reutilizar essa água sem desperdiçá-la. Em essência, alimentamos os peixes, que produzem os nutrientes que fazem crescer as plantas, que absorvem os nutrientes, que purificam a água. Os canteiros devem estar localizados após o sistema de filtragem. Se a água não filtrada entrar nos canteiros, os resíduos podem se acumular, resultando em condições anóxicas. Depois que a água deixa os canteiros, ela pode ser devolvida ao tanque de peixes. Existem várias maneiras de organizar um sistema. Desde que todos os princípios básicos sejam aplicados, você terá um sistema aquapônico agradável e fácil de usar que pode fornecer produtos frescos e peixes durante todo o ano.
Cálculos e considerações
Qualquer sistema aquapônico deve ser projetado para o que você planeja cultivar. Existe um método para a loucura ao calcular a quantidade de peixes necessária para a quantidade de plantas cultivadas ou vice-versa. Se você estiver interessado em cultivar folhas verdes e ervas, você precisa alimentar 0,125 libras de ração para peixes por dia por 10 pés quadrados de espaço de cultivo de plantas, como regra geral. Se você estiver interessado em cultivar plantas frutíferas ou uma combinação dos dois, dobre essa quantidade.
É importante notar que, ao criar peixes, é muito pior superalimentar do que subalimentar. Demasiados alimentos não consumidos podem comprometer a filtragem, além de desperdiçar dinheiro. Um cálculo simples para determinar as taxas de alimentação é pesar periodicamente seus peixes e multiplicar o peso médio pela quantidade de peixes individuais em seu tanque, conhecida como biomassa. Em média, alimente 3 por cento da biomassa na alimentação dos peixes por dia. Para operar seu sistema a longo prazo, recomenda-se uma colheita parcial de peixes. Se você colher todos os peixes de uma só vez, a entrada de ração no sistema pararia, resultando em falta de nutrientes para as plantas. Assim, é melhor colher alguns peixes, conforme você precisar deles, ao longo do tempo.
Espécies de plantas e animais
Ok, então que tipo de peixe posso cultivar? A resposta é simples:qualquer espécie de água doce que você goste. No entanto, cada espécie de peixe tem seus próprios requisitos para a química e temperatura adequadas da água. Contanto que essas condições sejam atendidas, você estará cultivando peixes saudáveis e felizes em pouco tempo. Os peixes de alimentação mais comumente cultivados para pequenos sistemas são a tilápia e o bagre do canal. Ambas as espécies são resistentes e podem suportar uma qualidade inferior da água. Se você estiver interessado em cultivar peixes ornamentais, carpas e peixinhos dourados funcionam muito bem.
Finalmente, quando se trata de plantas em sistema aquapônico, a escolha é sua. Novamente, contanto que a temperatura, os nutrientes e a aeração adequados sejam fornecidos, você cultivará plantas exuberantes a uma taxa elevada. Em relação ao tratamento de pragas de plantas, lembre-se de usar apenas produtos seguros para peixes e minimizar o contato direto com a água.
Existem muitas opiniões e pensamentos sobre as relações internas de trabalho entre as espécies aquáticas, bactérias benéficas e plantas em um sistema aquapônico. Embora todos trabalhem juntos em um sistema simbiótico adequadamente projetado, cada um desses três organismos tem certos requisitos que devem ser atendidos para garantir o desenvolvimento e a coexistência adequados. A aquaponia é apenas uma mesa de três pés, que deve ser sustentada atendendo individualmente as necessidades dos três pés de sustentação:espécies aquáticas, bactérias e plantas.
Como tudo na vida, a aquaponia deve ser projetada e operada para imitar a natureza, em vez de manipulá-la. Lagos de fazendas de pesca e outros poços de pesca de água doce fornecem fontes de alimentos, além de horas de diversão e satisfação.
