aquaponics
7.2 Desenvolvimento Histórico da Aquapônica Acoplada
A maior parte dos esforços de investigação originais sobre sistemas aquapónicos acoplados realizaram-se nos EUA, com uma presença crescente na UE, em parte iniciada pela Acção COST FA1305, o Hub Aquaponics da UE e noutros centros de investigação europeus. Hoje em dia, projetos de sistemas aquapônicos totalmente recirculantes dominam quase completamente a indústria aquapônica americana, com estimativas de que mais de 90% dos sistemas aquapônicos existentes nos EUA são de um projeto totalmente recirculante (Lennard, pers.
· Aquaponics Food Production Systems7.1 Introdução
** Fig. 7.1** Diagrama do primeiro sistema por Naegel (1977) cultivando Tilapia e carpa comum em combinação com alface e tomate em um sistema fechado de recirculação A combinação do cultivo de peixes e plantas em aquapônica acoplada remonta ao primeiro projeto de Naegel (1977) na Alemanha, usando um sistema de escala de passatempos de 2000 L (Fig. 7.1) localizado em uma estufa de ambiente controlado. Este sistema foi desenvolvido para verificar a utilização de nutrientes provenientes de águas residuais de peixes em condições de recirculação de água totalmente controladas destinadas à produção de plantas, incluindo um sistema de lamas duplas (tratamento aeróbico/anaeróbio de águas residuais).
· Aquaponics Food Production Systems6.7 Conclusões
Antigamente o domínio dos pequenos produtores, os avanços tecnológicos estão cada vez mais movendo a aquaponia para a produção comercial de maior escala, concentrando-se na melhoria da recuperação de macro e micronutrientes, ao mesmo tempo em que fornecem inovações técnicas para reduzir as necessidades de água e energia. No entanto, a ampliação da aquapônica para uma escala industrial requer uma compreensão e manutenção muito melhor das assemblagens microbianas, e a implementação de medidas de biocontrole fortes que favoreçam a saúde e o bem-estar dos peixes e das culturas, ao mesmo tempo que cumprem as normas de segurança alimentar para seres humanos consumo.
· Aquaponics Food Production Systems6.6 Sólidos e Lodo Suspenso
Os parâmetros para a operação aquapônica em uma determinada escala — incluindo volume de água, temperatura, vazão e alimentação, pH, idade e densidades de peixes e culturas — afetam a distribuição temporal e espacial das comunidades microbianas que se desenvolvem dentro de seus compartimentos, para revisões: RAS (Blancheton et al. 2013); hidroponia (Lee e Lee 2015). Além de controlar o oxigênio dissolvido, os níveis de dióxido de carbono e o pH na aquapônica, também é essencial controlar o acúmulo de sólidos no sistema RAS, pois partículas finas suspensas podem aderir às brânquias, causar abrasão e desconforto respiratório e aumentar a suscetibilidade à doença (Yildiz et al.
· Aquaponics Food Production Systems6.5 Papel Bacteriano na Ciclagem de Nutrientes e Biodisponibilidade
Pesquisas consideráveis têm sido realizadas para caracterizar bactérias heterotróficas e autotróficas em sistemas RAS e para melhor compreender seus papéis na manutenção da qualidade da água e na ciclagem de nutrientes (para revisões, ver Blancheton et al. (2013); Schreier et al. (2010). Heterotróficos não patogênicos, tipicamente dominados por Alphaproteobacteria e Gammaproteobacteria, tendem a prosperar em biofiltros, e suas contribuições para transformações de nitrogênio são bastante bem compreendidas porque a ciclagem de nitrogênio (NC) tem sido de suma importância no desenvolvimento de cultura recirculante sistemas (Timmons e Ebeling 2013).
· Aquaponics Food Production Systems6.4 Equilíbrio Microbiano e Reforço em Unidades Aquapônicas
A produtividade no sistema aquaponico envolve o monitoramento e o gerenciamento de parâmetros ambientais, a fim de fornecer a cada componente, seja microbiano, animal ou vegetal, condições de crescimento ótimas. Embora isso nem sempre seja possível devido a compensações nos requisitos, um dos principais objetivos da aquapônica gira em torno do conceito de homeostase, em que manter a estabilidade do sistema envolve ajustar parâmetros operacionais para minimizar perturbações desnecessárias que causam estresse dentro de uma unidade, ou efeitos prejudiciais sobre outros componentes.
· Aquaponics Food Production Systems6.3 Considerações sobre biossegurança para a segurança alimentar e o controlo de patógenos
6.3.1 Segurança alimentar Uma boa segurança alimentar e garantir o bem-estar dos animais são grandes prioridades na obtenção de apoio público à aquaponia. Uma das questões mais frequentes levantadas pelos especialistas em segurança alimentar em relação à aquaponia é o risco potencial de contaminação por agentes patogênicos humanos ao utilizar efluentes de peixe como fertilizante para plantas (Chalmers 2004; Schmautz et al. 2017). Uma pesquisa recente na literatura para determinar os riscos zoonóticos em aquapônicos concluiu que patógenos em água de ingestão contaminada, ou patógenos em componentes de alimentos originários de animais de sangue quente, podem se tornar associados à microbiota do intestino de peixe, que, mesmo que não prejudiquem os próprios peixes, potencialmente ser passado para cima da cadeia alimentar para os seres humanos (Antaki e Jay-Russell 2015).
· Aquaponics Food Production Systems6.2 Ferramentas para o estudo de comunidades microbianas
Novas tecnologias para estudar como as comunidades microbianas mudam ao longo do tempo, e quais grupos de organismos predominam sob condições ambientais particulares, têm oferecido cada vez mais oportunidades para antecipar resultados adversos dentro dos componentes do sistema e, assim, levar ao projeto de melhores sensores e testes para A monitorização eficaz das comunidades microbianas em culturas de peixes ou vegetais. Por exemplo, várias tecnologias ‘ômicas’ — metagenômica, metatranscriptomics, proteômica comunitária, metabolômica — estão cada vez mais permitindo aos pesquisadores estudar a diversidade de microbiota em sistemas RAS, biofiltros, hidropônicos e digestor de lamas, onde a amostragem inclui conjuntos microbianos inteiros em vez de um dado genoma.
· Aquaponics Food Production Systems6.1 Introdução
A água de recirculação na porção aquícola de um sistema aquaponico contém partículas e matéria orgânica dissolvida (POM, DOM) que entram no sistema principalmente através de alimentos para peixes; a porção de alimento que não é consumida ou metabolizada pelos peixes permanece como resíduo na água do sistema de aquicultura de recirculação (RAS) , quer na forma dissolvida (por exemplo, amoníaco) quer sob a forma de sólidos suspensos ou assentados (por exemplo, lamas).
· Aquaponics Food Production Systems5.9 Vantagens da Aquaponics
Uma vez que existem duas tecnologias distintas, existentes e análogas que produzem peixes e plantas a altas taxas (cultura de peixe RAS e produção de plantas de cultura hidropônico/substrato), uma razão para a sua integração parece pertinente. A RAS produz peixes a taxas produtivas em termos de ganho de biomassa individual, para o peso da ração adicionado, que rivaliza, se não melhores, outros métodos de aquicultura (Lennard 2017). Além disso, as altas densidades de peixes que o RAS permite levar a maiores ganhos coletivos de biomassa (Rakocy et al.
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