13.4 Ritmos fisiológicos: Nutrição de Peixes e Vegetais

O desenho de alimentos para peixes é crucial na aquapônica, pois a ração para peixes é o único ou, pelo menos, o principal aporte de nutrientes tanto para animais (macronutrientes) como para plantas (minerais) (Fig. 13.3).

O nitrogênio é introduzido no sistema aquapônico através de proteínas nos alimentos para peixes, que é metabolizado pelos peixes e excretado sob a forma de amônia. A integração da aquicultura recirculante com hidroponia pode reduzir a descarga de nutrientes indesejados para o meio ambiente, bem como gerar lucros. Em um estudo econômico inicial, a remoção de fósforo em um sistema aquapônico integrado de truta e alface e manjericão provou ser econômica (Adler et al. 2000). A integração das taxas de alimentação dos peixes também é fundamental para satisfazer as necessidades nutricionais das plantas. Na verdade, os agricultores precisam saber a quantidade de alimento utilizado na unidade de aquicultura para calcular quanto nutriente precisa ser complementado para promover o crescimento das plantas na unidade hidropônica. Por exemplo, num sistema aquapônico de tilápia-morango, a quantidade total de alimentos necessários para produzir íons (por exemplo, Nosub3/subsup—, /sup casub2/subsup+/sup, Hsub2/subposub4/subsup-/sup e ksup+/sup) para plantas foi calculada em diferentes densidades de peixes, com melhor resultado para a pequena densidade de peixes 2 kg peixes/msup-3/sup p para reduzir o custo da suplementação de solução hidropônica (Villarroel et al. 2011).

Fig. 13.3 Fluxo de nutrientes em um sistema aquapônico. Observe que a alimentação de peixes, através de águas residuais do sistema de aquicultura, fornece os minerais necessários para que as plantas cresçam no sistema hidropônico. O tempo das refeições deve ser concebido de modo a corresponder aos ritmos de alimentação/ excreção em peixes e ritmos de absorção de nutrientes nas plantas

É sabido que as plantas têm ritmos diários e a ritmicidade circadiana nos movimentos foliares foi descrita pela primeira vez em plantas por de Mauran no início do século XVIII (McClung 2006). Os ritmos circadianos nas plantas controlam tudo desde o momento da floração até a nutrição das plantas e, portanto, esses ritmos precisam ser levados em consideração especialmente ao usar iluminação hortícola artificial. Os peixes também estão ligados aos ritmos diários na maioria das funções fisiológicas, incluindo alimentação e absorção de nutrientes. Não deve surpreender que os peixes apresentem ritmos alimentares porque a disponibilidade de alimentos e a ocorrência de predadores são dificilmente constantes, mas restrita a uma determinada hora do dia/noite (López-Olmeda e Sánchez-Vázquez 2010). Assim, os peixes devem ser alimentados no momento certo de acordo com seus ritmos de apetite: refeições programadas durante o dia para espécies de peixes diurnos e à noite para peixes noturnos. É sabido que os peixes apresentam padrões diários de desaminação de proteínas e resíduos azotados relacionados ao seu estado nutricional e ritmos alimentares (Kaushik 1980). O tempo de alimentação afeta a excreção de nitrogênio, pois Gelineau et al. (1998) relataram que a produção de amônia e o catabolismo protéico foram menores nos peixes alimentados ao amanhecer (em fase com seu ritmo alimentar) do que nos alimentados à meia-noite (fora de fase). O mais interessante é que a excreção de ureia mostra ritmicidade circadiana que persiste em peixes famintos em condições constantes (Kajimura et al. 2002), revelando sua origem endógena. Além disso, a permeabilidade da ureia (determinada como conteúdo de ureia corporal após imersão em solução de ureia) coincidiu com a acrofase, ou seja, o pico do ritmo de excreção diário, indicando que a ureia não permeia as células por difusão simples, mas existe um controle circadiano. As plantas também apresentam ritmos diários na absorção de nitrogênio, conforme descrito anteriormente por Pearson and Steer (1977), que encontraram um padrão diário de absorção de nitrato e nitrato redutase em pimentas mantidos em um ambiente constante. A concentração de nitrato nas folhas de espinafre também aumentou durante a noite, à medida que a taxa de absorção de nitrato pelas raízes aumenta naquela época (Steingrover et al. 1986). Na aquaponia, a evidência aponta para a necessidade de combinar ritmos de excreção em peixes e ritmos de absorção de nutrientes em plantas. Para otimizar o desempenho e a relação custo-benefício dos sistemas aquapônicos, as dietas dos peixes e os horários de alimentação devem ser projetados cuidadosamente para fornecer nutrientes no nível certo e no momento certo para complementar peixes e plantas.