14.4 O Papel da Matéria Orgânica na Atividade de Biocontrole em Sistemas Aquapônicos

Em [Seção 14.2.3](/comunidade/artigos/14-2-microorganisms-in-aquaponics #1423 -Beneficial-Microorganisms-in-Aquaponics ፦The-Possibilidades), sugeriu-se a supressão dos sistemas aquapônicos. Como já foi dito, a principal hipótese está relacionada à recirculação da água como é para sistemas hidropônicos. No entanto, existe uma segunda hipótese e esta está ligada à presença de matéria orgânica no sistema. Matéria orgânica que poderia impulsionar um ecossistema microbiano mais equilibrado, incluindo agentes antagônicos menos adequados para patógenos vegetais (Rakocy 2012).

Na aquaponia, a matéria orgânica provém do abastecimento de água, alimentos não consumidos, fezes de peixes, substrato vegetal orgânico, actividade microbiana, exsudados radiculares e resíduos vegetais (Waechter-Kristensen et al. 1997; Naylor et al. 1999; Waechter-Kristensen et al. 1999). Em tal sistema, bactérias heterotróficas são organismos capazes de usar matéria orgânica como fonte de carbono e energia, geralmente sob a forma de carboidratos, aminoácidos, peptídeos ou lipídios (Sharrer et al. 2005; Willey et al. 2008; Whipps 2001). Na aquicultura recirculada (RAS), eles estão localizados principalmente no biofiltro e consomem partículas orgânicas presas nele (Leonard et al. 2000; Leonard et al. 2002). No entanto, outra fonte de carbono orgânico para bactérias heterotróficas são as substâncias húmicas presentes como matéria orgânica dissolvida e responsáveis pela coloração amarelo-acastanhada da água (Takeda e Kiyono 1990 citadas por Leonard et al. 2002; Hirayama et al. 1988). No solo, bem como em hidroponia, os ácidos húmicos são conhecidos por estimular o crescimento das plantas e sustentar a planta sob condições de estresse abiótico (Bohme 1999; du Jardin 2015). As proteínas na água podem ser utilizadas pelas plantas como fonte alternativa de nitrogênio, aumentando assim seu crescimento e resistência aos patógenos (Adamczyk et al. 2010). Na água recirculada, a abundância de bactérias heterotróficas de vida livre está correlacionada com a quantidade de carbono orgânico biologicamente disponível e razão carbono-nitrogênio (C/N) (Leonard et al. 2000; Leonard et al. 2002; Michaud et al. 2006; Attramadal. 2012). No biofiltro, um aumento na relação C/N aumenta a abundância de bactérias heterotróficas em detrimento do número de bactérias autotróficas responsáveis pelo processo de nitrificação (Michaud et al. 2006; Michaud et al. 2014). Conforme implícito, microrganismos heterotróficos podem ter um impacto negativo no sistema porque competem com bactérias autotróficas (por exemplo, bactérias nitrificantes) por espaço e oxigênio. Alguns deles são agentes patogénicos de plantas ou peixes, ou responsáveis pelo sabor excessivo em peixes (Chang-Ho 1970; Funck-Jensen e Hockenhull 1983; Jones et al. 1991; Leonard et al. 2002; Nogueira et al. 2002; Michaud et al. 2006; Mukerji 2006; Whipps 2001; Rurangwa e Verdegem 2015). No entanto, microrganismos heterotróficos envolvidos no sistema também podem ser positivos (Whipps 2001; Mukerji 2006). Diversos estudos utilizando fertilizantes orgânicos ou meios orgânicos sem solo, em hidroponia, mostraram efeitos interessantes onde a microbiota residente foi capaz de controlar doenças vegetais (Montagne et al. 2015). Todos os substratos orgânicos têm suas próprias propriedades físico-químicas. Consequentemente, as características dos meios de comunicação influenciarão a riqueza e as funções microbianas. A escolha de um meio vegetal específico poderia, portanto, influenciar o desenvolvimento microbiano de modo a ter um efeito supressor sobre os agentes patogênicos (Montagne et al. 2015; Grunert et al. 2016; Montagne et al. 2017). Outra possibilidade de supressão de patógenos relacionada ao carbono orgânico é o uso de alterações orgânicas em hidroponia (Maher et al. 2008; Vallance et al. 2010). Ao adicionar compostagens em meios sem solo como é o uso comum no solo, são esperados efeitos supressores (Maher et al. 2008). O reforço ou a manutenção de um microrganismo específico, como a população de Pseudomonas, adicionando algumas fontes de carbono formuladas (por exemplo, produto à base de nitrapirina), conforme relatado por Pagliaccia et al. (2007) e Pagliaccia et al. (2008), é outra possibilidade. O surgimento da cultura orgânica sem solo também destaca o envolvimento de microrganismos benéficos contra patógenos vegetais apoiados pelo uso de fertilizantes orgânicos. Fujiwara et al. (2013), Chinta et al. (2014) e Chinta et al. (2015) relataram que a fertilização com licor íngreme de milho ajuda a controlar Fusarium oxysporum f.sp. lactucae e Botrytis cinerea em alfaces e Fusarium oxysporum f.sp. radicis-lycopersici em plantas de tomate. E mesmo que dificilmente recomendado para uso aquapônico, 1 g/L de fertilizante solúvel à base de peixe (Shinohara et al. 2011) suprime a murcha bacteriana do tomate causada por Ralstonia solanacearum em hidropônicos (Fujiwara et al. 2012).

Por último, embora as informações sobre o impacto da matéria orgânica na proteção fitossanitária em aquapônica sejam escassas, os vários elementos acima mencionados mostram a sua potencial capacidade de promover uma microbiota específica do sistema e supressora de agentes patogénicos vegetais.