5.7 Fontes de Nutrientes
A principal contribuição para qualquer sistema aquapônico são os nutrientes adicionados porque os sistemas aquapônicos são projetados para particionar eficientemente os nutrientes adicionados a eles para as três formas importantes de vida presentes: os peixes e as plantas (que são os principais produtos do sistema) e a microflora (que ajudam a tornar o adicionou nutrientes disponíveis para os peixes e plantas) (Lennard 2017).
Em desenhos aquapônicos clássicos e totalmente recirculantes, um dos principais fatores de projeto é usar a principal fonte de entrada de nutrientes, a alimentação de peixes, da forma mais eficiente possível e, portanto, projetos totalmente recirculantes se esforçam para fornecer o maior número de nutrientes necessários para as plantas da ração de peixes (Lennard 2017). Os projetos desacoplados, por outro lado, colocam uma ênfase no crescimento otimizado da planta, comparando diretamente as misturas e as forças de nutrientes aplicadas na hidropônica padrão e na cultura de substratos e tentando replicar aqueles dentro do contexto aquapônico e, portanto, não se esforçam para fornecer tantos dos nutrientes necessários para as plantas provenientes dos alimentos para peixes e utilizam suplementos de nutrientes externos substanciais para alcançar as taxas de crescimento das plantas necessárias (Delaide et al. 2016). Isto significa que uma ênfase diferente é colocada na origem dos nutrientes adicionados, com base na abordagem do projeto técnico, o que, portanto, afeta a principal fonte de abastecimento de nutrientes do sistema aquapônico; para projetos totalmente recirculantes, a principal fonte de nutrientes das plantas é a alimentação dos peixes (via desperdício de peixe) ), e para projetos dissociados a principal fonte de fornecimento de nutrientes para as plantas são suplementos externos (por exemplo, sais de nutrientes) (Lennard 2017).
Projetos aquapônicos totalmente recirculantes, como o modelo do sistema aquapônico UVI, contam com a alimentação dos peixes como a principal fonte de nutrientes para o sistema (Rakocy et al. 2006). O alimento para peixes é adicionado ao peixe, que o comem, metabolizam e usam os nutrientes dele conforme necessário e, em seguida, produzem um fluxo de resíduos (ambos sólidos e dissolvidos). Este fluxo de resíduos dos peixes torna-se a principal fonte de nutrientes para as plantas e, portanto, a alimentação dos peixes é a principal fonte de nutrientes para as plantas. O sistema UVI fornece aproximadamente 80% ou mais dos nutrientes necessários para cultivar as plantas apenas a partir da alimentação dos peixes (Lennard 2017). Os nutrientes remanescentes necessários para o crescimento das plantas, uma vez que os alimentos para peixes não os contêm nas quantidades necessárias, são adicionados através de um método de suplementação de nutrientes que proporciona o duplo papel de complementar os nutrientes adicionais e controlar o pH aquático do sistema (Rakocy et al. 2006). Esta abordagem de dupla função é referida como “buffering” e o suplemento é referido como “buffer”. Para o modelo UVI, os dois importantes nutrientes vegetais identificados como carentes de alimentos para peixes e que necessitam de suplementação são potássio (K) e cálcio (Ca) e são suplementados diariamente através do regime de tamponamento. Além disso, o ferro necessário às plantas (Fe) também está ausente nos alimentos para peixes e é complementado de forma quelatada através da adição directa à água do sistema com uma frequência medida em semanas (isto é, a cada 2—4 semanas com base na análise semanal do ferro aquático) (Rakocy et al. 2006).
Outras abordagens ou métodos de concepção aquapónica totalmente recirculantes colocam uma ênfase ainda maior no fornecimento de nutrientes através da alimentação dos peixes. Lennard (2017) desenvolveu um método para sistemas de recirculação completa que fornece mais de 90% dos nutrientes necessários para o crescimento das plantas a partir da ração de peixe adicionada. O aumento da eficiência dos nutrientes fornecidos através da alimentação para peixes deste método, quando comparado com o método UVI, é que esta abordagem remineraliza os resíduos sólidos de peixes (via biodigestão externa, mediada por bactérias) e adiciona esses nutrientes de volta ao sistema aquapônico para utilização das plantas, enquanto o O método UVI envia a maioria dos resíduos sólidos de peixes para um fluxo externo de resíduos (Rakocy et al. 2006; Lennard 2017). Esta abordagem também acrescenta nutrientes deficientes na alimentação dos peixes para o crescimento das plantas através de um regime de tamponamento; no entanto, este regime é muito mais exigente e permite uma maior manipulação das forças e misturas de nutrientes do que a abordagem UVI (Lennard 2017).
Por conseguinte, as principais vias de adição de nutrientes para a maior parte dos sistemas aquánicos recirculantes são a alimentação dos peixes (via principal), a suplementação externa de tampão para adição de potássio e cálcio (via menor) e a suplementação direta de quelato de ferro (via menor).
Os projetos de sistemas aquapônicos dissociados, como os que estão sendo amplamente adotados atualmente na Europa, contam com uma mistura de nutrientes para alimentos para peixes e suplementação externa ativa para fornecer os nutrientes necessários para o crescimento das plantas (Suhl et al. 2016). Uma vez que os desenhos dissociados não devolvem a água do componente vegetal para o componente de peixe, é possível personalizar o perfil de nutrientes dentro da água especificamente para o requisito da planta (Goddek et al. 2016). Portanto, projetos aquapônicos dissociados quase sempre dependem de suplementação substancial de nutrientes externos para atender às necessidades da planta e colocar muito menos ênfase em fornecer o máximo de nutrição possível para as plantas a partir dos resíduos de peixes. Além disso, a quantidade de suplementação externa é substancial quando comparada com abordagens totalmente recirculantes (Lennard 2017) com frações externas regularmente 50% ou mais da necessidade total de nutrientes da planta ou maior (Goddek 2017). Os nutrientes externos suplementados a sistemas aquapônicos desacoplados são, na maioria das vezes, análogos ou derivados do sal de nutrientes hidropônicos (Delaide et al. 2016; Karimanzira et al. 2016). Esta dependência de uma fonte de nutrientes adicionais substanciais que não os que provêm de resíduos de peixes (alimentos para peixes) que são de natureza hidropônica, para o fornecimento de plantas da abordagem dissociada europeia, afetou mesmo diretamente a definição de aquaponia que a comunidade aquaponica europeia atualmente aplica-se, com o EU COST, EU Aquaponics Hub, definindo a aquapônica como “… um sistema de produção de organismos aquáticos e plantas onde a maioria (\ > 50%) dos nutrientes que sustentam as plantas deriva de resíduos provenientes da alimentação dos organismos aquáticos” (Goddek 2017; COST FA 1305, 2017) em comparação com Lennard ( 2017), que define a aquapônica como exigindo pelo menos 80% de suprimento de nutrientes dos resíduos de peixes. Alguns também argumentam se um método que se baseia em 50% dos nutrientes necessários para o crescimento das plantas provenientes de fontes externas que não os alimentos para peixes é realmente aquapônico por natureza ou melhor, um método hidropônico com alguns peixes integrados ou adicionados (Lennard 2017)?
Outra fonte proposta de fornecimento de nutrientes para sistemas aquapônicos é a da suplementação externa de nutrientes através da aplicação de sprays foliares de plantas (Tyson et al. 2008; Roosta e Hamidpour 2011; Roosta e Hamidpour 2013; Roosta 2014). Estes sprays foliares são novamente, uma entrega aquática de sais de nutrientes hidropônicos padrão ou derivados. A diferença é que, nos exemplos dissociados acima, os sais de nutrientes são adicionados diretamente à água de cultura e, portanto, são acessados pelas plantas via absorção radicular (Resh 2013), enquanto os pulverizadores foliares, como o nome indica, adicionam sais de nutrientes dissolvidos às folhas da planta e a absorção é alcançada através da planta acesso estomático ou cutícula foliar (Fernandez et al. 2013).
Existem, portanto, diversas fontes de nutrientes importantes aplicadas na aquapônica: alimentos para peixes, sistemas tampões (através de espécies básicas de sal de ajuste de pH adicionadas à coluna de água), adições de sal de nutrientes (sais de nutrientes hidropônicos adicionados à coluna de água) e sprays foliares (sais de nutrientes hidropônicos adicionados à folha superfície). Todos os quais fornecem nutrientes ao sistema aquapônico para a saúde e crescimento dos peixes e plantas cultivados.