7.7 Opções de peixes e plantas
7.7.1 Produção de peixe
Em maior escala aquapônica comercial, o peixe e a produção de plantas precisam atender às demandas do mercado. A produção de peixe permite a variação das espécies, de acordo com o respectivo desenho do sistema e mercados locais. A escolha do peixe também depende do seu impacto no sistema. A produção problemática de peixes aquapônicos acoplados devido a concentrações inadequadas de nutrientes, afetando negativamente a saúde dos peixes, pode ser evitada. Se os sistemas aquapônicos acoplados tiverem proporções equilibradas entre peixes e plantas, nutrientes tóxicos serão absorvidos pelas plantas que estão limpando a água. Uma vez que a aceitação de substâncias tóxicas depende das espécies, a escolha das espécies de peixes tem uma influência decisiva no sucesso económico. Portanto, é importante encontrar a combinação e a relação corretas entre os peixes e as plantas, especialmente das espécies de peixes com menos atividades poluentes da água e das plantas com alta capacidade de retenção de nutrientes.
Os benefícios de ter uma determinada família de peixes em sistemas aquapônicos acoplados não são claramente compreendidos no que diz respeito às suas necessidades específicas em termos de qualidade da água e de cargas de nutrientes aceitáveis. Naegel (1977) constatou que não houve impacto negativo notável no crescimento de peixes e peixes em seu uso de Tilapia (Tilapia mossambica) e carpa comum (Cyprinus carpio). O peixe-gato do canal (Ictalurus punctatus) também foi usado por Lewis et al. (1978) e Sutton e Lewis (1982) nos EUA. Demonstrou-se que a qualidade da água aquapônica atendia prontamente às demandas das diferentes espécies de peixes, especialmente através do uso de espécies de peixes “fáceis de produzir” como o azul Tilapia (Oreochromis aureus, anteriormente Sarotherodon aurea) em Watten e Busch (1984); Tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus), que foi frequentemente utilizado em estudos com diferentes espécies de plantas como espécie-modelo de peixe (Rakocy 1989; Rakocy et al. 2003, 2004; Al-Hafedh et al. 2008; Rakocy 2012; Villarroel et al. 2011; Simeonidou et al. 2012; Palm et al. 2014a, 2014b; Diem et al. 2017); e também estirpe híbrido-vermelho de tilapia_ (_ Oreochromis niloticus_ x tilápia azul O. aureus híbridos), investigados em ambientes áridos do deserto (Kotzen e Appelbaum 2010; Appelbaum e Kotzen 2016).
Tem havido uma expansão nos tipos de espécies de peixes utilizados na aquapônica, pelo menos na Europa, que se baseia no uso de espécies de peixes indígenas, bem como naqueles que têm maior aceitação do consumidor. Isso inclui bagre africano (Clarias gariepinus) que foi cultivado com sucesso em condições aquapônicas acopladas por Palm et al. (2014b), Knaus e Palm (2017a) e Baßmann et al. (2017) no norte da Alemanha. A vantagem de C. gariepinus é uma maior aceitação de parâmetros adversos da água, como amônio e nitrato, bem como não há necessidade de fornecimento adicional de oxigênio devido à sua fisiologia especial da respiração do ar. As boas taxas de crescimento de C. gariepinus em condições aquánicas acopladas foram descritas na Itália por Pantanella (2012) e na Malásia por Endut et al. (2009). Uma expansão da produção de bagres africanos sob aquapônica acoplada pode ser esperada, devido à produção e gestão sem problemas, alta qualidade dos produtos e crescente demanda do mercado em muitas partes do mundo.
Na Europa, outras espécies de peixes com elevado potencial de mercado e valor económico tornaram-se recentemente o foco da produção aquapónica, com especial ênfase nas espécies piscívicas, como o pikeperch europeu “zander” (Sander lucioperca). A produção de pikeperch, uma espécie de peixe relativamente sensível aos parâmetros da água, foi testada na Roménia em aquaponia acoplada. Blidariu et al. (2013a, b) apresentaram níveis significativamente maiores de Psub2/subosub5/sub (pentóxido fósforo) e nitrato em alface (Lactuca sativ) utilizando pikeperch em comparação com a produção convencional, sugerindo que a produção de pikeperch em aquapônica acoplada é possível sem efeitos negativos sobre os peixes crescimento por toxicidade de nutrientes. Os Cyprinidae (Cypriniformes), como a carpa, têm sido comumente usados em aquapônicos acoplados e têm geralmente mostrado melhor crescimento com densidades reduzidas de estoque e taxas mínimas de fluxo de água de processo aquapônico (uso eficiente da água) durante experimentos em Índia. A densidade de estoque ideal da carpa koi (Cyprinus carpio var. koi) foi de 1,4 kg/m (Hussain et al. 2014), e o melhor ganho de peso e rendimento de Beta vulgaris var. bengalensis (espinafre) foi encontrada com caudal de água de 1,5 l/min (Hussain et al. 2015). Bom crescimento de peixes e rendimento vegetal de espinafre (Ipomoea aquatica) com uma porcentagem máxima de remoção de nutrientes (NoSub3/sub-N, PoSub4/sub-P e K) foi relatado a um caudal mínimo de água de 0,8 L/min com carpa koi policultivada (Cyprinus carpio var. koi) e peixe dourado (Carassius auratus) por wansi et al. (2016). É interessante notar que o crescimento de plantas e a remoção de nutrientes na produção de koi (Cyprinus carpio var. koi) e peixes dourados (Carassius auratus) (Hussain et al. 2014, 2015) com Beta vulgaris var. bengalensis (espinafre) e espinafre (Ipomoea aquatica) aumentaram linearmente com uma diminuição no fluxo de água de processo entre 0,8 L/min e 1,5 L/min. Estes resultados sugerem que, para a cultura de peixes ciprinídeos, recomenda-se um menor fluxo de água, uma vez que este não tem impactos negativos no crescimento dos peixes. Em contraste, porém, Sete et al. (2016) descreveram um caudal maior de 500 L hsup-1/sup (aprox. 8 l/min) para a produção de carpas e hortelã comuns (Mentha arvensis), indicando a necessidade de diferentes caudais de água para diferentes espécies vegetais. Outro ciprinídeo, o tenco (Tinca tinca), foi testado com sucesso por Lobillo et al. (2014) em Espanha e apresentou altas taxas de sobrevivência de peixes (99,32%) com baixas densidades de estoque de 0,68 kg msup-3/sup sem dispositivos de remoção de sólidos e boas taxas de sobrevivência de alface (98%). Globalmente, os membros da família Cyprinidae contribuem muito para a produção aquícola mundial (FAO 2017); muito provavelmente isso também seria verdade em condições aquánicas e produtividade, mas a situação econômica deve ser testada separadamente para cada país.
Outros organismos aquáticos, como o camarão e o lagostim, foram introduzidos na produção aquaponica acoplada. Mariscal-Lagarda et al. (2012) investigaram a influência da água de processo de camarão branco (Litopenaeus vannamei) no crescimento de tomates (Lycopersicon esculentum) e encontraram bons rendimentos em aquaponia com um duplo efeito de poupança de água sob produção integrada. Outro estudo comparou a produção aquapônica semi-intensiva combinada de camarões de água doce (Macrobrachium rosenbergii — o camarão malaio) com manjericão (Ocimum basilicum) versus cultivo tradicional de plantas hidropônicas com solução nutritiva (Ronzón-Ortega et al. 2012). No entanto, a produção de manjericão na aquapônica foi inicialmente menos efetiva (25% de sobrevivência), mas com o aumento da biomassa dos camarões, a biomassa vegetal também aumentou de modo que os autores chegaram a uma conclusão positiva com a produção de manjericão com M. rosenbergii. Sace e Fitzsimmons (2013) relataram um melhor crescimento vegetal em alface (Lactuca sativa), repolho chinês (Brassica rapa pekinensis) e pakchoi (Brassica rapa) com M. rosenbergii em policultura com o Nilo Tilapia (O. niloticus). O cultivo com camarões estabilizou o sistema em termos de parâmetros físico-químicos, que por sua vez melhoraram o crescimento das plantas, embora devido ao aumento do pH, ocorreram deficiências de nutrientes no repolho chinês e na alface. Em geral, esses estudos demonstram que a produção de camarão em condições aquapônicas é possível e pode até exercer um efeito estabilizador no circuito fechado — ou no princípio aquapônico acoplado.
7.7.2 Produção vegetal
O cultivo de muitas espécies de plantas, ervas aromáticas, frutificações e hortaliças de folhas têm sido descritos em aquapônica acoplada. Em muitos casos, o teor de nutrientes da água do processo aquapônico foi suficiente para um bom crescimento das plantas. Uma revisão de Thorarinsdottir et al. (2015) resumiu informações sobre a produção vegetal sob condições de produção aquapônica de diversas fontes. A alface (Lactuca sativa) foi a principal planta cultivada em aquapônica e foi frequentemente usada em diferentes variações, como alface crosta (iceberg), alface (bibb nos EUA), alface romana e alface folhada em baixa noite (3—12° C) e temperaturas diurnas mais altas (17—28° C) (Somerville et al. 2014). Muitos experimentos foram realizados com alface em aquapônica (por exemplo, Rakocy 1989) ou como comparação do crescimento da alface entre aquapônica, hidropônica e aquapônica complementada (Delaide et al. 2016). Alface romana (Lactuca sativa longifolia cv. Jericho) também foi investigado por Seawright et al. (1998) com bons resultados de crescimento semelhantes aos hidropônicos autônomos e aumento do acúmulo de K, Mg, Mn, P, Na e Zn com aumento da biomassa de peixes do Nilo Tilapia (Oreochromis niloticus). As concentrações de Fe e Cu não foram afetadas. A produção de alface foi insignificante com diferentes densidades de peixes (151 g, 377 g, 902 g, 1804 g) e biomassa vegetal entre 3040 g (151 g de peixe) e 3780 g (902 g de peixe). A alface também foi cultivada, por exemplo, por Lennard e Leonard (2006) com Murray Cod (Maccullochella peelii peelii), e por Lorena et al. (2008) com o esturjão ‘bester’ (híbrido de Huso huso feminino e Acipenser ruthenus masculino) e por Pantanella (2012) com tilápia do Nilo (O. us). Como cultura de água morna, o manjericão (Ocimum basilicum) foi relatado como uma boa erva para cultivo sob aquapônica acoplada e foi relatado como a cultura mais plantada por 81% dos entrevistados em achados de uma pesquisa internacional (Love et al. 2015). Rakocy et al. (2003) investigaram manjericão com rendimentos comparáveis em lote e produção escalonada (2,0; 1,8 kg/msup2/sup) em contraste com o cultivo de campo com um rendimento comparativamente baixo (0,6 kg/msup2/sup). Somerville et al. (2014) descreveram o manjericão como uma das ervas mais populares para a aquapônica, especialmente em sistemas de grande escala devido ao seu crescimento relativamente rápido e bom valor econômico. Diferentes cultivares de manjericão podem ser cultivadas sob temperaturas mais altas entre 20 e 25° C em camas de mídia, NFT (técnica de filme nutriente) e sistemas hidropônicos DWC (cultura de águas profundas). O manjericão cultivado em leitos de cascalho pode atingir 2,5 vezes maior rendimento combinado com juvenis de tilápia (O. niloticus, 0,30 g) em contraste com C. gariepinus (0,12 g) (Knaus e Palm 2017a).
Tomates (Lycopersicon esculentum) foram descritos por Somerville et al. (2014) como um “excelente vegetal de frutificação de verão” em aquapônica e podem lidar com a exposição total ao sol e temperaturas abaixo de 40° C dependendo do tipo de tomate. No entanto, a sustentabilidade econômica em aquapônica acoplada é disputada devido à redução da competitividade da produção de tomate aquapônica em comparação com a produção hidropônica convencional de alta engenharia em estufas em, por exemplo, o Centro de Melhoria Neerlandesa de DLV GreenQ em Bleiswijk com rendimento de tomate de 100,6 kg msup-2/sup (Hortidaily 2015), ou mesmo superior (Heuvelink 2018). Investigações anteriores incidiram sobre o cultivo desta planta principalmente em comparação com a produção de campo. Lewis et al. (1978) relataram quase o dobro da cultura de tomate sob aquapônica em comparação com a produção de campo e a deficiência de ferro que ocorreu foi fixada pelo uso do ácido etileno diamina tetra-acético. Os tomates também foram produzidos em diferentes sistemas aquapônicos ao longo das últimas décadas, por Sutton e Lewis (1982) com bons rendimentos de plantas a temperaturas de água de até 28° C combinados com peixe-gato do Canal (Ictalurus punctatus), por Watten e Busch (1984) combinados com tilápia (Sarotherodon aurea) e um calculado rendimento total comercializável de frutos de tomate de 9,6 kg/msup2/sup, aproximadamente 20% dos rendimentos registados para a aquapônica dissociada (47 kg/msup2/sup/y, Geelen 2016). McMurtry et al. (1993) combinaram tilápia híbrida (Oreochromis mossambicus x Oreochromis niloticus) com tomates em biofiltros de areia associados que apresentaram ótimo “rendimento da planta/alto rendimento total da planta” de 1:1 .5 relação tanque/biofiltro (leito de filtro de areia) e McMurtry et al. (1997) com aumento da planta de fruta total rendimento com aumento da relação biofilter/tanque. Deve afirmar-se que a produção de tomates é possível sob aquapônica acoplada. Seguindo o princípio do cultivo de plantas sem solo em aquaponics sensu stricto após Palm et al. (2018), é vantajoso fertilizar parcialmente certos nutrientes como fósforo, potássio ou magnésio para aumentar os rendimentos (veja os desafios abaixo).
O cultivo de outras espécies de plantas também é possível e os testes de novas culturas estão sendo constantemente relatados. No Reino Unido, Kotzen e Khandaker testaram vegetais asiáticos exóticos, com um sucesso especial com cabaça amarga, também conhecida como kerala ou melão amargo (Momordica charantia) (Kotzen pers. comm.). Taro (Colocasia esculenta) é outra espécie que é facilmente cultivada com sucesso relatado tanto por suas grandes folhas de “orelha de elefante”, como por suas raízes (Kotzen pers. comm.). Somerville et al. (2014) observaram que culturas como couve-flor, berinjela, pimentão, feijão, ervilha, repolho, brócolis, acelga suíça e salsa têm potencial para cultivo sob aquapônica. Mas há muitos mais (por exemplo, aipo, brócolis, couve-rábano, pimentões, etc.), incluindo plantas que preferem ter condições de raízes molhadas, incluindo espinafre de água (Ipomoea aquatica) e hortelã (Menta sp.), bem como algumas plantas halofíticas, como samphire de pântano (Salicornia europaea).
Plantas ornamentais também podem ser cultivadas, isoladas ou em conjunto com outras culturas (consórcio), por exemplo, Hedera helix (hera comum) cultivadas na Universidade de Rostock pela Palm & Knaus em um sistema aquapônico acoplado. Os ensaios utilizaram 50% menos nutrientes que normalmente seriam fornecidos às plantas em condições normais de viveiro com uma taxa de sucesso de 94,3% (Fig. 7,10).
Fig. 7.10 Três categorias de qualidade de hera (Hedera helix), cultivadas em um sistema aquapônico acoplado indicando a qualidade que o comércio de viveiro exige (a) muito boa e diretamente comercializável, (b) boa e comercializável e (c) não de qualidade suficientemente alta
Além da planta escolhida e variante, existem dois grandes obstáculos que dizem respeito à produção de plantas aquaponicas sob os dois estados sugeridos de produção de peixe, extensa e intensiva. Em condições extensas, a disponibilidade de nutrientes dentro da água de processo é muito menor do que sob a produção de plantas comerciais, nutrientes como K, P e Fe são deficientes, e a condutividade está entre 1000 e 1500 μS/cm, que é muito menor do que aplicado sob a produção hidropônica regular de comercial plantas regularmente entre 3000 e 4000 μS/cm. Plantas que são deficientes em alguns nutrientes podem apresentar sinais de necrose foliar e ter menos clorofila em comparação com plantas fertilizadas de forma otimizada. Consequentemente, a adição seletiva de alguns nutrientes aumenta a qualidade da planta necessária para produzir produtos competitivos.
Em conclusão, a produção vegetal comercial de aquapônica acoplada sob produção intensiva de peixe tem dificuldade em competir com a produção regular de plantas e hidroponia comercial em grande escala. A composição não ótima e de acordo com Palm et al. (2019) imprevisível dos nutrientes causados pelo processo de produção de peixe deve competir contra condições ótimas de nutrientes encontradas em sistemas hidropônicos. Não há dúvida de que é necessário desenvolver soluções que permitam o crescimento ideal das plantas e, ao mesmo tempo, proporcionar a qualidade da água necessária para os peixes.
7.7.3 Opções de combinação de peixes e plantas
A combinação de peixes e plantas em aquapônica fechada pode gerar um melhor crescimento vegetal (Knaus et al. 2018b) combinado com benefícios para o bem-estar dos peixes (Baßmann et al. 2017). Dentro da água de processo, grandes variações de micronutrientes e macronutrientes podem ocorrer com efeitos negativos nas necessidades nutricionais das plantas (Palm et al. 2019). Uma análise geral dos sistemas aquapônicos acoplados mostrou que há baixos níveis de nutrientes dentro dos sistemas (Bittsanszky et al. 2016) em comparação com as soluções hidropônicas de nutrientes (Edaroyati et al. 2017). As plantas não toleram uma suboferta ou excesso de nutrientes sem efeitos no crescimento e na qualidade, e a alimentação diária do sistema aquapônico precisa ser ajustada às necessidades de nutrientes da planta. Isto pode ser conseguido através da regulação da densidade populacional dos peixes, bem como da alteração da alimentação dos peixes. Somerville et al. (2014) classificaram as plantas em aquapônica de acordo com suas necessidades de nutrientes da seguinte forma:
Plantas com baixas necessidades de nutrientes (por exemplo, manjericão, Ocimum basilicum)
Plantas com necessidades nutricionais médias (por exemplo, couve-flor, Brassica oleracea var. Botrytis)
Plantas com necessidades elevadas em nutrientes, tais como espécies de frutificação (por exemplo, morangos, Fragaria spec.).
Nem todas as plantas podem ser cultivadas em todos os subsistemas hidropônicos com o mesmo rendimento. A escolha da planta depende do subsistema hidropônico se forem utilizados sistemas aquánicos convencionais sem solo (por exemplo, DWC, NFT, refluxo e fluxo; aquaponics sensu stricto — s.s. — no sentido estreito). Na agricultura aquaponica (“aquaponics sensu lato” — s.l. — em um sentido mais amplo, Palm et al. 2018), o uso de solo inerte ou com adição de fertilizante aplica técnicas de jardinagem da horticultura, aumentando a possível variedade de espécies.
Sob condições hidropônicas, as estruturas componentes dos subsistemas têm uma influência decisiva nos parâmetros de crescimento da planta. De acordo com Love et al. (2015), a maioria dos produtores aquapônicos utilizava sistemas de jangada e de leito de mídia e em menor quantidade NFT e torres verticais. Lennard e Leonard (2006) estudaram o crescimento de alface de carvalho verde (Lactuca sativa) e registraram a relação Cascalho\ > Balsa flutuante\ > NFT em termos de desenvolvimento de biomassa e rendimento em combinação com o bacalhau de Murray (Maccullochella peelii peelii) na Austrália. A Knaus & Palm (2016—2017, dados inéditos) testaram diferentes subsistemas hidropônicos, como NFT, jangada flutuante e substrato de cascalho sobre o crescimento de diferentes plantas na FishGlassHouse em um projeto experimental aquapônico dissociado, exigindo testes subsequentes sob condições acopladas. Com o aumento da densidade de produção de bagres africanos (C. gariepinus, aprox. 20—168 kg/msup3/sup), a maioria das culturas cultivadas como pepinos (Cucumis sativus), manjericão (Ocimum basilicum) e pak choi (Brassica rapa chinensis) tendiam a crescer melhor, em contraste com Lennard e Leonard (2006), em cascalho e NFT aquaponics (GRAVEL\ > NFT\ > RAFT; Wermter 2016; Pribbernow 2016; Lorenzen 2017) e hortelã marroquina (Mentha spicata) apresentaram o desempenho de crescimento oposto (RAFT = NFT\ > GRAVEL) com maior número de folhas em NFT (Zimmermann 2017). Isso demonstra uma vantagem das condições de cascalho e pode ser usado figurativamente também em vasos de plantas convencionais com substrato de solo sob condições aquapônicas acopladas. Este tipo de aquapônica foi designado como “horticultura — aquapônica _ (s.l.) _” devido ao uso de substratos do setor hortícola (solo, fibra de coco, turfa, etc.) (ver Palm et al. 2018). Isso envolve todas as técnicas de cultivo de plantas que permitem que as plantas cresçam em vasos, pelo que o substrato no próprio vaso pode ser considerado equivalente a um substrato de cascalho clássico para a aquapônica. Pesquisas de Knaus & Palm (dados inéditos) mostraram variância na qualidade dos vegetais comumente cultivados e, portanto, sua adequação para o cultivo deste tipo de aquapônica com solo (Fig. 7.11, Tabela 7.1). Neste tipo de aquapônica, feijão, cordeiro alface e rabanete fizeram bem.
Fig. 7.11 Experimentos com uma variedade de vegetais comumente cultivados, em condições de inverno no inverno 2016/2017 na FishGlassHouse (Universidade de Rostock, Alemanha)
Quadro 7.1 Recomendação para o uso de plantas de jardinagem na agricultura aquapônica com o uso de 50% do fertilizante regular em vasos com solo
tabela cabeça tr class=“cabeçalho” Thname/th ThLat. Nome/th oPossível para aquapônica/th Thmark/th Regime nutriente/th /tr /cabeça tbody tr class=“ímpar” TDBeans/TD td iPhaSeolus vulgaris/i /td TDY/TD td1/td Tdextensive/TD /tr tr class=“mesmo” TDPEAS/TD td iPISum sativum/i /td TDNO/TD td2/td TDIntensive/TD /tr tr class=“ímpar” TDBeet/TD td IBeta vulgaris/i /td TDNO/TD td2/td TDBoth/td /tr tr class=“mesmo” TDTomatos/TD td Isolanum lycopersicum/i /td TDNO/TD td2.3/td TDBoth/td /tr tr class=“ímpar” Alface de TDLamb td iValerianella locusta/i /td TDY/TD td1/td TDBoth/td /tr tr class=“mesmo” Tdradish/TD td IraPhanus sativus/i /td TDY/TD td1/td TDBoth/td /tr tr class=“ímpar” TDTrigo/TD td iTriticum aestivum/i /td TDNO/TD td2/td TDBoth/td /tr tr class=“mesmo” TDlettuce/TD td iLActuca sativa/i /td TDY/TD td1/td TDIntensive/TD /tr /tbody /tabela
A escolha das plantas (espécies e estirpes) e especialmente o subsistema hidropônico e/ou substrato, incluindo turfa, substitutos de turfa, fibras de coco, compostagens, argila, etc., ou uma mistura delas (ver Somerville et al. 2014), tem um impacto significativo no sucesso económico do empreendimento. A eficiência de alguns substratos deve ser testada em subunidades hidropônicas (por exemplo, a utilização de areia (McMurtry et al. 1990, 1997), cascalho (Lennard e Leonard 2004) e perlite (Tyson et al. 2008). O uso de outros substratos como cascalhos vulcânicos ou rochas (tuff/tufa), cascalho calcário, cascalho do leito do rio, pedra-pomes, plásticos reciclados, substratos orgânicos como fibra de coco, serradura, musgo de turfa e tronco de arroz foram descritos por Somerville et al. (2014). Estudos comparativos qualitativos com recomendações, no entanto, são muito raros e sujeitos de pesquisas futuras.
7.7.4 Polyponics
A combinação de diferentes organismos aquáticos em um único sistema aquapônico pode aumentar o rendimento total. Aplicado pela primeira vez por Naegel (1977), este princípio de produção multiespécies foi cunhado a partir do termo policultura combinado com aquapônica em sistemas acoplados como ‘polipônico’ (policultura + aquapônica) por Knaus e Palm (2017b). Assim como o IMTA (aquicultura multitrófica integrada), a polipônica expande a diversidade dos sistemas de produção. O uso de múltiplas espécies em um sistema tem vantagens e desvantagens, uma vez que (a) a diversificação permite ao produtor responder às demandas do mercado local, mas (b) por outro lado, o foco é distribuído por uma série de produtos, o que requer maior habilidade e melhor gestão. A informação publicada sobre polipônicos é escassa. No entanto, Sace e Fitzsimmons (2013) relataram melhor crescimento vegetal de alface, repolho chinês e pakchoi em policultura com camarão de água doce (Macrobrachium rosenbergii) e tilápia do Nilo (O. niloticus) em aquapônica acoplada. Alberts-Hubatsch et al. (2017) descreveram o cultivo de lagostins nobres (Astacus astacus), robalo listrado híbrido (Morone saxatilis x M. chrysops), microalgas (Nannochloropsis limnetica) e agrião (Nasturtium officinale), onde o crescimento do lagostim foi superior ao esperado, alimentando-se de raízes de agrião, fezes de peixe e uma dieta projetada por pikeperch.
Investigações iniciais na Universidade de Rostock mostraram diferenças no crescimento de plantas em duas unidades aquánicas acopladas de 25msup2/sup com a produção de bagres africanos (Clarias gariepinus) e Nilo Tilapia (Oreochromis niloticus, Palm et al. 2014b). Os rendimentos das plantas de alface (Lactuca sativa) e pepino (Cucumis sativus) foram significativamente melhores em combinação com O. niloticus. Este efeito também foi observado por Knaus e Palm (2017a) com um rendimento 2,5 vezes maior em manjericão (Ocimum basilicum) e duas vezes mais biomassa de salsa (Petroselinum crispum) combinada com O. niloticus. Outra comparação entre O. niloticus e carpa comum (Cyprinus carpio) mostrou duas vezes maior biomassa bruta por planta (g plantsup-1/sup) de tomates (Solanum lycopersicum) com tilápia e uma biomassa bruta ligeiramente aumentada de pepinos (Cucumis sativus) com carpa, no entanto, com maior frutas peso na unidade aquapônica O. niloticus (Knaus e Palm 2017b). O rendimento da hortelã (Mentha x piperita) foi aproximadamente 1,8 vezes maior na unidade de tilápia, mas a salsa foi 2,4 vezes maior combinada com a carpa (Knaus et al. 2018a). Os resultados destas experiências seguiram a ordem de crescimento das plantas: O. niloticus\ > C. carpio\ > C. gariepinus, enquanto o crescimento dos peixes mostrou uma ordem inversa com: C. gariepinus\ > O. niloticus\ > C. carpio.
De acordo com esses resultados, a escolha do peixe influencia o rendimento da planta e uma combinação de diferentes espécies de peixes e seu respectivo desempenho de crescimento permite o ajuste de um aquapônico acoplado para o rendimento ideal de peixes e plantas. Durante experimentos consecutivos (somente O. niloticus, somente C. gariepinus), observou-se uma maior produtividade de biomassa de manjericão (O. basilicum) de 20,44% (Diferença de Crescimento da Planta — PGD) para O. niloticus em contraste com o rendimento do manjericão com C. gariepinus (Knaus et al. 2018b). Assim, O. niloticus pode ser usado para aumentar o rendimento da planta em um sistema C. gariepinus geral. Este chamado efeito de impulso de Tilapia aumenta a produção global do sistema e compensa i) o crescimento mais pobre das plantas com um elevado crescimento de peixes de C. gariepinus, bem como ii) um crescimento de peixes mais pobre em O. niloticus com um aumento do rendimento da planta. Uma primeira fazenda polipônica comercial foi inaugurada em Bali, Indonésia, produzindo tilápia combinada com bagres asiáticos (Clarias batrachus) e produtos agrícolas convencionais.