9.1 Introdução

Os sistemas Aquaponic oferecem várias vantagens quando se trata de produzir alimentos de forma inovadora e sustentável. Além dos efeitos sinérgicos do aumento da concentração aérea de COSub2/sub para culturas em estufa e da diminuição do consumo total de energia térmica ao cultivar peixes e culturas no mesmo espaço (Körner et al. 2017), a aquapônica tem duas vantagens principais para a ciclagem de nutrientes. Em primeiro lugar, a combinação de um sistema de aquicultura recirculante com a produção hidropônica evita a descarga de efluentes aquícolas enriquecidos em azoto dissolvido e fósforo em águas subterrâneas já poluídas (Buzby e Lin 2014; Guangzhi 2001; van Rijn 2013) e, em segundo lugar, permite a fertilização de as culturas sem solo com o que pode ser considerado uma solução orgânica (Goddek et al. 2015; Schneider et al. 2004; Yogev et al. 2016) em vez de usar fertilizantes de origem mineral feitos a partir de esgotamento dos recursos naturais (Schmautz et al. 2016; [Chap. 2](/comunidade/artigos/capítulo 2-aquaponics-closing-the-cycle-on- recursos limitados de água-e-e-nutrientes-recursos). Além disso, a aquapônica produz crescimento vegetal comparável em comparação com a hidropônica convencional, apesar das concentrações mais baixas de nutrientes na água da aquicultura (Graber e Junge 2009; Bittsanszky et al. 2016; Delaide et al. 2016), e a produção pode ser ainda melhor do que no solo (Rakocy et al. 2004). Considera-se que o aumento das concentrações de COSub2/sub no ambiente aéreo e as alterações nos biomas da zona radicular são as principais razões para isso. Além disso, o teor mineral e a qualidade nutricional dos tomates cultivados aquaponicamente têm sido reportados como equivalentes ou superiores ao teor mineral dos cultivados convencionalmente (Schmautz et al. 2016).

Apesar de possuir dois ativos atrativos (ou seja, a reciclagem de efluentes de aquicultura e a utilização de fertilizantes orgânicos), o uso de efluentes de aquicultura aumenta o desafio de monitorar os nutrientes dentro da solução. Com efeito, é mais difícil controlar a composição de uma solução onde os nutrientes se originam de uma degradação biológica da matéria orgânica do que acompanhar a evolução da concentração dos nutrientes numa solução hidropônica doseada com precisão à base de compostos minerais (Bittsanszky et al. 2016; Timmons e Ebeling 2013). Além disso, as necessidades nutricionais de uma planta variam durante o período de crescimento de acordo com os estágios fisiológicos, e é necessário atender a essas necessidades para maximizar os rendimentos (Bugbee 2004; Zekki et al. 1996; [Cap. 4](/comunidade/artigos/capítulos 4-hidropônicos)).

Para reciclar efluentes de aquicultura para produzir biomassa vegetal, é necessário otimizar as taxas de reciclagem de fósforo e nitrogênio (Goddek et al. 2016; Graber e Junge 2009; [Chap. 1](/comunitária/artigos/capítulos 1-aquaponics-e-global-food-challenges)). Vários fatores podem influenciar isso, como a espécie de peixe, a densidade dos peixes, a temperatura da água, o tipo de plantas e a comunidade microbiana (ibid.). Portanto, é de primordial importância compreender o funcionamento dos ciclos de nutrientes em aquaponics (Seawright et al. 1998). Este capítulo tem como objetivo explicar as origens dos nutrientes em um sistema aquapônico, descrevendo os ciclos de nutrientes e analisando as causas das perdas de nutrientes.