9.2 Origem dos Nutrientes
As principais fontes de nutrientes num sistema aquapónico são os alimentos para peixes e a água adicionada (contendo Mg, Ca, S) (ver [secção 9.3.2.](/comunitária/artigos/9-3-microbiológico-processos #932 -Nitrificação)) no sistema (Delaide et al. 2017; Schmautz et al. 2016) conforme elaborado em [Cap. 13](/comunitário/artigos/part-iii-perspective-para-desenvolvimento sustentável). No que diz respeito aos alimentos para peixes, existem dois tipos principais: alimentos à base de peixe e alimentos à base de plantas. A farinha de peixe é o tipo clássico de ração usado na aquicultura, onde lipídios e proteínas dependem de farinha de peixe e óleo de peixe (Geay et al. 2011). No entanto, há algum tempo, as preocupações com a sustentabilidade desses alimentos têm sido levantadas e a atenção para as dietas à base de plantas (Boyd 2015; Davidson et al. 2013; Hua and Bureau 2012; Tacon e Metian 2008). Uma meta-análise realizada por Hua and Bureau (2012) revelou que o uso de proteínas vegetais na ração de peixes pode influenciar o crescimento de peixes se incorporados em proporções elevadas. De facto, as proteínas vegetais podem ter um impacto na digestibilidade e nos níveis de factores anti-nutricionais da ração. Em especial, o fósforo proveniente de plantas e, portanto, sob a forma de fitatos não beneficia, por exemplo, o salmão, a truta e várias outras espécies de peixes (Timmons e Ebeling 2013). Não é surpreendente que esta observação seja altamente dependente da espécie de peixe e da qualidade dos ingredientes (Hua e Bureau 2012). No entanto, pouco se sabe sobre o impacto da composição variada da ração de peixes na produção de culturas (Yildiz et al. 2017).
A ração clássica para peixes é composta por 6—8 macro ingredientes e contém 6—8% de nitrogênio orgânico, 1,2% de fósforo orgânico e 40—45% de carbono orgânico (Timmons e Ebeling 2013) com cerca de 25% de proteína para peixes herbívoros ou onívoros e cerca de 55% de proteína para peixes carnívoros (Boyd 2015). Os lipídios também podem ser baseados em peixes ou plantas (Boyd 2015).
Fig. 9.1 Fluxo ambiental de azoto e fósforo em% para (a) produção de gaiolas do Nilo Tilapia (após Neto e Ostrensky 2015) e (b) produção de RAS (a partir de diversas fontes)
Uma vez que a ração para peixes é adicionada ao sistema, uma parte substancial dela é consumida pelos peixes e utilizada para o crescimento e metabolismo ou excretada como fezes solúveis e sólidas, enquanto o resto da ração dada decai nos tanques (Goddek et al. 2015; Schneider et al. 2004) (Fig. 9.1). Neste caso, os restos de alimentos e produtos metabólicos são parcialmente dissolvidos na água aquapônica, permitindo assim que as plantas absorvam nutrientes diretamente da solução aquapônica (Schmautz et al. 2016).
Na maioria dos sistemas de cultivo (Chaps. [7](/comunidade/artigos/capítulos 7-sistemas aquánicos acoplados) e [8](/comunidade/artigos/capítulos 8-sistemas aquánicos desacoplados), podem ser adicionados nutrientes para complementar a solução aquapônica e garantir uma melhor correspondência com as necessidades das plantas (Goddek et al. 2015). De fato, mesmo quando o sistema é acoplado, é possível adicionar ferro ou potássio (que muitas vezes faltam) sem prejudicar o peixe (Schmautz et al. 2016).
9.2.1 Alimentos para peixes com sobras e fezes de peixe
Idealmente, todos os alimentos fornecidos devem ser consumidos pelos peixes (Fig. 9.1). No entanto, uma pequena parte (menos de 5% (Yogev et al. 2016)) é frequentemente deixada para se decompor no sistema e contribui para a carga nutritiva da água (Losordo et al. 1998; Roosta e Hamidpour 2013; Schmautz et al. 2016), consumindo oxigênio dissolvido e liberando dióxido de carbono e amônia (Losordo et al. 1998) , entre outras coisas. A composição das sobras de alimentos para peixes depende da composição da ração.
Logicamente, a composição das fezes de peixe depende da dieta do peixe, que também tem impacto na qualidade da água (Buzby e Lin 2014; Goddek et al. 2015). No entanto, a retenção de nutrientes na biomassa dos peixes é altamente dependente das espécies de peixes, dos níveis de alimentação, da composição da ração, do tamanho dos peixes e da temperatura do sistema (Schneider et al. 2004). Em temperaturas mais elevadas, por exemplo, o metabolismo dos peixes é acelerado e, assim, resulta em mais nutrientes contidos na fração sólida das fezes (Turcios e Papenbrock 2014). A proporção de nutrientes excretados também depende da qualidade e digestibilidade da dieta (Buzby e Lin 2014). A digestibilidade dos alimentos para peixes, o tamanho das fezes e o rácio de sedimentação devem ser cuidadosamente considerados para garantir um bom equilíbrio no sistema e maximizar o rendimento das culturas (Yildiz et al. 2017). Com efeito, embora seja uma prioridade que os alimentos para peixes sejam cuidadosamente escolhidos para atender às necessidades dos peixes, os componentes dos alimentos para animais também podem ser selecionados de acordo com as necessidades da planta quando não faz diferença para os peixes (Goddek et al. 2015; Licamele 2009; Seawright et al. 1998).