Componentes biológicos importantes da aquapônica
Como descrito no Capítulo 1, a aquapônica é uma forma de agricultura integrada que combina duas técnicas principais, a aquicultura e a hidroponia. Em uma unidade de recirculação contínua, a água de cultura sai do tanque de peixes contendo os resíduos metabólicos dos peixes. A água passa primeiro por um filtro mecânico que captura resíduos sólidos e, em seguida, passa por um biofiltro que oxida amônia em nitrato. A água então viaja através de leitos de plantas onde as plantas absorvem os nutrientes e, finalmente, a água retorna, purificada, para o tanque de peixes (Figura 2.1). O biofiltro fornece um habitat para que as bactérias convertam resíduos de peixes em nutrientes acessíveis para as plantas. Estes nutrientes, que são dissolvidos na água, são então absorvidos pelas plantas. Este processo de remoção de nutrientes limpa a água, impedindo que a água se torne tóxica com formas nocivas de nitrogênio (amônia e nitrito), e permite que os peixes, plantas e bactérias prosperem simbioticamente. Assim, todos os organismos trabalham juntos para criar um ambiente de crescimento saudável para o outro, desde que o sistema esteja devidamente equilibrado.
O ciclo do nitrogênio
O processo biológico mais importante na aquapônica é o processo de nitrificação, que é um componente essencial do ciclo geral do nitrogênio visto na natureza. O nitrogênio (N) é um elemento químico e um bloco de construção essencial para todas as formas de vida. Está presente em todos os aminoácidos, que compõem todas as proteínas que são essenciais para muitos
Processos biológicos para animais, tais como a regulação enzimática, a sinalização celular e a construção de estruturas. O nitrogênio é o nutriente inorgânico mais importante para todas as plantas. O nitrogênio, em forma de gás, é na verdade o elemento mais abundante presente na atmosfera terrestre, representando cerca de 78 por cento, com oxigênio apenas representando 21 por cento. No entanto, apesar de o nitrogênio ser tão abundante, ele só está presente na atmosfera como nitrogênio molecular (N2), que é uma ligação tripla muito estável de átomos de nitrogênio e é inacessível às plantas. Por conseguinte, o azoto na sua forma N2 tem de ser alterado antes que as plantas o utilizem para o crescimento. Este processo é chamado de fixação de nitrogênio. Faz parte do ciclo do azoto (figura 2.2), observado em toda a natureza (figura 2.3). A fixação de nitrogênio é facilitada por bactérias que alteram quimicamente o N2 , adicionando outros elementos como hidrogênio ou oxigênio, criando assim novos compostos químicos, como amônia (NH3 ) e nitrato (NO3 -) que as plantas podem facilmente usar. Além disso, o nitrogênio atmosférico pode ser fixado através de um processo de fabricação intensiva de energia conhecido como o Processo Haber, usado para produzir fertilizantes sintéticos.
O animal representado na Figura 2.3 produz resíduos (fezes e urina) que são em grande parte feitos de amônia (NH3). Outras matérias orgânicas em decomposição encontradas na natureza, como plantas mortas ou animais, são divididas por fungos e diferentes grupos de bactérias em amoníaco. Esta amônia é metabolizada por um grupo específico de bactérias, o que é muito importante para a aquapônica, chamada de bactérias nitrificantes. Estas bactérias primeiro convertem o amoníaco em compostos nitritos (NO2-) e, finalmente, em compostos nitratos (NO3-). As plantas são capazes de usar amônia e nitratos para realizar seus processos de crescimento, mas os nitratos são mais facilmente assimilados por suas raízes.
As bactérias nitrificantes, que vivem em diversos ambientes, como solo, areia, água e ar, são um componente essencial do processo de nitrificação que converte resíduos vegetais e animais em nutrientes acessíveis para as plantas. A figura 2.4 mostra o mesmo processo que o ilustrado na Figura 2.3, mas inclui um fluxograma mais complexo que mostra todas as etapas do ciclo do azoto.
Este processo natural de nitrificação por bactérias que acontece no solo também ocorre na água da mesma maneira. Para a aquapônica, os resíduos animais são as excretas de peixe liberadas nos tanques de cultura. As mesmas bactérias nitrificantes que vivem em terra também se estabelecerão naturalmente na água ou em cada superfície húmida, convertendo amônia de resíduos de peixe em nitrato facilmente assimilado para uso das plantas. A nitrificação em sistemas aquapônicos fornece nutrientes para as plantas e elimina o amoníaco e o nitrito que são tóxicos (Figura 2.5).
*Fonte: Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus e Alessandro Lovatelli, produção aquapônica de alimentos, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproduzido com permissão. *