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Visão geral
O design do sistema aquapônico canaliza a água rica em nutrientes do sistema de cultura de peixe através de leitos de plantas em contato direto com as raízes para alimentar as plantas de forma eficaz. Por sua vez, os resíduos azotados são removidos através da absorção pelas plantas para o crescimento. Assim, a água é efetivamente limpa e pronta para reutilização na piscicultura.
- [1.1 Definição] (./1.1-definition.md)
- [1.2 Contexto] (./1.2-context.md)
- [1.3 Importância] (./1.3-importance.md)
- [1.4 Tipos de sistema] (./1.4-system-types.md)
*Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *
Kentucky State University — Janelle Hager, Leigh Anne Bright, Josh Dusci, and James Tidwell.
Esta edição da biblioteca foi reformatada e consolidada a partir da fonte original.
1.1 Definição
Original publication · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn · Kentucky State University
Aquaponics (AP) é um sistema autoportante de produção de alimentos que combina a aquicultura recirculante com a cultura vegetal na ausência de solo (hidropônica). A produção de peixe de alto volume resulta em água rica em nutrientes que pode ser usada para fornecer nutrientes para o cultivo de plantas.
*Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *
1.2 Contexto
Original publication · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn · Kentucky State University
O desenvolvimento de sistemas aquánicos resultou da necessidade de reduzir os custos associados aos efluentes de alto teor de nutrientes descarregados dos sistemas de aquicultura de recirculação (RAS). Conhecida pela aquicultura intensiva, a RAS pode produzir grandes quantidades de peixe em um pequeno volume de água. Alguma água é descarregada e substituída no sistema ao longo do tempo, à medida que resíduos sólidos e subprodutos tóxicos de nitrogênio (amoníaco (NH ~ 3 ~ -N), nitrito (NO
2 ~ -N) e nitrato (NO3 ~ -N)) se acumulam. A descarga concentrada da aquicultura intensiva constitui um obstáculo à percepção positiva dos consumidores da aquicultura. No entanto, estes nutrientes acumulados podem ser semelhantes em composição e concentração às soluções de nutrientes hidropônicos e, muitas vezes, existem na forma preferida pelas plantas (Rackocy et al. 2006). A combinação destas duas tecnologias de produção proporciona um método eficiente e sustentável de cultivo de peixes e produtos.*Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *
1.3 Importância
Original publication · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn · Kentucky State University
Hidroponia e RAS intensivos apresentam inconvenientes ecológicos e econômicos quando considerados individualmente. As culturas hidropônicas dependem de fertilizantes químicos que são caros, difíceis de obter e, em alguns casos, são derivados do rápido desaparecimento de recursos naturais. Na produção intensiva de peixe, são gerados resíduos concentrados (ou seja, efluentes) que requerem métodos de tratamento dispendiosos, levando a uma percepção fraca do consumidor em relação aos impactos ambientais. O elevado investimento inicial pode também ser proibitivo para os potenciais produtores. A Aquaponics oferece a oportunidade de utilizar efluentes de aquicultura enquanto cultivam plantas com uma fonte de nutrientes sustentável, econômica e não química.
A integração da cultura de peixe e da produção vegetal pode oferecer várias oportunidades para os agricultores ou produtores, incluindo agricultura sustentável, versatilidade de marketing e geração de múltiplos fluxos de renda. Ambientalmente, o crescimento e o rendimento das plantas na aquapônica podem atingir, ou, em alguns casos, ultrapassar, os valores de produção da hidropônica ou da agricultura baseada no solo (Pantanella et al. 2011, Savidov et al. 2005). Os conceitos centrais compartilhados de uso eficiente da água e da terra, a capacidade de intensificar a produção de culturas durante todo o ano e o uso em áreas geográficas não adequadas para a agricultura tradicional impulsionaram um recente aumento na popularidade da aquapônica (Somerville et al. 2014).
Embora os valores de produção tenham se mostrado semelhantes tanto à hidropônica como à RAS (Pantanella 2013, Savidov et al. 2005), a integração desses sistemas pode dificultar o gerenciamento. Muitos grupos interessados na produção aquapônica são dissuadidos pelo alto custo de inicialização e falta de modelos comprovados para o sucesso. Entender que a aquaponia é um ecossistema completo é essencial para fornecer condições corretas para peixes, plantas e bactérias, que são os três principais grupos de organismos que conduzem sistemas AP.
*Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *
1.4 Tipos de sistema
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Existem dois tipos principais de sistemas AP, acoplados e desacoplados. A abordagem acoplada é amplamente utilizada e baseia-se na alimentação do sistema quantidas/valores conhecidos de entrada de nutrientes. O apoio ao crescimento das plantas e ao consumo de bactérias (no biofiltro) provém normalmente de alimentos para peixes comerciais e deve ser levado em consideração nos requisitos de entrada do sistema. Estes rácios são utilizados para garantir que os resíduos tóxicos provenientes de efluentes de peixes não se acumulem (devido a um biofiltro insuficiente), não ocorrem nitratos em excesso (de plantas insuficientes) e não se desenvolvem deficiências de nitratos (devido a um excesso de plantas). As relações operacionais recomendadas para sistemas aquapônicos serão abordadas na seção Estrutura e Projeto.
Dada a ampla gama de condições de crescimento entre peixes, plantas e bactérias, os sistemas acoplados não operam com os valores ideais para peixes ou plantas. O ambiente nutritivo ideal para os peixes geralmente seria nutricionalmente inadequado para a maioria das plantas, e um nível de nutrientes ideal para as plantas seria tóxico para a maioria dos peixes. Por esta razão, os sistemas dissociados estão a ser explorados, embora a sua utilização não seja generalizada. Em um sistema aquapônico dissociado, os componentes RAS e hidropônicos são unidos, mas operam como sistemas separados que podem ser controlados de forma independente (Goddek et al. 2016, Pantanella 2013). Normalmente, a água que alimenta o sistema hidropônico não entra de volta nos tanques de cultura de peixe depois de ser filtrada pelas plantas. Em vez disso, a água perdida através da transpiração e evaporação na unidade hidropônica é substituída pela água da RAS, que por sua vez é substituída por água nova (Kloas et al. 2015). Esta configuração oferece maior controle sobre o sistema individual e permite que cada um seja operado em sua faixa ideal. O tratamento da doença e as deficiências de nutrientes (ou toxicidades) também são mais facilmente gerenciados. Os sistemas dissociados não são tão bem pesquisados quanto os sistemas acoplados e exigem que os produtores tenham um nível mais alto de experiência em hidroponia, gerenciamento de nutrientes vegetais e projeto de sistemas de aquicultura.
*Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *
A Grande Imagem
Original publication · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn · Kentucky State University
A população mundial é estimada em 7,7 bilhões e espera-se que atinja 10 bilhões até 2050. Para alimentar essa população global em expansão, a produção de alimentos deve aumentar em 30 -50%. Este aumento exigiria que as terras usadas para cultivar culturas se expandissem em quase 1,5 bilhão de hectares; isso é cerca de ¾ do tamanho dos Estados Unidos continentais.
Em 2020, a agricultura utilizou quase 50% da terra vegetada do mundo. O aumento contínuo nos níveis atmosféricos de CO ~ 2~, levando ao aumento do aquecimento global, seria exacerbado pela conversão em larga escala de terras florestadas em terras cultivadas necessárias para a produção de alimentos. Além disso, a actual produção agrícola representa 90% de toda a água utilizada pela humanidade. Este crescimento e consumo de recursos não são sustentáveis. São necessárias formas alternativas de aumentar a produção alimentar; não podemos simplesmente fazer mais do que estamos a fazer agora.
O World Resources Institute (WRI) publicou recentemente um relatório intitulado “Criando um Futuro Alimentar Sustentável” (Searchinger et al. 2014). Os autores propõem cinco “cursos” ou formas de produzir mais alimentos sem aumentar os impactos ambientais. Aquaponics é um conceito que aborda várias dessas iniciativas.
Um dos cursos do WRI é aumentar a produção de alimentos sem expandir as terras agrícolas. Para conseguir isso, eles afirmam que “o aumento da eficiência do uso dos recursos naturais é o único passo mais importante para atingir tanto a produção de alimentos quanto as metas ambientais”. Ao contrário da maioria das recomendações, eles propõem aumentar a intensidade da produção como um caminho para a sustentabilidade. Aquaponics é um dos sistemas de produção de alimentos mais eficientes e intensivos disponíveis. É eficiente em termos de quantidade de alimentos produzidos por unidade de área, unidade de água e unidade de nutrientes adicionados ao sistema, especialmente em climas tropicais ou subtropicais onde os custos de aquecimento são minimizados.
Outra solução proposta no relatório é aumentar a oferta de peixe. Há uma indicação de que se prevê que o consumo de peixe aumente 58% até 2050 (Searchinger et al. 2014). No entanto, o estudo WRI pressupõe que a produção a partir da pesca de captura diminuirá efectivamente 10% durante o mesmo período. Para satisfazer a procura de consumo, a aquicultura terá de, pelo menos, duplicar a produção. No entanto, isso aumentaria as questões de uso da terra através da construção de 50 milhões de hectares de novas lagoas de produção. Os autores afirmam que a aquicultura também deve se tornar mais eficiente em termos de solo e que as tecnologias de recirculação de água podem ajudar a intensificar a produção, reduzir o uso do solo e proporcionar um melhor controle da poluição.
A produção aquapônica é um modelo promissor de reutilização e eficiência de recursos; isso, juntamente com outras técnicas agrícolas regenerativas, pode ter impactos locais em muitos desses problemas prementes e servir de modelo para tecnologias e desenvolvimentos futuros.
*Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *