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Parâmetros de qualidade da

1. 6.1 Oxigénio dissolvido

   Original publication 2021 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   O oxigênio é necessário em níveis elevados por peixes, plantas e bactérias. O teor de oxigénio é quantificado pelo oxigénio dissolvido (OD) em água e é expresso em miligramas por litro (mg/L) (Somerville et al. 2014). A natureza intensiva dos sistemas aquapônicos requer suplementação de oxigênio. O oxigênio pode entrar no sistema por agitação na superfície ou por difusores na coluna de água. A densidade do estoque de peixes, o número e o tipo de plantas, a quantidade de sólidos orgânicos, a demanda biológica de oxigênio e a temperatura são fatores que determinam a quantidade de OD necessária (Rackocy et al. 2006, Wurts e Durborow 1992). OD e temperatura têm uma relação importante. O oxigênio é mais solúvel em água fria do que em água morna, o que significa que a água fria pode reter níveis mais altos de oxigênio dissolvido do que água morna. Isto é particularmente importante para os produtores que criam peixes de água morna ou operam em áreas que experimentam temperaturas elevadas durante todo o ano ou sazonais. Recomenda-se que o oxigênio dissolvido seja mantido entre 5-8 mg/L. O OD é difícil de medir, pois os medidores podem ser caros ou difíceis de encontrar. Neste caso, os produtores podem comprar kits de teste de aquário de OD ou entrar em contato com a Extensão local ou universidades para obter assistência.

   *Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *

2. 6.2 Temperatura

   Original publication 2021 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   A temperatura da água é mais importante na aquapônica do que na temperatura do ar. Muitos fatores químicos da água são afetados pela temperatura, como a quantidade de amoníaco tóxico (não ionizado) presente e a solubilidade do oxigênio. Também afeta diretamente a saúde e a sobrevivência dos peixes e das plantas. Os peixes são poikilotérmicos, ou de sangue frio. Isso significa que sua temperatura corporal depende da temperatura da água. Em temperatura extrema, os peixes deixarão de comer, tornando-se letárgicos e suscetíveis a doenças. Nas plantas, a alta temperatura pode reduzir a absorção de nutrientes essenciais das plantas, como cálcio, forçar a floração precoce em culturas de clima frio e aumentar o potencial para patógenos de raízes vegetais como Pythium spp. Por esta razão, é importante evitar grandes oscilações na temperatura diária. Sombrear ou cobrir superfícies de água, isolar tanques de peixes e canteiros de plantas e utilizar aquecimento passivo ou solar em estufas são estratégias que muitos produtores empregam. Em áreas temperadas onde a temperatura muda drasticamente de estação para estação, os produtores podem alternar as culturas de peixe e plantar sazonalmente para reduzir os custos de aquecimento ou resfriamento.

   *Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *

3. 6,3 pH

   Original publication 2021 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   O pH é uma medida da acidez ou basicidade de uma solução. É determinado pela presença ou ausência de iões de hidrogénio livres (H^+^), onde quanto mais H^+^ presente, mais ácida é uma solução. Uma solução ácida tem um pH baixo. O pH é medido em uma escala de 1-14, sendo 7 neutro. Um valor de pH abaixo de 7 indica que uma solução é ácida e acima de 7 indica que uma solução é básica. O pH é registrado em uma escala logarítmica e, portanto, não é intuitivo para muitos praticantes. Por exemplo, se o pH de um sistema aquapônico mede 7, então, após duas semanas, mede 5, o pH não caiu em um grau de 2, mas sim 100 vezes. Compreender a escala de pH é fundamental para a gestão e correção da água.

   Peixes, plantas e bactérias têm faixas de tolerância específicas para o pH. Embora eles possam tolerar parâmetros fora de seu alcance ideal, condições abaixo do par podem afetar muito o crescimento e a sobrevivência. Os peixes podem tolerar uma ampla gama de pH, de 6,0-8,5, mas precisam ser aclimatados lentamente às mudanças. O pH é particularmente importante para plantas e bactérias. Todos os micro e macro-nutrientes estão disponíveis para as plantas com um pH entre 6,0-6,5 (Figura 16). Acima ou abaixo desta gama, certos nutrientes não estão disponíveis para as plantas. Quando o pH excede 7,5, as plantas rapidamente se tornam deficientes em nutrientes essenciais como ferro, fósforo e manganês (Somerville et al. 2014). Por outro lado, o baixo pH pode ter impactos negativos nas bactérias nitrificantes. Abaixo de 6.0, a capacidade de converter amônia em nitrato é bastante reduzida.

   

   Existem muitos fatores que influenciam o pH. A nitrificação (discutida na secção seguinte) e a densidade do povoamento de peixes diminuem o pH produzindo H^+^ e CO ~ 2~, respectivamente. São necessárias alterações para elevar o pH a níveis de cultura adequados. O gerenciamento do pH começa com monitoramento e gravação consistentes.

   Se o pH for baixo, podem ser utilizados produtos químicos que aumentam a alcalinidade total, como hidróxido de cálcio (cal hidratada; Ca (OH) 2), cal agrícola (carbonato de cálcio (CACO3)), hidróxido de cálcio e potássio (K2CO3). A adição de bases de cálcio e potássio são alternadas para fornecer nutrientes essenciais não contidos nos alimentos para peixes. Devido ao seu pH elevado (10-11), estas bases devem ser adicionadas com precaução e em pequenas doses, de modo a não elevar o pH muito rapidamente. A nitrificação faz com que o pH diminua constantemente, esgotando a alcalinidade total da água e a liberação de íons H^+^, de modo que o monitoramento consistente é importante. A necessidade de reduzir o pH normalmente não é um problema para os produtores aquapônicos, devido à nitrificação. Os produtores podem precisar alterar sua fonte de água, no entanto, adicionando água dura ou produtos químicos para aumentar a alcalinidade, o que estabiliza ou aumenta o pH. Se o pH do sistema for constantemente alto, mesmo após o ciclismo, o primeiro passo é garantir que os sólidos não estejam se acumulando no sistema. Sólidos que se acumulam formam zonas anaeróbias (baixo ou nenhum oxigênio). Quando as condições anaeróbias se desenvolvem, ocorre um processo chamado desnitrificação, onde o nitrato é convertido de volta em amônia. A alcalinidade é liberada durante esta transformação, que estabiliza o pH.

   *Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *

4. 6.4 Amonia-Azoto Total

   Original publication 2021 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   O nitrogênio entra no sistema aquapônico como proteína bruta nos alimentos para peixes. Aproximadamente 30% da proteína no alimento de peixe é retida pelo peixe. Setenta por cento são digeridos e libertados como resíduos sólidos ou excretados como amônia através das brânquias ou como ureia (Timmons e Ebeling 2013). O nitrogênio de amônia total (TAN) é composto por duas formas que existem em uma proporção de amônia não ionizada (NH ~ 3~, que é tóxico para peixes) para amônia ionizada (NH ~ 4~+ que não é tóxico). A presença de uma forma sobre a outra depende do pH e da temperatura. A alto pH (básico) e temperatura, há uma maior proporção de amônia tóxica. A baixo pH (ácido) e temperatura, a amônia se liga ao excesso de íons H^+^ e se torna a forma menos tóxica, o amônio. Geralmente, os testes de qualidade da água darão o valor TAN, que engloba tanto NH ~ 3~ quanto NH ~ 4~+. O valor exato da amônia tóxica pode ser determinado tomando o número que intersecta a temperatura e o pH registrados (Tabela 7) e multiplicando-o pelo valor atual de TAN (Masser et al. 1999).

   Tabela 7: Fração de amônia total na forma tóxica (não ionizada) a diferentes valores de pH e temperaturas.

   Fonte: (Masser et al. 1999)

   Através do processo de nitrificação, as bactérias convertem amonia-nitrogênio (NH ~ 3~) em nitrito (NO2-) e depois em nitrato (NO3-). O amoníaco e o nitrito são 100 vezes mais tóxicos para os peixes do que o nitrato (Somerville et al. 2014). As plantas utilizam principalmente nitrogênio na forma de amônio (NH ~ 4 ~ +), NO~3 ~ - e aminoácidos como L-glicina (Rentsch et al. 2007, Sanchez e Doerge 1999). Em um sistema aquapônico em pleno funcionamento, os valores de amoníaco e nitrito devem ser próximos de zero e o nitrato deve ser inferior a 150mg/L. Enquanto os peixes podem tolerar níveis muito mais altos, para cima de 400 mg/L (Timmons e Ebeling 2013), valores superiores a 250 mg/L podem ter impactos negativos nas plantas (Rackocy et al. 2006). Do ponto de vista do manejo, é importante conhecer a gama de tolerância de peixes e espécies vegetais para otimizar as condições de crescimento. Em níveis excessivos, estes compostos tóxicos podem danificar as brânquias dos peixes e retardar o seu crescimento.

   *Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *

5. 6. 5 Alcalinidade

   Original publication 2021 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   A alcalinidade é um aspecto frequentemente negligenciado da qualidade da água, mas é essencial para manter um sistema estável. A alcalinidade é uma medida da capacidade da água para amortecer, ou resistir, mudanças no pH (Wurts e Durborow 1992). As formas mais comuns de alcalinidade são carbonatos (CO ~ 3~-) e bicarbonatos (HCO ~ 3~-). Estes carbonatos ligam-se a iões H^+^ livres, resultado da nitrificação, impedindo uma queda no pH. A água com baixa alcalinidade e uma taxa constante de nitrificação experimentam grandes oscilações no pH, o que pode prejudicar a saúde dos peixes, plantas e bactérias. Recomenda-se manter a alcalinidade entre 60-140 mg/L.

   A alcalinidade é muitas vezes confundida com a dureza da água. A dureza é determinada pela quantidade de íons positivos, nomeadamente íons cálcio (Ca2+) e magnésio (Mg2+), presentes na água da fonte. A água da rocha calcária tem uma alta dureza (120-180 mg/L), enquanto a água macia tem uma baixa dureza (0-60 mg/L). A água macia está associada à água da chuva ou à água subterrânea da rocha vulcânica. A água sem dureza adequada precisa de receber alterações como íons Ca2+ e Mg2+, que são essenciais tanto para as plantas como para os peixes.

   A alcalinidade normalmente não é testada regularmente em aquapônica, mas é mantida através da adição de bases para elevar o pH. Além das listadas acima, as medidas não químicas para aumentar a alcalinidade e o pH incluem a adição de conchas marinhas finamente trituradas, grão calcário grosso e giz triturado (Somerville et al. 2014). Colocados em um saco de malha, eles podem ser adicionados ao cárter até que o pH ou a alcalinidade aumentem para o nível apropriado. O tamanho do seu sistema determinará por quanto tempo essas alterações serão efetivas e com que frequência elas precisarão ser substituídas. Deve-se ter cuidado para lavar esses itens cuidadosamente para evitar que contaminados entrem no sistema.

   *Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *

6. 6.6 Ciclismo do Sistema

   Original publication 2021 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   

   Ciclismo refere-se ao processo de estabelecimento do filtro biológico. Isso pode levar entre seis a oito semanas (Figura 17). As bactérias nitrificantes são encontradas naturalmente no ambiente, então o processo começa adicionando uma fonte de amônia.

   Isso pode ser feito através da adição de peixe, comida de peixe ou água de um sistema bem estabelecido, ou de uma combinação destes. Um dos erros mais comuns ao usar peixes para pedalar um sistema é adicionar muitos peixes inicialmente. Isso faz com que os níveis de amônia aumentem, muitas vezes resultando em morte de peixes. Começando com 20% da capacidade total dos peixes é uma boa regra. Isso permite colonizar os organismos biológicos específicos do sistema. Se estiver usando uma estratégia de ciclismo sem peixe, o amoníaco doméstico pode ser usado. É importante obter amônia isenta de surfactante, pois carece de detergentes comumente adicionados a esses produtos que são impróprios para o sistema.

   • Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *

7. 6.7 Medidas corretivas

   Original publication 2021 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   • **Baixo oxigênio dissolvido (abaixo de 5 mg/L) **: aumentar a aeração, reduzir a alimentação até ser corrigido

   • **Baixo pH (abaixo de 6,0) **: adicionar base (hidróxido de cálcio, carbonato de cálcio, hidróxido de potássio ou carbonato de potássio), reduzir a alimentação até ser corrigido

   • **Alta amônia (acima de 1 mg/L TAN) **: reduzir a alimentação até ser corrigida, realizar 20% de troca de água, verificar se há sólidos acumulados, aumentar a filtração biológica

   • **Nitrito elevado (acima de 0,5 mg/L) **: reduzir a alimentação até ser corrigido, realizar 20% de troca de água, aumentar a filtração biológica

   • Nitrato consistentemente alto: reduzir a biomassa dos peixes ou a taxa de alimentação, adicionar mais biomassa vegetal

   • Nitrato consistentemente a zer: aumentar a alimentação dos peixes ou a biomassa dos peixes

   • Baixa alcalinidade: adicionar bases de carbonato ex. (carbonato de cálcio, carbonato de potássio)

   *\ Nota: Adicionar qualquer base ao sistema deve ser feito com cuidado. Pequenas adições desses produtos químicos resultam em um grande aumento no pH. As adições de base devem ser calculadas antes da adição. Sempre errar do lado da cautela.

   *Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *