Source material

Plantas em aquapônica

1. Biologia básica de plantas

   Original publication 2014 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   

   Esta seção comenta brevemente as principais partes da planta e, em seguida, discute a nutrição das plantas (Figura 6.3). Mais discussões estão fora do escopo desta publicação, mas mais informações podem ser encontradas na seção “Leitura adicional”.

   Anatomia e função básica das plantas

   Raízes

   As raízes absorvem água e minerais do solo. Pequenos pêlos radiculares ficam fora da raiz, ajudando o processo de absorção. As raízes ajudam a ancorar a planta no solo, impedindo que ela caia. As raízes também armazenam alimentos extras para uso futuro. As raízes na cultura sem solo mostram diferenças interessantes em relação às plantas no solo padrão. Na cultura sem solo, água e nutrientes são constantemente fornecidos às plantas, que são facilitadas em sua busca de nutrientes e podem crescer mais rápido. O crescimento radicular em hidroponia pode ser significativo para a absorção intensa e a entrega ideal de fósforo que estimula o seu crescimento. Vale ressaltar que as raízes retêm quase 90 por cento dos metais absorvidos pelas plantas, que incluem ferro, zinco e outros micronutrientes úteis.

   Caules

   As hastes são a principal estrutura de suporte da planta. Eles também atuam como o sistema de encanamento da planta, conduzindo água e nutrientes das raízes para outras partes da planta, enquanto também transportam alimentos das folhas para outras áreas. As hastes podem ser herbáceas, como o caule flexível de uma margarida, ou lenhosa, como o tronco de um carvalho.

   Folhas

   A maioria dos alimentos em uma planta é produzida nas folhas. As folhas são projetadas para capturar a luz solar, que a planta usa para produzir alimentos através de um processo chamado fotossíntese. As folhas também são importantes para a transpiração da água.

   Flores

   As flores são a parte reprodutiva da maioria das plantas. As flores contêm pólen e pequenos ovos chamados óvulos. Após a polinização da flor e fertilização do óvulo, o óvulo se desenvolve em uma fruta. Em técnicas sem solo, a rápida entrega de potássio antes da floração pode ajudar as plantas a ter melhores configurações de frutas.

   Frutas/sementes

   As frutas são partes desenvolvidas de ovários de flores que contêm sementes. As frutas incluem maçãs, limões e romãs, mas também incluem tomates, berinjelas, grãos de milho e pepinos. Estes últimos são considerados frutos em um sentido botânico porque contêm sementes, embora em uma definição culinária sejam muitas vezes referidos como vegetais. As sementes são as estruturas reprodutivas das plantas, e os frutos servem para ajudar a disseminar essas sementes. As plantas frutificantes têm necessidades nutricionais diferentes do que os vegetais verdes de folhas, especialmente exigindo mais potássio e fósforo.

   Fotossíntese

   

   Todas as plantas verdes são projetadas para gerar seus próprios alimentos usando o processo de fotossíntese (Figura 6.4). A fotossíntese requer oxigênio, dióxido de carbono, água e luz. Dentro da planta há pequenas organelas chamadas cloroplastos que contêm clorofila, uma enzima que usa a energia da luz solar para separar o dióxido de carbono atmosférico (CO2) e criar moléculas de açúcar de alta energia, como a glicose. Essencial para este processo é a água (H2O). Este processo libera oxigênio (O2), e é historicamente responsável por todo o oxigênio na atmosfera. Uma vez criadas, as moléculas de açúcar são transportadas por toda a planta e utilizadas posteriormente para todos os processos fisiológicos, como crescimento, reprodução e metabolismo. À noite, as plantas usam esses mesmos açúcares, bem como oxigênio, para gerar a energia necessária para o crescimento. Este processo é chamado de respiração.

   É vital localizar uma unidade aquapônica em um lugar onde cada planta terá acesso à luz solar. Isso garante energia adequada para a fotossíntese. A água deve estar sempre disponível para as raízes através do sistema. O dióxido de carbono está disponível gratuitamente na atmosfera, embora em uma cultura interior muito intensiva seja possível que as plantas usem todo o dióxido de carbono na área fechada e necessitem de ventilação.

   Requisitos de nutrientes

   Além desses requisitos básicos para a fotossíntese, as plantas precisam de uma série de nutrientes, também referidos como sais inorgânicos. Estes nutrientes são necessários para as enzimas que facilitam a fotossíntese, para o crescimento e reprodução. Estes nutrientes podem ser provenientes do solo. No entanto, na ausência de solo, esses nutrientes precisam ser fornecidos de outra maneira. Na aquapônica, todos esses nutrientes essenciais vêm do desperdício de peixe.

   Existem duas grandes categorias de nutrientes: macronutrientes e micronutrientes. Ambos os tipos de nutrientes são essenciais para as plantas, mas em quantidades diferentes. São necessárias quantidades muito maiores dos seis macronutrientes em comparação com os micronutrientes, que só são necessários em quantidades vestigiais. Embora todos estes nutrientes existam em resíduos sólidos de peixes, alguns nutrientes podem ser limitados em quantidade na aquapônica e resultar em deficiências, como potássio, cálcio e ferro. Uma compreensão básica da função de cada nutriente é importante para apreciar como eles afetam o crescimento das plantas. Se ocorrerem deficiências de nutrientes, é importante identificar qual elemento está ausente ou ausente no sistema e ajustar o sistema de acordo, adicionando fertilizante suplementar ou aumentando a mineralização.

   Macronutrientes

   Há seis nutrientes que as plantas precisam em quantidades relativamente grandes. Estes nutrientes são nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e enxofre. A discussão a seguir descreve a função desses macronutrientes dentro da planta. Os sintomas de deficiências também são listados para ajudar a identificar problemas.

   **Nitrogênio (N) ** é a base de todas as proteínas. É essencial para a construção de estruturas, fotossíntese, crescimento celular, processos metabólicos e produção de clorofila. Como tal, o nitrogênio é o elemento mais comum em uma planta após carbono e oxigênio, ambos obtidos a partir do ar. O nitrogênio é, portanto, o elemento-chave na solução de nutrientes aquapônicos e serve como um indicador proxy fácil de medir para outros nutrientes. Normalmente, o nitrogênio dissolvido é na forma de nitrato, mas as plantas podem utilizar quantidades moderadas de amônia e até mesmo aminoácidos livres para permitir seu crescimento. As deficiências de nitrogênio são óbvias e incluem amarelecimento de folhas mais velhas, caules finos e mau vigor (Figura 6.5a). O nitrogênio pode ser realocado dentro dos tecidos vegetais e, portanto, é mobilizado a partir de folhas mais velhas e entregue a um novo crescimento, razão pela qual as deficiências são observadas no crescimento mais velho. Uma superabundância de nitrogênio pode causar excesso de crescimento vegetativo, resultando em plantas exuberantes e macias suscetíveis a doenças e danos a insetos, além de causar dificuldades no conjunto de flores e frutas.

   **Fósforo (P) ** é usado por plantas como espinha dorsal do DNA (ácido desoxirribonucleico), como componente estrutural das membranas fosfolípidas, e como trifosfato de adenosina (o componente para armazenar energia nas células). É essencial para a fotossíntese, bem como a formação de óleos e açúcares. Incentiva a germinação e o desenvolvimento radicular em mudas. Deficiências de fósforo geralmente causam mau desenvolvimento radicular porque a energia não pode ser transportada adequadamente através da planta; folhas mais velhas parecem verde maçante ou mesmo marrom púrpura, e pontas das folhas parecem queimadas.

   **Potássio (K) ** é usado para sinalização celular através de fluxo iônico controlado através de membranas. O potássio também controla a abertura estomática, e está envolvido no conjunto de flores e frutas. Está envolvida na produção e transporte de açúcares, captação de água, resistência a doenças e amadurecimento dos frutos. A deficiência de potássio manifesta-se como manchas queimadas nas folhas mais velhas e fraco vigor das plantas e turgor (Figura 6.5b). Sem potássio, flores e frutas não se desenvolverão corretamente. A clorose interveinal, ou amarelecimento entre as veias das folhas, pode ser vista nas margens.

   **Cálcio (Ca) ** é usado como um componente estrutural das paredes celulares e membranas celulares. Está envolvido no fortalecimento das hastes e contribui para o desenvolvimento da raiz. Deficiências são comuns na hidroponia e são sempre aparentes no crescimento mais recente porque o cálcio é imóvel dentro da planta. Queimadura de alfaces e podridão de flor de tomates e abobrinha são exemplos de deficiência. Muitas vezes, novas folhas são distorcidas com pontas ganchos e formas irregulares. O cálcio só pode ser transportado através de transpiração ativa de xilema, portanto, quando as condições são muito úmidas, o cálcio pode estar disponível, mas bloqueado porque as plantas não estão transpirando. Aumentar o fluxo de ar com aberturas ou ventiladores pode evitar esse problema. A adição de areia de coral ou carbonato de cálcio pode ser usada para complementar o cálcio em aquaponia com o benefício adicional de tamponamento do pH.

   **Magnésio (Mg) ** é o aceitador central de elétrons em moléculas de clorofila e é um elemento-chave na fotossíntese. Deficiências podem ser vistas como amarelecimento das folhas entre as veias, especialmente em partes mais antigas da planta. Embora a concentração de magnésio às vezes seja baixa em aquapônica, não parece ser um nutriente limitante, e a adição de magnésio ao sistema é geralmente desnecessária.

   **Enxofre (S) ** é essencial para a produção de algumas proteínas, incluindo clorofila e outras enzimas fotossintéticas. Os aminoácidos metionina e cisteína contêm enxofre, o que contribui para a estrutura terciária de algumas proteínas. As deficiências são raras, mas incluem amarelecimento geral de toda a folhagem em novo crescimento (Figura 6.5c). As folhas podem ficar amarelas, rígidas e quebradiças, e cair.

   Micronutrientes

   Abaixo está uma lista de nutrientes que só são necessários em quantidades vestigiais. A maioria das deficiências de micronutrientes envolve amarelecimento das folhas (como ferro, manganês, molibdênio e zinco). No entanto, as deficiências de cobre fazem com que as folhas escureçam a sua cor verde.

   **Ferro (Fe) ** é usado em cloroplastos e na cadeia de transporte de elétrons, e é fundamental para a fotossíntese adequada. As deficiências são vistas como amarelecimento interventivo, seguido por toda a folhagem ficar amarelada pálida (clorótica) e, eventualmente, branca com manchas necróticas e margens foliares distorcidas. Como o ferro é um elemento não móvel, as deficiências de ferro (Figura 6.5d) são facilmente identificadas se novas folhas aparecerem cloróticas. O ferro tem de ser adicionado como ferro quelatado, também conhecido como ferro sequestrado ou FeIedTA, porque o ferro é apto a precipitar a pH superior a 7. A adição sugerida é de 5 mililitros por 1 m2 de leito de cultivo sempre que se suspeite de deficiências; uma quantidade maior não prejudica o sistema, mas pode causar descoloração de tanques e tubos. Tem sido sugerido que bombas de acionamento magnético submerso podem sequestrar o ferro e é objeto de pesquisa atual.

   **Manganês (Mg) ** é usado para catalisar a divisão de água durante a fotossíntese e, como tal, o manganês é importante para todo o sistema de fotossíntese. As deficiências se manifestam como taxas de crescimento reduzidas, aparência cinzenta maçante e amarelecimento interventivo entre as veias que permanecem verdes, seguido de necrose. Os sintomas são semelhantes às deficiências de ferro e incluem clorose. A absorção de manganês é muito fraca com pH superior a 8.

   **Boro (B) ** é usado como uma espécie de catalisador molecular, especialmente envolvido em polissacarídeos estruturais e glicoproteínas, transporte de carboidratos e regulação de algumas vias metabólicas em plantas. Também está envolvido na reprodução e absorção de água pelas células. Deficiências podem ser vistas como desenvolvimento incompleto de brotos e conjunto de flores, interrupção do crescimento e necrose da ponta, e necrose do tronco e da raiz.

   **Zinco (Zn) ** é usado por enzimas e também em clorofila, afetando o tamanho geral da planta, crescimento e maturação. Deficiências podem ser notadas como mau vigor, crescimento atrofiado com menor comprimento inter-nodal e tamanho foliar e clorose intravenosa que pode ser confundida com outras deficiências.

   **Cobre (Cu) ** é usado por algumas enzimas, especialmente na reprodução. Também ajuda a fortalecer as hastes. Deficiências podem incluir clorose e pontas de folhas marrons ou alaranjadas, crescimento reduzido de frutos e necrose. Às vezes, a deficiência de cobre mostra como um crescimento anormalmente verde escuro.

   **Molibdênio (Mo) ** é usado por plantas para catalisar reações redox com diferentes formas de nitrogênio. Sem molibdênio suficiente, as plantas podem apresentar sintomas de deficiência de nitrogênio, embora o nitrogênio esteja presente. O molibdênio está biologicamente indisponível a pH inferior a 5.

   O diagrama não está disponível nesta cópia migrada; consulte a edição original.

   A disponibilidade de muitos destes nutrientes depende do pH (ver secção 6.4 para disponibilidade dependente do pH) e, embora os nutrientes possam estar presentes, podem ser inutilizáveis devido à qualidade da água. Para mais informações sobre as deficiências de nutrientes fora do âmbito desta publicação, consulte a secção “Leitura adicional” para os guias de identificação ilustrados.

   Fontes aquapônicas de nutrientes

   O nitrogênio é fornecido a plantas aquapônicas principalmente sob a forma de nitrato, convertido a partir da amônia de resíduos de peixes através de nitrificação bacteriana. Alguns dos outros nutrientes são dissolvidos na água dos resíduos de peixe, mas a maioria permanece em um estado sólido que não está disponível para as plantas. O resíduo de peixe sólido é dividido por bactérias heterotróficas; esta ação libera os nutrientes essenciais para a água. A melhor forma de garantir que as plantas não sofram de deficiências é manter o pH ideal da água (6-7) e alimentar os peixes com uma dieta equilibrada e completa, e utilizar a taxa de alimentação para equilibrar a quantidade de alimentos para peixes em relação às plantas. No entanto, ao longo do tempo, mesmo um sistema aquapônico perfeitamente equilibrado pode tornar-se deficiente em certos nutrientes, na maioria das vezes potássio de ferro ou cálcio.

   Deficiências nestes nutrientes resultam da composição dos alimentos para peixes. Os grânulos de ração para peixes (discutidos no Capítulo 7) são um alimento completo para os peixes, o que significa que eles fornecem tudo o que um peixe precisa para crescer, mas não necessariamente tudo o que é necessário para o crescimento das plantas. Os peixes simplesmente não precisam das mesmas quantidades de ferro, potássio e cálcio que as plantas exigem. Como tal, podem ocorrer deficiências nesses nutrientes. Isso pode ser problemático para a produção de plantas, mas existem soluções disponíveis para garantir quantidades adequadas desses três elementos.

   Em geral, o ferro é regularmente adicionado sob a forma de ferro quelatado no sistema aquapónico para atingir concentrações de cerca de 2 mg/l. Cálcio e potássio são adicionados ao tamponar a água para o pH correto, uma vez que a nitrificação é um processo acidificante. Estes são adicionados como hidróxido de cálcio ou hidróxido de potássio, ou como carbonato de cálcio e carbonato de potássio (ver capítulo 3 para mais pormenores). A escolha do tampão pode ser escolhida com base no tipo de planta que está sendo cultivada, pois vegetais de folhas podem precisar de mais cálcio, e plantas de frutificação mais potássio. Além disso, o Capítulo 9 discute como produzir fertilizantes orgânicos simples a partir de composto para usar como suplementos aos resíduos de peixes, garantindo que as plantas estejam sempre recebendo a quantidade certa de nutrientes.

   *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. *

2. Principais diferenças entre o solo e a produção de culturas sem solo

   Original publication 2014 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Existem muitas semelhanças entre a agricultura terrestre baseada em solo e a menos produção do solo, enquanto a biologia básica das plantas é sempre a mesma (Figuras 6.1 e 6.2). No entanto, vale a pena investigar grandes diferenças entre o solo e a produção sem solo (Quadro 6.1), a fim de colmatar o fosso entre as práticas tradicionais no solo e as técnicas mais recentes sem solo. Geralmente, as diferenças estão entre o uso de fertilizantes e o consumo de água, a capacidade de usar terras não aráveis e a produtividade geral. Além disso, a agricultura sem solo é normalmente menos intensiva em mão-de-obra. Finalmente, as técnicas sem solo suportam melhor as monoculturas do que a agricultura no solo.

   

   Fertilizante

   A química do solo, especialmente relacionada à disponibilidade de nutrientes e à dinâmica dos fertilizantes, é uma disciplina completa e bastante complexa. A adição de fertilizantes é necessária para o cultivo intensivo no solo. No entanto, os agricultores não podem controlar totalmente a entrega desses nutrientes às plantas devido aos complexos processos que ocorrem no solo, incluindo interações bióticas e abióticas. A soma dessas interações determina a disponibilidade dos nutrientes para as raízes das plantas. Por outro lado, na cultura sem solo, os nutrientes são dissolvidos em uma solução que é entregue diretamente às plantas, e pode ser adaptada especificamente às necessidades das plantas. Plantas em cultura sem solo crescem em meios inertes contidos. Esses meios não interferem com a entrega de nutrientes, que podem ocorrer no solo. Além disso, os meios de comunicação apoiam fisicamente as plantas e mantêm as raízes molhadas e arejadas. Além disso, com a agricultura no solo, alguns dos fertilizantes podem ser perdidos para ervas daninhas e escoamentos, o que pode diminuir a eficiência enquanto causa preocupações ambientais. O fertilizante é caro e pode constituir uma grande parte do orçamento para a agricultura no solo.

   A gestão sob medida de fertilizantes na agricultura sem solo tem duas vantagens principais. Primeiro, o fertilizante mínimo é perdido para processos químicos, biológicos ou físicos. Essas perdas diminuem a eficiência e podem aumentar o custo. Em segundo lugar, as concentrações de nutrientes podem ser rigorosamente monitorizadas e ajustadas de acordo com as necessidades das plantas em estádios de crescimento específicos. Este maior controle pode melhorar a produtividade e melhorar a qualidade dos produtos.

   Uso da água

   O uso de água em hidroponia e aquapônica é muito menor do que na produção do solo. A água é perdida da agricultura no solo através da evaporação da superfície, transpiração através das folhas, percolação no subsolo, escoamento e crescimento de plantas daninhas. No entanto, na cultura sem solo, o único uso de água é através do crescimento das culturas e transpiração através das folhas. A água utilizada é o mínimo absoluto necessário para cultivar as plantas, e apenas uma quantidade insignificante de água é perdida para evaporação dos meios sem solo. No geral, a aquapônica usa apenas cerca de 10 por cento da água necessária para cultivar a mesma planta no solo. Assim, o cultivo sem solo tem grande potencial para permitir a produção onde a água é escassa ou cara.

   Utilização de terras não aráveis

   Devido ao facto de o solo não ser necessário, métodos de cultura sem solo podem ser utilizados em áreas com terras não aráveis. Um lugar comum para a aquapônica é nas áreas urbanas e periurbanas que não podem apoiar a agricultura tradicional do solo. Aquaponics pode ser usado no piso térreo, em porões (usando luzes de crescimento) ou em telhados. A agricultura urbana também pode reduzir a pegada produtiva porque as necessidades de transporte são muito reduzidas; a agricultura urbana é a agricultura local e contribui para a economia local e a segurança alimentar local. Outra aplicação importante para a aquapônica é em outras áreas onde a agricultura tradicional não pode ser utilizada, como em áreas extremamente secas (por exemplo, desertos e outros climas áridos), onde o solo tem alta salinidade (por exemplo, áreas costais e estuarinas ou ilhas de areia de coral), onde a qualidade do solo foi degradados devido à utilização excessiva de fertilizantes ou perdidos devido à erosão ou à exploração mineira, ou, em geral, quando as terras aráveis não estão disponíveis devido à posse, aos custos de compra e aos direitos à terra. Globalmente, a terra arável adequada para a agricultura está diminuindo, e a aquapônica é um método que permite que as pessoas cultivem intensamente alimentos onde a agricultura no solo é difícil ou impossível.

   Produtividade e rendimento

   A cultura hidropônica mais intensiva pode atingir rendimentos 20-25% mais altos do que a cultura baseada em solo mais intensiva, embora os dados arredondados por especialistas hidropônicos alegem produtividade 2-5 vezes maior. É quando a cultura hidropônica utiliza uma gestão exaustiva do efeito estufa, incluindo insumos caros para esterilizar e fertilizar as plantas. Mesmo sem os insumos caros, as técnicas aquapônicas descritas nesta publicação podem igualar os rendimentos hidropônicos e ser mais produtivas do que o solo. A principal razão é o fato de que a cultura sem solo permite que o agricultor monitore, mantenha e ajuste as condições de crescimento das plantas, garantindo ótimos equilíbrios de nutrientes em tempo real, entrega de água, pH e temperatura. Além disso, na cultura sem solo, não há concorrência com ervas daninhas e as plantas beneficiam de maior controle de pragas e doenças.

   Carga de trabalho reduzida

   A cultura sem solo não requer lavoura, lavoura, cobertura ou capina. Em grandes fazendas, isso equivale a uma menor dependência da maquinaria agrícola e do uso de combustíveis fósseis. Na agricultura de pequena escala, isso equivale a um exercício mais fácil e menos intensivo de mão-de-obra para o agricultor, especialmente porque a maioria das unidades aquapônicas são levantadas do solo, o que evita a inclinação. A colheita também é um procedimento simples em comparação com a agricultura à base de solo, e os produtos não precisam de limpeza extensiva para remover a contaminação do solo. Aquaponics é adequado para qualquer gênero e muitas classes etárias e níveis de habilidade das pessoas.

   Monocultura sustentável

   Com a cultura sem solo, é inteiramente possível cultivar as mesmas culturas em monocultura, ano após ano. As monoculturas no solo são mais desafiadoras porque o solo fica “cansado”, perde a fertilidade e as pragas e doenças aumentam. Na cultura sem solo, simplesmente não há solo para perder a fertilidade ou mostrar cansaço, e todos os fatores bióticos e abióticos que impedem a monocultura são controlados. No entanto, todas as monoculturas exigem um maior grau de atenção para o controle de epidemias em comparação com a policultura.

   Maior complicação e alto investimento inicial

   A mão-de-obra necessária para a instalação e instalação iniciais, bem como o custo, podem desencorajar os agricultores de adoptarem uma cultura sem solo. A aquapônica também é mais cara do que a hidropônica porque as unidades de produção da planta precisam ser apoiadas por instalações aquícolas. Aquaponics é um sistema bastante complexo e requer o manejo diário de três grupos de organismos. Se qualquer parte do sistema falhar, todo o sistema pode colapsar. Além disso, a aquaponia requer eletricidade confiável. No geral, a aquaponia é muito mais complicada do que a jardinagem à base de solo. Uma vez que as pessoas estão familiarizadas com o processo, a aquaponia torna-se muito simples e a gestão diária torna-se mais fácil. Há uma curva de aprendizagem, como acontece com muitas novas tecnologias, e qualquer novo agricultor aquapônico precisa ser dedicado a aprender. A Aquaponics não é adequada para todas as situações, e os benefícios devem ser ponderados em relação aos custos antes de embarcar em qualquer novo empreendimento.

   TABELA 6.1

   Tabela de resumo comparando a produção de plantas com base em solo e sem solo

   *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. *

3. Fitossanidade, controlo de pragas e doenças

   Original publication 2014 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   

   A fitossanidade tem um significado amplo que vai muito além da ausência de doenças; é o estado geral de bem-estar que permite que uma planta atinja todo o seu potencial produtivo. A fitossanidade, incluindo a prevenção de doenças e a dissuasão e remoção de pragas, é um aspecto extremamente importante da produção de alimentos aquapônicos (Figura 6.8). Embora os avanços mais importantes na saúde das plantas tenham sido alcançados através do manejo de patógenos e pragas, a nutrição ideal, as técnicas inteligentes de plantio e a gestão ambiental adequada também são fundamentais para garantir plantas saudáveis. Além disso, o conhecimento sobre as plantas específicas cultivadas é fundamental para abordar várias questões de produção. Embora alguns conceitos básicos sobre nutrição vegetal já tenham sido descritos, esta seção tem como objetivo fornecer uma compreensão muito maior sobre como minimizar os riscos e lidar com doenças e pragas de plantas em aquapônica de pequena escala.

   Para obter mais informações sobre insetos benéficos, incluindo características dos insetos e necessidades climáticas, juntamente com informações gerais sobre identificação de pragas, bem como gestão integrada de pragas e doenças (incluindo diferentes produtos disponíveis para tratamento), ver o apêndice 2 e os recursos listados na seção em Leitura adicional.

   Pragas vegetais, produção integrada e gestão de pragas

   As pragas de insetos são problemáticas para a produção de plantas porque carregam doenças que as plantas podem contrair. As pragas também extraem líquidos à medida que penetram nos tecidos das plantas, levando a um crescimento atrofiado. Ambientes controlados, como estufas, podem ser particularmente problemáticos para pragas, porque o espaço fechado proporciona condições favoráveis para insetos sem chuva ou vento. O manejo de pragas para condições ao ar livre também difere do cultivo protegido (casas de rede, estufas), devido à separação física das plantas da área circundante, o que permite o uso de insetos benéficos no interior para matar/controlar as pragas de insetos. A prevalência de pragas de insetos também é altamente dependente do clima e do ambiente. O manejo de pragas em zonas temperadas ou áridas é mais fácil do que em regiões tropicais, onde maior incidência e competição entre insetos tornam o controle de pragas uma tarefa muito mais difícil.

   Como as unidades aquapônicas mantêm um ecossistema independente, é normal que uma série de microrganismos e pequenos insetos e aranhas existam dentro dos leitos de mídia. No entanto, outras pragas nocivas de insetos, como moscas brancas, tripes, pulgões, mineiros de folhas, mariposas de repolho e ácaros de aranha se alimentam e danificam as plantas. Uma prática comum para lidar com pragas problemáticas de insetos na produção vegetal do solo é o uso de pesticidas químicos ou inseticidas, mas isso é impossível na aquapônica. Qualquer pesticida químico forte pode ser fatal para os peixes, bem como para as bactérias benéficas que vivem no sistema. Por conseguinte, nunca devem ser utilizados pesticidas químicos comerciais. No entanto, existem outros controles físicos, ambientais e culturais eficazes para reduzir a ameaça de pragas provenientes da aquapônica. Inseticidas e dissuasores devem ser considerados um último recurso. No entanto, o manejo bem-sucedido integra o manejo da cultura e do meio ambiente com o uso de agentes orgânicos e biológicos.

   A produção integrada e o manejo de pragas (IPPM) é uma abordagem ecossistêmica para a produção e proteção de plantas em solo e sem solo que combina diferentes estratégias e práticas de manejo para cultivar plantas saudáveis e minimizar o uso de pesticidas. É uma combinação de controles mecânicos, físicos, químicos, biológicos e microbianos, juntamente com a resistência da planta hospedeira e práticas culturais. Nem todos estes controlos são aplicáveis à aquapônica, uma vez que alguns podem ser fatais para peixes e bactérias (isto é, pesticidas químicos e alguns pesticidas orgânicos), enquanto outros podem não ser economicamente justificados para a aquapônica de pequena escala (isto é, agentes de controlo microbiano). Assim, esta seção concentra-se nas estratégias mais aplicáveis para a aquapônica de pequena escala, incluindo controle mecânico e físico, resistência vegetal hospedeira e técnicas culturais para prevenir a ameaça de pragas e doenças. São apresentados alguns breves comentários sobre alguns controlos biológicos seguros para o meio aquático (isto é, insectos e microrganismos benéficos) e são incluídos mais pormenores no apêndice 2. Para obter mais informações sobre esses métodos, consulte a seção sobre Leitura adicional.

   Controles físicos, mecânicos e culturais

   Para o manejo de pragas na aquapônica, a prevenção é fundamental. O monitoramento regular e minucioso de pragas é vital e, idealmente, infestações menores podem ser identificadas e gerenciadas antes que os insetos danifiquem toda a cultura. Abaixo está uma lista de controles simples de baixo custo usados na agricultura orgânico/convencional, que também são adequados para aquapônica de pequena escala, para evitar infestações de pragas. Exclusão física refere-se a manter as pragas afastadas. A remoção mecânica é quando o agricultor tira ativamente as pragas das plantas. Os controlos culturais são as escolhas e as actividades de gestão que o agricultor pode empreender para prevenir pragas. Estes controlos devem ser utilizados como primeira linha de defesa contra pragas de insectos antes de serem considerados outros métodos.

   Rede/telas

   Este método é comum para prevenir danos de pragas em regiões tropicais ou onde a horticultura orgânica é praticada ou pesticidas não são eficazes. O tamanho da malha de rede varia dependendo da praga visada; use redes com uma malhagem de 0,15 mm para excluir tripes, 0,35 mm para excluir moscas brancas e pulgões, e 0,8 mm para evitar mineiros de folhas. A rede é particularmente eficaz, enquanto as mudas são muito jovens e macias. As telas não suprimem ou erradicam pragas, elas apenas excluem a maioria delas; portanto, elas devem ser instaladas antes do aparecimento de pragas e devem ser tomadas precauções para não permitir que as pragas entrem no ambiente protegido.

   Barreiras físicas

   

   Dadas as distâncias limitadas que os insetos podem percorrer, é possível reduzir a prevalência de pragas adicionando barreiras físicas entre os vegetais e a vegetação circundante, como superfícies pavimentadas ou histórias de construção. A produção aquapônica no telhado beneficia da ventilação natural, dada a maior altitude, e a grande barreira física (distância do solo) criando condições ideais para a produção ao ar livre relativamente livre de pragas e doenças (Figura 6.9). Estufas muitas vezes têm um forte ventilador soprando através do caminho de entrada que pode ajudar a evitar que insetos entrem com o fazendeiro.

   Outra técnica útil é criar uma barreira nas pernas dos recipientes hidropônicos. Um anel

   de cobre piscando pode impedir que caracóis e lesmas subam as pernas, e um revestimento de vaselina pode prevenir formigas. Colocar o fundo das pernas em um recipiente de água também pode evitar formigas.

   Inspeção manual e remoção

   

   A remoção manual ou utilizando um fluxo de água de alta pressão, de folhas ou plantas fortemente infestadas ajuda a evitar e/ou atrasar a propagação de insetos para plantas circundantes (Figura 6.10). Pragas maiores e larvas também podem ser usadas como alimento suplementar para os peixes. A água pulverizada a partir de uma mangueira direcionada para a parte inferior das folhas é uma técnica de manejo extremamente eficaz em muitos tipos de insetos sugadores. O riacho pode matar alguns insetos, e os outros são lavados. Isso é eficaz na sucção de insetos, como pulgões e moscas brancas. Este é um dos métodos mais eficazes em sistemas de pequena escala, mas pode ser apenas um remédio temporário, pois as pragas deslocadas podem retornar às plantas. Ele pode usar volumes significativos de água e tornar-se muito trabalhoso com sistemas maiores.

   Armadilhas

   

   As armadilhas pegajosas posicionadas ligeiramente acima do dossel das plantas são eficazes em ambientes protegidos (por exemplo, casas de rede, estufas). Cartas azuis pegajosas prendem estágios adultos de tripes, enquanto cartas amarelas pegajosas prendem moscas brancas e microlepidoptera (Figura 6.11). As armadilhas pegajosas são menos eficazes em condições ao ar livre, pois novos insetos podem facilmente vir das áreas circundantes. A monitorização contínua dos insectos capturados pelas armadilhas pode ajudar o agricultor a adoptar medidas específicas para reduzir a ocorrência de certas pragas. Outra maneira eficaz de lidar com pragas é usar armadilhas iscas de feromônio. Estes atraem machos de pragas específicas, reduzindo assim a população de acasalamento na área.

   Gestão ambiental

   Manter condições óptimas de luz, temperatura e humidade, que podem ser facilmente alteradas no cultivo protegido, a fim de favorecer um crescimento mais saudável das plantas e criar condições desfavoráveis para as pragas. Por exemplo, os ácaros da aranha não toleram condições úmidas e úmidas, de modo que os misters cronometrados direcionados para as folhas da planta podem dissuadir infestações.

   Escolha da planta

   Algumas pragas são mais atraídas por espécies vegetais específicas do que outras. Da mesma forma, diferentes variedades de plantas da mesma espécie têm diferentes resistência/tolerância a pragas. Esta é uma das razões que a policultura pode muitas vezes prevenir grandes infestações porque algumas plantas permanecem intactas. Além disso, algumas plantas atraem e retêm insetos mais benéficos para ajudar a gerenciar populações de pragas (discutido em mais detalhes abaixo). Escolha variedades resistentes de fornecedores locais e agentes de extensão agrícola para ajudar a reduzir doenças e infestações.

   Plantas indicadoras e culturas sacrificiais/capturas/armadilhas

   Algumas plantas, como pepino e leguminosas, são mais propensas a infestações de pulgões ou ácaros vermelhos e, portanto, podem ser usadas para detectar precocemente a prevalência de pragas. Muitas vezes, as plantas indicadoras são plantadas ao longo da borda exterior de jardins maiores. Outra estratégia que pode ser adotada na aquapônica é o uso de inseticidas biológicos em plantas de sacrifício ou “captura” plantadas perto, mas não dentro, do sistema aquapônico. Plantas de captura (ou seja, feijão fava) atraem pragas. Estas plantas podem ser cultivadas em vasos ao lado da unidade aquapônica, atraindo as pragas para longe da unidade, que são então tratadas com inseticidas (ver abaixo). Esta estratégia não afetaria o ecossistema aquapônico ou insetos benéficos presentes em torno da unidade. Embora não seja puramente orgânico, as plantas de captura podem até ser tratadas com inseticidas sintéticos comerciais se houver grandes infestações. Fava feijões e petúnias (flores) podem ser usados para capturar tripes, pulgões e ácaros. Pepinos também são usados para pegar pulgões e funil, enquanto as mudas de alface suculentas são usadas para capturar outros insetos que comem folhas.

   Plantação de companhia

   O plantio de companhia é o uso construtivo das relações de plantas pelos produtores. Por exemplo, todas as plantas produzem produtos químicos naturais que liberam de suas folhas, flores e raízes. Estes produtos químicos podem atrair ou repelir certos insectos e podem aumentar ou limitar a taxa de crescimento e o rendimento das plantas vizinhas. Por isso, é importante estar ciente de quais plantas se beneficiam umas das outras quando plantadas em conjunto e quais combinações de plantas são melhor evitadas. O Apêndice 2 fornece uma mesa de plantio complementar para usar na escolha das culturas. Ao usar a mesa de acompanhamento, concentre-se em evitar os maus companheiros em vez de planejar os bons. Algumas plantas libertam produtos químicos das suas raízes ou folhas que suprimem ou repelem pragas, que podem servir para proteger outras plantas vizinhas.

   Fertilização

   Como mencionado acima, o nitrogênio excessivo torna as plantas mais propensas a ataques de pragas porque elas têm tecidos mais suculentos. Um equilíbrio correto de nutrientes usando a taxa de alimentação (ver capítulos 2 e 8) ajuda as plantas a se tornarem mais fortes para resistir a ataques de pragas. Deve ser trocada alguma água quando os teores de nitratos forem superiores a 120 mg/l por este motivo.

   Espaçamento

   A alta densidade de plantio e/ou a poda inadequada aumentam a competição pela luz, incentivando pragas de insetos. Esta competição eventualmente torna o tecido vegetal mais suculento para pragas atravessarem ou para os agentes patogênicos penetrarem, e as condições apertadas oferecem abrigo às pragas. Certifique-se de que haja ventilação adequada e penetração da luz solar através do dossel. Como discutido anteriormente, muitas plantas têm necessidades especiais de luz solar ou falta dela. Ao combinar pleno sol com plantas tolerantes à sombra, é possível intensificar a produção sem o risco de aumentar a concorrência e enfraquecer as plantas. Neste caso, as plantas tolerantes à sombra podem crescer sob o dossel dos amantes do sol. Desta forma, as plantas são mais saudáveis e mais resistentes a pragas e doenças.

   Rotação de corte

   Embora as unidades aquapônicas possam ser manejadas como monocultura sem enfrentar problemas de cansaço do solo (esgotamento de nutrientes naturalmente presentes no solo), o crescimento contínuo da mesma espécie ao longo de várias estações pode ter um efeito seletivo sobre as pragas circundantes. Assim, uma mudança na cultura, mesmo por um curto período, pode causar uma redução drástica de pragas direcionadas especificamente para a cultura da monocultura.

   Saneamento

   A remoção de todos os detritos vegetais, incluindo todas as raízes, no final de cada colheita ajuda a reduzir a incidência de pragas e doenças. Folhas mortas e ramos doentes devem ser removidos de forma consistente. Em condições exteriores sem redes, é aconselhável reduzir ao mínimo a vegetação circundante, a fim de evitar que as pragas se espalhem para a unidade aquapônica. As plantas doentes e as pilhas de compostagem devem ser mantidas longe do sistema para evitar a contaminação.

   Controles químicos

   Se as pragas continuarem a ser um problema após a utilização dos controlos físicos, mecânicos e culturais acima referidos, pode ser necessário utilizar o controlo químico. Os pesticidas sintéticos e os insecticidas nunca devem ser utilizados na aquaponia porque matam os peixes. Muitos controlos biológicos também são mortais para os peixes. Todos os controlos químicos devem ser considerados um último recurso em sistemas aquapónicos e utilizados apenas com moderação. Se possível, como para sistemas DWC, é melhor remover e tratar as plantas longe do sistema e permitir que os produtos químicos sequem completamente. O apêndice 2 contém uma lista de insecticidas e repelentes comuns, as suas indicações e a sua toxicidade relativa para os peixes.

   Controles biológicos

   Quanto aos pesticidas botânicos, alguns extratos obtidos a partir de microrganismos são seguros para animais aquáticos porque atuam especificamente em estruturas de insetos e não prejudicam mamíferos ou peixes. Dois organismos amplamente utilizados na aquaponia e agricultura orgânica são Bacillus thuringiensis e Beauveria bassiana. O primeiro é um extrato de toxina de uma bactéria que danifica o trato digestivo do inseto e o mata. Ele pode ser pulverizado em folhas e visa especificamente lagartas, rolos de folhas, larvas de mariposas ou borboletas sem danificar outros insetos benéficos. B. bassiana é um fungo que germina e penetra na pele do inseto (quitina), matando a praga através da desidratação. A eficácia do fungo depende do número de esporos pulverizados e das condições ideais de umidade e temperatura, idealmente um bom agente para trópicos úmidos.

   Insetos benéficos - predadores de pragas

   Finalmente, insetos benéficos são outro método eficaz para controlar pragas, particularmente em ambientes controlados, como estufas ou nethouses. Insetos benéficos ou predadores, como as asas de rendas, são introduzidos no espaço de cultivo da planta, a fim de controlar qualquer infestação adicional. Algumas das vantagens do uso de insetos benéficos incluem: a ausência de resíduos de pesticidas ou resistência induzida por pesticidas em pragas, economicamente viável (a longo prazo apenas para operações em larga escala) e ecologicamente sólidas. No entanto, o controle bem-sucedido de pragas usando este método depende do conhecimento detalhado de cada inseto benéfico, juntamente com o monitoramento constante de pragas para o tempo corretamente a introdução de insetos benéficos. Além disso, insetos benéficos podem ser atraídos naturalmente para sistemas externos. Muitos desses insetos benéficos se alimentam de néctar em seus estágios adultos, então uma seleção de flores perto da unidade aquapônica pode manter uma população que pode manter as pragas em equilíbrio.

   É importante sublinhar que este método de controlo nunca erradica totalmente as pragas. Em vez disso, as pragas são suprimidas sob uma estreita relação predadora-presa. Este método já foi usado com resultados positivos para a aquapônica em larga escala, mas para a aquapônica de pequena escala pode não haver pragas suficientes para os insetos benéficos serem anteriores, o que pode levá-los a voar para longe. A escolha dos insectos benéficos a utilizar (ver apêndice 2) deve ter em conta as condições ambientais em que vão operar.

   Doenças vegetais e gestão integrada de doenças

   Ao contrário da hidroponia, que é principalmente gerenciada em condições estéreis, a aquapônica aproveita um ecossistema microscópico complexo que inclui bactérias, fungos e outros microrganismos. A presença destes microrganismos bem adaptados torna cada sistema mais resistente em caso de ataque por pragas ou doenças. No entanto, a produção de plantas bem-sucedida é o resultado de estratégias de manejo para evitar surtos de doenças que se concentram principalmente nas condições ambientais, dissuasão de pragas (pragas como a mosca branca podem transportar vírus letais) no manejo de plantas, bem como no uso de remédios orgânicos que ajudam a prevenir ou Cura as plantas. Semelhante ao IPPM, a gestão integrada da doença baseia-se na prevenção, escolha das plantas e monitorização como primeira linha de defesa contra a doença, e utiliza tratamento específico apenas quando necessário.

   Controles ambientais

   Temperatura e umidade desempenham um papel importante na gestão da saúde das plantas. Cada patógeno vegetal (isto é, bactérias, fungos ou parasitas; Figura 6.8) tem temperaturas de crescimento ideais que podem ser diferentes das plantas. Assim, as doenças ocorrem em certas áreas e períodos durante o ano em que as condições são mais favoráveis ao patógeno do que ao seu hospedeiro. Além disso, a umidade desempenha um papel fundamental para a germinação de esporos de fungos, que exigem uma fina película de água que cobre os tecidos vegetais. Da mesma forma, a ativação de algumas doenças bacterianas e fúngicas está estritamente correlacionada com a presença de água superficial. Portanto, o controle da umidade relativa e umidade são essenciais para reduzir os riscos de surtos de doenças. O apêndice 2 contém condições ambientais detalhadas que incentivam várias doenças fúngicas comuns.

   O controle da umidade relativa, especialmente na aquapônica de estufa, é particularmente importante. Isso pode ser alcançado através de ventilação dinâmica ou forçada por meio de janelas e ventiladores criando fluxo de ar horizontal ajudando a minimizar diferenciais de temperatura e pontos frios onde ocorre condensação. O ar em movimento é continuamente misturado, o que evita que a temperatura caia abaixo do ponto de orvalho; portanto, a água não se condensa nos vegetais.

   A evaporação de tanques de peixes e/ou canais DWC arejados alojados em estufas também deve ser evitada cobrindo fisicamente as superfícies da água, pois a água evaporada pode aumentar drasticamente a umidade interna. As tubulações em unidades NFT são propensas a altas temperaturas da água em estações quentes devido à exposição contínua ao sol nos tubos. Os sistemas de cama de mídia são um compromisso ideal, dada a escolha certa do meio, porque as superfícies superiores das camas são sempre mantidas secas (ver Capítulo 4). Finalmente, os sistemas construídos sobre telhados têm a vantagem de um microclima mais seco e boa ventilação em comparação com o nível do solo, o que facilita a gestão ambiental das plantas.

   O controle da temperatura da água desempenha um papel fundamental na prevenção de surtos de fungos. Uma doença muito comum na aquapônica é a podridão radicular causada por Pythium spp., um patógeno transmitido pelo solo que pode ser acidentalmente introduzido no sistema a partir de materiais contaminados (solo, turfa, mudas de viveiros). Ao contrário dos hidropônicos, na aquapônica, este fungo não causa danos abaixo de certas temperaturas devido à presença competitiva de outros microrganismos. A manutenção de temperaturas inferiores a 28-30 °C é, portanto, essencial para evitar a germinação exponencial de esporos que eventualmente causariam um surto.

   Também deve ser dada atenção às densidades de plantio. Densidades muito altas reduzem a ventilação interna e aumentam a umidade entre as plantas. O risco de doenças para culturas densamente plantadas também é aumentado, pois, sob intensa competição de luz, as plantas crescem sem consolidar suas células, levando a paredes de tecidos mais macios e suculentos. Os tecidos tenros são mais propensos a doenças devido à sua resistência limitada à penetração de pragas e/ou patógenos.

   Escolha da planta

   As variedades de plantas têm diferentes níveis de resistências aos agentes patogênicos. Em alguns casos, o uso de cultivares resistentes conhecidos é o método mais bem sucedido de evitar doenças. Assim, é vital selecionar variedades vegetais mais adaptadas para crescer em determinados ambientes ou que tenham maior grau de resistência contra um patógeno particular. Além disso, muitas empresas de sementes oferecem uma ampla seleção de plantas que têm diferentes respostas contra patógenos. O uso de variedades locais que são naturalmente selecionadas para um ambiente específico pode garantir um crescimento saudável das plantas.

   Se não for possível controlar certas doenças com variedades resistentes, é aconselhável mudar para outras culturas durante a estação crítica. No caso de Pythium spp. se variedades resistentes de alface e microrganismos benéficos não forem capazes de controlar a infestação, é oportuno mudar para outras espécies, como o manjericão, mais tolerantes ao patógeno e a altas temperaturas da água.

   Sementes e/ou mudas devem ser compradas em um viveiro respeitável que empregue estratégias eficazes de prevenção de doenças e possa garantir produtos livres de doenças. Além disso, evite lesões nas plantas, pois galhos quebrados, rachaduras, cortes e danos de pragas muitas vezes levam a doenças que surgem na mesma área.

   Nutrição vegetal

   A nutrição afeta muito a susceptibilidade de uma planta à doença. Também afeta a capacidade de resposta de uma planta contra a doença usando diferentes mecanismos, incluindo antixenose (processos para dissuadir a colonização por herbívoros) ou antibiose (processos para matar ou reduzir herbívoros após o pouso ou durante a alimentação). Um equilíbrio correto de nutrientes não só proporciona um crescimento ótimo, mas também torna as plantas menos suscetíveis a doenças. Embora a descrição dos transtornos nutricionais tenha sido discutida acima, a Tabela 6.2 descreve como alguns nutrientes podem desempenhar um papel importante na ocorrência da doença.

   TABELA 6.2

   Efeito de nutrientes na prevenção de doenças fúngicas

   | Nutrient | Efeto | | — | — | | Nitrogênio | A superfertilização torna tecidos mais suculentos que são mais propensos a ataques de fungos. A fome de nitrogênio torna as plantas atrofiadas mais propensas a ataques de microrganismos oportunistas. | | **Potássio ** | Acelera a cicatrização de feridas e reduz o efeito dos danos causados pela geada. Atrasa maturidade e senescência das plantas. | | Fósforo | Melhora o equilíbrio de nutrientes e acelera a maturidade das plantas. | | Cálcio | Reduz a gravidade de algumas doenças fúngicas da raiz e do tronco. Afecta a composição da parede celular em plantas que resistem à penetração de fungos. | | Silicon | Ajuda as plantas a produzir reações de defesa específicas, incluindo a liberação de compostos fenólicos contra agentes patogênicos. |

   *Fonte: Agrios (2004) . *

   Monitoramento - inspeção e exclusão

   A detecção e a intervenção precoces são a base do manejo de doenças e pragas. Assim, as plantas devem ser inspecionadas regularmente para detectar sinais precoces de infecção ou presença de pragas que possam resultar em infecção. Sempre que as plantas apresentem sinais de danos ou estágios iniciais da doença (murcha, praga ou podridão radicular), é vital remover os ramos infectados, folhas ou toda a planta para evitar que a doença se espalhe por toda a cultura. Além disso, no que se refere à exclusão, é importante impor o controlo de potenciais vectores (fontes) de vírus, tais como moscas brancas, através do cultivo de plantas em estruturas à prova de insectos (ver Secção 6.5.1). Além disso, a prevenção da contaminação do solo, bem como a utilização de ferramentas desinfectadas (por exemplo, tesouras utilizadas para poda/colheita), ajudaria a evitar a transmissão de potenciais agentes patogénicos para o sistema. Por último, é uma boa prática monitorizar e registar todos os sintomas e a progressão de cada doença, a fim de determinar os melhores métodos de prevenção e tratamento no futuro.

   Tratamento - inorgânico ou químico

   Como mencionado acima, a aquapônica é um ecossistema complexo que é mais resistente do que a hidropônica a doenças transmitidas pelo solo. No entanto, alguns surtos de doenças podem ainda ocorrer em caso de condições ambientais desfavoráveis, tais como uma humidade relativa mais elevada em estufas ou em climas tropicais, e precisam de ser controlados. Uma vez que a aquaponia é um sistema integrado que contém peixes, plantas e microrganismos benéficos, não é possível utilizar os tratamentos padrão de doenças da agricultura convencional (isto é, fungicidas químicos), uma vez que são tóxicos para os peixes. No entanto, são possíveis práticas comuns utilizadas para a agricultura biológica, desde que não prejudiquem os peixes e/ou as bactérias ou não se acumulem no sistema, conduzindo a limiares mais elevados do que os aceites. O apêndice 2 indica elementos e métodos de aplicação utilizados na agricultura biológica que também podem ser utilizados para a aquaponia para combater e evitar diferentes doenças. Em geral, o tratamento bem sucedido usando os métodos depende da combinação de algumas estratégias que podem ter efeito sinérgico contra patógenos específicos.

   Tratamento - biológico

   Alguns agentes de controle biológico podem ser usados em aquapônicos, como Thricoderma spp., Ampelomices spp. e Bacillus subtilis, que são microrganismos cultivados usados para combater doenças específicas. Estes agentes biológicos podem ser aplicados nas folhas ou na zona radicular. Eles fornecem proteção contra as doenças transmitidas pelo solo mais comuns, incluindo oídio, oídio e algumas bactérias. Em particular, Thricoderma spp. provaram ser eficazes no controle de Pythium spp. e a maioria dos patógenos transmitidos pelo solo, enquanto Ampelomicas spp. poderia compensar qualquer necessidade de tratamentos inorgânicos ou químicos contra oídio. No caso de Thricoderma spp., os esporos podem ser distribuídos no substrato durante a semeadura, para permitir que o fungo benéfico proteja as plantas a partir do seu estágio de plântula. As informações sobre os produtos, os produtores e os distribuidores devem ser consultados antes da utilização, a fim de identificar os melhores métodos de tratamento para doenças específicas.

   Para informações mais pormenorizadas sobre doenças vegetais específicas, incluindo identificação, susceptibilidade e prevalência, ver textos recomendados na secção “Leitura complementar”.

   *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. *

4. Seleção de plantas

   Original publication 2014 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Até à data, mais de 150 diferentes vegetais, ervas, flores e pequenas árvores foram cultivadas com sucesso em sistemas aquapônicos, incluindo unidades de pesquisa, domésticas e comerciais. O Apêndice 1 fornece um resumo técnico e instruções detalhadas de cultivo para as 12 ervas e vegetais mais populares. Em geral, as plantas verdes de folhas fazem muito bem em aquapônica, juntamente com alguns dos vegetais de frutificação mais populares, incluindo tomates, pepinos e pimentas. Os vegetais frutificantes apresentam maiores demandas de nutrientes e são mais apropriados para sistemas estabelecidos com unidades populacionais de peixes adequadas. No entanto, algumas raízes e algumas plantas sensíveis não crescem bem na aquapônica. As culturas de raízes requerem atenção especial, e só podem ser cultivadas com sucesso em camas de mídia profunda, ou em uma versão de camas absorventes discutidas mais detalhadamente na Seção 9.3.

   Os vegetais variam em relação à sua demanda geral de nutrientes. Existem duas categorias gerais de plantas aquapônicas baseadas nessa demanda. As plantas de baixa demanda de nutrientes incluem folhas verdes e ervas, como alface, acelga, foguete de salada, manjericão, hortelã, salsa, coentro, cebolinha, pak choi e agrião. Muitas das leguminosas, como ervilhas e feijão, também têm demandas de baixo teor de nutrientes. No outro extremo do espectro estão plantas com alta demanda de nutrientes, às vezes referidas como nutrientes famintos. Estes incluem os frutos botânicos, como tomates, berinjelas, pepinos, abobrinha, morangos e pimentas. Outras plantas com demandas médias de nutrientes são: couves, como couve, couve-flor, brócolis e kohlrab. Plantas bulbing como beterraba, taro, cebolas e cenouras têm necessidades médias a altas, enquanto o rabanete requer menos nutrientes.

   

   O estilo de cama de crescimento influencia a escolha das plantas. Em unidades de leito de mídia, é prática comum cultivar ao mesmo tempo uma policultura de folhas verdes, ervas e vegetais de frutificação (Figura 6.7). Desde que as unidades de cama de mídia sejam a profundidade certa (pelo menos 30 cm), é possível cultivar todos os vegetais mencionados nas categorias acima. A policultura em pequenas superfícies também pode tirar proveito da plantação de companhia (ver apêndice 2) e de uma melhor gestão do espaço, porque espécies tolerantes à sombra podem crescer sob plantas mais altas. As práticas de monocultura são mais prevalentes em unidades comerciais de NFT e DWC porque o produtor é restrito pelo número de furos nos tubos e jangadas em que plantar hortaliças. Usando unidades NFT, pode ser possível cultivar vegetais frutados maiores, como tomates, mas essas plantas precisam ter acesso a quantidades abundantes de água para garantir o fornecimento suficiente de nutrientes e evitar o estresse hídrico. A murcha em plantas frutificantes pode, de fato, ocorrer quase imediatamente se o fluxo for interrompido, com efeitos devastadores em toda a cultura. As plantas frutificantes também precisam ser plantadas em tubos de cultivo maiores, idealmente com fundos planos, e ser posicionadas a uma distância maior do que os vegetais de folhas. Isso ocorre porque as plantas frutificantes crescem e precisam de mais luz para amadurecer seus frutos e também porque há espaço radicular limitado nos tubos. Por outro lado, grandes bolbos e/ou raízes, como couve-rábano, cenouras e nabos, são mais propensos a serem cultivados em leitos de mídia, pois as unidades NFT e DWC não fornecem um bom ambiente de crescimento e apoio adequado às plantas

   É importante considerar o efeito da colheita das plantas em todo o ecossistema. Se todas as plantas fossem colhidas de uma só vez, o resultado seria um sistema desequilibrado sem plantas suficientes para limpar a água, resultando em picos de nutrientes. Alguns agricultores utilizam esta técnica, mas deve corresponder a uma grande colheita de peixe ou a uma redução da ração alimentar. No entanto, a recomendação aqui é usar um ciclo escalonado de colheita e replantação. A presença de muitas plantas crescendo de forma síncrona resultaria na deficiência dos sistemas em alguns nutrientes para o período de colheita, quando a absorção está no máximo. Por ter plantas em diferentes estágios da vida, ou seja, algumas mudas e outras maduras, a demanda geral de nutrientes é sempre a mesma. Isso garante uma química da água mais estável e também fornece uma produção mais regular tanto para a mesa de casa quanto para o mercado. Os esquemas de plantação escalonados são discutidos mais detalhadamente no Capítulo 8.

   *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. *

5. Projeto de plantação

   Original publication 2014 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   O layout dos leitos de cultivo ajuda a maximizar a produção da planta no espaço disponível. Antes do plantio, escolha sabiamente quais plantas serão cultivadas, tendo em mente o espaço necessário para cada planta e qual é a estação de crescimento apropriada. Uma boa prática para todo o design do jardim é planejar o layout das camas de cultivo no papel, a fim de ter uma melhor compreensão de como tudo ficará. Considerações importantes são: diversidade vegetal, plantas acompanhantes e compatibilidade física, demandas de nutrientes, demandas do mercado e facilidade de acesso. Por exemplo, culturas mais altas (ou seja, tomates) devem ser colocadas no local mais acessível dentro do leito de mídia para facilitar a colheita.

   Encorajar a diversidade vegetal

   Em geral, o plantio de várias culturas e variedades proporciona um grau de segurança ao produtor. Todas as plantas são suscetíveis a alguns tipos de doenças ou parasitas. Se apenas uma cultura for cultivada, a chance de uma infestação grave ou epidemia é maior. Isso pode desequilibrar o sistema como um todo. Como tal, os produtores são incentivados a plantar uma gama diversificada de produtos hortícolas em unidades de pequena escala (Figura 6.12).

   

   Plantio escalonado

   Como mencionado anteriormente, é importante cambalear o plantio. Desta forma, pode haver colheita e replantação constantes, o que ajuda a manter um nível equilibrado de nutrientes na unidade. Ao mesmo tempo, fornece um fornecimento constante de plantas para a mesa ou mercado. Tenha em mente que algumas plantas produzem frutas ou folhas que podem ser colhidas continuamente ao longo de uma estação, como variedades de folhas de salada, manjericão, coentro e tomate, enquanto outras culturas são colhidas inteiras, como couve-rábano, alface, cenoura. Para alcançar o plantio escalonado, sempre deve haver um suprimento pronto de mudas (o desenvolvimento de um viveiro de plantas é discutido no Capítulo 8).

   Maximização do espaço em camas de mídia

   Não só a área de superfície deve ser planejada para maximizar o espaço, mas também o espaço vertical e o tempo devem ser considerados. Por exemplo, no que diz respeito ao tempo, plante vegetais com períodos curtos de crescimento (saladas verdes) entre plantas com culturas de longo prazo (berinjela). O benefício desta prática é que as saladas verdes podem ser colhidas primeiro e proporcionar mais espaço à medida que as berinjelas amadurecem. A replantação contínua de produtos hortícolas macios, como a alface, entre grandes frutificações, proporciona condições naturalmente sombreadas. Certifique-se de que as culturas sombreadas não são completamente dominadas à medida que as grandes culturas amadurecem. Vegetais como pepinos são alpinistas naturais que podem ser treinados para crescer ou para baixo e longe das camas. Use estacas de madeira e/ou corda para ajudar a apoiar os vegetais de escalada. Isso cria mais espaço no leito de mídia (Figura 6.13). Um dos benefícios da aquapônica é que as plantas podem ser facilmente movidas libertando suavemente as raízes dos meios de cultivo e colocando a planta em um local diferente.

   

   *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. *

6. Qualidade da água para plantas

   Original publication 2014 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   A secção 3.3 discutiu os parâmetros de qualidade da água para o sistema aquapónico como um todo. Aqui considerações específicas para plantas são consideradas e expandidas ainda mais.

   pH

   O pH é o parâmetro mais importante para as plantas em um sistema aquapônico porque influencia o acesso de uma planta aos nutrientes. Em geral, a faixa de tolerância para a maioria das plantas é de 5,5-7,5. O intervalo inferior está abaixo da tolerância para peixes e bactérias, e a maioria das plantas prefere condições ligeiramente ácidas. Se o pH sair dessa faixa, as plantas experimentam bloqueio de nutrientes, o que significa que, embora os nutrientes estejam presentes na água, as plantas não podem usá-los. Isto é especialmente verdadeiro para ferro, cálcio e magnésio. Às vezes, aparentes deficiências de nutrientes nas plantas indicam que o pH do sistema está fora da faixa ideal. A Figura 6.6 descreve a relação entre o nível de pH e a capacidade de as plantas absorverem determinados nutrientes.

   

   No entanto, há evidências de que o bloqueio de nutrientes é menos comum em sistemas aquapônicos maduros do que em hidropônicos. Enquanto a hidroponia é uma empresa semi-estéril, a aquapônica é um ecossistema inteiro. Como tal, existem interações biológicas que ocorrem entre as raízes das plantas, bactérias e fungos que podem permitir a absorção de nutrientes mesmo em níveis de pH mais elevados do que os mostrados na Figura 6.6. No entanto, o melhor curso de ação é tentar manter o pH ligeiramente ácido (6-7), mas entender que pH mais alto (7-8) pode funcionar. Esse aspecto é objeto de pesquisa atual.

   Oxigênio dissolvido

   A maioria das plantas necessita de níveis elevados de OD (\ > 3 mg/l) dentro da água. As plantas usam suas hastes e folhas para absorver oxigênio durante a respiração, mas as raízes também precisam ter oxigênio. Sem oxigênio, as plantas podem experimentar podridão radicular, uma situação em que as raízes morrem e o fungo cresce. Algumas plantas aquáticas, como castanha de água, lótus ou taro, não precisam de altos níveis de OD e podem suportar águas com baixo teor de oxigênio, como aquelas em lagoas estagnadas.

   Temperatura e estação

   A faixa de temperatura adequada para a maioria dos vegetais é de 18 a 30 °C. No entanto, alguns vegetais são muito mais adequados para o cultivo em condições particulares. Para efeitos desta publicação, os vegetais de inverno exigem temperaturas de 8-20 °C, e os vegetais de verão exigem temperaturas de 17-30 °C. Por exemplo, muitos vegetais verdes de folhas crescem melhor em condições mais frias (14-20 °C), especialmente à noite. Em temperaturas mais altas de 26 °C e acima, os verdes frondosos aparam e começam a florescer e a semear, o que os torna amargos e incomercializáveis. Geralmente, é a temperatura da água que tem o maior efeito sobre as plantas, em vez da temperatura do ar. No entanto, deve-se tomar cuidado na escolha correta de plantas e peixes para atender às suas faixas ideais de temperatura da água. Outro aspecto do plantio sazonal é que algumas plantas exigem uma certa quantidade de luz do dia para produzir flores e frutas, o que é chamado de fotoperiodismo. Algumas, referidas como plantas de dias curtos, requerem uma certa quantidade de escuridão antes da floração. Este sinal para a planta indica que o inverno está se aproximando, e a planta coloca sua energia em reprodução em vez de crescimento. Algumas plantas comumente cultivadas de dias curtos incluem variedades de pimentas e certas flores medicinais. Por outro lado, as plantas de dia longo exigem um determinado comprimento de dia antes de produzir flores, embora isso raramente seja uma consideração em vegetais, mas pode ser assim para alguns ornamentais. Como tal, é importante seguir as práticas locais de plantio sazonal para cada hortaliças cultivadas ou escolher variedades neutras ao fotoperiodismo. O apêndice 1 contém mais pormenores sobre produtos hortícolas individuais

   Amoníaco, nitrito e nitrato

   Como explicado no Capítulo 2, as plantas são capazes de absorver todas as três formas de azoto, mas o nitrato é o mais acessível. O amoníaco e o nitrito são muito tóxicos para os peixes e devem ser sempre mantidos abaixo de 1 mg/l. Numa unidade aquapónica em funcionamento, o amoníaco e o nitrito são sempre 0-1 mg/l e não devem constituir um problema para as plantas.

   *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. *