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A discussão a seguir revela uma série de prós e desafios fundamentais da aquapônica acoplada da seguinte forma:

Pro: Sistemas aquapônicos acoplados têm muitos benefícios na produção de alimentos, especialmente economizando recursos em diferentes escalas de produção e em uma ampla gama de regiões geográficas. O principal objetivo deste princípio de produção é o uso mais eficiente e sustentável de recursos escassos, como alimentos para animais, água, fósforo como um nutriente vegetal limitado e energia. Embora a aquicultura e a hidroponia (como autônoma), em comparação com a aquapônica são mais competitivas, a aquapônica acoplada pode ter a vantagem em termos de sustentabilidade e, portanto, uma justificação desses sistemas especialmente quando visto no contexto, por exemplo, das alterações climáticas, da diminuição dos recursos, dos cenários que pode mudar a nossa visão de agricultura sustentável no futuro.

Pro: A aquapônica de pequena escala e de backyard-acoplada destina-se a apoiar a produção de alimentos local e comunitária por famílias e agricultores. Eles não são capazes de conter altos custos de investimento e exigem tecnologias simples e eficientes. Isto aplica-se às combinações testadas de peixes e plantas em aquapônica acoplada.

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Fig. 7.15 Desenvolvimento de sistemas aquánicos acoplados de (a) zonas húmidas construídas por resíduos domésticos (CW) e (b) CW em combinação com sistemas aquícolas recirculantes (RAS) para (c) unidades hidropônicas em sistemas aquánicos acoplados

Pro: As plantas na aquapônica acoplada contemporânea têm o papel semelhante no tratamento de resíduos como as zonas húmidas construídas fazem na remoção de resíduos da água (Fig. 7.15). As plantas da unidade hidropônica em aquapônica acoplada cumprem, portanto, a tarefa de purificar a água e podem ser consideradas uma “unidade biológica avançada de purificação da água”, a fim de reduzir o impacto ambiental da aquicultura.

Desafio: Tem sido amplamente aceito que usar apenas alimentos para peixes como alimento para a nutrição das plantas é muitas vezes qualitativa e quantitativamente insuficiente em comparação com os sistemas convencionais de produção agrícola (por exemplo, esterco hidropônico N-P-K) (Goddek et al. 2016), limitando o crescimento de certas culturas em aquapônica acoplada.

Pro: Sistemas aquapônicos acoplados têm uma influência positiva no bem-estar dos peixes. Estudos mais recentes demonstram que, em combinação com pepino e manjericão, o comportamento agonístico do peixe-gato africano (C. gariepinus) foi reduzido (Baßmann et al. 2017, 2018). Mais importante ainda, comparando lesões e padrões comportamentais com o controle, a aquaponia com alta densidade de manjericão influenciou ainda mais positivamente os peixes-gato africanos. As plantas liberam substâncias na água de processo como fosfatases (Tarafdar e Claassen 1988; Tarafdar et al. 2001) que são capazes de hidrolisar compostos bioquímicos fosfatases em torno da área radicular e exalar ácidos orgânicos (Bais et al. 2004). Além disso, os microrganismos nas superfícies radiculares desempenham um papel importante através da excreção de substâncias orgânicas aumentando a solubilização de minerais tornando-os disponíveis para a nutrição das plantas. É evidente que o ambiente da rizosfera, o “exsudado radicular”, consiste em muitos compostos orgânicos, tais como aniões ácidos orgânicos, fitosideróforos, açúcares, vitaminas, aminoácidos, purinas, nucleósidos, íons inorgânicos, moléculas gasosas, enzimas e células de fronteira radiculares (Dakora e Phillips 2002), que podem influenciam a saúde dos organismos aquáticos em sistemas aquapônicos acoplados. Esta relação simbiótica não está disponível em aquacultura pura ou aquapônica dissociada. No entanto, ainda há que realizar uma investigação considerável para compreender os factores responsáveis para um melhor bem-estar dos peixes.

Pro: Aquaponics pode ser considerado como uma forma otimizada da produção agrícola convencional, especialmente nas áreas onde fatores de produção causados pelas condições ambientais são particularmente desafiadores, por exemplo, em desertos ou áreas urbanas altamente povoadas (cidades). Os sistemas aquapônicos acoplados podem ser facilmente ajustados às condições locais, em termos de projeto do sistema e escala de operação.

Desafio: O aquapônico acoplado também apresenta desvantagens, devido às condições frequentemente inadequadas da relação de componentes do peixe e da produção vegetal. A fim de evitar consequências para o bem-estar dos peixes, os sistemas aquapônicos acoplados devem equilibrar a entrada de alimentos, a densidade de estoque, bem como a dimensão das unidades de tratamento de água e hidroponia. Até agora, o conhecimento das razões de componentes em aquapônica acoplada ainda é limitado, e modelagem para superar este problema está no início. Rakocy (2012) sugeriu 57 g de ração por dia por metro quadrado de área de cultivo de alface e uma relação composta de 1 msup3/sup de tanque de criação de peixe para 2 msup3/sup de cascalho de ervilha que permite uma produção de 60 kg/msup3/sup tilápia. Com base no sistema UVI, as razões de tamanho propriamente ditas foram consideradas uma desvantagem, uma vez que uma proporção relativamente grande entre a área de cultivo vegetal e a superfície dos peixes de pelo menos 7:3 deve ser alcançada para uma produção adequada das plantas. Por outro lado, os projetos de sistemas acoplados são altamente variáveis, muitas vezes não comparáveis, e as experiências feitas não podem ser facilmente transferidas para outro sistema ou local. Por conseguinte, são necessários muito mais dados de investigação a fim de identificar os melhores rácios de produção possíveis, por fim, que permitam também aumentar a escala dos sistemas aquapónicos acoplados através da multiplicação de módulos básicos concebidos óptimos (ver também capítulo 11).

Desafio: Foram declarados parâmetros adversos de qualidade da água que afetam negativamente a saúde dos peixes. Como Yavuzcan Yildiz et al. (2017) apontaram, a retenção de nutrientes das plantas deve ser maximizada para evitar efeitos negativos da qualidade da água no bem-estar dos peixes. É importante selecionar espécies de peixes adequadas que possam aceitar maiores cargas de nutrientes, como o peixe-gato africano (C. gariepinus) ou o Nilo Tilapia (O. niloticus,). Espécies mais sensíveis, como o Zander ou o pikeperch (Sander lucioperca), podem também ser aplicadas em aquaponia porque preferem massas de água enriquecidas com nutrientes ou eutróficas com maior turbidez (Jeppesen et al. 2000; Keskinen e Marjomäki 2003; [ver Seção 7.7.1. Produção de peixe]). Até agora, há escassos dados que permitem declarações precisas sobre as deficiências do bem-estar dos peixes. Com as plantas que geralmente precisam de altas concentrações de potássio entre 230 e 400 mg/L dentro da água de processo, 200—400 mg/L de potássio não mostrou influência negativa no bem-estar dos peixes-gato africanos (Presas Basalo 2017). Da mesma forma, 40 e 80 mg/L OrtoP na água de criação não tiveram impacto negativo no desempenho de crescimento, eficiência alimentar e características de bem-estar dos peixes-gato africanos juvenis (Strauch et al. 2019).

Desafio: Outra questão é a potencial transmissão de doenças em termos de segurança alimentar, às pessoas através do consumo de plantas que estiveram em contato com resíduos de peixes. Em geral, a ocorrência de zoonoses é menor porque aquapônica fechada são sistemas totalmente controlados. No entanto, os germes podem se acumular na água de processo dos componentes do sistema ou no intestino do peixe. Escherichia coli e Salmonella spp. (bactérias entéricas zoonóticas) foram identificadas como indicadores de contaminação fecal e qualidade microbiana da água, no entanto, foram detectadas em aquaponia apenas em quantidades muito pequenas (Munguia-Fragozo et al. 2015). Outra comparação de folhas verdes de textura lisa entre aquapônica, hidroponia e produção à base de solo não mostrou diferenças significativas na contagem de placas aeróbias (APC, bactérias aeróbias), Enterobacteriaceae, E. coli e Listeria não patogênicos, sugerindo um nível de contaminação comparável com patógenos ( Barnhart et al. 2015). Listeria spp. foi mais frequente (40%) em hidroponia com plantas desenraizadas (plantas aquapônicas com raízes 0%, plantas aquapônicas sem raízes\ < 10%), mas não necessariamente as espécies nocivas de L. monocitógenos _. Sugeriu-se que a fonte das bactérias pode ser devido à falta de manejo da higiene, com pouca relevância para a aquaponia enquanto tal. Outra bactéria infecciosa, _Fusobacteria (Cetobacterium) _, foi detectada por Schmautz et al. (2017) nas fezes de peixes com alta prevalência de até 75%. Representantes de _Fusobacteria são responsáveis por doenças humanas (germe hospitalar, abscessos, infecções), reproduzindo em biofilmes ou como parte dos intestinos de peixe. Infecções humanas com Fusobacteria de aquapônica ainda não foram registradas, mas podem ser possíveis negligenciando os protocolos de higiene necessários.

Em geral, há pouca informação sobre doenças causadas pelo consumo de peixes e plantas provenientes de sistemas aquapônicos acoplados. Em Wilson (2005), o Dr. J.E. Rakocy afirmou que não havia nenhum surto de doença humana registrado em 25 anos de produção aquapônica acoplada. No entanto, um procedimento de lavagem dos produtos vegetais deve ser usado para reduzir o número de bactérias como precaução. Um banho de cloro (100 ppm) seguido de um enxaguamento de água potável foi recomendado por Chalmers (2004). Se esta metodologia for utilizada e o contato das plantas ou produtos vegetais com a água do processo de recirculação for evitado, a probabilidade de contaminação com bactérias patogênicas humanas pode ser fortemente reduzida. Esta é uma precaução necessária não só para acoplados, mas também para todas as outras formas de aquapônica.


Aquaponics Food Production Systems

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