A aquaponia é um sistema de produção de alimentos que combina a aquicultura convencional (criação de organismos aquáticos tais como caramujos, peixes, lagostas e camarões) com a hidroponia (cultivo de plantas em água) em um ambiente simbiótico.
Na aquicultura comum, excreções dos animais criados podem se acumular na água, aumentando sua toxicidade. No sistema aquapônico, a água da aquicultura alimenta um sistema hidropônico, onde os subprodutos são quebrados por bactérias nitrificantes em nitritos e depois nitratos, os quais são utilizados pelas plantas como nutrientes. A água é então recirculada de volta ao sistema de aquicultura.
Como as técnicas existentes de hidroponia e aquicultura formam a base para qualquer sistema aquapônico, o tamanho, complexidade e tipos de alimentos produzidos em um sistema de aquaponia podem variar tanto quanto cada método distintoRakocy, James E.; Bailey, Donald S.; Shultz, R. Charlie; Thoman, Eric S. "Update on Tilapia and Vegetable Production in the UVI Aquaponic System" (PDF). University of the Virgin Islands Agricultural Experiment Station. Retrieved 11 March 2013..
História
A aquaponia possui raízes antigas, embora exista algum debate sobre sua primeira ocorrência:
As ilhas astecas de cultivo agrícola, conhecidas como chinampas é um sistema considerado por alguns como sendo a primeira forma de aquaponia para uso agrícolaBoutwelluc, Juanita (December 15, 2007). "Aztecs' aquaponics revamped". Napa Valley Register. Retrieved April 24, 2013.Rogosa, Eli. "How does aquaponics work?". Retrieved April 24, 2013., onde plantas eram cultivadas em ilhas fixas (ou às vezes móveis) em lagos rasos, sendo que os dejetos eram dragados dos canais das chinampas e cidades ao redor, e utilizados para irrigar as plantas manualmenteCrossley, Phil L. (2004). "Sub-irrigation in wetland agriculture". Agriculture and Human Values 21 (2/3): 191–205. doi:10.1023/B:AHUM.0000029395.84972.5e. Retrieved April 24, 2013.. Sul da China, Tailândia e Indonésia, que cultivavam campos de arroz inundado em combinação com peixes são citadas como exemplo de sistemas aquapônicos remotosIntegrated Agriculture-aquaculture: A Primer, Issue 407. FAO. 2001. ISBN 9251045992.. Estes sistemas de policultivo existiram em muitos países do extremo oriente, cultivando peixes como o "oriental loach"Tomita-Yokotani, K.; Anilir, S.; Katayama, N.; Hashimoto, H.; Yamashita, M. (2009). "Space agriculture for habitation on mars and sustainable civilization on earth". Recent Advances in Space Technologies: 68–69. (parecido com a tuvira), enguia do pântano, carpa comum e cruciana"Carassius carassius". Food and Agriculture Organization of the United Nations. Fisheries and Aquaculture Department. Retrieved April 24, 2013., assim como caracóis aquáticos, em campos de arroz inundadoMcMurtry, M. R.; Nelson, P. V.; Sanders, D. C. (1988). "Aqua-Vegeculture Systems". International Ag-Sieve 1 (3). Retrieved April 24, 2013.Bocek, Alex. "Introduction to Fish Culture in Rice Paddies". Water Harvesting and Aquaculture for Rural Development. International Center for Aquaculture and Aquatic Environments. Archived from the original on March 17, 2010. Retrieved April 24, 2013..
Sistemas aquapônicos tipo flutuante ou "floating" em lagoas de poli cultivo de peixes foram instalados na China em anos mais recentes em cultivos em larga escala de arroz, trigo, lírio e outras culturas"Aquaponics floating biofilter grows rice on fish ponds". Tom Duncan. Retrieved 2014-01-20., com algumas instalações excedendo 1 hectare (10.000 m²)"Waste Management and Environment - Floating new ideas". WME Magazine. Retrieved 2014-01-20.. O desenvolvimento da aquaponia moderna é frequentemente atribuída aos diversos trabalhos do "New Alchemy Institute" e do Dr. Mark McMurtry e colaboradores, na Universidade Estadual da Carolina do Norte, nos EUAFox, Bradley K.; Howerton, Robert; Tamaru, Clyde. "Construction of Automatic Bell Siphons for Backyard Aquaponic Systems" (PDF). University of Hawaiʻi at Mānoa Department of Molecular Biosciences and Bioengineering. Retrieved 12 March 2013.. Inspirado pelos sucessos do "New Alchemy Institute", e pelas técnicas de aquaponia alternativas desenvolvidas pelo Dr. Mark McMurtry e colaboradores, outros institutos logo seguiram o exemplo. Iniciando-se em 1997, o Dr. James Rakocy e seus colegas da Universidade das Ilhas Virgens pesquisaram e desenvolveram o uso de canais de hidroponia por DWC (Deep Water Culture) em sistemas aquapônicos de larga escalaRakocy, James E. "Aquaculture – Aquaponic Systems". University of the Virgin Islands Agricultural Experiment Station. Archived from the original on 4 March 2013. Retrieved 11 March 2013.. A primeira pesquisa em aquaponia no Canadá foi um pequeno sistema adicionado a uma já existente pesquisa em aquicultura, em uma estação de pesquisa em Lethbridge, em Alberta. O Canadá viu um crescimento em instalações de aquaponia durante a década de 90, predominantemente instalações comerciais que cultivavam culturas de alto valor como a truta e a alface. Uma instalação baseada no sistema DWC, desenvolvida na Universidade das Ilhas Virgens foi construída em uma estufa em Brooks, Alberta, onde o Dr. Nick Savidov e colegas pesquisaram a aquaponia do ponto de vista das ciências agrárias. O time fez descobertas no rápido crescimento das raízes em sistemas de aquaponia e no fechamento do ciclo dos resíduos sólidos, e constatou que devido à certas vantagens do sistema em relação à aquicultura tradicional, o sistema pode funcionar bem em um nível de pH baixo, o que favoreceria plantas, mas não peixes.
As Ilhas Caribenhas de Barbados criaram uma iniciativa para começar sistemas aquapônicos em casa, gerando receita com a venda dos produtos para turistas, em um esforço para reduzir a dependência por comida importada. Em Bangladesh, o país mais populoso do mundo, muitos fazendeiros usam agrotóxicos para aumentar a produção de alimentos e o tempo de estocagem, muito embora o país careça de supervisão a respeito dos níveis seguros de produtos químicos em alimentos destinados ao consumo humanoSome important talks on pest management (বালাই দমন সংক্রান্ত জরুরি কিছু কথা). In Bengali. The Sangbad, 29 January 2011. Para combater este problema, um time liderado pelo Prof. Dr. M. A. Salam, do Departamento de Aquicultura da Universidade de Agricultura de Bangladesh, em Mymensingh, criou planos para um sistema de aquaponia de baixo custo para fornecer produtos livres de agroquímicos e peixes para pessoas que vivem em condições de adversidade climática, como a área sulistas propensa à salinidade e as áreas propensas à inundação da região orientalFish & vegetable culture through aqaponics technology (এ্যাকোয়াপনিক্স প্রযুক্তিতে মাছ-সবজি চাষ). In Bengali. The Daily Janakantha, January 28, 2011Innovation of a BAU researcher: "Aquaponics technology" three times production without any cost (বাকৃবি গবেষকের উদ্ভাবন 'একোয়াপনিক্স প্রযুক্তি' খরচ ছাড়াই উৎপাদন তিন গুণ). In Bengali. The Daily Kalerkantho, January 25, 2011. O trabalho do Dr. Salam cria uma forma de cultivo de subsistência para produção em micro escala na comunidade e residencias, enquanto que o trabalho de Chowdhury e Graff é focado exclusivamente em nível comercial, sendo que este último leva vantagens em economias de escala. Com mais de um terço das terras agrícolas palestinas na Faixa de Gaza, esta se tornou uma área tampão para Israel, com um sistema de jardinagem aquapônico adequado para uso em telhados, na Cidade de GazaRooftop gardens provide 'answer for Gaza'. Al Jazeera, 24 January 2015..
Houve uma mudança em torno da integração da comunidade da aquaponia, como a fundação sem fins lucrativos Growing Power, que oferece à juventude de Milwaukee oportunidades de emprego e treinamento, enquanto cultivam alimento para sua comunidade. O modelo gerou diversos projetos satélite em outras cidades, como Nova Orleans, onde a comunidade de pescadores vietnamitas sofreu com o derramamento de óleo da plataforma Deepwater Horizon, e em South Bronx, em Nova IorqueHarris, L. Kasimu. "Aquaponics being taught in Vietnamese community". Louisiana Weekly. Retrieved 13 February 2012.. Wispering Roots é uma organização sem fins lucrativos em Omaha, Nebraska, que fornece alimento fresco e saudável, cultivado localmente para comunidades social e economicamente desfavorecidas através do uso da aquaponia, hidroponia e cultivo urbanoLee, Cheril. "Kids and Collaboration". Retrieved 25 August 2013.. Adicionalmente, jardins aquapônicos de todo o mundo têm se reunido em sites de comunidades online e fóruns, para compartilhar suas experiências e promover o desenvolvimento desta forma de jardinagem"Fish farming in a high-rise world". BBC News US & Canada. April 29, 2012. Retrieved April 24, 2013., assim como criar extensos recursos em como construir sistemas caseiros. Recentemente, a aquaponia tem se movido em direção à sistemas protegidos. Em cidades como Chicago, empresários estão utilizando projetos verticais para cultiva alimento durante todo o ano. Estes sistemas podem ser utilizados para cultivar alimentos o ano todo com o mínimo de perdas"Aquaponic farming operations taking root". Chicago Tribune. May 25, 2011. Retrieved June 9, 2013..
Componentes
A aquaponia consiste em duas partes principais, com a parte da aquicultura para criação de organismos aquáticos, e a parte hidropônica para o cultivo das plantasRakocy, James E.; Masser, Michael P.; Losordo, Thomas M. (November 2006). "Recirculating aquaculture tank production systems: Aquaponics — integrating fish and plant culture" (PDF) (454). Southern Regional Aquaculture Center. Retrieved April 24, 2013.Diver, Steve (2006). "Aquaponics — integration of hydroponics with aquaculture" (PDF). ATTRA - National Sustainable Agriculture Information Service (National Center for Appropriate Technology). Retrieved April 24, 2013.. Os efluentes aquáticos, resultado dos restos de ração e dejetos dos animais, como o peixe, acumulam na água devido ao sistema não circulante da maioria dos sistemas de aquicultura. O efluente se torna tóxico para os organismos aquáticos em altas concentrações, mas contém os nutrientes essenciais ao crescimento das plantasRakocy, James E.; Masser, Michael P.; Losordo, Thomas M. (November 2006). "Recirculating aquaculture tank production systems: Aquaponics — integrating fish and plant culture" (PDF) (454). Southern Regional Aquaculture Center. Retrieved April 24, 2013. Embora consista primariamente nessas duas partes, sistemas aquapônicos são usualmente agrupados em diversos componentes ou subsistemas, responsáveis pela efetiva remoção dos dejetos sólidos, adição de bases para neutralizar ácidos, ou para manutenção da oxigenação da água.
Componentes típicos incluem:
Tanque de criação: os tanques para crescimento e alimentação dos peixes; Reservatório de sedimentação: unidade para capturar sobras de alimento e excesso de biofilme, e para sedimentação de pequenas partículas; Biofiltro: local onde as bactérias nitrificantes podem crescer e converter a amônia em nitrato, o qual é utilizado pela planta; Subsistema hidropônico: porção de sistema onde as plantas crescem absorvendo o excesso de nutrientes da água; Sump (poço coletor): a ponto mais baixo do sistema, para onde a água passa e é bombeada de volta aos tanques de criação.
Dependendo da sofisticação e do custo do sistema aquapônico, as unidades para remoção de sólidos, biofiltragem, e/ou o subsistema hidropônico podem ser combinados em apenas uma unidade ou subsistema, o qual evita que a água flua diretamente da parte da aquicultura para a parte hidropônica.
Plantas: hidroponia