Produção integrada de peixes e vegetais em aquaponia. Paulo César Falanghe Carneiro

Produção integrada de peixes e vegetais em aquaponia Paulo César Falanghe Carneiro

Aquaponia Aquicultura X Hidroponia

Consumo de água Pegada hídrica - Water Footprint (http://waterfootprint.org/) 70% para a agricultura (destes, 30% = pecuária, sendo 1/3 = prod. bovinos) 22% para a indústria; 8% para o consumo humano. peixe + alface < 20 L / kg (17,1 L / kg)

MATERIAL TÉCNICO DE DIVULGAÇÃO Dia de Campo na TV 15/11/2015 Estação Agrícola 15/11/2015 TV Aperipê - Aquaponia Aspectos Básicos 29-30/08/2015 TV Aperipê - Aquaponia passo-à-passo 29-30/11/2015 TV Aperipê - Aquaponia em casa 23-26/04/2016 Folder - set/2015 Documentos 189: Produção Integrada Peixes e Vegetais em Aquaponia - out/2015 Circular Técnica 68: Montagem e Operação de Sistema Familiar - dez/2015

Origem: Chimpanas Aztecas - registo a partir de 1400 Ilhas/Balsas artificiais em lagos com criação de peixes

Histórico no mundo Década 90 (EUA, The University of the Virgin Islands) Inicio 2000 (Austrália, Canadá, Estados Unidos e Israel) Histórico no Brasil Pesquisas a partir da década de 2010

Princípios biológicos Ração aos peixes => entrada de insumo Excretas => nutrientes para plantas Bactérias (nitrosomonas e nitrobacter) Aquicultura Hidroponia Ração PRODUÇÃO Ingestão Digestão Excreção Absorção Crescimento NH 3 e NO 2 Tóxicos aos peixes NH 3 + H + NH 4 + NO 3 - NO 3 - Tóxicos aos peixes Nutriente p/ plantas Nitrosomonas NO 2 Nitrobacter Nitrificação (Filtro biológico)

Princípios biológicos ph => um dos pontos mais críticos peixes: 6,5 e 9,0 bactérias nitrificantes: 7,0 e 8,0 plantas: 5,5 e 6,5 ph adequado => 6,0 7,0

Princípios biológicos ph adequado => 6,0 7,0 (6,5) substâncias tamponantes para elevar o ph hidróxido de potássio KOH bicarbonato de potássio KHCO 3 hidróxido de cálcio Ca(OH)2 calcário dolomítico CaMg(CO3)2 bicarbonato de sódio NaHCO3 => nunca usar Na (<50mg/L) substâncias tamponantes para baixar o ph ácido fosfórico = mais seguro e fonte de P ácido nítrico ácido muriático Ácido acético (vinagre) => muito fraco

Princípios biológicos ph 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 15/4 15/5 14/6 14/7 13/8 Condutividade 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 15/4 15/5 15/6 15/7

Princípios biológicos Temperatura: metabolismo de peixe, planta, bactérias nitrificantes, pragas e doenças Temperatura ideal para cultivos tradicionais: Água 25 o C (15-28 o C) Ar < 28 o C Monitoramento constante: Temperatura, ph e CE

Nutrição vegetal 16 nutrientes essenciais C, O, H => Água e Ar Macronutrientes: N, K, Ca, Mg, P, S Micronutrientes: Cl, Fe, Mn, B, Zn, Cu, Mo solubilidade: P, Ca, Mg e Mo 5,5-7,0 disponibilidade: Mn, Cu, Zn, B ph

Princípios biológicos Condutividade Elétrica Nutrientes que influenciam a leitura: Nitrato NO 3- ** Fosfato PO -2 4 Mg +2 K + Ca +2 ** Altas concentrações de Nitrato favorecem crescimento vegetativo em detrimento a frutificação.

Nutrição vegetal Suplementação: Ca, P, K, Fe Ca Calcário dolomítico. Alcalinidade: 50-100 mg/l e Dureza: < 300 mg/l (precipitação de P). Ca: 20-30 mg/l P Fosfato de potássio monobásico; Ortofosfato de Gafisa. PO4: 15 mg/l K K2SO4 ou KCl. K: > 20 mg/l Fe Quelato (EDDHA ou EDDHMA). Fe: 0,2 0,5 mg/l

Monitoramento da qualidade da água Resumo Medidor de ph - R$ 200,00 Medidor de CE (com termômetro) - R$ 200,00 Kit Amônia - R$ 25,00 Kit Alcalinidade - R$ 25,00 Kit Dureza - R$ 25,00 Kit Ferro - R$ 35,00 Kit Oxigênio dissolvido - R$ 50,00 Kit ph - R$ 12,00

Componentes do sistema de aquaponia

Componentes do sistema de aquaponia Ambiente de criação dos peixes um ou vários tanques diversos formatos e volumes

Componentes do sistema de aquaponia Ambiente de criação dos peixes 1. Garantir oxigênio dissolvido em todo volume de água do tanque 2. Permitir a retirada continua dos resíduos produzidos pelos peixes Fluxo de água => velocidade da água vs taxa de renovação Taxa de renovação: Densidade de peixes até 10 kg/m 3 => ½ troca-hora Densidades > 10 kg/m 3 => pelo menos 1 troca-hora

Componentes do sistema de aquaponia Ambiente de criação dos peixes relação superfície:volume 1,0 (trocas gasosas) caixa d água de polietileno de 1000 L, diâmetro 1,50 m relação superfície:volume = 1,77 (3,14 x 0,75 2 /1 m 3 ),

Componentes do sistema de aquaponia Sistema de aeração Quem consome: mínimo: 3 mg/l

Componentes do sistema de aquaponia Filtros de sólidos, mineralizador, degaseificador Sólidos decantáveis (mais pesados) Sólidos em suspensão (mais leves) Densidade de peixes 5 kg/m 3 => não há necessidade Sistema Aquapônico - EUA Tanques peixes Degaseificador Tanques hidroponia - flutuante Filtro sólidos decantáveis Filtro sólidos em suspensão

Componentes do sistema de aquaponia Filtros de sólidos, mineralizador, degaseificador Sólidos decantáveis (mais pesados) Sólidos em suspensão (mais leves)

Componentes do sistema de aquaponia Ambientes de cultivo de vegetais 1. Argila expandida, pedra brita ou outro substrato com alta relação superfície:volume (media-filled bed ou gravel bed); 2. Canaleta ou NFT (Nutrient Film Technique); 3. Flutuante (float ou raft) 4. Areia/pó de coco (wicking bed)

Componentes do sistema de aquaponia Ambientes de cultivo de vegetais 1. Argila expandida, pedra brita ou outro substrato com alta relação superfície:volume (media-filled bed ou gravel bed); 2. Canaleta ou NFT (Nutrient Film Technique); 3. Flutuante (float ou raft) 4. Areia/pó de coco/... (wicking bed)

Importância da parte vegetal Peixes e plantas mais adequados

Importância econômica da parte vegetal: Ciclo de produção: PLANTAS 25 a 120 dias versus PEIXES > 200 dias Quantidade produzida: PLANTAS versus PEIXES

Peixes mais adequados para serem produzidos em aquaponia tolerante a altas densidades e a manejos frequentes espécies já avaliadas em sistemas intensivos Bagre americano Bacalhau australiano Tilápia Truta Tambaqui

Peixes mais adequados para serem produzidos em aquaponia Peixes ornamentais Outros organismos aquáticos (ex. crustáceos) Peixes marinhos Camarão de água doce Carpas coloridas (e outras espécies de interesse ornamental) Peixes marinhos (Dorada - Sparus aurata)

Plantas mais adequadas para aquaponia Inicialmente => apenas plantas menos exigentes (folhosas) Hoje => qualquer vegetal de pequeno e médio porte

Plantas: questões técnicas e mercadológicas Alto valor agregado, mercado em ascensão: temperos, medicinais, flores comestíveis e ornamentais Ciclo curto, poucos problemas sanitários e nutricionais, alta demanda, mercado estável e competitivo: alface e outras folhosas Ciclo longo, mais problemas sanitários e maior exigência nutricional: vegetais que frutificam

Áreas de criação de peixes vs Área de cultivo de vegetais Rackocy 2006: Flutuante => 60-100 g ração por dia => 1 m 2 produção vegeta NFT => 25% do flutuante (15-25 g/dia/m 2 ) LAPAq 2014: NFT => 20-40 g ração por dia = 1 m 2 (aprox. 1 g / dia / pé de alface) Informação importante para o dimensionamento de um sistema de aquaponia!!!

Tonel (200 L) 30 25 20 15 10 5 0 Peso individual dos peixes (g) 26,7 g 8,1 g Dia 1 Dia 30 Tambaqui Volume útil: 113 L Vazão: 250 L/H Número de tambaquis: 20 Biomassa: 1,43 4,73 kg/m 3 CAA: 0,83 Mortalidade: 0 Alface Peso inicial: 7,9 ± 0,7 g Peso final: 76,0 ± 26,4 g Período: 30 dias

Container (1000 L) Tambaqui Volume útil: 520 L Vazão: 526 L/H Número de tambaquis: 20 Biomassa: 1,0 3,7 kg/m 3 CAA: 0,8 Mortalidade: 0 Alface Peso inicial: 7,9 ± 0,7 g Peso final: 100,2 ± 51,3 g Período: 32 dias

Cultivo misto (tomate, pimentão, pepino, morango, mamão) Dia: 1

Cultivo misto (tomate, pimentão, pepino, morango, mamão) Dia: 7

Dia: 14 Dia: 25

Em 2 meses: Tomate: 12,5 kg Pimentão: 1,5 kg

Adaptação em lago pré-existente:

Ensaios com diferentes substratos

Desenvolvimento e validação de SISTEMAS FAMILIAR

Desenvolvimento de Sistemas Modulares Sistema Modular Familiar I

Sistema Modular Familiar I

Sistema familiar II

Protótipo familiar/comercial (validação e desenvolvimento)

EXPERIÊNCIAS COMERCIAIS SP - Jaguariuna (Flutuante) SE São Cristóvão e Buquim (NFT)

Experiências Comerciais SE São Cristóvão (NFT)

Experiências Comerciais SE Buquim (NFT)

Problemas sanitários Peixes

Prevenção x Remediação Importância da origem dos peixes Quarentena em sistema isolado/independente (com filtro biológico, TPA);

Limpeza de material/equipamentos sal/hipoclorito; uso exclusivo (evitar empréstimos) Manejo: estresse (ruído, luz, rotina metódica) alimento adequado/completo (ração p/ cultivo em T.Rede) comportamento alimentar (ração extrusada) biometrias (mínimo necessário / uso de anestésico / Temp.) Monitoramento: temperatura, ph, CE e oxigênio adequados

Registro de separação: tanques de criação de peixes x filtro biológico e hidroponia.

Necessidade importante!!! Solução hidropônica e conhecimento básico em hidroponia

Produtos utilizados: sal, catappa (amendoeira), formol, antibiótico, etc... Terminalia catappa

Problemas fitossanitários Pesticidas => uso proibido em aquaponia Consequências: - sistema de produção mais complexo - garantia de produto mais saudável Plantas em aquaponia são mais resistente que plantas em hidroponia: presença de matéria orgânica, ambiente mais estável, diversidade de microrganismos antagonistas

Pragas Tripes, colembola, lagartas, paquinhas, ácaros, pulgões, colchonilhas.

Doenças: Fungo (Pythium e Cercóspora), virus (vira-cabeça).

Armadilhas

Produtos naturais/repelentes (Substâncias não tóxicas aos peixes) Neen, óleo de algodão, detergente neutro,...

Controle biológico (inimigos naturais) Dipel, (Bacilus thuringiensis), Bacilus subitilis, Trichoderma (fungo de solo)

Manejo utilizado no LAPAq 1 - Pironeem (Azadiractina): 20 ml/l Aplicar com alta pressão sobre as plantas, (sem escorrimento). Alface: 1ª a 5ª semana Pragas alvo: Tripes, cochonilha, mosca branca. 2 - Fortneem ( Azadiractina): 20 ml/l Aplicar com alta pressão sobre as plantas (geral), semanalmente na presença de pragas, da 1ª a 5ª semana (sem escorrimento). Alface: 1ª a 5ª semana Pragas alvo: Tripes, cochonilha, mosca branca. 3 - Óleo de algodão: 2% de óleo com 1% de detergente neutro. Aplicar com alta pressão sobre as plantas (Exceto alfaces), semanalmente na presença de pragas, da 1ª a 5ª semana (sem escorrimento). Pragas alvo: Ácaro, Cochonilha, pulgão.

Manejo utilizado no LAPAq (conti.) 4 - Pironeem ( Azadiractina) + Óleo de algodão: 10 ml/l de pironeem + óleo de algodão: 2% de óleo com 1% de detergente neutro. Pragas alvo: Ácaro, Cochonilha, pulgão tripes, mosca branca. Alface: 1ª a 5ª semana 5 - Dipel (Bacillus thuringiensis): 1g/L - Aplicar na presença de lagartas pequenas (1cm). Após essa fase, fazer controle mecânico, nas primeiras horas do dia. (usar máscara) Pragas alvo: Lagartas

QUESTÕES IMPORTANTES ANTES DE PROJETAR UM SISTEMA COMERCIAL 1. Experiência prévia do produtor/proprietário/empresário a) Produção convencional b) Hidroponia c) Piscicultura 2. Condições locais a) Materiais disponíveis para construção b) Insumos (juvenis, sementes, suplementos) c) Mão de obra d) Suporte técnico e) Clima 3. Mercado a) Costumes locais b) Poder aquisitivo c) Distância

Dimensionamento de sistemas de aquaponia IMPORTANTE: Como será a estocagem dos peixes? 1. Tanque único com peixes em tamanhos diferentes (povoamentos e despescas parciais) 2. Vários tanques de diferentes tamanhos ou um tanque grande com telas de separação móveis: estoque do número de peixes que ficará juntos até o final, porém sendo transferidos para tanques/espaços maiores conforme crescem. 3. 3 ou + tanques: Estoque alta densidade de juvenis num primeiro tanque e divisão do lote em outros tanques de acordo com o crescimento 4. 3 ou + tanques: Peixamentos sequenciais no tempo para manter idades e tamanhos diferentes entre os tanques. Despescas e peixamentos com mesma periodicidade. 5. 2 tanques - Caso da Aquaponia Crescimento Limpo: Despescas de peixes com tamanhos comerciais diferentes (Tilápias 500 g com 6 meses e 760 g com 8 meses)

Dimensionamento de sistemas de aquaponia Sistema Familiar Aquaponia - Simulação para implantação de sistema com tanque único para peixes (1m3) 8 canaletas de 3 m lineareas cada, com 10 orificios. A Plantas diversas estocadas (n. orificios nas canaletas) 80 Necessidade da familia B g ração por dia por planta (30g/d/m2; 16pl/m2; 5 m2) 2 Dado técnico C g ração por dia total (máximo) 160 A*B D Consumo diário por PV (%) 0,8% Dado técnico E Biomassa (kg) máxima estimada de peixe (0,8%PV/dia) 20 C/D

Aquaponia - Simulação para implantação de projetos comerciais de pequeno/médio porte Canaletas hidropônicas (PVC 32 e 75 mm) - Tilápia A Receita Bruta Mensal (R$) 8000 Dito pelo produtor B Valor de comercialização do pé de alface (R$) 2,00 Dito pelo mercado C Pés de alface por mês (n. orificios de crescimento) 4000 A/B D g ração por dia por pé de alface (25g/m2; 20pl/m2) 1,25 Dado técnico E Kg ração por dia total 5,0 C*D F Densidade estocagem máx (kg/m3) 20 Dado técnico E Peso final kg do peixe (abate/comercialização) 0,7 Dado técnico F Número de tilápia por m3 29 E/F Dados Técnicos Conhecidos - Tilápia (2 meses por faixa de peso) Faixas de peso (g) Peso Inicial (g) %PV/dia Peso Final (g) %PV/dia 50-150 0,05 4% 0,15 3% 150-300 0,15 3% 0,30 2% 300-500 0,30 2% 0,50 1% 500-700 0,50 1% 0,70 0,8% Volume (m3) de cada tanque criação peixes (4 tqs) 9,0 Tentativa/acerto Tanques kg Inicial no tanque kg Final no tanque kg ração dia inicial kg ração dia final kg/m3 inicial kg/m3 final 1 12,9 38,6 0,5 1,2 1,4 4,3 2 38,8 77,1 1,2 1,5 4,3 8,6 3 77,4 128,6 1,5 1,3 8,6 14,3 4 128,8 180,0 1,3 1,4 14,3 20,0 Totais inicia/final 257,9 424,3 4,5 5,4 Dimensionamento do Sistema Número orificios por bancada de crescimento 180 Pés de alface por semana (n. orificios crescim) 1000 N. bancadas crescimento (Consid. 10 % acresc., e 1:3:3) 18,3 Área (m2) parte hidropônica (6,5 x 2 m/bancada) 238 Área (m2) berç + materni (20% banc cresc) 48 Área (m2) total da hidroponia 286 Número de tanques que criação de peixes 4 Volume (m3) total tanques criação peixes 36 Número de peixes por tanque (5%mort) 270 Número peixes total nos tanques (5% mort) 1080 Área (m2) peixes + filtros (30% área hidrop.) 86 Área total da aquaponia (m2) 372

Aquaponia - Simulação para implantação de projetos comerciais de pequeno/médio porte Canaletas hidropônicas (PVC 32 e 75 mm) - Tilápia A Receita Bruta Mensal (R$) 8000 Dito pelo produtor B Valor de comercialização do pé de alface (R$) 2,00 Dito pelo mercado C Pés de alface por mês (n. orificios de crescimento) 4000 A/B D g ração por dia por pé de alface (25g/m2; 20pl/m2) 1,25 Dado técnico E Kg ração por dia total 5,0 C*D F Densidade estocagem máx (kg/m3) 20 Dado técnico E Peso final kg do peixe (abate/comercialização) 0,7 Dado técnico F Número de tilápia por m3 29 E/F Dados Técnicos Conhecidos - Tilápia (2 meses por faixa de peso) Faixas de peso (g) Peso Inicial (g) %PV/dia Peso Final (g) %PV/dia 50-150 0,05 4% 0,15 3% 150-300 0,15 3% 0,30 2% 300-500 0,30 2% 0,50 1% 500-700 0,50 1% 0,70 0,8% Volume (m3) de cada tanque criação peixes (4 tqs) 9,0 Tentativa/acerto Tanques kg Inicial no tanque kg Final no tanque kg ração dia inicial kg ração dia final kg/m3 inicial kg/m3 final 1 12,9 38,6 0,5 1,2 1,4 4,3 2 38,8 77,1 1,2 1,5 4,3 8,6 3 77,4 128,6 1,5 1,3 8,6 14,3 4 128,8 180,0 1,3 1,4 14,3 20,0 Totais inicia/final 257,9 424,3 4,5 5,4 Dimensionamento do Sistema Número orificios por bancada de crescimento 180 Pés de alface por semana (n. orificios crescim) 1000 N. bancadas crescimento (Consid. 10 % acresc., e 1:3:3) 18,3 Área (m2) parte hidropônica (6,5 x 2 m/bancada) 238 Área (m2) berç + materni (20% banc cresc) 48 Área (m2) total da hidroponia 286 Número de tanques que criação de peixes 4 Volume (m3) total tanques criação peixes 36 Número de peixes por tanque (5%mort) 270 Número peixes total nos tanques (5% mort) 1080 Área (m2) peixes + filtros (40% área hidrop.)* 114 Área total do sistema de aquaponia (m2) 400 * 20kg/m3 = 40%; 30kg/m3 = 30%; 60kg/m3 = 15%

Outras aplicações da Aquaponia

Itu - SP

Considerações Finais Desafio: escolha do sistema, peixes e plantas mais adequados. Manter o equilíbrio biológico. Vencido o desafio: aquaponia é mais fácil de operar que a hidroponia ou RAS (menor monitoramento, maior faixa de segurança na qualidade da água) Sistemas familiares: excelentes hobbies Sistemas comerciais: muitas opções, depende mais do mercado. Sistemas educacionais: muito a ser explorado Independente do objetivo (hobby, comercial ou educacional) Aquaponia = Atividade gratificante que produz alimento.

Obrigado Paulo Carneiro paulo.carneiro@embrapa.br 79 4009-1390