Nutrient Regime Restructures Root Fungal Communities in Hydroponic and Aquaponic Systems
Este estudo demonstra que, embora a origem e a suplementação de nutrientes reestruturem significativamente as comunidades fúngicas associadas às raízes no cultivo sem solo, essas mudanças no microbioma não compensam as limitações de rendimento causadas por baixas cargas de nutrientes em sistemas aquapônicos, indicando que a estratégia de entrega de nutrientes é o principal fator determinante tanto da estrutura do microbioma radicular quanto do desempenho das plantas.
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Na busca por cultivar alimentos sem solo, duas abordagens principais surgiram: a hidroponia, onde as plantas bebem uma solução mineral cuidadosamente misturada, e a aquaponia, um sistema que recicla a água de tanques de peixes para alimentar as plantas. Os dejetos dos peixes fornecem nutrientes naturais, criando um ciclo biológico vivo que muitos acreditam ser mais rico e benéfico para as plantas do que as misturas minerais estéreis usadas na hidroponia. Uma esperança fundamental por trás dessa crença é que a complexa teia de vida microscópica na água da aquaponia — bactérias e fungos que ajudam a decompor o alimento e liberar nutrientes — possa permitir que as plantas prosperem mesmo quando a água contém concentrações menores de nutrientes dissolvidos. Se verdadeiro, isso significaria que os agricultores poderiam confiar na própria equipe de reciclagem da natureza para fazer o trabalho pesado, potencialmente reduzindo a necessidade de fertilizantes artificiais enquanto mantêm altos rendimentos de colheita.
Para testar se essa riqueza biológica realmente se traduz em um melhor desempenho das plantas, uma equipe de pesquisadores montou um grande experimento em uma estufa na França. Eles cultivaram plantas de tomate em quatro condições de água diferentes para ver como as raízes e os frutos responderiam. O primeiro grupo recebeu água pura, sem nutrientes adicionados, servindo como uma linha de base. O segundo grupo recebeu a solução mineral padrão usada em hidroponia de alta tecnologia. O terceiro grupo recebeu água diretamente de uma fazenda de peixes, contendo apenas os dejetos naturais dos peixes. O quarto grupo recebeu essa mesma água de peixe, mas com fósforo e potássio extras adicionados para ver se corrigir lacunas específicas de nutrientes ajudaria. Os pesquisadores não apenas observaram o tamanho de crescimento dos tomates; eles também coletaram amostras das raízes das plantas para contar os diferentes tipos de fungos microscópicos que viviam ali, e espremeram o suco das folhas para medir exatamente quais nutrientes as plantas haviam absorvido.
Os resultados pintaram um quadro claro de como esses sistemas realmente funcionam. As plantas cultivadas na solução hidropônica mineral padrão produziram muito mais frutos, rendendo cerca de três quilos por planta. Os sistemas de água de peixe produziram significativamente menos, e a adição de nutrientes extras à água de peixe ajudou um pouco, mas não fechou a lacuna para igualar as plantas hidropônicas. Uma diferença importante entre os sistemas foi a condutividade elétrica da água, uma medida de quantos nutrientes dissolvidos estavam presentes. A água hidropônica era aproximadamente quatro a cinco vezes mais rica em íons dissolvidos do que os sistemas de água de peixe. Apesar dessa enorme diferença na carga de nutrientes da água, as plantas nos sistemas de peixe conseguiram absorver nutrientes suficientes em suas folhas para atingir concentrações que pareciam muito semelhantes às das plantas hidropônicas. Isso sugere que as plantas foram eficientes em agarrar o que estava disponível, mas a quantidade total de alimento entregue às raízes ao longo do tempo era simplesmente insuficiente para sustentar o mesmo nível de produção de frutos.
O estudo também observou de perto os fungos microscópicos que viviam nas raízes, o que tinha sido um grande ponto de curiosidade. Os pesquisadores descobriram que o tipo de água mudou a comunidade de fungos, mas não da maneira que muitos esperavam. Os sistemas de água de peixe não criaram automaticamente uma comunidade fúngica mais diversa ou "melhor" do que a água mineral. Na verdade, a mistura específica de fungos mudava dependendo de se a água vinha de peixes ou minerais, e se nutrientes extras eram adicionados, mas essas mudanças não pareceram ajudar as plantas a superar os baixos níveis de nutrientes. As comunidades fúngicas responderam fortemente ao tipo de alimento fornecido, mas esse rearranjo biológico não compensou a menor entrega geral de nutrientes.
Em última análise, o estudo sugere que, embora os sistemas aquapônicos criem um ambiente biológico único com seus próprios residentes fúngicos distintos, essa complexidade biológica não pode compensar a escassez de nutrientes. As plantas nos sistemas de peixe eram saudáveis o suficiente para absorver nutrientes, mas não podiam produzir o mesmo volume de frutos que a água mineral rica em nutrientes. Os achados indicam que, para que a agricultura sem solo seja verdadeiramente produtiva, o foco deve permanecer em garantir um suprimento constante e suficiente de nutrientes para as raízes, independentemente de se esse suprimento vem de um tanque de peixes ou de um misturador químico. Os micróbios vivos na água são parte do sistema, mas não são um substituto mágico para a necessidade fundamental de alimento.
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