aquaponics
14.2 Microrganismi in acquaponica
I microrganismi sono presenti nell’intero sistema acquaponico e svolgono un ruolo chiave nel sistema. Si trovano quindi nel pesce, nella filtrazione (meccanica e biologica) e nelle parti di coltura. Comunemente, la caratterizzazione del microbiota (cioè dei microrganismi di un particolare ambiente) viene effettuata su acqua circolante, perifitone, piante (rizosfera, fillosfera e superficie della frutta), biofiltro, mangime per pesci, budello e feci di pesce. Finora, in acquaponica, la maggior parte della ricerca microbica si è concentrata sui batteri nitrificanti (Schmautz et al.
· Aquaponics Food Production Systems14.1 Introduzione
Oggi, i sistemi acquaponici sono al centro di numerosi sforzi di ricerca volti a comprendere meglio questi sistemi e a rispondere alle nuove sfide della sostenibilità della produzione alimentare (Goddek et al. 2015; Villarroel et al. 2016). Il numero cumulato di pubblicazioni che menzionano «aquaponica» o termini derivati nel titolo è passato da 12 all’inizio del 2008 a 215 nel 2018 (risultati della ricerca nel database Scopus di gennaio 2018). Nonostante questo numero crescente di articoli e la vasta area di argomenti di studio che stanno trattando, manca ancora un punto critico, vale a dire la gestione dei parassiti delle piante (Stouvenakers et al.
· Aquaponics Food Production Systems13.4 Ritmi fisiologici: Corrispondenza dei pesci e delle piante
La progettazione dei mangimi per pesci è fondamentale in acquaponica perché il mangime per pesci è il singolo o almeno il principale apporto di nutrienti sia per gli animali (macronutrienti) che per le piante (minerali) (Fig. 13.3). L’azoto viene introdotto nel sistema acquaponico attraverso proteine contenute nei mangimi per pesci che vengono metabolizzate dai pesci ed escrete sotto forma di ammoniaca. L’integrazione dell’acquacoltura a ricircolo con l’idroponica può ridurre lo scarico di sostanze nutritive indesiderate nell’ambiente e generare profitti.
· Aquaponics Food Production Systems13.3 Ingredienti e additivi per mangimi
13.3.1 Fonti proteiche e lipidiche per acquafeeds Dalla fine del XX secolo, ci sono stati cambiamenti significativi nella composizione degli aquafeeds, ma anche progressi nella produzione. Queste trasformazioni hanno avuto origine dalla necessità di migliorare la redditività economica dell’acquacoltura e di mitigarne gli impatti ambientali. Tuttavia, la forza trainante di questi cambiamenti è la necessità di ridurre la quantità di farina di pesce (FM) e olio di pesce (FO) nei mangimi, che tradizionalmente hanno costituito la maggior parte dei mangimi, soprattutto per i pesci carnivori e i gamberetti.
· Aquaponics Food Production Systems13.2 Sviluppo sostenibile della nutrizione dei pesci
Lo sviluppo sostenibile della nutrizione dei pesci in acquacoltura dovrà corrispondere alle sfide che l’acquaponica pone per quanto riguarda la crescente necessità di produrre alimenti di alta qualità. Manipolare l’azoto, il fosforo e il contenuto minerale delle diete ittiche utilizzate in acquaponica è un modo per influenzare i tassi di accumulo di nutrienti, riducendo così la necessità di integrazione artificiale ed esterna dei nutrienti. Secondo Rakocy et al. (2004), i rifiuti di pesci e mangimi forniscono la maggior parte delle sostanze nutritive richieste dalle piante se si mantiene il rapporto ottimale tra l’apporto giornaliero di mangime per pesci e le zone di coltivazione delle piante.
· Aquaponics Food Production Systems13.1 Introduzione
Il cibo acquatico è riconosciuto come benefico per la nutrizione e la salute umana e svolgerà un ruolo essenziale nelle future diete sane e sostenibili (Beveridge et al. 2013). Per raggiungere questo obiettivo, il settore globale dell’acquacoltura deve contribuire ad aumentare la quantità e la qualità dell’approvvigionamento ittico entro il 2030 (Thilsted et al. 2016). Questa crescita dovrebbe essere promossa non solo aumentando la produzione e/o il numero di specie, ma anche attraverso la diversificazione dei sistemi.
· Aquaponics Food Production Systems12.8 Vermiponica e Acquaponica
Sarebbe negligente in questo capitolo per non parlare dei lombrichi e della loro introduzione in acquaponica, e quindi questo capitolo si conclude con un breve curriculum di questi invertebrati detritivori e delle loro capacità di convertire i rifiuti organici in fertilizzanti. Si dice che i vermi e il modo in cui digeriscono la materia erano di interesse per Aristotele e Charles Darwin, così come i filosofi Pascal e Thoreau (Adhikary 2012) e sono stati protetti dalla legge sotto Cleopatra.
· Aquaponics Food Production Systems12.7 Digeponica
La lavorazione anaerobica di biomassa appositamente coltivata, nonché di materiale vegetale residuo proveniente dall’attività agricola, per la produzione di biogas è un metodo consolidato. Il digestato battericamente indigesto viene restituito ai campi come fertilizzante e per la costruzione di humus. Sebbene questo processo sia diffuso in agricoltura, l’applicazione di questa tecnologia in orticoltura è relativamente nuova. Stoknes et al. (2016) affermano che, nell’ambito del progetto «Food to waste to food» (F2W2F), è stato sviluppato per la prima volta un metodo efficiente per l’utilizzo del digestato come substrato e fertilizzante.
· Aquaponics Food Production Systems12.6 Tecnologia Biofloc (BFT) applicata per l'acquaponica
12.6.1 Introduzione La tecnologia Biofloc (BFT) è considerata la nuova «rivoluzione blu» in acquacoltura (Stokstad 2010) poiché i nutrienti possono essere continuamente riciclati e riutilizzati nel terreno di coltura, beneficiando della produzione di microrganismi in situ e dello scambio idrico minimo o zero (Avnimelech 2015). Tali approcci potrebbero far fronte ad alcune serie sfide nel settore, come la concorrenza per la terra e l’acqua e gli effluenti scaricati nell’ambiente che contengono eccesso di materia organica, composti azotati e altri metaboliti tossici.
· Aquaponics Food Production Systems12.5 Acquaponica Verticale
12.5.1 Introduzione Mentre l’acquaponica può essere vista come parte di una soluzione globale per aumentare la produzione alimentare in modi più sostenibili e produttivi e dove la coltivazione di più cibo nelle aree urbane è ora riconosciuta come parte della soluzione alla sicurezza alimentare e di una crisi alimentare globale (Konig et al. 2016), i sistemi acquaponici possono diventare essi stessi più produttivo e sostenibile adottando tecnologie di crescita alternative e imparando da tecnologie emergenti come l’agricoltura verticale e le pareti viventi (Khandaker e Kotzen 2018).
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