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Applicabilità dell'acquaponica
Aquaponics combina due dei sistemi più produttivi nei rispettivi campi. I sistemi di acquacoltura a ricircolo e l’idroponica hanno sperimentato un’espansione diffusa nel mondo non solo per le loro rese più elevate, ma anche per il loro migliore utilizzo del suolo e dell’acqua, metodi più semplici di controllo dell’inquinamento, una migliore gestione dei fattori produttivi, una maggiore qualità dei prodotti e una maggiore alimentazione sicurezza (casella 1). Tuttavia, l’acquaponica può essere eccessivamente complicata e costosa e richiede un accesso coerente ad alcuni input.
· Food and Agriculture Organization of the United NationsAnatomia dei pesci, fisiologia e riproduzione
Anatomia dei pesci I pesci sono un gruppo eterogeneo di animali vertebrati che hanno branchie e vivono in acqua. Un pesce tipico utilizza branchie per ottenere ossigeno dall’acqua, rilasciando allo stesso tempo anidride carbonica e rifiuti metabolici (Figura 7.2). Il pesce tipico è ectotermico, o a sangue freddo, il che significa che la sua temperatura corporea oscilla a seconda della temperatura dell’acqua. I pesci hanno quasi gli stessi organi degli animali terrestri; tuttavia, possiedono anche una vescica nuotata.
· Food and Agriculture Organization of the United NationsAltri componenti principali della qualità dell'acqua: alghe e parassiti
Attività fotosintetica delle alghe La crescita fotosintetica e l’attività delle alghe nelle unità acquaponiche influenzano i parametri di qualità dell’acqua dei livelli di pH, DO e azoto. Le alghe sono una classe di organismi fotosintetici simili alle piante e cresceranno facilmente in qualsiasi corpo d’acqua ricco di sostanze nutritive ed esposto alla luce solare. Alcune alghe sono organismi microscopici monocellulari chiamati fitoplancton, che possono colorare il verde dell’acqua (Figura 3.8). Le macroalghe sono molto più grandi, formando comunemente stuoie filamentose attaccate al fondo e ai lati dei serbatoi (Figura 3.
· Food and Agriculture Organization of the United NationsAlternative locali sostenibili per gli input aquaponici
Concimi vegetali organici Il capitolo 6 ha discusso come anche i sistemi aquaponici bilanciati possano sperimentare carenze di nutrienti. Sebbene i pellet alimentari per pesci siano un mangime intero per i pesci, non hanno necessariamente le giuste quantità di nutrienti per le piante. Generalmente, i mangimi per pesci hanno bassi valori di ferro, calcio e potassio. Le carenze vegetali possono verificarsi anche in condizioni di crescita non ottimali, come il freddo e i mesi invernali.
· Food and Agriculture Organization of the United NationsAcquaponica
L’acquaponica è l’integrazione dell’acquacoltura a ricircolo e dell’idroponica in un unico sistema di produzione. In un’unità acquaponica, l’acqua proveniente dall’acquario scorre attraverso i filtri, pianta cresce aiuole e poi torna al pesce (Figura 1.5). Nei filtri, i rifiuti di pesce vengono rimossi dall’acqua, prima utilizzando un filtro meccanico che rimuove i rifiuti solidi e poi attraverso un biofiltro che elabora i rifiuti disciolti. Il biofiltro fornisce una posizione per i batteri per convertire l’ammoniaca, che è tossica per i pesci, in nitrato, un nutriente più accessibile per le piante.
· Food and Agriculture Organization of the United NationsAcquacoltura
L’acquacoltura è l’allevamento in cattività e la produzione di pesci e di altre specie animali e vegetali acquatiche in condizioni controllate. Molte specie acquatiche sono state coltivate, in particolare pesci, crostacei e molluschi, piante acquatiche e alghe. I metodi di produzione dell’acquacoltura sono stati sviluppati in varie regioni del mondo e sono quindi stati adattati alle specifiche condizioni ambientali e climatiche di tali regioni. Le quattro principali categorie di acquacoltura comprendono i sistemi di acque libere (ad esempio gabbie, lunghe linee), la coltura di stagni, le piste a flusso continuo e i sistemi di acquacoltura a ricircolo (RAS).
· Food and Agriculture Organization of the United Nations9.5 Conclusioni
9.5.1 Inconvenienti attuali del ciclismo nutriente in Aquaponics Nell’idroponica, la soluzione nutritiva viene determinata con precisione e l’input nutritivo nel sistema è ben compreso e controllato. Questo rende relativamente facile adattare la soluzione nutritiva per ogni specie vegetale e per ogni fase di crescita. In acquaponica, secondo la definizione (Palm et al. 2018), i nutrienti devono provenire almeno al 50% da mangimi non consumati per pesci, feci solide di pesce e escrezioni solubili di pesce, rendendo così più difficile il monitoraggio delle concentrazioni di nutrienti disponibili per l’assorbimento delle piante.
· Aquaponics Food Production Systems9.4 Equilibrio di massa: Cosa succede ai nutrienti una volta entrati nel Sistema Aquaponico?
9.4.1 Contesto Il funzionamento dei sistemi aquaponici si basa su un equilibrio dinamico dei cicli nutritivi (Somerville et al. 2014). È quindi necessario comprendere questi cicli per ottimizzare la gestione dei sistemi. Le piante che crescono idroponicamente hanno requisiti specifici, che dovrebbero essere soddisfatti durante le loro varie fasi di crescita (Resh 2013). Pertanto, le concentrazioni di nutrienti nei diversi comparti del sistema devono essere attentamente monitorate e le sostanze nutritive dovrebbero essere integrate per evitare carenze (Resh 2013; Seawright et al.
· Aquaponics Food Production Systems9.3 Processi microbiologici
9.3.1 Solubilizzazione La solubilizzazione consiste nella scomposizione delle complesse molecole organiche che compongono i rifiuti di pesce e gli avanzi di mangimi in sostanze nutritive sotto forma di minerali ionici che le piante possono assorbire (Goddek et al. 2015; Somerville et al. 2014). Sia in acquacoltura (Sugita et al. 2005; Turcios e Papenbrock 2014) che in acquaponica, la solubilizzazione è condotta principalmente da batteri eterotrofici (van Rijn 2013; cap. 6) che non sono ancora stati completamente identificati (Goddek et al.
· Aquaponics Food Production Systems9.2 Origine delle sostanze nutritive
Le principali fonti di nutrienti in un sistema acquaponico sono il mangime per pesci e l’acqua aggiunta (contenente Mg, Ca, S) (cfr. [Sez. 9.3.2.](/community/articles/9-3-microbiological-processes #932 -Nitrificazione)) nel sistema (Delaide et al. 2017; Schmautz et al. 2016) come ulteriormente elaborato in cap. 13. Per quanto riguarda i mangimi per pesci, esistono due tipi principali: il mangime a base di pesce e quello a base vegetale. La farina di pesce è il classico tipo di mangime utilizzato in acquacoltura dove lipidi e proteine si basano sulla farina di pesce e sull’olio di pesce (Geay et al.
· Aquaponics Food Production Systems