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7.7 Scelte di pesci e piante
7.7.1 Produzione di pesce In acquaponica commerciale su larga scala, la produzione di pesci e impianti deve soddisfare le esigenze del mercato. La produzione di pesce consente la variazione delle specie, in base alla progettazione del sistema e ai mercati locali. La scelta del pesce dipende anche dal loro impatto sul sistema. La produzione di pesce acquaponica accoppiata problematica dovuta a concentrazioni inadeguate di nutrienti, che influiscono negativamente sulla salute dei pesci, può essere evitata.
· Aquaponics Food Production Systems7.6 Acquaponics acqua salmastra
Un campo di ricerca relativamente nuovo è la valutazione delle diverse salinità dell’acqua di processo per la crescita delle piante. Poiché l’acqua dolce in tutto il mondo è in continuo aumento della domanda e a prezzi elevati, è stata prestata una certa attenzione all’uso delle risorse idriche saline/salmastre per l’agricoltura, l’acquacoltura e anche l’acquaponica. L’uso dell’acqua salmastra è significativo in quanto molti paesi come Israele hanno risorse idriche salmastre sotterranee, e più della metà dell’acqua sotterranea del mondo è salina.
· Aquaponics Food Production Systems7.5 Sistemi Aquaponic accoppiati in scala
Tipici sistemi aquaponici accoppiati vanno da sistemi di piccole a medie dimensioni e grandi dimensioni (Palm et al. 2018). L’upscaling rimane una delle sfide future perché richiede un’attenta verifica delle possibili combinazioni di pesci e piante. Le dimensioni ottimali delle unità possono essere ripetute per formare sistemi multiunità, indipendentemente dalla scala di produzione. Secondo Palm et al. (2018), la gamma di sistemi aquaponici è stata classificata in (1) mini, (2) hobby, (3) domestico e cortile, (4) sistemi piccoli/semi-commerciali e (5) grandi (r) sistemi su scala, come descritto di seguito:
· Aquaponics Food Production Systems7.4 Unità di acquacoltura
Le vasche di allevamento (dimensioni, numeri e design) sono selezionate in base alla scala di produzione e alle specie ittiche in uso. Rakocy et al. (2006) utilizzavano quattro grandi vasche di pesca per la produzione commerciale di O. niloticus nel sistema acquaponico UVI (USA). Con la produzione di specie ittiche onnivore o piscivore, come C. gariepinus, si dovrebbero utilizzare diverse vasche a causa della selezione delle classi di taglia e della produzione sfalsata (Palm et al.
· Aquaponics Food Production Systems7.3 Aquaponics accoppiato: progettazione generale del sistema
Il principio acquaponico accoppiato combina tre classi di organismi: (1) organismi acquatici, (2) batteri e (3) piante che beneficiano l’una dall’altra in un corpo idrico a ricircolo chiuso. L’acqua funge da mezzo di trasporto di nutrienti, principalmente dai rifiuti di pesce disciolti, che vengono convertiti in nutrienti per la crescita delle piante dai batteri. Questi batteri (ad esempio Nitrosomonas spec., Nitrobacter spec.) ossidano l’ammonio in nitrito e infine in nitrato. Pertanto, è necessario che i batteri ricevano notevoli quantità di ammonio e nitrito per stabilizzare la crescita della colonia e la quantità di produzione di nitrati.
· Aquaponics Food Production Systems7.2 Sviluppo Storico dell'Acquaponica accoppiata
La maggior parte degli sforzi di ricerca originali sui sistemi acquaponici accoppiati si è svolta negli Stati Uniti, con una crescente presenza nell’UE, in parte avviata dall’azione COST FA1305, dall’hub acquaponica dell’UE e da altri centri di ricerca europei. Oggi, i progetti di sistemi aquaponici a ricircolo completo dominano quasi completamente l’industria acquaponica americana, con stime che oltre il 90% dei sistemi aquaponici esistenti negli Stati Uniti sono di un progetto a ricircolo completo (Lennard, pers.
· Aquaponics Food Production Systems7.1 Introduzione
Fig. 7.1 Diagramma del primo sistema di Naegel (1977) che cresce Tilapia e carpa comune in combinazione con lattuga e pomodori in un sistema di ricircolo chiuso La combinazione di coltivazione di pesci e piante in acquaponica accoppiata risale al primo progetto di Naegel (1977) in Germania, utilizzando un sistema di scala da 2000 L (Fig. 7.1) situato in una serra a ambiente controllato. Questo sistema è stato sviluppato per verificare l’uso di sostanze nutritive provenienti dalle acque reflue dei pesci in condizioni di ricircolo dell’acqua completamente controllate destinate alla produzione di impianti, compreso un sistema a doppio fango (trattamento delle acque reflue aerobiche).
· Aquaponics Food Production Systems6.7 Conclusioni
Anticamente il settore dei piccoli produttori, i progressi tecnologici stanno spostando sempre più l’acquaponica verso una produzione commerciale su larga scala, concentrandosi su un miglioramento del recupero di macro e micronutrienti, fornendo al contempo innovazioni tecniche per ridurre il fabbisogno idrico ed energetico. Tuttavia, l’aumento dell’acquaponica su scala industriale richiede una migliore comprensione e manutenzione degli assemblaggi microbici e l’attuazione di forti misure di biocontrollo che favoriscano la salute e il benessere dei pesci e delle colture, pur rispettando gli standard di sicurezza alimentare per gli esseri umani consumo.
· Aquaponics Food Production Systems6.6 Solidi e fanghi sospesi
I parametri per il funzionamento dell’acquaponica su una determinata scala — compresi volume d’acqua, temperatura, portate e portate, pH, età e densità dei pesci e delle colture — influenzano tutti la distribuzione temporale e spaziale delle comunità microbiche che si sviluppano all’interno dei suoi comparti, per le revisioni: RAS (Blancheton et al. 2013); idroponica (Lee e Lee 2015). Oltre a controllare l’ossigeno disciolto, i livelli di anidride carbonica e il pH in acquaponica, è anche essenziale controllare l’accumulo di solidi nel sistema RAS in quanto particelle fini sospese possono aderire alle branchie, causare abrasioni e distress respiratorio e aumentare la suscettibilità alle malattie (Yildiz et al.
· Aquaponics Food Production Systems6.5 Ruoli batterici nel ciclo nutriente e biodisponibilità
Sono state condotte notevoli ricerche per caratterizzare i batteri eterotrofici e autotrofici nei sistemi RAS e per comprendere meglio il loro ruolo nel mantenimento della qualità dell’acqua e nel ciclo dei nutrienti (per le recensioni, vedere Blancheton et al. (2013); Schreier et al. (2010). Gli eterotrofi non patogeni, tipicamente dominati da Alphaproteobacteria e Gammaproteobacteria, tendono a prosperare nei biofiltri, e il loro contributo alle trasformazioni dell’azoto è abbastanza ben compreso perché il ciclo di azoto (NC) è stato di fondamentale importanza nello sviluppo della coltura di ricircolo sistemi (Timmons ed Ebeling 2013).
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