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6.4 Equilibrio microbico e potenziamento nelle unità acquaponiche
La produttività nel sistema acquaponico comporta il monitoraggio e la gestione dei parametri ambientali al fine di fornire a ciascun componente, sia microbico, animale o vegetale, condizioni di crescita ottimali. Sebbene ciò non sia sempre possibile in considerazione dei compromessi dei requisiti, uno degli obiettivi chiave dell’acquaponica ruota attorno al concetto di omeostasi, in cui il mantenimento della stabilità del sistema comporta la regolazione dei parametri operativi per ridurre al minimo le perturbazioni inutili che causano stress all’interno di un’unità, oppure effetti dannosi su altri componenti.
· Aquaponics Food Production Systems6.3 Considerazioni sulla biosicurezza per la sicurezza alimentare e il controllo degli agenti patogeni
6.3.1 Sicurezza alimentare Una buona sicurezza alimentare e garantire il benessere degli animali sono priorità elevate per ottenere il sostegno pubblico all’acquaponica. Uno dei problemi più frequenti sollevati dagli esperti di sicurezza alimentare in relazione all’acquaponica è il potenziale rischio di contaminazione da agenti patogeni umani quando si utilizzano gli effluenti di pesce come fertilizzante per le piante (Chalmers 2004; Schmautz et al. 2017). Una recente ricerca in letteratura per determinare i rischi zoonotici nell’acquaponica ha concluso che gli agenti patogeni nell’acqua di aspirazione contaminata, o agenti patogeni nei componenti di mangimi originari di animali a sangue caldo, possono diventare associati a microbiota intestinale di pesce, che, anche se non dannosi per i pesci stessi, possono potenzialmente essere abbandonato la catena alimentare agli esseri umani (Antaki e Jay-Russell 2015).
· Aquaponics Food Production Systems6.2 Strumenti per lo studio delle comunità microbiche
Le nuove tecnologie per studiare il modo in cui le comunità microbiche cambiano nel tempo e quali gruppi di organismi predominano in particolari condizioni ambientali, hanno sempre più offerto opportunità di anticipare gli esiti negativi all’interno dei componenti del sistema e quindi portare alla progettazione di sensori e test migliori per il monitoraggio efficace delle comunità microbiche nelle colture ittiche o vegetali. Ad esempio, varie tecnologie «omiche» — metagenomica, metatranscriptomica, proteomica comunitaria, metabolomica — stanno sempre più consentendo ai ricercatori di studiare la diversità del microbiota nei sistemi RAS, biofiltri, idroponica e digestori dei fanghi, dove il campionamento include interi assemblaggi microbici invece di un determinato genoma.
· Aquaponics Food Production Systems6.1 Introduzione
L’acqua di ricircolo nella porzione di acquacoltura di un sistema acquaponico contiene sia particolato che sostanza organica disciolta (POM, DOM) che entrano nel sistema principalmente tramite mangimi per pesci; la porzione di mangime che non viene consumata o metabolizzata dai pesci rimane come rifiuti nell’acqua del sistema di acquacoltura a ricircolo (RAS) , in forma disciolta (ad esempio ammoniaca) o come solidi sospesi o depositati (ad esempio fanghi). Una volta rimossa la maggior parte dei fanghi mediante separazione meccanica, la restante sostanza organica disciolta deve ancora essere rimossa da un sistema RAS.
· Aquaponics Food Production Systems5.9 Vantaggi di Aquaponics
Poiché esistono due tecnologie analoghe, esistenti e distinte, che producono pesci e piante a tassi elevati (coltura ittica RAS e produzione di piante idroponico/substrato), una ragione della loro integrazione sembra pertinente. La RAS produce pesci a tassi produttivi in termini di guadagno individuale di biomassa, per il peso del mangime aggiunto, che competono, se non meglio, con altri metodi di acquacoltura (Lennard 2017). Inoltre, le elevate densità di pesce che il RAS consente portano a maggiori guadagni collettivi di biomassa (Rakocy et al.
· Aquaponics Food Production Systems5.8 L'acquaponica come approccio ecologico
L’acquaponica, fino a poco tempo fa, è stata dominata da approcci progettuali a ricircolo completo (o accoppiato) che condividono e ricircola costantemente la risorsa idrica tra i due componenti principali (coltura ittica e vegetale) (Rakocy et al. 2006; Lennard 2017). Inoltre, gli approcci tecnologici medio-bassi applicati storicamente all’acquaponica hanno spinto il desiderio di eliminare componenti costosi in modo da aumentare il potenziale di un risultato economico positivo. Uno dei componenti di filtrazione applicati quasi sempre alle tecnologie RAS standard e idroponice/substrato, quello della sterilizzazione acquatica, non è stato regolarmente incluso dai progettisti acquaponici.
· Aquaponics Food Production Systems5.7 Fonti di Nutrienti
L’apporto principale di qualsiasi sistema aquaponico sono i nutrienti aggiunti perché i sistemi aquaponici sono progettati per suddividere in modo efficiente i nutrienti ad essi aggiunti alle tre importanti forme di vita presenti: i pesci e le piante (che sono i principali prodotti del sistema) e la microflora (che contribuiscono a rendere il aggiunto nutrienti disponibili per i pesci e le piante) (Lennard 2017). Nei classici design acquaponici a ricircolo completo, uno dei principali driver di progettazione è quello di utilizzare la principale fonte di nutrienti, il mangime per pesci, nel modo più efficiente possibile e quindi i progetti a ricircolo completo si sforzano di fornire il maggior numero di nutrienti necessari per le piante dal mangime per pesci (Lennard 2017).
· Aquaponics Food Production Systems5.6 Tecnologie di coltura ittica applicabili
In acquaponica, la porzione di acquacoltura dell’equazione di integrazione è ampiamente applicata in un contesto basato su serbatoi, in cui i pesci sono tenuti in vasche, l’acqua viene filtrata tramite meccanismi meccanici (rimozione dei solidi) e biologici (trasformazione dell’ammoniaca in nitrato) e l’ossigeno disciolto viene mantenuto, sia tramite aerazione o iniezione diretta di ossigeno (Rakocy et al. 2006; Lennard 2017). Come è stato affermato nella Sez. 5.0 (Introduzione) di questo capitolo, esempi storici di chinampa (Somerville et al.
· Aquaponics Food Production Systems5.5 Requisiti per la qualità
L’acquaponica rappresenta uno sforzo per controllare la qualità dell’acqua in modo che tutte le attuali forme di vita (pesci, piante e microbi) siano coltivate nel modo più vicino possibile alle condizioni chimiche ideali dell’acqua (Goddek et al. 2015). Se la chimica dell’acqua può essere adattata ai requisiti di questi tre gruppi di importanti forme di vita, l’efficienza e l’ottimizzazione della crescita e della salute di tutti possono essere aspirati a (Lennard 2017).
· Aquaponics Food Production Systems5.4 Fonti d'acqua
L’acqua è il mezzo chiave utilizzato nei sistemi acquaponici perché è condivisa tra i due componenti principali del sistema (componenti ittici e vegetali), è il principale vettore delle risorse nutritive all’interno del sistema e definisce l’ambiente chimico generale in cui i pesci e le piante sono coltivati. Pertanto, è un ingrediente vitale che può avere una notevole influenza sul sistema. In un sistema acquaponico, il contesto ambientale basato sull’acqua, la fonte d’acqua e ciò che tale fonte contiene chimicamente, fisicamente e biologicamente sono una grande influenza sul sistema perché stabilisce una linea di base per ciò che è necessario aggiungere al sistema dai vari input del sistema.
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