13.1 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. Tuttavia, il pesce proveniente dall’acquacoltura è stato incluso solo di recente nel dibattito sulla sicurezza e la nutrizione alimentare (FSN) e nelle strategie e politiche future, dimostrando l’importante ruolo di questa produzione per prevenire la malnutrizione in futuro (Bénét et al. 2015), in quanto i pesci forniscono una buona fonte di proteine e grassi insaturi, così come minerali e vitamine. È importante notare che molte nazioni africane stanno promuovendo l’acquacoltura come risposta ad alcune delle loro sfide attuali e future della produzione alimentare. Anche in Europa l’offerta ittica non è attualmente autosufficiente (con una domanda interna squilibrata), essendo sempre più dipendente dalle importazioni. Pertanto, garantire il successo e lo sviluppo sostenibile dell’acquacoltura globale è un programma imperativo per l’economia globale ed europea (Kobayashi et al. 2015). La sostenibilità è generalmente necessaria per mostrare tre aspetti chiave: accettabilità ambientale, equità sociale e redditività economica. I sistemi Aquaponic offrono l’opportunità di essere sostenibili, combinando sistemi di produzione animale e vegetale in modo economico, rispettoso dell’ambiente e socialmente vantaggioso. Per Staples e Funge-Smith (2009), lo sviluppo sostenibile è l’equilibrio tra benessere ecologico e benessere umano e, nel caso dell’acquacoltura, un approccio ecosistemico è stato inteso solo di recente come un settore prioritario per la ricerca.
L’acquacoltura è stato il settore della produzione alimentare in più rapida crescita negli ultimi 40 anni (Tveterås et al. 2012), essendo una delle attività agricole più promettenti per soddisfare il fabbisogno alimentare mondiale prossimo al futuro (Kobayashi et al. 2015). Le statistiche totali sulla produzione dell’acquacoltura (FAO 2015) indicano un incremento annuo della produzione globale del 6%, che dovrebbe fornire fino al 63% del consumo mondiale di pesce entro il 2030 (FAO 2014), per una popolazione stimata di nove miliardi di persone nel 2050. Nel caso dell’Europa, l’aumento previsto si osserva non solo nel settore marino, ma anche nei prodotti prodotti terrestri. Alcune delle sfide attese per la crescita dell’acquacoltura nei prossimi anni sono la riduzione dell’uso di antibiotici e di altri trattamenti patologici, lo sviluppo di sistemi e attrezzature di acquacoltura efficienti, la diversificazione delle specie e la maggiore sostenibilità nel
area di produzione di mangimi e di impiego di mangimi. Anche il passaggio dalla farina di pesce (FM) nei mangimi ad altre fonti proteiche rappresenta una sfida importante, così come i rapporti «fish-in-fish-out». C’è una lunga storia, che risale agli anni ‘60, di promuovere la crescita del settore dell’acquacoltura verso una corretta sostenibilità, compreso l’incoraggiamento ad adattare e creare formule di mangimi nuove e più sostenibili, a ridurre la fuoriuscita di mangimi e a ridurre il rapporto di conversione alimentare (FCR). Benché l’acquacoltura sia riconosciuta come il settore di produzione animale più efficiente, se confrontata con la produzione animale terrestre, vi è ancora margine di miglioramento in termini di efficienza delle risorse, diversificazione delle specie o dei metodi di produzione, nonché una chiara necessità di un approccio ecosistemico pieno vantaggio del potenziale biologico degli organismi e fornendo un’adeguata considerazione dei fattori ambientali e sociali (Kaushik 2017). Questa crescita della produzione di acquacoltura dovrà essere sostenuta da un aumento della produzione totale di mangimi prevista. Occorreranno produrre circa tre milioni di tonnellate supplementari di mangimi ogni anno per sostenere la crescita prevista dell’acquacoltura entro il 2030. Inoltre, è necessaria la sostituzione della farina di pesce e dell’olio di pesce (FO) con sostituti vegetali e terrestri, che richiede una ricerca essenziale sui mangimi formativi per l’allevamento animale.
Le industrie animali e acquafeed fanno parte di un settore produttivo globale, che è anche al centro delle future strategie di sviluppo. L’indagine annuale di Alltech (Alltech 2017) rivela che la produzione totale di mangimi per animali ha superato 1 miliardo di tonnellate metriche, con un aumento della produzione del 3,7% rispetto al 2015, nonostante una diminuzione del 7% del numero di mulini per mangimi. La Cina e gli Stati Uniti hanno dominato la produzione nel 2016, rappresentando il 35% della produzione totale mondiale di mangimi. L’indagine indica che i primi 10 paesi produttori hanno più della metà dei foraggi mondiali (56%) e rappresentano il 60% della produzione totale di mangimi. Questa concentrazione nella produzione significa che molti degli ingredienti chiave tradizionalmente utilizzati nelle formulazioni per i mangimi commerciali per acquacoltura sono materie prime commercializzate a livello internazionale, il che sottopone la produzione acquafeed a qualsiasi volatilità del mercato globale. La farina di pesce, ad esempio, dovrebbe raddoppiare di prezzo entro il 2030, mentre l’olio di pesce dovrebbe aumentare di oltre il 70% (Msangi et al. 2013). Ciò dimostra l’importanza di ridurre la quantità di questi ingredienti nei mangimi per pesci, aumentando al contempo l’interesse e l’attenzione verso fonti nuove o alternative (García-Romero et al. 2014a, b; Robaina et al. 1998, 1999; Terova et al. 2013; Torrecillas et al. 2017).
Sebbene siano state sviluppate nuove piattaforme offshore per la produzione di acquacoltura, vi è anche un’attenzione significativa ai sistemi di acquacoltura a ricircolo marino e d’acqua dolce (RAS), poiché questi sistemi utilizzano meno acqua per kg di mangime utilizzato, il che aumenta la produzione di pesce riducendo al contempo gli impatti ambientali di acquacoltura, comprese le riduzioni del consumo di acqua (Ebeling e Timmons 2012; Kingler e Naylor 2012). Il RAS può essere integrato con la produzione vegetale in sistemi acquaponici, che si adattano facilmente a modelli di sistemi alimentari locali e regionali (cfr. cap. 15) che possono essere praticati in o nelle vicinanze di grandi centri abitati (Love et al. 2015a). Acqua, energia e mangime per pesci sono i tre più grandi input fisici per i sistemi aquaponici (Love et al. 2014, 2015b). Circa il 5% dei mangimi non viene consumato dai pesci d’allevamento, mentre il restante 95% viene ingerito e digerito (Khakyzadeh et al. 2015). Di questa quota, il 30 -40% viene mantenuto e convertito in nuova biomassa, mentre il
Sviluppo dei mangimi aquaponici e bioeconomia circolare
Fig. 13.1 Rappresentazione schematica di un approccio multidisciplinare per valorizzare localmente i bio-sottoprodotti per le diete acquaponiche. (Basato su «R+D+I verso lo sviluppo aquaponico nelle isole ultraperiferiche e l’economia circolare»; progetto ISLANDAP, Interreg MAC/1.1A/2072014-2019)
rimanente 60— 70% viene rilasciato sotto forma di feci, urina e ammoniaca (FAO 2014). In media, 1 kg di mangime (30% di proteine grezze) rilascia globalmente circa 27,6 g di N e 1 kg di biomassa ittica rilascia circa 577 g di BOD (domanda biologica di ossigeno), 90,4 g di N e 10,5 g di P (Tyson et al. 2011).
L’acquaponica è attualmente un settore piccolo ma in rapida crescita che è chiaramente adatto a sfruttare le seguenti sfide politiche e socioeconomiche, in cui 1) i prodotti acquatici soddisfano le esigenze di sicurezza alimentare e nutrizione, 2) regioni autosufficienti dei pesci sono stabilite in tutto il mondo, 3) acquacoltura è un settore chiave, ma gli ingredienti globali e la produzione globale di mangimi sono al centro dell’attenzione, 4) l’innovazione in agricoltura promuove la biodiversità in modi più sostenibili e nell’ambito dell’economia circolare e 5) vi è una maggiore diffusione degli alimenti prodotti localmente. Questi aspetti sono in linea con le raccomandazioni dell’Unione internazionale per la conservazione della natura (Le Gouvello et al. 2017), che hanno riguardato la sostenibilità dell’acquacoltura e dei mangimi per pesci, che ha raccomandato di compiere sforzi per localizzare la produzione dell’acquacoltura e l’approccio circolare, e per l’attuazione di un programma di controllo della qualità per i nuovi prodotti e sottoprodotti, nonché la trasformazione dei mangimi locali per i pesci nelle regioni. Finora, l’acquaponica come «piccole aziende di acquacoltura» potrebbe fornire esempi per l’attuazione della bioeconomia e della produzione su scala locale, promuovendo in tal modo modi di utilizzare prodotti e sottoprodotti di materia organica non adatti ad altri scopi, ad esempio insetti e vermi d’allevamento, macroalghe e microalghe, idrolizzati di pesci e sottoprodotti, nuovi impianti prodotti agroecologici e bioattivi e micronutrienti di produzione locale, riducendo al contempo l’impatto ambientale con una produzione alimentare di qualità (pesce e piante) e muovendosi verso una produzione zero di rifiuti. Inoltre, l’acquaponica fornisce un buon esempio per promuovere un modo multidisciplinare di apprendimento sulla produzione sostenibile e sulla valorizzazione della bioresource, ad esempio il «Progetto Islandap» (INTERREG V-A MAC 20142020) (Fig. 13.1).
Le sezioni seguenti di questo capitolo esaminano lo stato dell’arte delle diete ittiche, degli ingredienti e degli additivi, nonché le sfide nutrizionali/sostenibili da considerare quando si producono mangimi aquaponici specifici.