Capitolo 7 Sistemi Acquaponici accoppiati
7.9 Alcuni vantaggi e svantaggi dell'acquaponica accoppiata
La seguente discussione rivela una serie di pro e sfide chiave dell’acquaponica accoppiata come segue: Pro: I sistemi acquaponici accoppiati hanno molti vantaggi nella produzione alimentare, in particolare risparmiando risorse sotto diverse scale di produzione e in un’ampia gamma di regioni geografiche. Lo scopo principale di questo principio di produzione è l’uso più efficiente e sostenibile di risorse scarse come mangimi, acqua, fosforo come nutriente vegetale limitato ed energia. Mentre l’acquacoltura e l’idroponica (come stand-alone), rispetto all’acquaponica sono più competitivi, l’acquaponica accoppiata può avere un vantaggio in termini di sostenibilità e quindi una giustificazione di questi sistemi, soprattutto se osservata nel contesto, ad esempio, dei cambiamenti climatici, delle risorse in diminuzione, degli scenari che potrebbero cambiare la nostra visione dell’agricoltura sostenibile in futuro.
· Aquaponics Food Production Systems7.8 Problemi di pianificazione e gestione del sistema
L’acquaponica accoppiata dipende dai nutrienti forniti dalle unità ittiche, sia da un RAS intensivo commerciale o da vasche immagazzinate in condizioni estese in operazioni più piccole. La densità di pesce in quest’ultimo è spesso di circa 15-20 kg/msup3/sup (tilapia, carpa), ma la vasta produzione di pesce gatto africano può essere superiore fino a 50 kg/msup3/sup. Tali diverse densità di stoccaggio hanno un’influenza significativa sui flussi di nutrienti e sulla disponibilità di nutrienti per le piante, sul requisito del controllo e dell’adeguamento della qualità dell’acqua, nonché sulle pratiche di gestione appropriate.
· Aquaponics Food Production Systems7.7 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 Systems