9.1 Introduzione

I sistemi Aquaponic offrono diversi vantaggi quando si tratta di produrre alimenti in modo innovativo e sostenibile. Oltre agli effetti sinergici dell’aumento della concentrazione aerea COSub2/sub per le colture in serra e della diminuzione del consumo totale di energia termica quando si coltivano pesci e colture nello stesso spazio (Körner et al. 2017), l’acquaponica presenta due vantaggi principali per il ciclismo dei nutrienti. In primo luogo, la combinazione di un sistema di acquacoltura a ricircolo con produzione idroponica evita lo scarico di effluenti di acquacoltura arricchiti in azoto e fosforo disciolti nelle acque sotterranee già inquinate (Buzby e Lin 2014; Guangzhi 2001; van Rijn 2013) e, in secondo luogo, consente la fecondazione di le colture prive di suolo con quella che può essere considerata una soluzione organica (Goddek et al. 2015; Schneider et al. 2004; Yogev et al. 2016) invece di utilizzare fertilizzanti di origine minerale ottenuti con risorse naturali in esaurimento (Schmautz et al. 2016; [cap. 2](/community/articles/capitolo-2-aquaponics-closing-the-cycles-the-cycles-on- limitato-acqua-terrestri e sostanze nutritive)). Inoltre, l’acquaponica produce una crescita delle piante paragonabile a quella dell’idroponica convenzionale, nonostante le basse concentrazioni di maggior parte dei nutrienti nell’acqua di acquacoltura (Graber e Junge 2009; Bittsanszky et al. 2016; Delaide et al. 2016), e la produzione può essere ancora migliore rispetto al suolo (Rakocy et al. 2004). L’aumento delle concentrazioni di COSub2/sub nell’ambiente aereo e i cambiamenti nei biomi della zona radicale sono considerati motivi principali per questo. Inoltre, il contenuto di minerali e la qualità nutrizionale dei pomodori coltivati acquaponicamente sono risultati equivalenti o superiori al contenuto minerale di quelli coltivati convenzionalmente (Schmautz et al. 2016).

Pur avendo due attivi interessanti (vale a dire il riciclaggio degli effluenti di acquacoltura e l’uso di fertilizzanti organici), l’uso di effluenti di acquacoltura aumenta la sfida di monitorare i nutrienti all’interno della soluzione. Infatti, è più difficile controllare la composizione di una soluzione in cui i nutrienti provengono da una degradazione biologica della materia organica piuttosto che seguire l’evoluzione della concentrazione dei nutrienti in una soluzione idroponica dosata con precisione a base di composti minerali (Bittsanszky et al. 2016; Timmons ed Ebeling 2013). Inoltre, il fabbisogno nutrizionale di una pianta varia durante il periodo di crescita in funzione delle fasi fisiologiche ed è necessario soddisfare tali esigenze per massimizzare le rese (Bugbee 2004; Zekki et al. 1996; cap. 4).

Per riciclare gli effluenti dell’acquacoltura per produrre biomassa vegetale, è necessario ottimizzare i tassi di riciclaggio del fosforo e dell’azoto (Goddek et al. 2016; Graber e Junge 2009; cap. 1). Diversi fattori possono influenzare questo, come le specie ittiche, la densità dei pesci, la temperatura dell’acqua, il tipo di piante e la comunità microbica (ibid.). Pertanto, è di primaria importanza comprendere il funzionamento dei cicli nutritivi in acquaponica (Seawright et al. 1998). Questo capitolo mira a spiegare le origini dei nutrienti in un sistema acquaponico, descrivendo i cicli dei nutrienti e analizzando le cause delle perdite di nutrienti.