Aqu @teach: Elementi dei sistemi aquaponici
L’ «hardware» di un sistema acquaponico è costituito da (i) l’acquario, (ii) le pompe dell’acqua e dell’aria, (iii) le unità di rimozione dei solidi (filtri a tamburo, coloni), (iv) il biofiltro, (v) le piante coltivate e (vi) i materiali idraulici. Questi elementi sono popolati da una comunità, dove i produttori primari (piante) sono separati dai consumatori (soprattutto pesci), e microrganismi onnipresenti costruiscono un «ponte» tra i due gruppi principali.
Figura 2: Componenti principali di un sistema aquaponico (ridisegnato dopo Rakocy et al. 2006)
Acquacoltura
L’acquacoltura è l’allevamento in cattività e la produzione di pesci e di altre specie animali e vegetali acquatiche in condizioni controllate (Somerville et al. 2014). L’acquacoltura sta diventando una fonte sempre più importante di produzione globale di proteine, riducendo al contempo la pressione sugli oceani sovrasfruttati. Tuttavia, le tecniche di acquacoltura come i sistemi ad acqua aperta, le colture di stagni e i sistemi di flusso, rilasciano acque reflue ricche di sostanze nutritive nell’ambiente, causando eutrofizzazione e ipossia nei corpi idrici. Nei sistemi di acquacoltura a ricircolo (RAS) queste acque reflue vengono trattate e riutilizzate all’interno del sistema. Tuttavia, questi sistemi consumano molta energia e generano molti fanghi di pesce che devono essere trattati separatamente. Pertanto, l’acquaponica può anche essere vista come una forma di RAS, o un’estensione della RAS.
Figura 3: I principali tipi di sistemi di acquacoltura. Per ulteriori informazioni, vedere Capitolo 2
Idroponica
Lo sviluppo dell’idroponica può essere ricondotto al lavoro del dott. William Gericke presso l’Università della California nel 1929 ([Gericke 1937](doi: %2010.1126/science.85.2198.177)). L’idroponica si è espansa negli ultimi decenni, soprattutto perché consente un aumento delle rese riducendo i parassiti e le malattie trasmesse dal suolo e manipolando le condizioni di crescita per soddisfare le esigenze vegetali ottimali, aumentando al contempo l’efficienza nell’uso di acqua e fertilizzanti. Esso consente anche lo sviluppo dell’agricoltura su terreni di scarsa qualità (Somerville et al. 2014). Tuttavia, la cosiddetta coltivazione idroponica convenzionale ha anche i suoi svantaggi. Utilizza fertilizzanti minerali costosi e spesso insostenibili per produrre colture e consuma energia. I sistemi idroponici richiedono una notevole quantità di macronutrienti (C, H, O, N, P, K, Ca, S, Mg) e micronutrienti (Fe, Cl, Mn, B, Zn, Cu, Mo, Ni), essenziali per la crescita delle piante. I nutrienti vengono aggiunti alle soluzioni idroponiche in forma ionica, mentre C, H e O sono disponibili dall’aria e dall’acqua. Le concentrazioni dei nutrienti devono essere monitorate. I sistemi acquaponici, invece, utilizzano acqua ricca di rifiuti ittici come fonte di nutrienti per la crescita delle piante. Tuttavia, la composizione nutritiva dell’acqua non è sempre perfettamente adattata alle esigenze delle piante. Alcuni nutrienti sono spesso carenti, quindi devono essere aggiunti per regolare la loro concentrazione, ad esempio ferro, fosfato e potassio (Bittsanszky et al. 2016a). I capitoli 5 e 6 spiegano di più sui nutrienti.
*Copyright © Partner del progetto Aqu @teach. Aqu @teach è un partenariato strategico Erasmus+ per l’istruzione superiore (2017-2020) guidato dall’Università di Greenwich, in collaborazione con l’Università di Scienze Applicate di Zurigo (Svizzera), l’Università Tecnica di Madrid (Spagna), l’Università di Lubiana e il Centro Biotecnico Naklo (Slovenia) . *