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12.4 Maraponica e Aloponica

2 years ago

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Sebbene l'acquaponica d'acqua dolce sia la tecnica acquaponica più ampiamente descritta e praticata, le risorse di acqua dolce per la produzione alimentare (agricoltura e acquacoltura) stanno diventando sempre più limitate e la salinità del suolo aumenta progressivamente in molte parti del mondo (Turcios e Papenbrock 2014). Ciò ha comportato un maggiore interesse e/o un passaggio verso fonti d'acqua alternative (ad esempio acqua salmastra ad alta salina e acqua di mare) e l'uso di pesci euryalina o di acqua salata, piante alofitiche, alghe e glicofiti a bassa tolleranza al sale (Joesting et al. 2016). È interessante notare che, mentre la quantità di soluzione salina nelle acque sotterranee è stimata solo allo 0,93% delle risorse idriche totali mondiali a 12.870.000 kmsup3/sup, questa è superiore alle riserve sotterranee di acqua dolce (10.530.000 kmsup3/sup) che costituiscono il 30,1% di tutte le riserve d'acqua dolce (Appelbaum e Kotzen 2016).

L'uso di acqua salina nell'acquaponica è uno sviluppo relativamente nuovo e, come per la maggior parte dei nuovi sviluppi, i termini utilizzati per descrivere la gamma/gerarchia dei tipi devono essere stabiliti su basi ferme. Nella sua breve storia, il termine maraponica (cioè acquaponica marina) è stato coniato per acquaponica di acqua di mare (SA), in altre parole, sistemi che utilizzano acqua di mare e acqua salmastra (Gunning et al. 2016). Questi sistemi si trovano principalmente a terra, in località costiere e, nel caso di SA, in prossimità di una fonte di acqua di mare. Ma ci sono pesci e piante che crescono e possono essere utilizzati in unità acquaponiche dove i livelli di salinità dell'acqua variano. Quindi, sebbene abbia senso etimologico usare il termine «maraponica» per l'acquaponica dell'acqua di mare, ha meno senso definire acquaponica dell'acqua salmastra usando questo termine. Suggeriamo quindi di aggiungere un nuovo termine al lessico acquaponico e questo è «aloponica», derivante dalla parola latina aureola che significa sale e combinandolo con ponici suffisso. La maraponica è quindi un sistema integrato di acquacoltura multitrofa (IMTA) che combina la produzione acquacolturale di pesci marini, crostacei marini, molluschi marini, ecc. con la produzione idroponica di piante acquatiche marine (ad esempio alghe marine, alghe marine e alofiti di acqua di mare) utilizzando forza acqua di mare (circa 35.000 ppm [35 g/L]). Tuttavia, i sistemi acquaponici che utilizzano acqua salina al di sotto dei livelli oceanici in una serie di salinità dovrebbero essere definiti aloponici (acqua leggermente salina da —1000 a 3000 ppm [1—3 g/L], moderatamente salina 3000—10.000 ppm [3—10 g/L] e ad alta salinità 10.000—35.000 ppm [10—35 g/L]). Questi sistemi sono anche sistemi IMTA a terra che combinano la produzione acquacolturale con la produzione idroponica di piante acquatiche, ma sia i pesci che le piante sono adattati o crescono bene in quella che può essere definita acqua salmastra.

Sebbene il concetto di maraponica sia molto nuovo, negli anni '70 iniziò ad apparire un interesse per la maricoltura integrata a base di alghe marine, partendo da un laboratorio per poi espandersi fino a sperimentazioni su scala pilota all'aperto. In alcuni dei primi studi sperimentali, Langton et al. (1977) hanno dimostrato con successo la crescita delle alghe rosse, Hypnea musciformis, coltivate in vasche con effluenti di coltura dei molluschi. In alternativa, le colture che di solito sarebbero classificate come glicofiti, come il pomodoro comune (Lycopersicon esculentum), il pomodoro ciliegino (Lycopersicon esculentum var. Cerasiforme) e basilico (Ocimum basilicum), possono raggiungere livelli di produzione di notevole successo fino a 4 g/L (4000 ppm) di salinità e sono spesso indicati come con bassi livelli moderati di tolleranza al sale (da non confondere con veri alofiti, resistenti alle alte salinità). Altre colture che sono tolleranti di salinità a bassa moderata includono rapa, ravanelli, lattuga, patate dolci, fave, mais, cavoli, spinaci, asparagi, barbabietole, zucca, broccoli e cetrioli (Kotzen e Appelbaum 2010; Appelbaum e Kotzen 2016). Ad esempio, Dufault et al. (2001) e Dufault e Korkmaz (2000) hanno sperimentato i rifiuti di gamberetti (materia fecale di gamberetti e mangimi decomposti) come fertilizzante per la produzione di broccoli (Brassica oleracea italica) e peperone (Capsicum annuum), rispettivamente. Anche se i loro studi non hanno utilizzato tecniche maraponiche, hanno coinvolto piante che sono comunemente coltivate utilizzando tecniche acquaponiche (acqua dolce). Pertanto, a causa dei loro livelli di tolleranza alla salinità, queste colture hanno un enorme potenziale come specie candidate per la produzione in sistemi aloponici che utilizzano salinità medio-basse.

Recentemente, diversi studi hanno dimostrato che gli alofiti possono essere irrigati con successo con acque reflue acquacolturali provenienti da sistemi marini utilizzando tecniche idroponiche o come parte di un sistema di acquacoltura a ricircolo (RAS). Waller et al. (2015) hanno dimostrato la fattibilità del riciclo dei nutrienti da una salinità di 16 psu [16.000 ppm]) per la spigola europea (D. labrax) attraverso la produzione idroponica di tre piante alofitiche: Tripolium pannonicum (aster marino), Plantago coronopus (piantaggine di corno di buck) e _ Salicornia dolichostachya_ (vetro a punta lunga).

La maggior parte del lavoro maraponico svolto finora prevede l'integrazione di due livelli trofici: piante/alghe e pesci. Tuttavia, un esempio di sistema che incorpora più di due livelli trofici può essere visto in un esperimento condotto da Neori et al. (2000), che ha progettato un piccolo sistema per la cultura intensiva terrestre dell'abalone giapponese (Haliotis discus hannai), delle alghe (Ulva lactuca e Gracilaria conferta) e del pellet orata (Sparus aurata). Questo sistema consisteva in acqua di mare non filtrata (2400 l/giorno) pompata in due vasche di abalone e drenata attraverso un acquario e infine attraverso un'unità di filtrazione/produzione di alghe prima di essere scaricata in mare. I molluschi di alimentazione del filtro potrebbero essere utilizzati anche in un tale sistema. Kotzen e Appelbaum (2010) e Appelbaum e Kotzen (2016) hanno confrontato la crescita delle verdure comuni con acqua potabile e acqua moderatamente salina (4187—6813 ppm) e hanno scoperto che il basilico (Ocimum basilicum), sedano (Apium graveolens), porri (Allium ampeloprasum porrum), letum) (Lactuca sativa_ — varie tipi), bietole svizzere (Beta vulgaris. 'cicla'), cipollotti (Allium cepa) e crescione (Nasturtium officinale) hanno funzionato molto bene.

La maraponica (SAS) e l'aloponica offrono una serie di vantaggi rispetto ai metodi tradizionali di produzione delle colture e del pesce. Poiché usano acqua salina (da marina a salmastra), c'è una ridotta dipendenza dall'acqua dolce, che in alcune parti del mondo è diventata una risorsa molto limitata. Viene tipicamente praticato in un ambiente controllato (ad esempio una serra; serbatoi a portata controllata) offrendo migliori opportunità per una produzione intensiva. Molti sistemi maraponici e aloponici sono chiusi RAS con biofiltri organici e/o meccanici e, successivamente, il riutilizzo dell'acqua è elevato, l'inquinamento delle acque reflue viene notevolmente ridotto o eliminato e i contaminanti vengono rimossi o trattati. Anche i sistemi che non sono RAS possono ridurre significativamente i nutrienti in eccesso nelle acque reflue prima dello scarico. Inoltre, la presenza di contaminanti nei sistemi maraponici e aloponici non RAS può essere ridotta o eliminata mediante l'uso di acqua contenente bassi livelli di contaminanti presenti in natura e l'uso di acquafeed alternativi che non contengono diossine o PCD (ad esempio nuovi mangimi ottenuti da macroalghe). Questo miglioramento della qualità dell'acqua riduce il potenziale di insorgenza di malattie e la necessità di un uso di antibiotici viene quindi notevolmente ridotta. Grazie alla loro configurazione versatile e al basso fabbisogno idrico, i maraponici e gli aloponici possono essere implementati con successo in un'ampia varietà di ambienti, dalle fertili zone costiere ai deserti aridi (Kotzen e Appelbaum 2010), così come negli insediamenti urbani o periurbani. Un altro potenziale vantaggio è che molte delle specie adatte a questi sistemi hanno un alto valore commerciale. Ad esempio, la spigola europea euryhalina (Dicentrarchus labrax) e l'orata (Sparus aurata) possono ottenere un prezzo di mercato rispettivamente di 9/kg e 6/kg. Inoltre, gli alofiti commestibili tendono ad avere un prezzo di mercato elevato, con il mare agretti (Salsola soda), ad esempio, con un prezzo di mercato di 4—4,5/kg e il samphire di palude (Salicornia europaea) che vende a 18/kg nei supermercati.

Le prove sono quindi convincenti. Maraponica e aloponica forniscono un campo dinamico e in rapida crescita che ha il potenziale per fornire una serie di servizi alle comunità, molti dei quali sono esplorati altrove in questa pubblicazione.


Aquaponics Food Production Systems

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