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7.7 Scelte di pesci e piante

2 years ago

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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. Se i sistemi acquaponici accoppiati hanno rapporti bilanciati tra pesci e piante, i nutrienti tossici saranno assorbiti dalle piante che stanno pulendo l'acqua. Poiché l'accettazione di sostanze tossiche dipende dalle specie, la scelta delle specie ittiche ha un'influenza determinante sul successo economico. Pertanto, è importante trovare la giusta combinazione e rapporto tra il pesce e le piante, in particolare quelle specie ittiche con meno attività inquinanti dell'acqua e piante con elevata capacità di ritenzione dei nutrienti.

I vantaggi di avere una particolare famiglia di pesci in sistemi acquaponici accoppiati non sono chiaramente compresi rispetto alle loro esigenze specifiche in termini di qualità dell'acqua e di carichi nutritivi accettabili. Naegel (1977) scoprì che non vi è stato alcun notevole impatto negativo sulla crescita dei pesci e dei pesci nel suo uso di Tilapia (Tilapia mossambica) e carpa comune (Cyprinus carpio). Il pesce gatto di canale (Ictalurus punctatus) è stato utilizzato anche da Lewis et al. (1978) e da Sutton e Lewis (1982) negli Stati Uniti. È stato dimostrato che la qualità dell'acqua acquaponica soddisfaceva prontamente le esigenze delle diverse specie ittiche, soprattutto attraverso l'uso di specie ittiche «facili da produrre» come il blu Tilapia (Oreochromis aureus, precedentemente Sarotherodon aurea) a Watten e Busch (1984); tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus), che è stato spesso utilizzato in studi con diverse specie vegetali come specie di pesci modello (Rakocy 1989; Rakocy et al. 2003, 2004; Al-Hafedh et al. 2008; Rakocy 2012; Villarroel et al. 2011; Simeonidou et al. 2012; Palm et al. 2014a, 2014b; Diem et al. 2017); e anche Ceppo ibrido-rosso (_ Oreochromis niloticus_ x blue tilapia O. aureus ibridi), che sono stati studiati in ambienti aridi desertici (Kotzen e Appelbaum 2010; Appelbaum e Kotzen 2016).

Si è verificata un'espansione dei tipi di specie ittiche utilizzate nell'acquaponica, almeno in Europa, basata sull'uso delle specie ittiche indigene e di quelle che godono di una maggiore accettazione da parte dei consumatori. Questo include il pesce gatto africano (Clarias gariepinus) coltivato con successo in condizioni acquaponiche accoppiate da Palm et al. (2014b), Knaus and Palm (2017a) e Baßmann et al. (2017) nella Germania settentrionale. Il vantaggio di C. gariepinus è una maggiore accettazione di parametri avversi dell'acqua come ammonio e nitrato, così come non c'è bisogno di ulteriore apporto di ossigeno a causa della loro speciale fisiologia respiratoria dell'aria. I buoni tassi di crescita di C. gariepinus in condizioni acquaponiche accoppiate sono stati ulteriormente descritti in Italia da Pantanella (2012) e in Malesia da Endut et al. (2009). Si può prevedere un'espansione della produzione di pesce gatto africano sotto l'acquaponica accoppiata, a causa della produzione e della gestione senza problemi, dell'elevata qualità dei prodotti e della crescente domanda del mercato in molte parti del mondo.

In Europa, altre specie ittiche con alto potenziale di mercato e valore economico sono recentemente divenute al centro della produzione acquaponica, con particolare attenzione alle specie piscivore come il luccioperca europeo (Sander lucioperca). La produzione di luccioperca, una specie ittica relativamente sensibile ai parametri dell'acqua, è stata testata in Romania in acquaponica accoppiata. Blidariu et al. (2013a, b) hanno mostrato livelli nettamente più elevati di Psub2/subosub5/sub (pentossido di fosforo) e nitrati nella lattuga (Lactuca sativ) utilizzando il lucioperca rispetto alla produzione convenzionale, suggerendo che la produzione di lucioperca in acquaponica accoppiata è possibile senza effetti negativi sui pesci crescita per tossicità dei nutrienti. I Cyprinidae (Cipriniformi) come la carpa sono stati comunemente utilizzati in acquaponica accoppiata e hanno generalmente mostrato una crescita migliore con densità di stoccaggio ridotte e portate minime di acqua di processo acquaponico (uso efficiente dell'acqua) durante gli esperimenti in L'India. La densità ottimale di stoccaggio della carpa koi (Cyprinus carpio var. koi) era di 1,4 kg/m (Hussain et al. 2014), e il miglior aumento di peso e rendimento di Beta vulgaris var. bengalensis (spinaci) è stato trovato con una portata d'acqua di 1,5 l/min (Hussain et al. 2015). Una buona crescita del pesce e la resa vegetale degli spinaci dell'acqua (Ipomoea aquatica) con una percentuale massima di rimozione dei nutrienti (NoSub3/Sub-N, PoSub4/Sub-P e K) sono stati riportati a una portata d'acqua minima di 0,8 l/min con carpe koi policulturate (Cyprinus carpio var. koi) e pesci d'oro (Carassius auratus) da Nubi Wansi et al. (2016). È interessante notare che la crescita delle piante e la rimozione dei nutrienti nella produzione di koi (Cyprinus carpio var. koi) e pesci d'oro (Carassius auratus) (Hussain et al. 2014, 2015) con Beta vulgaris var. bengalensis (spinaci) e spinaci d'acqua (Ipomoea aquatica) sono aumentati linearmente con una diminuzione del flusso d'acqua di processo tra 0,8 l/min e 1,5 l/min. Questi risultati suggeriscono che per la coltura dei pesci ciprinidi si raccomanda un flusso d'acqua inferiore in quanto ciò non ha effetti negativi sulla crescita dei pesci. Al contrario, Shete et al. (2016) hanno descritto una portata più elevata di 500 L hsup-1/sup (circa 8 L/min) per la produzione di carpa e menta (Mentha arvensis), indicando la necessità di diverse portate d'acqua per diverse specie vegetali. Un altro ciprinide, la tinca (Tinca tinca), è stato testato con successo da Lobillo et al. (2014) in Spagna e ha mostrato alti tassi di sopravvivenza dei pesci (99,32%) a basse densità di stoccaggio di 0,68 kg msup-3/sup senza dispositivi di rimozione dei solidi e buoni tassi di sopravvivenza della lattuga (98%). Nel complesso, i membri della famiglia Cyprinidae contribuiscono fortemente alla produzione mondiale dell'acquacoltura (FAO 2017); molto probabilmente questo sarebbe vero anche in condizioni acquaponiche e produttività, ma la situazione economica dovrebbe essere testata separatamente per ciascun paese.

Altri organismi acquatici come gamberetti e gamberi sono stati introdotti nella produzione acquaponica accoppiata. Mariscal-Lagarda et al. (2012) ha studiato l'influenza dell'acqua di processo dei gamberetti bianchi (Litopenaeus vannamei) sulla crescita dei pomodori (Lycopersicon esculentum) e ha trovato buoni rendimenti in acquaponica con un duplice effetto di risparmio idrico sotto produzione integrata. Un altro studio ha confrontato la produzione acquaponica semi-intensiva combinata di gamberi d'acqua dolce (Macrobrachium rosenbergii — i gamberetti malesi) con basilico (Ocimum basilicum) rispetto alla coltivazione tradizionale di piante idroponiche con una soluzione nutritiva (Ronzón-Ortega et al. 2012). Tuttavia, la produzione di basilico in acquaponica era inizialmente meno efficace (25% di sopravvivenza), ma con l'aumento della biomassa dei gamberi, anche la biomassa vegetale è aumentata in modo che gli autori giunsero a una conclusione positiva con la produzione di basilico con M. rosenbergii. Sace e Fitzsimmons (2013) hanno riportato una migliore crescita delle piante in lattuga (Lactuca sativa), cavolo cinese (Brassica rapa pekinensis) e pakchoi (Brassica rapa) con M. rosenbergii in policcultura con il Nilo Tilapia (O. niloticus). La coltivazione con gamberi ha stabilizzato il sistema in termini di parametri chimico-fisici, che a loro volta migliorano la crescita delle piante, anche se a causa di un aumento del pH, si sono verificate carenze di nutrienti nel cavolo cinese e nella lattuga. In generale, questi studi dimostrano che la produzione di gamberetti in condizioni acquaponiche è possibile e può persino esercitare un effetto stabilizzante sul circuito chiuso o sul principio aquaponico accoppiato.

7.7.2 Produzione di impianti

La coltivazione di molte specie di piante, erbe, colture fruttifere e ortaggi a foglia è stata descritta in acquaponica accoppiata. In molti casi, il contenuto di nutrienti dell'acqua di processo acquaponica era sufficiente per una buona crescita delle piante. Un riesame di Thorarinsdottir et al. (2015) ha riassunto le informazioni sulla produzione vegetale in condizioni di produzione acquaponica provenienti da varie fonti. La lattuga (Lactuca sativa) era la principale pianta coltivata in acquaponica e veniva spesso utilizzata in diverse varianti come lattuga croccante (iceberg), lattuga di farfalla (bibb negli Stati Uniti), lattuga romana e lattuga in foglie sciolte sotto la notte bassa (3—12 ˚C) e temperature diurne più elevate (17—28 ˚C) (Somerville et al. 2014). Molti esperimenti sono stati condotti con la lattuga in acquaponica (ad esempio Rakocy 1989) o come confronto della crescita della lattuga tra acquaponica, idroponica e acquaponica integrata (Delaide et al. 2016). Lattuga romana (Lactuca sativa longifolia cv. Jericho) è stato anche studiato da Seawright et al. (1998) con buoni risultati di crescita simili all'idroponica standalone e un crescente accumulo di K, Mg, Mn, P, Na e Zn con l'aumento della biomassa ittica del Nilo Tilapia (Oreochromis niloticus). Le concentrazioni di Fe e Cu non sono state influenzate. La resa della lattuga è stata insignificante con diverse densità di stoccaggio di pesce (151 g, 377 g, 902 g, 1804 g) e biomassa vegetale tra 3040 g (151 g di pesce) e 3780 g (902 g di pesce). Anche la lattuga è stata coltivata, ad esempio da Lennard e Leonard (2006) con Murray Cod (Maccullochella peelii peelii), e da Lorena et al. (2008) con lo storione 'bester' (ibrido di Huso femmina e Acipenser ruthenus maschio) e da Pantanella (2012) con Nilo tilotapia (O. icus). Come coltura ad acqua calda, il basilico (Ocimum basilicum) è stato segnalato come una buona erba per la coltivazione sotto acquaponica accoppiata ed è stato segnalato come il raccolto più piantato dall'81% degli intervistati nei risultati di un sondaggio internazionale (Love et al. 2015). Rakocy et al. (2003) ha studiato il basilico con rese comparabili in produzione in lotti e sfalsata (2,0; 1,8 kg/msup2/sup) in contrasto con la coltivazione in campo con una resa relativamente bassa (0,6 kg/msup2/sup). Somerville et al. (2014) ha descritto il basilico come una delle erbe più popolari per l'acquaponica, soprattutto nei sistemi su larga scala, grazie alla sua crescita relativamente rapida e al buon valore economico. Diverse cultivar di basilico possono essere coltivate a temperature più elevate tra i 20 e i 25 ˚C nei sistemi idroponici, NFT (nutrient film technique) e DWC (deep water culture). Il basilico coltivato in letti di ghiaia può raggiungere una resa di 2,5 volte superiore in combinazione con i giovani tilapia (O. niloticus, 0,30 g) in contrasto con C. gariepinus (0,12 g) (Knaus e Palm 2017a).

I pomodori (Lycopersicon esculentum) sono stati descritti da Somerville et al. (2014) come una 'eccellente verdura da fruttificazione estiva' in acquaponica e possono far fronte alla piena esposizione al sole e a temperature inferiori a 40 ˚C a seconda del tipo di pomodoro. Tuttavia, la sostenibilità economica dell'acquaponica accoppiata è contestata a causa della ridotta competitività della produzione di pomodoro acquaponica rispetto alla produzione idroponica convenzionale di alta ingegneria nelle serre, ad esempio il Centro di miglioramento olandese di DLV GreenQ a Bleiswijk con una resa di pomodoro di 100,6 kg. msup-2/sup (Hortidaily 2015), o anche superiore (Heuvelink 2018). Le indagini precedenti si sono concentrate sulla coltivazione di questa pianta soprattutto rispetto alla produzione sul campo. Lewis et al. (1978) riferivano quasi il doppio della coltura di pomodori in acquaponica rispetto alla produzione sul campo e la carenza di ferro verificatasi è stata fissata utilizzando l'acido tetraacetico etilenico diammina. I pomodori sono stati prodotti anche in diversi sistemi acquaponici negli ultimi decenni, da Sutton e Lewis (1982) con buone rese vegetali a temperature dell'acqua fino a 28 °C in combinazione con il pesce gatto Canale (Ictalurus punctatus), da Watten e Busch (1984) combinato con tilapia (Sarotherodon aurea) e un calcolo resa totale di frutti di pomodoro commerciabili pari a 9,6 kg/msup2/sup, circa il 20% delle rese registrate per l'acquaponica disaccoppiata (47 kg/msup2/sup/y, Geelen 2016). McMurtry et al. (1993) combinato tilapia ibrida (Oreochromis mossambicus x Oreochromis niloticus) con pomodori nei biofiltri a sabbia associati che hanno mostrato una «resa vegetale/alta resa totale delle piante» di 1:1 ,5 rapporto serbatoio/biofiltro (letto filtrante a sabbia) e McMurtry et al. (1997) con un aumento totale dei frutti vegetali resa con aumento del rapporto biofiltro/serbatoio. Va precisato che la produzione di pomodori è possibile sotto acquaponica accoppiata. Seguendo il principio della coltivazione di piante prive di suolo in acquaponics sensu stricto dopo Palm et al. (2018), è vantaggioso concimare parzialmente alcuni nutrienti come fosforo, potassio o magnesio per aumentare le rese (vedi sfide di seguito).

È possibile anche la coltivazione di altre specie vegetali e vengono continuamente segnalati i test di nuove colture. Nel Regno Unito, Kotzen e Khandaker hanno testato verdure esotiche asiatiche, con particolare successo con zucca amara, altrimenti nota come kerala o melone amaro (Momordica charantia) (Kotzen pers. comm.). Il Taro (Colocasia esculenta) è un'altra specie che viene facilmente coltivata con successo segnalato sia per il suo grande «orecchio di elefante» come foglie, sia per le sue radici (Kotzen pers. comm.). Somerville et al. (2014) ha osservato che colture come cavolfiori, melanzane, peperoni, fagioli, piselli, cavoli, broccoli, bietole svizzere e prezzemolo hanno il potenziale di coltivazione sotto acquaponica. Ma ce ne sono molti altri (ad esempio sedano, broccoli, cavolo rapa, peperoncini, ecc.) tra cui piante che preferiscono avere condizioni di radice umide, tra cui spinaci d'acqua (Ipomoea aquatica) e menta (Menta sp.) e alcune piante alofitiche, come il samphire di palude (Salicornia europaea).

Le piante ornamentali possono anche essere coltivate, da sole o insieme ad altre colture (intercropping), ad esempio Hedera helix (edera comune) coltivate presso l'Università di Rostock da Palm & Knaus in un sistema acquaponico accoppiato. Gli studi hanno utilizzato il 50% in meno di nutrienti che normalmente sarebbero stati forniti alle piante in condizioni normali di vivaio con un tasso di successo del 94,3% (Fig. 7.10).

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Fig. 7.10 Tre categorie di qualità di edera (Hedera helix), coltivate in un sistema acquaponico accoppiato che indica la qualità che il commercio di vivai richiede (a) molto buona e direttamente commerciabile, (b) buona e commerciabile e (c) non di qualità sufficientemente elevata

Oltre alla pianta e alla variante scelta, ci sono due grandi ostacoli che riguardano la produzione di piante acquaponica sotto i due stati suggeriti di produzione ittica, estensiva e intensiva. In condizioni estese, la disponibilità di nutrienti all'interno dell'acqua di processo è molto inferiore rispetto alla produzione vegetale commerciale, sostanze nutritive come K, P e Fe sono carenti, e la conducibilità è compresa tra 1000 e 1500 μS/cm, che è molto inferiore rispetto alla normale produzione idroponica commerciale piante regolarmente tra 3000 e 4000 μS/cm. Le piante che sono carenti di alcuni nutrienti possono mostrare segni di necrosi fogliari e hanno meno clorofilla rispetto alle piante fertilizzate in modo ottimale. Di conseguenza, l'aggiunta selettiva di alcuni nutrienti aumenta la qualità delle piante necessaria per produrre prodotti competitivi.

In conclusione, la produzione commerciale di acquaponica accoppiata nell'ambito della produzione intensiva di pesce ha difficoltà a competere con la produzione vegetale regolare e con l'idroponica commerciale su larga scala. La composizione non ottimale e secondo Palm et al. (2019) imprevedibile dei nutrienti causati dal processo di produzione del pesce deve competere con condizioni nutritive ottimali riscontrate nei sistemi idroponici. Non c'è dubbio che occorra sviluppare soluzioni che consentano una crescita ottimale delle piante, garantendo al contempo la qualità dell'acqua richiesta ai pesci.

7.7.3 Opzioni di combinazione di pesci e piante

La combinazione di pesci e piante in acquaponica chiusa può generare una migliore crescita delle piante (Knaus et al. 2018b) combinata con benefici per il benessere dei pesci (Baßmann et al. 2017). All'interno dell'acqua di processo possono verificarsi grandi variazioni di micronutrienti e macronutrienti con effetti negativi sul fabbisogno nutrizionale delle piante (Palm et al. 2019). Un'analisi generale dei sistemi acquaponici accoppiati ha dimostrato che all'interno dei sistemi sono presenti bassi livelli di nutrienti (Bittsanszky et al. 2016) rispetto alle soluzioni nutritive idroponiche (Edaroyati et al. 2017). Le piante non tollerano un sottoapporto o un eccesso di sostanze nutritive senza effetti sulla crescita e sulla qualità, e l'apporto giornaliero di alimentazione del sistema acquaponico deve essere adattato alle esigenze nutritive della pianta. Ciò può essere ottenuto regolando la densità di stoccaggio del pesce e modificando il mangime. Somerville et al. (2014) ha classificato le piante in acquaponica in base al loro fabbisogno nutritivo come segue:

  1. Piante con basso fabbisogno di nutrienti (ad esempio basilico, Ocimum basilicum)

  2. Piante con fabbisogno nutrizionale medio (ad esempio cavolfiore, Brassica oleracea var. Botrytis)

  3. Piante con elevato fabbisogno di nutrienti, come le specie fruttifere (ad esempio fragole, Fragaria spec.).

Non tutte le piante possono essere coltivate in tutti i sottosistemi idroponici con la stessa resa. La scelta dell'impianto dipende dal sottosistema idroponico se si utilizzano sistemi acquaponici convenzionali privi di suolo (ad esempio DWC, NFT, riflusso e flusso; aquaponics sensu stricto» — s.s. — in senso stretto). Nell'ambito dell'agricoltura acquaponica («aquaponics sensu lato' — s.l. — in senso più ampio, Palm et al. 2018), l'uso di terreno inerte o con aggiunta di fertilizzanti applica tecniche di giardinaggio provenienti dall'orticoltura, aumentando la possibile gamma di specie.

In condizioni idroponiche, le strutture componenti dei sottosistemi hanno un'influenza decisiva sui parametri di crescita delle piante. Secondo Love et al. (2015), la maggior parte dei produttori acquaponici ha utilizzato sistemi di zattera e letti multimediali e in una quantità minore NFT e torri verticali. Lennard e Leonard (2006) hanno studiato la crescita della lattuga di quercia verde (Lactuca sativa) e hanno registrato il rapporto letto ghiaia\ > zattera galleggiante\ > NFT in termini di sviluppo e resa della biomassa in combinazione con il Murray Cod (Maccullochella peelii peelii) in Australia. Knaus & Palm (2016—2017, dati inediti) hanno testato diversi sottosistemi idroponici come NFT, zattera galleggiante e substrato di ghiaia sulla crescita di diverse piante nella FishGlassHouse in un progetto sperimentale acquaponico disaccoppiato, richiedendo successivi test in condizioni accoppiate. Con l'aumento della densità di produzione del pesce gatto africano (C. gariepinus, ca. 20-168 kg/msup3/sup), la maggior parte delle colture coltivate come i cetrioli (Cucumis sativus), il basilico (Ocimum basilicum) e il pak choi (Brassica rapa chinensis) tendevano a crescere meglio, a differenza di Lennard e Leonard (2006), in ghiaia e acquaponica NFT (GRAVEL\ > NFT\ > RAFT; Wermter 2016; Pribbernow 2016; Lorenzen 2017), e la menta marocchina 'spearmint' (Mentha spicata) hanno mostrato la performance di crescita opposta (RAFT = NFT\ > GRAVEL) con il maggior numero di foglie in NFT (Zimmermann 2017). Ciò dimostra un vantaggio delle condizioni di ghiaia e può essere utilizzato in modo figurato anche in vasi convenzionali con substrato di terreno in condizioni acquaponiche accoppiate. Questo tipo di acquaponica è stato designato come «orticoltura — acquaponica _ (s.l.) _» a causa dell'uso di substrati del settore orticolo (suolo, fibra di cocco, torba, ecc.) (vedi Palm et al. 2018). Si tratta di tutte le tecniche di coltivazione delle piante che permettono alle piante di crescere in vaso, per cui il substrato nel vaso stesso può essere considerato equivalente a un substrato di ghiaia classico per l'acquaponica. Le ricerche di Knaus & Palm (dati inediti) hanno mostrato una varianza nella qualità degli ortaggi di coltivazione comune e quindi la loro idoneità alla coltivazione in questo tipo di acquaponica con il suolo (Fig. 7.11, Tabella 7.1). In questo tipo di acquaponica, fagioli, lattuga di agnelli e ravanelli hanno fatto bene.

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Fig. 7.11 Esperimenti con una varietà di verdure comunemente coltivate, in inverno 2016/2017 nella FishglassHouse (Università di Rostock, Germania)

Tabella 7.1 Raccomandazione per l'uso di piante da giardinaggio in agricoltura acquaponica con l'uso del 50% del fertilizzante regolare in vasi con terreno

tavolo testata tr class = header» Thname/th Thlat. Nome/Th THPossibile per acquaponia/th Thmark/Th ThNutriente/th /tr /testata tbody tr class="dispari» TDBeans/TD td iPhaseolus vulgaris/i /td TDYes/TD td1/td TDextensive/TD /tr tr class="even» TDPEAS/TD td iPisum sativum/i /td TDNO/TD td2/td TDIntensive/TD /tr tr class="dispari» TDBeet/TD td iBeta vulgaris/i /td TDNO/TD td2/td TDBoth/TD /tr tr class="even» TDpomodori/TD td Isolanum lycopersicum/i /td TDNO/TD td2.3/td TDBoth/TD /tr tr class="dispari» Lattuga/td di TDLamb td iValerianella locusta/i /td TDYes/TD td1/td TDBoth/TD /tr tr class="even» TDradish/TD td Iraphanus sativus/i /td TDYes/TD td1/td TDBoth/TD /tr tr class="dispari» TDgrano /TD td itriticum aestivum/i /td TDNO/TD td2/td TDBoth/TD /tr tr class="even» TDlattuce/TD td iLactuca sativa/i /td TDYes/TD td1/td TDIntensive/TD /tr /tbody /tavolo

La scelta delle piante (specie e ceppo) e in particolare il sottosistema e/o il substrato idroponico, compresi torba, sostituti della torba, fibre di cocco, compost, argilla, ecc. o un loro mix (vedi Somerville et al. 2014), ha un impatto significativo sul successo economico dell'impresa. L'efficienza di alcuni substrati deve essere testata nelle sottounità idroponiche dei letti mediali (ad esempio l'uso di sabbia (McMurtry et al. 1990, 1997), ghiaia (Lennard e Leonard 2004) e perlite (Tyson et al. 2008). Somerville et al. (2014) ha descritto l'uso di altri substrati di supporti quali ghiaia vulcanica o roccia (tufo), ghiaia calcarea, ghiaia del letto di fiume, pietra pomice, plastica riciclata, substrati organici come fibra di cocco, segatura, muschio di torba e tronco di riso. Gli studi comparativi qualitativi con raccomandazioni, tuttavia, sono molto rari e oggetto di ricerche future.

7.7.4 Poliponica

La combinazione di diversi organismi acquatici in un unico sistema acquaponico può aumentare la resa totale. Applicato per la prima volta da Naegel (1977), questo principio di produzione multispecie è stato coniato dal termine policoltura combinato con acquaponica nei sistemi accoppiati come «policoltura+ aquaponica) da Knaus e Palm (2017b). Come IMTA (acquacoltura multitrofa integrata), la poliponica espande la diversità dei sistemi di produzione. L'utilizzo di più specie in un sistema presenta sia vantaggi che svantaggi, poiché a) la diversificazione consente al produttore di rispondere alle richieste del mercato locale, ma b) dall'altro, l'attenzione è distribuita su una serie di prodotti, il che richiede una maggiore competenza e una migliore gestione. Le informazioni pubblicate sulla poliponica sono scarse. Tuttavia, Sace e Fitzsimmons (2013) hanno riportato una migliore crescita delle piante di lattuga, cavolo cinese e pakchoi in policcoltura con gamberetti d'acqua dolce (Macrobrachium rosenbergii) e tilapia del Nilo (O. niloticus) in acquaponica accoppiata. Alberts-Hubatsch et al. (2017) hanno descritto la coltivazione di gamberi nobili (Astacus astacus), basso ibrido striato (Morone saxatilis x M. chrysops), microalghe (Nannochloropsis limnetica) e crescione (Nasturtium officinale), dove la crescita dei gamberi era superiore al. nutrirsi di radici crescione, feci di pesce e una dieta progettata da luccioperca.

Le indagini iniziali presso l'Università di Rostock hanno mostrato differenze nella crescita delle piante in due unità acquaponiche identiche da 25 msup2/sup accoppiate all'indietro con la produzione di pesce gatto africano (Clarias gariepinus) e Nilo Tilapia (Oreochromis niloticus, Palm et al. 2014b). Le rese vegetali di lattuga (Lactuca sativa) e frutti di cetriolo (Cucumis sativus) erano significativamente migliori in combinazione con O. niloticus. Questo effetto è stato visto anche da Knaus e Palm (2017a) con un rendimento 2,5 volte superiore in basilico (Ocimum basilicum) e due volte maggiore di biomassa di prezzemolo (Petroselinum crispum) combinato con O. niloticus. Un altro confronto tra O. niloticus e carpa comune (Cyprinus carpio) ha mostrato una biomassa lorda doppia più alta per pianta (g plantsup-1/sup) di pomodori (Solanum lycopersicum) con tilapia e una biomassa lorda leggermente aumentata di cetrioli (Cucumis sativus) con carpe, tuttavia, con frutti di cetriolo più alti peso nell'unità O. niloticus aquaponic (Knaus e Palm 2017b). La resa di menta (Mentha x piperita) era circa 1,8 volte superiore nell'unità di tilapia, ma il prezzemolo era 2,4 volte superiore in combinazione con la carpa (Knaus et al. 2018a). I risultati di questi esperimenti hanno seguito l'ordine di crescita delle piante: O. niloticus\ > C. carpio\ > C. gariepinus, mentre la crescita dei pesci ha mostrato un ordine inverso con: C. gariepinus\ > O. niloticus\ > C. carpio.

In base a questi risultati, la scelta dei pesci influenza la resa delle piante e una combinazione di diverse specie ittiche e le loro rispettive prestazioni di crescita consentono di adattare l'acquaponica accoppiata alla resa ottimale dei pesci e delle piante. Durante esperimenti consecutivi (solo O. niloticus, solo C. gariepinus), per O. niloticus è stato osservato un rendimento di biomassa superiore del 20,44% (Plant Growth Difference — PGD) in contrasto con la resa di basilico con C. gariepinus (Knaus et al. 2018b). Pertanto, O. niloticus può essere utilizzato per aumentare la resa vegetale in un sistema generale C. gariepinus. Questo cosiddetto effetto di spinta di Tilapia migliora la produzione complessiva del sistema e compensa i) la crescita delle piante più povera con una crescita elevata del pesce di C. gariepinus e ii) una crescita più bassa del pesce in O. niloticus con una spinta alla resa vegetale. Una prima azienda poliponica commerciale ha aperto a Bali, Indonesia, producendo tilapia combinata con pesce gatto asiatico (Clarias batrachus) e prodotti agricoli convenzionali.


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