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L'acquaponica, fino a poco tempo fa, è stata dominata da approcci progettuali a ricircolo completo (o accoppiato) che condividono e ricircola costantemente la risorsa idrica tra i due componenti principali (coltura ittica e vegetale) (Rakocy et al. 2006; Lennard 2017). Inoltre, gli approcci tecnologici medio-bassi applicati storicamente all'acquaponica hanno spinto il desiderio di eliminare componenti costosi in modo da aumentare il potenziale di un risultato economico positivo. Uno dei componenti di filtrazione applicati quasi sempre alle tecnologie RAS standard e idroponice/substrato, quello della sterilizzazione acquatica, non è stato regolarmente incluso dai progettisti acquaponici.

La sterilizzazione in un contesto RAS e idroponico/substrato è universalmente applicata perché le elevate densità dei pesci o delle piante coltivate solitamente attirano pressioni da organismi acquatici patogeni che riducono sostanzialmente i tassi di produzione complessivi (Van Os 1999; Timmons et al. 2002). La ragione principale di questo aumento della pressione dei parassiti acquatici in entrambe le tecnologie è che ognuna si concentra sulla fornitura di risorse biotiche ed ecologiche minime e quindi consente un considerevole «spazio ecologico» all'interno dell'acqua del sistema per la colonizzazione biotica. In queste condizioni biologiche «aperte», le specie parassitarie e patogene proliferano e tendono a colonizzarsi rapidamente per sfruttare le specie presenti (cioè pesci e piante) (Lennard 2017). In questo contesto, la sterilizzazione o la disinfezione dell'acqua di coltura è storicamente considerata come un approccio ingegnerizzato per contrastare la questione (Van Os 1999; Timmons et al. 2002). Ciò significa che sia le industrie della coltura idroponica/substrato adottano un approccio di sterilizzazione per controllare gli organismi patogeni all'interno dell'acqua di coltura associata.

L'acquaponica ha sempre posto l'accento sull'importanza della microbiologia associata per svolgere importanti servizi biologici. In tutti i progetti acquaponici accoppiati di Rakocy e del suo team UVI, un filtro biologico non è stato incluso perché hanno dimostrato che la coltura di zattera, componente idroponica, forniva una superficie più che sufficiente per sostenere la dimensione della colonia di batteri nitrificanti per trattare tutta l'ammoniaca prodotta dal pesce come prodotto di scarto disciolto e convertirlo in nitrato (Rakocy et al. 2006, 2011). Rakocy e il suo team non hanno quindi sostenuto l'applicazione della sterilizzazione dell'acqua del sistema perché potrebbe aver influenzato le colonie batteriche nitrificanti. Questa prospettiva storica UVI/Rakocy dettò il design del sistema aquaponico nel futuro. Altri vantaggi derivanti dall'esclusione della sterilizzazione acquatica nei sistemi aquaponici sono stati identificati e discussi, soprattutto nel contesto del microbiota delle piante assistive (Savidov 2005; Goddek et al. 2016).

L'attuale pensiero nella ricerca e nell'industria acquaponica è che non applicare alcuna forma di sterilizzazione acquatica o disinfezione consente all'acqua del sistema di sviluppare una complessa ecologia acquatica costituita da molte forme di vita microbiologiche diverse (Goddek et al. 2016; Lennard 2017). Ciò produce una situazione simile a un ecosistema naturale in cui un'elevata diversità di microflora interagisce tra loro e le altre forme di vita associate all'interno del sistema (cioè pesci e piante). Il risultato proposto è che questa diversità porta a una situazione in cui nessun singolo organismo patogeno può dominare a causa della presenza di tutta l'altra microflora e non può quindi causare effetti devastanti per la produzione di pesci o vegetali. È stato dimostrato che i sistemi acquaponici contengono un'elevata diversità di microflora (Eck 2017) e attraverso il meccanismo di diversità ecologica proposto sopra descritto, l'assistenza alla salute e alla crescita dei pesci e delle piante è fornita attraverso questa diversità microbica (Lennard 2017).

L'approccio non sterilizzato ed ecologico all'acquaponica è stato storicamente applicato ai disegni aquaponici accoppiati o a ricircolo completo (Rakocy et al. 2006), mentre un'analogia idroponica sterilizzata è stata proposta per alcuni approcci di progettazione acquaponica disaccoppiati (Monsees et al. 2016; Priva 2009; Goddek 2017). Tuttavia, sembra che i progettisti più disaccoppiati stiano applicando principi che prendono in considerazione un approccio ecologico e non sterilizzato (Goddek et al. 2016; Suhl et al. 2016; Karimanzira et al. 2016) e quindi riconoscono che esiste un effetto positivo associato a una variegata microflora aquaponica (Goddek et al. 2016; Lennard 2017).


Aquaponics Food Production Systems

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