Cos’è l’acquaponica?

Acquafonica? Acquatonica? Acquasonica? Ma cos’è l’acquaponica?

Probabilmente hai già sentito parlare di acquaponica.

Per capire cos’è l’acquaponica, dobbiamo prima capire il significato della parola, iniziamo quindi dall’etimologia!

Cos’è l’acquaponica?

Etimologia e significato

La parola deriva dal latino.

Con il termine “acqua” aqua,-ae è ricondotto alla radice indo-europea ak- con il significato di piegare.

Viene poi a questo aggiunto pόnos con l’accezione di lavoro:

AquaPonica= Piegare il lavoro con l’acqua

Definizione

Ad ogni modo per la definizione invece, prendiamo come riferimento il manuale della FAO, (Food and Agriculture Organization of the United Nations).

L’acquaponica è l’integrazione del sistema di acquacoltura e la coltivazione idroponica in un unico sistema produttivo a riciclo continuo.

Storia dell’acquaponica

La tecnica di cui vi parliamo è molto antica.

Veniva utilizzata (anche se con metodologie differenti) sia in medio oriente che nella valle del Messico dalla civiltà degli Aztechi.

Trend

Questo fenomeno è diventato un trend negli Stati Uniti, Medio Oriente e Nord Europa.

Una tendenza ecologica stimolata ancora di più dal contesto sociale:

  • In quest’epoca infatti, l’inquinamento e gli additivi chimici rendono i terreni poco fertili e i prodotti poco sani;
  • L’agricoltura è il settore che impiega più acqua a livello mondiale;
  • Di conseguenza si è creata una necessità, ovvero quella di acquisire un controllo sulla catena produttiva che porta il cibo a tavola.

Come funziona l’acquaponica?

Il processo alla base è semplice, i soggetti principali di ogni impianto acquaponica sono:

  • Pesci;
  • Batteri;
  • Piante;
  • Acqua.

Per illustrare il procedimento per il funzionamento dell’acquaponica è questo:

  1. I pesci producono scarti all’interno delle loro vasche. Questo è un ottimo fertilizzante naturale per le piante, che arricchisce così l’acqua di composti minerali;
  2. L’acqua circola attraverso una pompa elettrica o meccanica. In questo stadio è ricca di composti fertilizzanti, ma anche di ammoniaca e nitriti.
  3. Biofiltro e ciclo dell’azoto. L’acqua attraversa un biofiltro. Al suo interno i batteri “buoni” presenti nell’impianto elaborano le sostanze nutritive.
  4. Le piante. L’apparato radicale della pianta assorbe i nutrimenti. Consumando così l’azoto in eccesso assieme ad altri macro- e microelementi, li utilizza per una crescita vigorosa.
  5. Fitodepurazione. L’acqua viene poi “pulita” tramite il processo di fitodepurazione naturale dalle piante e la restituisce ai pesci.

“Nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma”,

(Antoine-Laurent de Lavoisier)

Come funziona l’acquaponica? Il ciclo dell’azoto

Per funzionare correttamente, l’acquaponica utilizza un processo chiamato “ciclo dell’azoto”.

Il ciclo dell’azoto è un meccanismo che troviamo anche negli ambienti naturali, ovvero:

Il movimento con la quale l’azoto si muove normalmente in natura fra l’atmosfera, il terreno e gli esseri viventi.

Fonte: Wikipedia

Come funziona il ciclo dell’azoto in acquaponica?

L’azoto (N) è l’elemento chimico costitutivo di tutte le forme di vita, nonché uno dei principali nutrimenti per le piante.

Per spiegare, una delle principali fonti di azoto biodisponibili in natura:

  • Deriva dal decadimento dei rifiuti animali e dei metaboliti.
  • Ma anche materia organica in decomposizione (residui di cibo, piante o animali);

Quando questi vengono trasformati (o “mineralizzati”), rilasciano azoto, soprattutto sotto forma di ammoniaca (NH3).

Di per sé però, l’ammoniaca è tossica e non è la forma più disponibile per le piante.

È qui che entra in scena un gruppo speciale di batteri nitrificanti.

I batteri nella tecnica acquaponica

Appartengono ai generi Nitrosomonas e Nitrobacter.

Essi formano colonie sotto forma di biofilm sulla superficie di materiali inerti nell’acqua.

Nel biofiltro dunque, vivono questi microrganismi che, grazie ai batteri decompositori, rendono possibile il processo di nitrificazione.

Questo procedimento avviene pertanto con la conversione dell’ammoniaca e dell’ammonio (contenenti azoto) in sostanze nutrienti:

  1. I batteri AOB (Ammonia Oxidizing Bacteria) convertono l’ammoniaca in nitriti (NO2-).
  2. Quindi, i batteri NOB (Nitrite Oxiding Bacteria) prendono il sopravvento e li convertono in nitrati (NO3-).
  3. Così facendo le piante possono assimilare i nitrati con facilità.

Questa volta però il procedimento avviene in acqua, attraverso l’input del sistema dato con l’alimentazione ai pesci, dopodiché:

  1. I pesci producono gli scarti;
  2. I batteri “buoni” presenti nell’impianto elaborano le sostanze nocive per i pesci, rendendole utili alle piante;
  3. Le piante assorbono i nutrimenti, purificando così l’acqua;
  4. L’acqua ossigenata ritorna così nella vasca dei pesci.

Il biofiltro in acquaponica

Il biofiltro in acquaponica aiuta a replicare la natura e crea il giusto ecosistema nell’impianto.

Le piante hanno bisogno di azoto per crescere. Mentre sono in grado di utilizzare sia l’ammoniaca che i nitrati per eseguire i loro processi di crescita in una certa misura.

I nitrati in aggiunta sono più appetibili, poiché facilmente assimilabili dalle radici “facili da usare” da tutti i tipi di piante.

Una buona biofiltrazione pertanto, è il pilastro chiave della stabilità chimica del sistema acquaponico.

I media comunemente usati nei biofiltri sono:

  • Sabbia;
  • Ghiaia;
  • Media Bed
  • Supporti plastici specializzati come le BioBalls.

Uno dei focus dell’acquaponica è pertanto creare un sistema a ciclo chiuso, che non richieda di integrare le piante con fertilizzanti.

L’acqua dal serbatoio dei pesci dovrebbe essere in grado di fornire tutti i nutrienti necessari per le tue colture idroponiche.

Per capire come funziona il flusso di nutrienti acquaponici, dobbiamo esaminare il principale pilastro chimico dell’acquaponica: il ciclo dell’azoto.

Come funziona il biofiltro?

La biofiltrazione avviene attraverso tre fasi principali:

  1. La pompa dell’aria estrae l’acqua dalla vasca dei pesci e la confluisce nel biofiltro;
  2. L’acqua attraversa il processo di nitrificazione nel filtro;
  3. L’acqua viene privata delle sostanze chimiche indesiderate, ma contiene ancora sostanze nutritive;
  4. Viene poi trasmessa alle piante.

Come funziona l’acquaponica?

L’impianto

acquaponica cos'è e come funziona il ciclo dell'azoto pesci e piante con la stessa acqua

La strumentazione essenziale di cui è composto un impianto acquaponico è:

  • Vasca di allevamento dei pesci o ad esempio acquario;
  • Pompe di riciclo dell’acqua per farla circolare all’interno dell’impianto;
  • Sistemi di filtraggio, come il biofiltro;
  • Ambienti per la coltivazione fuori suolo delle piante.

I Pesci

Acqua dolce

Le specie di pesci allevate e testate fino ad ora sono svariate.

Per essere adatti alla coltivazione devono:

  • Prosperare in condizioni affollate;
  • Essere resistenti alle fluttuazioni dei livelli di ossigeno disciolto (DO), nonché alla saturazione dei nitrati e alle fluttuazioni del pH;
  • Resistere a eventuali malattie e parassiti.

Ad ogni modo, i pesci d’acquaponica allevabili in acqua dolce sono:

  • Tilapia;
  • Trota iridea;
  • Barramundi;
  • Gambero di fiume e d’acqua dolce;
  • Pesce gatto;
  • Anguilla europea;
  • Carpa Koi;
  • Pesci rossi;

Acqua salata

Si sta anche sperimentando in varie zone del mondo l’acquaponica in acqua salata. Solitamente si usa coltivare l’alofita, ovvero una pianta tollerante al sale che può quindi anche andare d’accordo con il sale e la concentrazione di nutrienti, e pertanto si possono allevare:

  • Orata;
  • Branzino;
  • Spigola;
  • Mazzancolla;
  • Gambero d’acqua salata;

L’impianto acquaponico per i pesci

I sistemi acquaponici possono variare nella loro complessità, modalità di filtrazione e altri elementi.

Un sistema acquaponico presenta principalmente cinque elementi principali:

  • Vasca dei pesci o acquario;
  • Letto vegetale;
  • Bacino di decantazione per i rifiuti solidi;
  • Biofiltro per nitrificazione;
  • Pompe per la circolazione dell’acqua.

Il numero di elementi varia in base al design dell’impianto.

Le Piante

Queste ultime sono solitamente alloggiate in vasche con all’interno substrati minerali come ad esempio Lana di roccia, Pomice, Perlite o argilla espansa.

Le piante che si possono utilizzare sono principalmente quelle che troviamo al supermercato, dalle erbe aromatiche agli ortaggi, ovvero:

Ciò che distingue un impianto acquaponico da un altro è lo schema del sistema idroponico.

I progetti e i metodi di produzione più comuni per aumentare la produttività delle colture nei sistemi idroponici sono:

  • Zattere galleggianti DWC (Deep Water Culture);
  • Nutrient Film technique (NFT);
  • Torri verticali;
  • Letti di crescita (media bed);
  • Secchi olandesi;

È ovviamente possibile combinare più metodi in un unico impianto.

Lattuga;
Menta;
Basilico;
Aglio;
Menta;
Timo;
Bietola;
Peperoncino;
Melanzana;
Pomodori;
Datterini;
Rucola;
Cipolla;
Piselli;
Fagiolini;
Crescione;
Broccolo;
Fagioli;
Peperoni;
Zucchine;
Salvia;
Spinaci;
Broccoli;
Verza;
Fragole;
Zafferano;

Ma anche germogli di:

  • Cavolo rosso; Mungo;
  • Lenticchie;
  • Erba medica;
  • Piselli;
  • Ravanelli.

Sono comunque già state testate nel mondo anche:

  • Carote;
  • Banane;
  • Limes, limoni e arance.

E ovviamente sono coltivabili anche piante eduli e da ornamento come viole, orchidee e molte altre.


Avete capito cos’è l’acquaponica e come funziona?

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