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Agricoltura moderna
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Negli ultimi anni, c'è stata una rinascita verso una forma alternativa di agricoltura nota come acquaponica. Mentre i fondamenti di questi sistemi possono essere fatti risalire ai tempi antichi, l'avvento di Internet ha acceso una vasta comunità di fai-da-te che hanno adattato i serbatoi e le attrezzature in eccesso in sistemi domestici.
Ciò che le persone trovano più interessante dell'acquaponica è la relazione simbiotica tra piante e animali. Mentre questo accade intorno a noi ogni giorno, i sistemi acquaponici forniscono un ottimo modo per vederlo in tempo reale. Nella sua forma più elementare, l'acquaponica consiste nell'allevare piante in acqua ricca di nutrienti fornita da una fonte che ospita specie acquatiche, tra cui i pesci sono i più popolari. Spesso, però, l'organismo più importante del sistema, i batteri benefici, viene trascurato. Prima di approfondire la scienza, dobbiamo prima esaminare i due principali sistemi che compongono l'acquaponica:l'idroponica e l'acquacoltura.
"Hydroponics" è la produzione di colture in una soluzione ricca di nutrienti. Sebbene esistano numerosi metodi per coltivare colture idroponiche, i più popolari utilizzati in acquaponica includono i letti dei media, la coltura in acque profonde (DWC) e la tecnica del film nutriente (NFT). Spesso una combinazione di due o più metodi può essere impiegata in un sistema. La scelta del metodo da utilizzare dipende spesso dal livello di abilità, dal tempo disponibile e dalle risorse finanziarie di un individuo. Tuttavia, è importante notare che la selezione delle colture dovrebbe essere presa in considerazione quando si decide il metodo giusto per te. Ulteriori considerazioni includono:i letti dei media dovrebbero allagarsi e drenare almeno due volte all'ora; una ghiaia non calcarea da 1/2 a 3/4 di pollice può essere utilizzata per i supporti; un sistema DWC necessita di almeno 8 pollici di profondità dell'acqua e di aerazione per funzionare correttamente; e un sistema NFT dovrebbe essere regolato per consentire un corretto drenaggio dai canali NFT.
I nutrienti per i sistemi idroponici sono comunemente forniti tramite concentrati di nutrienti commerciali. In un sistema "acquaponico", questi nutrienti derivano dalla scomposizione dei rifiuti ittici e dalla nitrificazione. Le piante coltivate in acquaponica richiedono gli stessi macronutrienti e micronutrienti richiesti dalle loro controparti coltivate sulla terra.
Uno dei parametri più importanti da monitorare è il pH. L'assorbimento dei nutrienti delle piante in un sistema acquaponico dipende fortemente dal pH corretto. Un intervallo da 6,8 a 7,0 fornisce il miglior terreno comune per piante, batteri e pesci.
Un requisito spesso trascurato quando si passa dalle colture coltivate nel terreno all'acquaponica è l'ossigeno nella zona delle radici. Il metodo di somministrazione dell'ossigeno dipende dal metodo di coltivazione e dalla somministrazione della soluzione ricca di nutrienti. Quando si utilizzano letti di supporto, l'ossigeno viene fornito dall'aria, che viene aspirata nel supporto mentre la soluzione si scarica. Se si utilizza DWC, l'aria viene fornita tramite pietre d'aria immerse nella soluzione. L'NFT consente di esporre all'aria la parte superiore della massa radicale, mentre le radici rimanenti sono immerse in un sottile strato di nutrienti.
L'“acquacoltura” è l'allevamento di organismi acquatici. I pesci richiedono gli stessi bisogni fondamentali — ossigeno, acqua, alimentazione e un ambiente adeguato — delle forme più tipiche dell'allevamento. L'ossigeno viene comunemente fornito attraverso l'aerazione. Fornire acqua da una fonte priva di agenti patogeni, priva di clorazione che soddisfi i requisiti di temperatura delle specie selezionate. Ci sono molte qualità dell'acqua che possono influenzare la sopravvivenza dei tuoi pesci:ossigeno disciolto, azoto ammoniacale totale (TAN), pH, alcalinità, durezza e salinità solo per citarne alcuni.
Sebbene ci siano diversi tipi di acquacoltura praticati in tutto il mondo, i tre metodi di acquacoltura terrestre più utilizzati sono i sistemi di canalizzazione, la coltura di stagni e i sistemi di acquacoltura a ricircolo. I sistemi di canalizzazione sfruttano la topografia dell'acqua a flusso continuo per fornire ai pesci acqua fresca e pulita. La coltura degli stagni molto spesso utilizza stagni artificiali per allevare pesci a una densità inferiore. I sistemi di acquacoltura a ricircolo (RAS) sono costituiti da una vasca di allevamento, seguita da filtrazione solida, quindi filtrazione biologica. L'ossigeno viene fornito mediante aerazione al fine di mantenere livelli adeguati di ossigeno disciolto per supportare l'aumento della densità di allevamento. La stragrande maggioranza dei sistemi acquaponici utilizza RAS come base per la progettazione.
Una vasca rotonda con drenaggio centrale di 3:1 dal diametro alla profondità è l'ideale per l'allevamento di pesci. L'acqua in entrata deve essere convogliata lungo il perimetro della vasca per facilitare l'autopulizia dei rifiuti. Gli sbocchi dovrebbero essere schermati per tenere i pesci nelle vasche ma consentire l'uscita dei rifiuti. È importante mantenere una densità di allevamento inferiore a 0,5 libbre di pesce per gallone d'acqua e scambiare il volume del tuo acquario una volta all'ora. Inoltre, la filtrazione dei rifiuti solidi è un must, insieme all'utilizzo di una filtrazione a flusso per gravità, se possibile. Esempi di ciò sono i separatori di flusso radiali, i filtri a vortice e i filtri a calza.
Il componente più trascurato di un sistema di acquacoltura è la filtrazione biologica, il sistema che converte l'ammoniaca prodotta dai pesci in nitriti, quindi in nitrati. Un biofiltro richiede ossigeno per fornire un ambiente aerobico in cui i batteri nitrificanti possono prosperare. Ci sono molti modelli disponibili per la biofiltrazione. Uno dei metodi più popolari utilizza supporti plastici galleggianti per aumentare la superficie interna, consentendo così la colonizzazione dei batteri nitrificanti.
Un esempio di questo è un reattore a biofilm a letto mobile (MBBR). Gli MBBR sono efficienti una volta stabiliti e richiedono pochissima manutenzione. I biofiltri richiedono da quattro a sei settimane per stabilirsi correttamente. Mentre ci sono prodotti che possono "seminare" i batteri nel tuo biofiltro, puoi anche lasciare che Madre Natura faccia il lavoro aggiungendo regolarmente ammoniaca pura a piccole dosi, fino a quando non vedi l'insediamento di batteri nitrificanti. Una volta che l'ammoniaca e i nitriti hanno raggiunto il picco e sono diminuiti, i nitrati dovrebbero aumentare e rimanere stabili finché viene prodotta l'ammoniaca. Una volta stabilito, puoi aggiungere il pesce.
Il ciclo dell'azoto è il processo più importante in un sistema acquaponico; è ciò che fa funzionare i sistemi RAS e acquaponici, la cui efficienza determina la salute del sistema e il potenziale di produzione. Il mangime per pesci è responsabile della maggior parte dell'azoto nel tuo sistema. Una percentuale di azoto viene convertita in biomassa ittica, mentre la restante viene escreta nell'acqua di coltura sotto forma di ammoniaca, un sottoprodotto del metabolismo delle proteine. I batteri autotrofi ossidano l'ammoniaca in nitrito, quindi si ossidano in nitrati. Mentre l'ammoniaca e i nitriti possono essere entrambi utilizzati dalle piante, i nitrati sono spesso la forma preferita di azoto per le piante.
La pompa è inconfondibilmente il cuore di ogni sistema. Il corretto dimensionamento della pompa è essenziale per il risparmio energetico e l'efficienza della filtrazione. Una pompa troppo piccola equivale a raccolta di solidi nel recipiente di coltura e scarsa efficienza di filtrazione, mentre una pompa troppo grande comporta uno spreco di elettricità. Pertanto, un ottimo punto di partenza è il dimensionamento del volume del tuo serbatoio di coltura. Dimensiona la pompa per scambiare il volume del serbatoio di coltura una volta all'ora e riduci al minimo i raccordi idraulici in eccesso per ridurre la restrizione della pompa.
Un ulteriore componente fondamentale per l'allevamento dei pesci è l'aerazione. Il metodo più comune utilizzato sui piccoli sistemi sono le pompe ad aria, che utilizzano l'aria atmosferica per fornire ossigeno al sistema attraverso pietre d'aria o diffusori sommersi. In genere, l'ossigeno disciolto (DO) dovrebbe essere di 5 milligrammi per litro o più e può essere testato con misuratori o kit di titolazione.
Dopo aver esaminato i principi, diamo un'occhiata al sistema acquaponico nel suo insieme. Un design di base è molto simile a un sistema RAS con l'aggiunta del letto di crescita delle piante. Nella maggior parte dei sistemi RAS, il 10% dell'acqua deve essere sostituita ogni giorno con acqua fresca e pulita a causa dell'accumulo di nitrati. Incorporando piante, che assorbono i nitrati in eccesso, possiamo riutilizzare quest'acqua senza sprecarla. In sostanza, diamo da mangiare ai pesci, che producono i nutrienti che fanno crescere le piante, che assorbono i nutrienti, che purificano l'acqua. I letti di coltivazione dovrebbero essere posizionati dopo il sistema di filtrazione. Se l'acqua non filtrata entra nei letti di coltura, i rifiuti possono accumularsi, causando condizioni anossiche. Dopo che l'acqua ha lasciato i letti di coltura, può essere rimessa nell'acquario. Ci sono molti modi in cui un sistema può essere organizzato. Finché verranno applicati tutti i principi di base, avrai un sistema acquaponico piacevole e intuitivo in grado di fornire prodotti freschi e pesce tutto l'anno.
Qualsiasi sistema acquaponico dovrebbe essere progettato per ciò che stai pianificando di coltivare. C'è un metodo per la follia quando si calcola la quantità di pesce necessaria per la quantità di piante coltivate o viceversa. Se sei interessato a coltivare verdure a foglia ed erbe aromatiche, devi nutrire 0,125 libbre di mangime per pesci ogni giorno per 10 piedi quadrati di spazio di crescita delle piante, come regola generale. Se sei interessato a coltivare piante da frutto o una combinazione dei due, raddoppia l'importo.
È importante notare che quando si allevano pesci, è molto peggio sovralimentare che sottoalimentare. Troppo cibo non consumato può compromettere la filtrazione, oltre a sprecare denaro. Un semplice calcolo per determinare le velocità di alimentazione consiste nel pesare periodicamente i tuoi pesci e moltiplicare il peso medio per la quantità di singoli pesci nella tua vasca, denominata biomassa. In media, alimenta il 3 percento della biomassa nel mangime per pesci al giorno. Per far funzionare il vostro sistema a lungo termine, si consiglia una raccolta parziale di pesce. Se dovessi raccogliere tutti i pesci in una volta, l'immissione di mangime nel sistema si interromperebbe, causando una mancanza di nutrienti per le piante. Pertanto, è meglio raccogliere alcuni pesci, quando ne hai bisogno, nel tempo.
Ok, quindi che tipo di pesce posso coltivare? La risposta è semplice:qualsiasi specie d'acqua dolce che ti piace. Tuttavia, ogni specie di pesce ha i propri requisiti per la corretta chimica e temperatura dell'acqua. Finché queste condizioni saranno soddisfatte, coltiverai pesci sani e felici in pochissimo tempo. I pesci cibo più comunemente coltivati per piccoli sistemi sono la tilapia e il pesce gatto del canale. Entrambe le specie sono resistenti e possono resistere a una qualità dell'acqua inferiore. Se sei interessato a coltivare pesci ornamentali, koi e pesci rossi funzionano alla grande.
Infine, quando si tratta di piante in un sistema acquaponico, la scelta è tua. Ancora una volta, fintanto che vengono fornite la temperatura, i nutrienti e l'aerazione adeguati, coltiverai piante rigogliose a un ritmo elevato. Per quanto riguarda il trattamento dei parassiti delle piante, ricorda di utilizzare solo prodotti sicuri per i pesci e di ridurre al minimo il contatto diretto con l'acqua.
Ci sono molte opinioni e pensieri sui rapporti di lavoro interni tra le specie acquatiche, i batteri benefici e le piante in un sistema acquaponico. Sebbene lavoreranno tutti insieme in un sistema simbiotico adeguatamente progettato, ciascuno di questi tre organismi ha determinati requisiti che devono essere affrontati per garantire uno sviluppo e una coesistenza adeguati. Aquaponics è semplicemente un tavolo a tre gambe, che deve essere sostenuto soddisfacendo individualmente le esigenze delle tre gambe di sostegno:specie acquatiche, batteri e piante.
Come per ogni cosa nella vita, l'acquaponica dovrebbe essere progettata e utilizzata per imitare la natura, piuttosto che manipolarla.
Gli stagni degli allevamenti per la pesca e altre buche per la pesca con l'amo d'acqua dolce forniscono fonti di cibo e ore di divertimento e appagamento.
