Il progetto internazionale intitolato “Self-sufficient Integrated Multi-Trophic AquaPonic systems for improving food production sustainability and brackish water use and recycling – SIMTAP” è stato approvato nel novembre del 2018 nell’ambito del programma PRIMA (Partnership for Research and Innovation in the Mediterranean Area), bando 2018 (Sezione 2) ed è iniziato alla metà del 2019. Il progetto è coordinato dal Prof. Alberto Pardossi dell’Università di Pisa (UNIPI), che partecipa al progetto con due dipartimenti: il Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Ambientali (DiSAAA), al quale appartiene il Prof. Pardossi, e il Dipartimento di Scienze Veterinarie (DiSVe). Il progetto SITMAP ha come oggetto di studio una catena multi-trofica a ciclo chiuso in acqua salmastra per la produzione di pesce di mare e piante destinate al consumo fresco o alla trasformazione industriale (estrazione di principi attivi di interesse industriale). Il pesce sarà alimentato con mangime a base di alghe, vermi e molluschi (o altri organismi detritivori/filtratori), in sostituzione parziale o totale dei tradizionali mangimi a base di olio e farina di pesce. Il sistema integra un impianto di acquacoltura con una coltura idroponica di piante in grado di crescere e svilupparsi ai livelli di salinità tipici dell’acqua di mare.
Il concetto che sta alla base del sistema SIMTAP è la separazione di ciascun compartimento trofico e l’utilizzazione dei reflui e degli effluenti, provenienti da uno o più compartimenti, come fonte nutrizionale e di elementi base del ciclo vitale.. Nei sistemi SIMTAP è necessaria una conoscenza integrata sul ruolo di ogni comparto produttivo riguardante l'efficienza dei nutrienti per progettare le dimensioni dei diversi comparti produttivi. Il sistema SIMTAP deve essere in grado di utilizzare diverse unità destinate alla ai produttori primari (alghe, i.e. fitoplancton), alle piante (specie alofite o glicofite alo-tolleranti), agli organismi filtratori e/o detritivori (es. mitili, vermi marini, crostacei, ecc.), e ai pesci (es. branzini, spigole ecc.), tutte interconnesse in un sistema chiuso. Secondo questo
schema concettuale, i reflui e le produzioni provenienti da un livello del sistema di coltivazione multi-trofico vengono riciclati ed utilizzati, diventando gli input (ad esempio, fertilizzanti, mangimi) per un altro livello, sostituendo così l'attuale mangime per pesci con ingredienti alternativi come alghe, vermi policheti o altri filtratori e/o detritivori. Infatti, i detritivori ed i filtratori rappresentano una fonte di proteine e di acidi grassi polinsaturi (PUFA) alternativa alla farina di pesce e agli oli di pesce. Nel SIMTAP, gli input sono i fertilizzanti (somministrati direttamente o indirettamente alle colture algali), la luce, l’acqua e l’energia per il funzionamento degli impianti. La luce è necessaria per la crescita delle alghe tramite la fotosintesi e i nutrienti, in particolare azoto (N) e fosforo (P), sono essenziali per la crescita delle piante. L’acqua è necessaria per la fotosintesi e per il bilancio di massa del sistema (evapotraspirazione, biomassa degli organismi). Nel progetto saranno testate diverse fonti d'acqua: l'acqua di mare, l'acqua salmastra e gli effluenti salini e ricchi di N e P provenienti da colture idroponiche in serra. In quest'ultimo caso, il SIMTAP è un trattamento di acque reflue ricche in azoto e fosforo, che possono quindi esser usate per la coltura delle alghe. Dunque, l'obiettivo del progetto SIMTAP è valutare fino a che punto un'alimentazione integrata con alghe unicellulari (microalghe) e organismi filtratori e/o detritivori può sostituire la alimentazione classica, costituita da mangimi. Le problematiche tecnico-scientifiche affrontate riguardano il bilanciamento di un sistema chiuso multi-trofico in termini di flussi di massa, di nutrienti (in particolare azoto), di scambi gassosi e di
energia. Nella letteratura scientifica non è mai stato realizzato un sistema SIMTAP volto alla sostituzione almeno parziale integrale di materie prime (i.e., farine ed oli di pesce, proteine vegetali, etc.) con microalghe e specie filtratrici o detritivore, nelle diete per le specie ittiche marine.
L’obiettivo del webinar è di:
- descrivere il prototipo di acquaponica marina installato a Pisa dai gruppi di ricerca dell’Università di Pisa e dell’Università di Bologna;
- illustrare i principali risultati ottenuti nel 2020 negli esperimenti con le piante alofite, i pesci (orate) e i vermi policheti;
- presentare il lavoro avviato dall’Università di Milano sulla sostenibilità ambientale, economica e sociale del sistema SIMTAP.