Acquaponica, l’idroponica biologica

È possibile coltivare in idroponica utilizzando nutrienti di origine organica senza intasare i gocciolatori o deteriorare la soluzione nutritiva? La risposta potrebbe risiedere nell’acquaponica, un sistema che combina l’acquacoltura con l’idroponica per creare un circuito in cui i residui dei pesci vengono trasformati in nutrienti utilizzabili dalle piante.

Sebbene venga spesso presentata come una tecnica moderna, l’idea di integrare la produzione di animali acquatici e piante ha origini molto antiche. Esistono esempi storici di sistemi di coltivazione combinata di pesci e piante in Asia e di tecniche agricole come le chinampas in Mesoamerica. Tuttavia, l’acquaponica moderna a ricircolo è molto più recente e combina conoscenze di acquacoltura, filtrazione biologica e idroponica.

Cos’è l’acquaponica?

L’acquaponica è un sistema di coltivazione che unisce due discipline:

• Acquacoltura: allevamento di pesci e altri organismi acquatici.
• Idroponica: coltivazione di piante senza suolo, utilizzando l’acqua come mezzo per trasportare i nutrienti.

In un sistema acquaponico, i pesci producono residui ricchi di composti azotati. Questi residui passano attraverso un processo biologico in cui diversi batteri trasformano l’ammoniaca in nitriti e successivamente in nitrati. Le piante possono utilizzare questi nutrienti e, allo stesso tempo, aiutano a rimuovere determinati composti dall’acqua prima che questa ritorni nella vasca dei pesci.

Per questo motivo, più che parlare semplicemente di “idroponica organica”, è più preciso definire l’acquaponica come un sistema integrato di acquacoltura e idroponica basato sul ricircolo dell’acqua e sull’attività di microrganismi benefici.

L’acquaponica è una forma di idroponica organica?

La risposta dipende da cosa intendiamo per “organico”.

Nell’idroponica convenzionale, i nutrienti vengono solitamente forniti tramite soluzioni minerali formulate specificamente per essere solubili e facilmente disponibili per le radici. Ciò consente di controllare con precisione parametri come la concentrazione di nutrienti, il pH e la conducibilità elettrica.

Il problema sorge quando tentiamo di utilizzare determinati fertilizzanti organici direttamente in un circuito idroponico. Molti prodotti organici contengono materia che deve decomporsi prima di rilasciare i propri nutrienti. Tale materia può favorire la proliferazione microbica, generare residui o causare problemi a pompe, filtri e linee di irrigazione.

L’acquaponica propone una soluzione diversa: i nutrienti provengono principalmente dall’alimentazione e dai residui dei pesci e vengono elaborati dall’ecosistema batterico stesso del sistema.

Ciò non significa che qualsiasi fertilizzante organico possa essere aggiunto a una vasca di pesci. Infatti, introdurre prodotti non progettati per l’acquaponica può alterare la qualità dell’acqua e danneggiare i pesci.

Come funziona un sistema acquaponico?

Un sistema acquaponico ben progettato funziona come un circuito relativamente chiuso.

1. I pesci generano residui

I pesci ricevono cibo e, come conseguenza del loro metabolismo, generano residui che finiscono nell’acqua.

Uno dei composti che richiede maggiore attenzione è l’ammoniaca, poiché può risultare tossica per i pesci quando raggiunge determinate concentrazioni.

2. L’acqua passa attraverso un sistema di filtrazione

Prima di arrivare alle piante, l’acqua può passare attraverso un filtro meccanico incaricato di rimuovere particelle solide e resti di dimensioni maggiori.

Questo passaggio è particolarmente importante per evitare che i residui solidi si accumulino nelle tubature o arrivino al sistema di coltivazione.

3. I batteri nitrificanti trasformano l’ammoniaca

Successivamente entra in gioco uno degli elementi fondamentali dell’acquaponica: il biofiltro.

I batteri nitrificanti trasformano l’ammoniaca in nitriti e successivamente in nitrati. I nitrati sono una delle principali forme di azoto che le piante possono sfruttare.

Senza queste comunità batteriche, il sistema non funzionerebbe correttamente.

4. Le piante assorbono i nutrienti

L’acqua ricca di nutrienti arriva finalmente al sistema idroponico.

Le radici delle piante assorbono parte dei nutrienti disponibili e contribuiscono a ridurre il carico di determinati composti nell’acqua.

Successivamente, l’acqua può ritornare nella vasca dei pesci e ricominciare il ciclo.

5. L’acqua ritorna nella vasca

Una pompa si occupa di mantenere la circolazione dell’acqua tra i diversi elementi del sistema.

Pertanto, non si tratta semplicemente di “annaffiare le piante con l’acqua dei pesci”. Affinché l’acquaponica funzioni correttamente, bisogna controllare filtrazione, ossigenazione, temperatura, pH, ammoniaca, nitriti e nitrati.

Tipi di sistemi di acquaponica

Esistono diverse configurazioni per allestire una coltivazione acquaponica. Le tre più comuni sono i sistemi a zattere galleggianti, i sistemi con letti di coltivazione e i sistemi idroponici separati dalla vasca.

Sistema a zattere galleggianti o coltivazione in acque profonde

In questo sistema, le piante vengono posizionate su strutture galleggianti e le radici rimangono a contatto con l’acqua.

È una configurazione semplice da visualizzare e può funzionare bene per determinate colture, specialmente piante a foglia.

L’ossigenazione dell’acqua è fondamentale, poiché le radici rimangono in contatto permanente con essa.

Sistema con vasca e coltivazione integrata

Un’altra possibilità consiste nel posizionare la vasca e l’area di coltivazione molto vicine, utilizzando diverse fasi di filtrazione e circolazione.

La sfida principale consiste nel trovare condizioni dell’acqua che risultino adeguate contemporaneamente per i pesci, i batteri e le piante.

Sistema acquaponico con vasca, filtri e coltivazione separati

Una configurazione più completa separa fisicamente le diverse fasi del circuito.

Uno schema di base sarebbe:

Vasca dei pesci → filtro meccanico → biofiltro → sistema idroponico → serbatoio/scarico → pompa → vasca dei pesci

Questa configurazione facilita la manutenzione e permette di controllare meglio ogni parte del sistema.

Inoltre, separare le fasi permette di rimuovere i solidi prima che arrivino alla coltivazione e di mantenere condizioni più adeguate per pesci, batteri e piante.

Il pH in acquaponica: una delle grandi sfide

Uno degli errori comuni è pensare che le piante e i pesci abbiano bisogno esattamente delle stesse condizioni dell’acqua.

Non è così.

Le piante possono assorbire determinati nutrienti più facilmente in condizioni leggermente acide, mentre i batteri nitrificanti funzionano all’interno di un altro intervallo e anche i pesci hanno le proprie esigenze.

Per questo motivo, in acquaponica non è corretto parlare semplicemente di un pH di 5,5 per le piante e 7,5 per i pesci come se fossero due sistemi completamente indipendenti. In realtà, bisogna cercare un intervallo di compromesso che permetta a pesci, batteri e piante di funzionare simultaneamente.

Come riferimento, la Oklahoma State University indica un intervallo generale di pH di 6,5-7,5 per l’acquaponica e colloca approssimativamente tra 6,8 e 7,2 l’intervallo di compromesso utilizzato abitualmente in molti sistemi.

Temperatura e ossigeno: due parametri fondamentali

L’acqua di un sistema acquaponico non può essere controllata guardando solo il pH.

Temperatura dell’acqua

La temperatura deve adattarsi alla specie di pesce e alla coltura scelta. Ad esempio, la tilapia è una specie comune in acquaponica e lavora con temperature relativamente elevate, mentre altre specie, come la trota, necessitano di acqua molto più fredda.

Pertanto, non esiste un’unica temperatura perfetta per tutti i sistemi acquaponici.

Ossigeno disciolto

L’ossigeno è indispensabile per i pesci, le radici e i batteri nitrificanti.

La Oklahoma State University indica che concentrazioni superiori a 5 mg/L di ossigeno disciolto sono adeguate per pesci, piante e microrganismi in molti sistemi acquaponici. Inoltre, quando aumenta la temperatura dell’acqua, diminuisce la sua capacità di mantenere l’ossigeno disciolto.

Per questo motivo, l’aerazione tramite pompe d’aria e diffusori può essere una parte essenziale dell’allestimento.

Quali pesci si possono utilizzare in acquaponica?

Non tutti i pesci funzionano altrettanto bene in un sistema acquaponico.

Tra le specie utilizzate si trovano:

• Tilapia.
• Trota.
• Pesce gatto.
• Branzino e altre specie d’acqua dolce.
• Carpe.
• Koi.
• Pesci rossi.

Ogni specie presenta esigenze diverse di temperatura, alimentazione, ossigeno e spazio. La scelta deve essere fatta tenendo conto sia delle condizioni ambientali che dell’obiettivo del sistema.

La tilapia è una delle specie più utilizzate nei sistemi acquaponici, sebbene non sia l’unica opzione.

Si possono utilizzare fertilizzanti organici in acquaponica?

Qui bisogna fare una distinzione importante.

L’obiettivo dell’acquaponica è che buona parte dei nutrienti necessari per le piante provenga dal sistema stesso: alimentazione dei pesci → residui → batteri → nutrienti disponibili per le piante.

Per questo motivo, non dobbiamo pensare di aggiungere fertilizzante organico all’acqua dei pesci nello stesso modo in cui lo faremmo in una coltivazione in terra.

Un prodotto organico può contenere materia che altera la qualità dell’acqua, modifica l’equilibrio microbico o influisce sui pesci.

In alcuni sistemi possono essere necessari determinati integratori per compensare nutrienti che non arrivano in quantità sufficienti, ma devono essere selezionati specificamente tenendo conto della salute dei pesci e della chimica dell’acqua.

E cosa succede con i fertilizzanti idroponici?

I fertilizzanti progettati per l’idroponica convenzionale sono formulati per fornire nutrienti solubili e facilmente disponibili per le piante.

Ad esempio, su Grow Barato puoi trovare prodotti specifici per sistemi idroponici come Hydro Grow A+B di BAC, formulato per colture idroponiche e completamente solubile in acqua.

Questo è importante perché un fertilizzante adatto per l’idroponica non significa automaticamente che sia adatto per l’acquaponica. In un sistema con pesci, qualsiasi prodotto aggiunto all’acqua deve essere valutato anche per i suoi possibili effetti sugli animali e sull’equilibrio biologico del biofiltro.

Pertanto, questo tipo di fertilizzanti può essere un riferimento per comprendere la differenza tra nutrizione idroponica convenzionale e acquaponica, ma non deve essere interpretato come una raccomandazione per aggiungerlo direttamente alla vasca dei pesci.

Controllo dei parassiti in acquaponica

Questo è un altro dei punti in cui l’acquaponica costringe a cambiare il modo di lavorare.

In una coltivazione convenzionale possiamo ricorrere a diversi prodotti fitosanitari, ma in acquaponica bisogna adottare la massima cautela perché qualsiasi sostanza che arrivi all’acqua può influire sui pesci e sui microrganismi del sistema.

La Oklahoma State University raccomanda di dare priorità a strategie di gestione integrata dei parassiti, inclusi metodi fisici e biologici. Avverte inoltre che i pesticidi possono rappresentare un rischio per i pesci.

Metodi di controllo consigliati

Tra le strategie che possono essere utilizzate ci sono:

• Trappole adesive per monitorare gli insetti.
• Barriere fisiche.
• Rimozione manuale dei parassiti.
• Controllo biologico tramite organismi benefici.
• Igiene ed eliminazione dei resti vegetali.
• Monitoraggio frequente di foglie e fusti.

Il principio di base è semplice: prima di introdurre qualsiasi prodotto in un sistema acquaponico bisogna verificare che sia compatibile con pesci, batteri e piante.

Cosa succede con i funghi delle radici?

I problemi radicali possono apparire quando le condizioni dell’acqua non sono adeguate.

Invece di tentare di risolvere il problema unicamente tramite prodotti, è fondamentale controllare prima:

• Temperatura dell’acqua.
• Ossigeno disciolto.
• Stato delle radici.
• Circolazione dell’acqua.
• Accumulo di materia organica.
• Funzionamento del biofiltro.
• Qualità generale dell’acqua.

La prevenzione è particolarmente importante perché un problema alle radici può influire rapidamente sul resto del sistema.

Per questo motivo, non è corretto stabilire semplicemente che abbassare l’acqua al di sotto di una temperatura specifica risolverà qualsiasi malattia fungina. La temperatura adeguata dipende dalla specie di pesce e dalla coltura, e ridurla troppo potrebbe causare problemi ai pesci stessi.

Vantaggi dell’acquaponica

Quando è progettata correttamente, l’acquaponica presenta diversi vantaggi interessanti:

Utilizzo dell’acqua

L’acqua viene fatta ricircolare tra il sistema dei pesci e il sistema di coltivazione, riducendo la necessità di apporti costanti di acqua rispetto a determinati sistemi agricoli convenzionali.

Utilizzo dei nutrienti

I residui generati dai pesci non sono considerati semplicemente uno scarto, ma fanno parte del ciclo dei nutrienti del sistema.

Coltivazione senza suolo

Le piante possono svilupparsi tramite diversi sistemi idroponici senza necessità di utilizzare terra.

Integrazione di produzione animale e vegetale

Lo stesso sistema permette di produrre organismi acquatici e piante, a condizione che entrambi i componenti siano correttamente equilibrati.

Svantaggi e difficoltà dell’acquaponica

Non ci sono solo vantaggi.

Allestire un sistema acquaponico richiede di controllare molti parametri simultaneamente. Un’alterazione nella vasca dei pesci può finire per influire sulle piante e viceversa.

Tra le principali difficoltà ci sono:

• Controllare l’ammoniaca e i nitriti.
• Mantenere una popolazione stabile di batteri nitrificanti.
• Controllare il pH.
• Mantenere sufficiente ossigeno disciolto.
• Controllare la temperatura.
• Evitare l’accumulo di solidi.
• Scegliere specie compatibili.
• Evitare prodotti che possano risultare tossici per i pesci.
• Mantenere pompe, filtri e tubature in buono stato.

In altre parole, l’acquaponica non elimina la necessità di controllare la nutrizione: cambia il modo di gestirla.

È realmente possibile fare idroponica organica tramite acquaponica?

Sì, anche se conviene utilizzare il termine con una certa precisione.

L’acquaponica permette di coltivare piante in un sistema senza suolo in cui una parte importante dei nutrienti proviene da un processo biologico basato sui pesci, i loro residui e i batteri nitrificanti.

Ciò può ridurre la dipendenza da soluzioni minerali preparate specificamente per l’idroponica. Tuttavia, acquaponica e idroponica organica non sono esattamente sinonimi, e un sistema acquaponico non deve essere trattato come un’idroponica convenzionale a cui abbiamo semplicemente aggiunto dei pesci.

La chiave sta nel mantenere un equilibrio tra pesci + alimentazione + batteri + filtrazione + acqua + piante.

Conclusione: acquaponica, un circuito di nutrienti basato sulla natura

L’acquaponica dimostra che è possibile combinare acquacoltura e idroponica per creare un sistema in cui i residui dei pesci si convertono, tramite l’azione di microrganismi, in nutrienti utilizzabili dalle piante.

Sebbene l’idea di integrare pesci e colture abbia origini storiche molto antiche, l’acquaponica moderna utilizza filtri, pompe, biofiltri e sistemi di controllo che permettono di rendere questo processo molto più efficiente e prevedibile.

Per questo motivo, se ciò che cerchiamo è un modo di coltivare in acqua sfruttando nutrienti di origine biologica, l’acquaponica è una delle alternative più interessanti. Certo: non si tratta semplicemente di sostituire un fertilizzante minerale con uno organico, ma di costruire e mantenere un intero ecosistema in equilibrio.