Appendice 4 – Calcolo del rapporto tra quantità di ammoniaca e biofiltro in un impianto acquaponico

Saltiamo l’appendice 3 del manuale che è dedicata ai pesci e vorremmo la revisione della traduzione da parte di Pietro che è sempre molto preso e passiamo direttamente alla n. 4

Questa appendice fornisce spiegazioni dettagliate sulla quantità ottimale medium filtrante necessario per convertire l’ammoniaca in nitrati rispetto ad una determinata quantità di mangimi per pesci. Oltre alle informazioni fornite nel capitolo 8 del manuale è importante introdurre due nuovi parametri nelle equazioni:
• azoto ammoniacale totale (TAN) prodotto da mangimi per pesci
• tasso di conversione dell’ammoniaca in nitrato operato dai batteri

Determinazione della quantità di ammoniaca prodotta dai mangimi
L’ammoniaca è un sottoprodotto dalla degradazione delle proteine. La quantità di ammoniaca nell’acqua dipende da diversi fattori, tra cui la quantità/qualità delle proteine o amminoacidi nel mangime, la digeribilità, le specie di pesci, la temperatura e la rimozione dei rifiuti del pesce dal sistema acquaponico. In media, il 30 per cento delle proteine fornite dalla dieta vengono trattenute nel corpo dei pesci. Pertanto, il 70 per cento dell’azoto si disperde: il 15 per cento non viene digerito ed esce come rifiuto solido (feci) e alimento non consumato, mentre il restante 55 per cento viene escreto dai pesci come ammoniaca o prodotti facilmente degradabili in ammoniaca. Oltre ai rifiuti direttamente disciolti, vale la pena notare che circa il 60 per cento dei rifiuti solidi prodotti vengono estratti dal sistema mediante la filtrazione, ciò lascia circa 6 per cento del rifiuti solidi ammoniacali da degradare  in acqua. Complessivamente, circa il 61 per cento dell’azoto originato dal cibo  diventa ammoniaca ed è soggetto alla nitrificazione.
Prendiamo l’esempio di 20 kg di pesce che mangiano l’1 per cento del loro peso corporeo al giorno (200 g di mangime). Da questi 200 g di mangime (32 per cento di proteine), la quantità di ammoniaca prodotta è di circa 7,5 grammi. Per ottenere questo numero, in primo luogo la quantità dell’azoto è calcolata sulla base della percentuale di proteine nel mangime; la quantità dell’azoto contenuto nella proteina (16 per cento). Quindi, la quantità di azoto disciolto viene così calcolato: il 61 per cento dell’azoto è disperso (6 per cento come mangime digerito/non consumato mantenuto nel sistema, 55 per cento escreto dal pesce). Per ogni grammo di azoto disperso, viene prodotta 1,2 g di ammoniaca, secondo metodi standard della chimica (che qui non vengono riportati). La seguente equazione mostra il processo

Come determinare la quantità di materiale necessaria per realizzare il biofiltro necessario per nitrificare i batteri
Il tasso di rimozione di ammoniaca da batteri nitrificanti è 0,2-2 g per metro quadrato al giorno. Il tasso di rimozione dipende dal disegno biofiltro, dal carico acqua (quantità di acqua che scorre attraverso i batteri), dalle temperature (maggiore attività biologica a temperature > 20 ° C), dalla salinità, dal pH, dall’ossigeno e dai solidi sospesi nei rifiuti del pesce. Per semplificare i complessi calcoli necessari, viene utilizzato un tasso prudente di conversione dell’ammoniaca di  0.57 g  per metro quadrato di superficie al giorno. In relazione alla quantità giornaliera di mangime di 200 g e alla conseguente produzione di 7,5 g di ammoniaca, è necessario fornire batteri con una superficie operativa di 13.3 mq, come mostrato nella seguente equazione:La superficie dei batteri nitrificanti può essere realizzata con una vasta gamma di materiali, ciascuno con una superficie specifica (SSA), nota anche come superficie in rapporto al volume, espresso come metri quadrati per metro cubo (m2/m3). I medium utilizzati per il biofiltro più comuni includono ghiaia, sabbia, supporti tessuti in fibre sintetiche e mezzi filtranti costituiti da piccoli pezzetti di plastica. Il SSA indica la superficie totale che si potrebbe ottenere se si potesse misurare la superficie di tutte le particelle di un particolare materiale  contenuto nello spazio di un metro cubo. Alcuni di questi valori SSA sono censiti nella tabella A4.1 (vedi anche tabella 4.1).
Il volume del medium necessario per convertire l’ammoniaca può essere calcolato utilizzando il rapporto di SSA. Vediamo di fare un esempio di utilizzo di tufo di origine vulcanica: il tufo vulcanico ha un SSA di 300 m2/m3. Il volume di tufo necessario per garantire un superficie operativa di 13,3 m2, calcolato sopra, per i batteri nitrificanti può essere ottenuto con una semplice divisione:Il volume finale di tufo necessario per elaborare 200 g di mangime al giorno è 0,0443 m3. Un metro cubo equivale a 1 000 litri, e quindi il volume di tufo richiesto è 44.3 litri. Quindi, 1 litro di tufo può convertire l’ammoniaca ottenuto da 4,5 g di mangime.Quando si utilizzano i vari supporti nei letti di crescita delle varie tecniche di coltura acquaponica, la quantità di materiale utilizzato supera di gran lunga l’importo minimo richiesto per la biofiltrazione e la conversione di ammoniaca. Ciò si traduce in un sistema “robusto”, anche in caso di grave riduzione della efficienza dei batteri nitrificanti. La progettazione del sistema descritto nell’appendice 8 della pubblicazione ha un volume di 900 litri di tufo, circa 20 volte superiore al volume necessario per elaborare l’ammoniaca prodotta da 200 g di mangime.

Riprendersi lo spazio del cemento e del catrame …

Il blog dell’associazione “Akuadulza” ha pubblicato un nuovo post dal titolo: Riprendersi lo spazio del cemento e del catrame …, non perdetelo!

Nuovi arrivi

Ho già raccontato in qualche altro post che la nostra acquaponica è poco ortodossa perchè non è orientata a massimizzare la produzione ma tiente in conto anche l’elemento estetico. Dunque anche l’occhio vuole la sua parte!

Siccome i pesci, siano essi trote o black bass, il più delle volte non si fanno vedere abbiamo allestito una vaschetta con le ninfee e ci abbiamo messo delle “tinchette” che stiamo tirando grandi in un contenitore lì a fianco. Peggio che andar di notte le tinchette si sono rintanate sotto il vaso delle ninfee e non le abbiamo viste più.

Abbiamo pertanto pazientemente atteso tutta l’estate che l’acqua del nostro impianto acquaponico fosse più o meno alla stessa temperatura di quella dell’allevamento e siamo andati all’Azienda Agricola Pisani Dossi a prendere qualche pesce ornamentale.

Abbiamo preso qualche carpa koi per il laghetto, non c’importava che fosse di pregio, al pari di cani e gatti di casa più sono “bastardi” e più ci stanno simpatici, ma che fossero di colori vivaci perchè le potessimo vedere:

Nella vaschetta delle ninfee invece oltre a una decina di altre piccole koi che pensiamo di tirare grandi per mettere nel laghetto abbiamo messo 3 “Ferrari” dei pesci. Si tratta di tre piccoli storioni russi che ci sono piaciuti tantissimo per il loro contrasto di colori. Ci sono costati un botto, ma l’abbiamo detto che la nostra è un’acquaponica sui generis.

Visto che c’eravamo abbiamo anche arrualoto altri 5 storioni siberiani, che abbiamo messo nel laghetto. Li abbiamo presi grandi però, perche siano fuori dal pericolo rappresentato dalle fauci dei bass. Gli storioni siberiani, meno pregiati di quelli russi, li abbiamo presi per fare il “lavoro sporco” cioè pulire gli avanzi di mangime che si depositano sul fondo.

L’assetto invernale è ormai quasi al completo, direi che mancano ancora 10 o 20 trote che, come al solito prenderò dai miei amici Stefano e Paolo ma che questa volta non tirerò fuori a giugno quando l’acqua comincerà a prendere temperatura, le lascerò per vedere se se la cavano anche d’estate perchè la pesca con l’elettrostorditore è troppo impegnativa e qualche vittima la fa pure …

Alla prossima …

Appendice 2 del manuale FAO: Lotta ai parassiti e alle malattie delle piante

La lotta ai parassiti ed alle malattie può essere condotta in acquaponica secondo la maggior parte dei metodi comunemente utilizzati in agricoltura biologica. Tuttavia, è importante ricordare che le strategie contro i parassiti devono essere pianificate secondo gli insetti che si presentano in quella particolare area, le verdure coltivate in una specifica stagione e in un determinato ambiente.

LOTTA AI PARASSITI: REPELLENTI, PRODOTTI CHIMICI A BASSO IMPATTO E INSETTICIDI DI ORIGINE VEGETALE
Alternative chimiche a basso impatto rispetto ai pesticidi industriali possono essere applicate per scoraggiare i parassiti, così come miscele organiche formate da aglio schiacciato, pepe, sapone e oli insetticidi,  può tutto essere usato per allontanare la minaccia di parassiti. Sesi prevede l’uso di saponi, assicurarsi di utilizzare saponi naturali, sono infatti presenti in alcuni saponi sostanze chimiche potenzialmente dannose. Questi saponi “chimici” possono danneggiare le branchie dei pesci, perciò bisognerebbe avere cura di limitare l’accesso dei saponi alla vasca sei pesci. Sebbene una buona copertura delle piante sia necessaria per assicurare un efficace protezione e l’osservazione empirica die questi metodi di controllo abbia dimostrato che funzionano, non c’è stata ancora una ricerca scientifica sistematica sulle proprietà medicinali di estratti vegetali utilizzati pertanto almeno in alcuni casi si suggerisce cautela nel loro uso a causa di presunti rischi di tossicità per il pesce.

CONTROLLO DEI PARASSITI: INSETTICIDI DI ORIGINE VEGETALE
Gli insetticidi biologici meritano particolare attenzione se utilizzati in impianti acquaponici poiché non tutti sono adatti per i pesci. Anche se insetticidi vegetali sono classificati per l’uso biologico, la maggior parte di essi sono tossici per i pesci e per gli insetti benefici. La tabella seguente elenca una serie di insetticidi comuni con  informazioni precauzioni per il loro uso sicuro.

CONTROLLO DEI PARASSITI: GLI INSETTI ANTAGONISTI
Per controllare i parassiti possono essere utilizzati insetti utili. Questo metodo è più applicabile per grandi produttori giacché il costo può essere proibitivo per agricoltori su piccola scala. La scelta dell’insetto utile deve essere abbinata al parassita che si intende combattere e alle condizioni ambientali d’impiego.

CONTROLLO DELLA MALATTIE: CONTROLLO DELLE CONDIZIONI AMBIENTALI
Molte malattie fungine sono dipendenti dA temperatura e umidità, perciò controllare i fattori ambientali può mitigare la malattia. Se i fattori ambientali non possono essere controllati, può essere meglio scegliere colture o varietà resistenti .

CONTROLLE DELLE MALATTIE: METODI CHIMICI INORGANICI
Alcuni composti inorganici possono essere usati per trattare malattie fungine, molti di questi sono accettabili  per il loro utilizzo in coltivazioni acquaponiche. La tabella che segue illustra alcune di queste opzioni.

TABELLA DELLE CONSOCIAZIONI BIOLOGICHE
La consociazione biologica su piccola scala, che è molto comune in orticoltura biologica e biodinamica. La teoria che la giustifica è che l’associazione di diverse piante ha un effetto, repellente o  dissuasivo contro i parassiti. Inoltre si possono verificare alcuni effetti benefici sul complesso suolo / impianto agro-ecosistemico può che possono essere favoriti dal rilascio di sostanze o essudati radicali da piante benefiche.
Anche se un certo grado di controllo dei parassiti è stato scientificamente verificato, il grado di successo dipende: dal livello di infestazione da parassiti, dalla densità coltura, dal rapporto tra colture e delle piante benefiche e i tempi di impianto specifici. La consociazione biologica può essere utilizzata in combinazione con altre strategie all’interno di un impianto e integrata con altri sistemi per gestione dei parassiti per ottenere colture più sane nei sistemi acquaponici.
La tabella seguente fornisce una panoramica generale delle possibili combinazioni in base ai principi biodinamici. Informazioni specifiche possono essere ottenute facilmente nella dettagliata letteratura disponibile in materia di agricoltura biologica e biodinamica.