Valorizzazione dei fanghi acquaponici nella coltivazione di specie orticole e forestali

The innovations in modern agriculture, the growth of the global population, and the scarcity of resources have enabled the global development of coupled aquaponic systems. These systems combine the farming of aquatic species (usually fish) and plants in a closed water cycle, where fish effluents are converted into nutrients for plant growth. Traditionally, aquaponic systems followed a single loop, in which nutrient-rich water was transferred from fish to plants and then returned. However, the different specific nutritional and environmental needs of fish and plants resulted in compromises in the ideal conditions for both species, thus reducing the efficiency and productivity of such coupled systems. More recently, decoupled systems allow for greater productivity through more precise regulation of the entire process, increasing the recycling of nutrients contained in the farming sludge. Efficient in both protein production and water use, these soilless systems find their best application in arid and/or urbanized environments. This study evaluates the impact of effluents from a small-scale aquaponic system on the soilless cultivation of basil (Ocimum basilicum L. ‘Riviera Ligure’) and field elm (Ulmus minor) to explore the potential opportunities of the effluents in a decoupled aquaponic system. Four experiments were conducted: the first was a preliminary test to assess the hormone-like effect of sludge extracts, the second to evaluate the in vivo biostimulant effect of the sludge on basil, and two others experiments to evaluate the possibility of using the sludge as organic fertilizer for the fertilization of basil and field elm grown in containers, comparing the sludge (along with two other organic fertilizers) with Osmocote, a controlled-release fertilizer commonly used for container cultivation. The results of this research showed a questionable biostimulant effect of the sludge, although the topic requires further investigation. On the other hand, the sludge demonstrated great potential as a sustainable alternative to synthetic fertilizers for growing basil and field elm in containers. The results suggest that, when integrated with other organic fertilizers, the sludge can support the growth of basil plants similarly to a controlled-release fertilizer, when applied at a dose equivalent to 3 g of Osmocote per liter of substrate. It was also shown that elm has reduced nutritional requirements and that, if cultivated for only 2 months, it can be fertilized with a mix of sludge and two other organic fertilizers at a dose equivalent to 1.5 g of Osmocote per liter of substrate. In conclusion, while the sludge does not seem to have a biostimulant effect, it can be suitably used for organic fertilization of container-grown plants, enhancing their sustainability.

Le innovazioni della moderna agricoltura, la crescita della popolazione mondiale e la scarsità delle risorse hanno consentito lo sviluppo globale dei sistemi acquaponici accoppiati. Questi sistemi combinano l'allevamento di specie acquatiche (solitamente pesci) con la coltivazione di piante in un ciclo idrico chiuso, in cui gli effluenti dei pesci vengono trasformati in nutrienti per la crescita delle piante. Tradizionalmente, i sistemi acquaponici seguivano un ciclo unico, in cui l'acqua ricca di nutrienti veniva trasferita dai pesci alle piante e poi restituita. Tuttavia, le diverse esigenze nutrizionali e ambientali specifiche di pesci e piante comportavano compromessi nelle condizioni ideali per entrambe le specie, riducendo così l'efficienza e la produttività di questi sistemi accoppiati. Più recentemente, i sistemi disaccoppiati consentono una maggiore produttività grazie a una regolazione più precisa dell'intero processo, aumentando il riciclo dei nutrienti contenuti nei fanghi di allevamento. Efficienti sia nella produzione di proteine che nell'uso dell'acqua, questi sistemi fuori-suolo trovano il loro migliore impiego in contesti aridi e/o cementificati. Questo studio valuta l'impatto degli effluenti di un sistema acquaponico di piccola scala sulla coltivazione in fuori suolo di basilico (Ocimum basilicum L. ‘Riviera Ligure’) e olmo campestre (Ulmus minor L) per esplorare le potenziali opportunità dei reflui in un impianto acquaponico disaccoppiato. Sono quindi state fatte 4 prove, la prima preliminare per la valutazione dell’effetto ormonosimile di estratti di fanghi, la seconda per valutare in vivo l’effetto biostimolante dei fanghi su basilico, e altre due per valutare la possibilità di usare i fanghi come concime organico per la concimazione di basilico ed olmo campestre allevati in contenitore, mettendo i fanghi (assieme ad altri due concimi organici) a confronto con l’Osmocote, un concime a rilascio controllato che viene proposto per la coltivazione in contenitore. I risultati di questa ricerca hanno evidenziato un improbabile effetto biostimolante dei fanghi, seppure l’argomento necessiti ulteriori approfondimenti. D’altro canto, i fanghi hanno dimostrato un ottimo potenziale come alternativa sostenibile ai concimi di sintesi per la coltivazione di basilico e olmo campestre in contenitore. I risultati suggeriscono, infatti, che, se integrati con altri concimi organici, i fanghi sono capaci sostenere la crescita delle piante di basilico al pari di un concime a rilascio controllato, applicando una dose equivalente a quella apportata da 3 g di Osmocote per litro di substrato. È stato anche dimostrato che l’olmo ha ridotte esigenze nutrizionali e che, se coltivato per soli 2 mesi, può essere concimato con il mix di fanghi e altri due concimi organici alla sola dose equivalente di 1.5 g di Osmocote per litro di substrato. Concludendo, i fanghi non sembrano avere effetto biostimolante ma possono essere vantaggiosamente impiegati per la concimazione organica di piante allevate in contenitore, migliorandone la sostenibilità.