Ottimizzazione della densità di allevamento del Persico trota (Micropterus salmoides) in un sistema di acquaponica accoppiato

The current global situation requires the pursuit of increasingly efficient and environmentally sustainable production systems, capable of meeting the food demands of a continuously growing population while safeguarding the natural resources used. In this context, aquaponics addresses these challenges by offering the opportunity to obtain two commercial products – fish and plants – through the synergistic use of a single production system. However, in these complex integrated production systems, every parameter must be carefully chosen and monitored. Stocking density, for example, can directly affect animal welfare, the quantity and quality of production, and the productivity of the cultivated plants. This experimental trial was conducted in the tunnel greenhouse of the horticulture research group at the “Lucio Toniolo” Experimental Farm of the University of Padua. It lasted a total of 176 days, from June 5th, 2024, to November 28th, 2024. The experimental design included the use of nine identical and independent aquaponic systems, to which three different initial stocking densities were applied, each replicated three times. The lowest initial density (LD) was 3.46 kg/m3, the medium density (MD) was 4.55 kg/m3, and the highest density (HD) was 6.91 kg/m3. The fish species reared was largemouth bass (Micropterus salmoides), cultivated alongside three different plant crops, for a total of four crop cycles, in the following order: lettuce (42 days), basil (first harvest, 41 days), basil (second harvest, 33 days), and Swiss chard (57 days). Environmental parameters were regularly monitored three times a week on alternate days. Fish were weighed and data for the development of morphometric indices were collected a total of four times, coinciding with the plant harvests. Once a week, a water sample was taken from each tank to determine the chemical profile. At the end of the trial, the fish were slaughtered to calculate slaughter yields and fillet quality. In this study, the water parameters in the tanks remained within limits considered acceptable for the system, with higher values observed in the high-density (HD) tanks, particularly regarding turbidity, ammonium, and nitrates. The fish showed better production performance at the low density (LD), with the highest average individual weights recorded. In all three tested densities, the feed conversion ratio increased with higher fish biomass. Slaughter yields and fillet quality showed no significant differences among LD, MD and HD, although the hepatosomatic index and fillet yields were higher in the medium-density (MD) tanks, with values similar to those obtained in LD. Finally, the highest leaf yield was obtained in the HD tanks, except for the second basil cycle. Specifically for lettuce, the yield in the high-density tanks was statistically similar to that obtained in MD tanks. Based on the results obtained in this trial, the best density for a coupled aquaponic system with low technological input was the medium density (MD) proved to be the best compromise between product quality, animal welfare and plant yield.

La situazione attuale a livello globale richiede la ricerca di sistemi produttivi sempre più efficienti e a ridotto impatto ambientale, capaci di sostenere i fabbisogni alimentari di una popolazione in continua crescita, salvaguardando al contempo le risorse naturali utilizzate. In questo contesto l’acquaponica si pone al centro di queste problematiche, offrendo la possibilità di ottenere due prodotti commerciali, pesci e piante, attraverso l’utilizzo sinergico di un unico sistema produttivo. Tuttavia, in questi complessi sistemi di produzione integrata ogni parametro deve essere accuratamente scelto e monitorato. La densità di allevamento ad esempio, può influire direttamente sul benessere animale, sulla quantità e qualità della produzione oltre che sulla produttività delle colture vegetali. La presente prova sperimentale è stata condotta presso la serra-tunnel del gruppo di ricerca di orticoltura, all’interno dell’Azienda Agricola Sperimentale “Lucio Toniolo” dell’Università degli Studi di Padova; con una durata totale di 176 giorni, dal 5 giugno 2024 al 28 novembre 2024. Il disegno sperimentale ha previsto l’utilizzo di nove impianti acquaponici identici e indipendenti tra loro, in cui sono state applicate tre densità iniziali di allevamento differenti, ciascuna replicata tre volte. La densità iniziale minore (LD) era di 3.46 kg/m3, la densità intermedia (MD) di 4.55 kg/m3 e la maggiore (HD) di 6.91 kg/m3. La specie di pesce allevata è stata il persico trota (Micropterus salmoides) in consociazione a tre colture vegetali differenti, per un totale di quattro cicli di coltivazione, in ordine: lattuga (42 giorni), basilico (primo sfalcio, 41 giorni), basilico (secondo sfalcio, 33 giorni) e bietola da coste (57 giorni). I parametri ambientali sono stati controllati regolarmente tre volte a settimana a giorni alterni, la pesata dei pesci e la raccolta dati per lo sviluppo degli indici morfometrici è avvenuta in totale 4 volte, in coincidenza della raccolta delle colture. Una volta a settimana è stato prelevato un campione di acqua da ogni vasca per la determinazione del profilo chimico. Al termine della prova gli animali sono stati macellati per il calcolo delle rese alla macellazione e la qualità dei filetti. Nel presente studio i parametri relativi all’acqua delle vasche sono rimasti entro limiti ritenuti accettabili per il sistema, con valori maggiori nelle vasche ad alta densità (HD) in particolare riguardo a torbidità, ammonio e nitrati. Le prestazioni produttive dei pesci sono risultate migliori nella bassa densità (LD), registrando i pesi medi individuali maggiori. In tutte e tre le densità testate l’indice di conversione è peggiorato all’aumentare della biomassa di pesci presente. Le rese alla macellazione e la qualità dei filetti non hanno mostrato differenze significative tra LD, MD e HD, solamente l’indice epato-somatico (HIS) e la resa dei filetti sono risultati maggiori nelle vasche a media densità (MD) con valori simili a quelli di LD. Infine, la resa fogliare maggiore è stata ottenuta dalle vasche HD, ad esclusione del secondo ciclo di basilico. Nel caso della lattuga, in particolare, il valore delle vasche ad alta densità è risultato statisticamente simile a quello ottenuto in MD. In relazione ai risultati ottenuti in questa prova, la densità migliore per un impianto acquaponico accoppiato a ridotto input tecnologico è risultata quella intermedia (MD), evidenziando il miglior compromesso tra qualità del prodotto, benessere animale e resa vegetale.