Immaginate le piscicolture del futuro che non dipendono più da massicci scambi d'acqua, ma operano invece attraverso micro-ecosistemi autosufficienti che garantiscono una crescita sana dei pesci, riducendo al minimo l'impatto ambientale. Questa visione sta diventando realtà in Brasile, dove una ricerca innovativa dell'Università Federale del Mato Grosso do Sul (UFMS) dimostra il notevole potenziale della tecnologia biofloc (BFT) nella coltivazione del pesce Pacu sudamericano ( Piaractus mesopotamicus ), aprendo nuove strade per l'acquacoltura sostenibile.

Sfide e opportunità nell'allevamento del pesce Pacu

Il pesce Pacu, noto anche come pomfret argentato, è una specie economica vitale in Sud America, apprezzata per il suo rapido tasso di crescita e la sua carne deliziosa. Tuttavia, i metodi tradizionali di allevamento del Pacu richiedono tipicamente ingenti risorse idriche, rischiando al contempo il degrado della qualità dell'acqua e l'inquinamento ambientale. Questa situazione urgente richiede tecniche di coltivazione più ecologiche ed efficienti.

Tecnologia Biofloc: Una soluzione sostenibile

La tecnologia biofloc (BFT) rappresenta un approccio innovativo all'acquacoltura che coltiva flocculi microbici all'interno dell'acqua di allevamento. Questi flocculi trasformano i rifiuti organici in biomassa commestibile per i pesci, eliminando potenzialmente i requisiti di scambio idrico. I sistemi BFT non solo conservano l'acqua, ma migliorano anche la qualità dell'acqua, migliorando al contempo i tassi di crescita dei pesci e gli indicatori di salute.

Ricerca UFMS: Applicazione BFT nella coltivazione del Pacu

Per valutare l'efficacia della BFT nell'allevamento del Pacu, i ricercatori dell'UFMS hanno condotto esperimenti comparativi tra sistemi BFT e sistemi di acquacoltura a ricircolo tradizionali (RAS). Lo studio si è svolto presso la stazione sperimentale di piscicoltura dell'UFMS (20°30′04.6" S, 54°36′37.8" W) con l'approvazione del comitato etico per la ricerca sugli animali dell'università (Caso n.: 1.208/2022).

I ricercatori hanno selezionato 90 giovani pesci Pacu ( Piaractus mesopotamicus ) con un peso medio di 68,86±4,43 grammi e una lunghezza standard di 13,33±0,13 cm, dividendoli tra sistemi BFT e RAS. Durante l'esperimento, gli scienziati hanno monitorato regolarmente i parametri dell'acqua, tra cui temperatura, ossigeno disciolto (DO), pH e composti azotati in entrambi i sistemi.

Risultati sperimentali: prestazioni superiori della BFT

I risultati hanno rivelato che i sistemi BFT dimostrano vantaggi significativi nel miglioramento della qualità dell'acqua e nelle prestazioni dell'allevamento del Pacu:

• Parametri dell'acqua: Sebbene entrambi i sistemi abbiano mantenuto livelli simili di ossigeno disciolto ( p >0,05), la BFT ha mostrato valori di pH inferiori (mattina 7,64, pomeriggio 7,68) rispetto alla RAS (mattina 7,86, pomeriggio 7,90) ( p 0,05), sebbene la RAS abbia costantemente registrato temperature più elevate nelle misurazioni giornaliere ( p <0,05).
• Prestazioni di crescita: I Pacu nei sistemi BFT hanno mostrato tassi di crescita accelerati e rapporti di conversione del mangime superiori, indicando che la BFT migliora sia le condizioni dell'acqua che l'efficienza dell'allevamento.
• Indicatori di salute: I Pacu coltivati con BFT hanno dimostrato risposte immunitarie più forti e resistenza alle malattie, probabilmente attribuibili alle ricche comunità microbiche del sistema che promuovono la salute intestinale e la funzione immunitaria.

La scienza dietro la BFT: dinamiche dei flocculi microbici

L'efficacia della BFT deriva dai flocculi microbici, aggregati complessi di batteri, alghe, protozoi e particelle organiche. Questi flocculi assorbono i rifiuti organici e i composti azotati, convertendoli in biomassa commestibile che purifica simultaneamente l'acqua e fornisce nutrimento naturale.

Inoltre, i flocculi microbici generano composti bioattivi tra cui enzimi, vitamine e antibiotici che stimolano la crescita dei pesci, rafforzano l'immunità e migliorano la resistenza alle malattie. Pertanto, i sistemi BFT funzionano come micro-ecosistemi completi che creano ambienti di crescita ottimali.

Applicazioni future: l'orizzonte dell'acquacoltura sostenibile

Come soluzione di acquacoltura eco-consapevole, la tecnologia BFT detiene un vasto potenziale per diverse specie, tra cui pesci, gamberi e molluschi, in particolare nelle operazioni di allevamento intensivo. L'adozione della BFT potrebbe ridurre sostanzialmente il consumo di acqua, la contaminazione ambientale e i costi operativi, migliorando al contempo l'efficienza produttiva.

L'interesse globale per la BFT continua ad espandersi, con prove crescenti che dimostrano la sua capacità di migliorare la qualità dell'acqua, la produttività dell'allevamento e la sicurezza alimentare, riducendo al contempo la dipendenza dagli antibiotici. Di conseguenza, la BFT emerge come una direzione futura fondamentale per lo sviluppo dell'acquacoltura.

Limitazioni attuali e frontiere della ricerca

Nonostante i suoi vantaggi, la tecnologia BFT presenta alcune sfide:

• Il funzionamento del sistema richiede competenze tecniche per il monitoraggio dei parametri dell'acqua, la regolazione del rapporto carbonio-azoto e la gestione dei flocculi microbici
• Gli investimenti iniziali per bioreattori, apparecchiature di aerazione e strumenti di monitoraggio possono rivelarsi sostanziali
• Le comunità microbiche complesse rimangono vulnerabili alle fluttuazioni ambientali che possono destabilizzare i sistemi

La ricerca futura dovrebbe dare priorità a:

• Ottimizzazione della progettazione del sistema attraverso bioreattori migliorati, metodi di aerazione e meccanismi di controllo intelligenti
• Selezione di ceppi microbici ad alta efficienza per migliorare le capacità di degradazione dei rifiuti
• Studi completi sugli effetti della BFT sulla salute intestinale e sulla funzione immunitaria dei pesci
• Strategie di riduzione dei costi tramite fonti di carbonio convenienti e apparecchiature di monitoraggio semplificate

Conclusione: un futuro promettente per l'allevamento del Pacu

Lo studio UFMS stabilisce i significativi vantaggi della tecnologia BFT nella coltivazione del Pacu, migliorando la qualità dell'acqua, l'efficienza produttiva e la salute dei pesci. Come soluzione di acquacoltura sostenibile, la BFT offre nuove opportunità di sviluppo per l'allevamento del Pacu. Attraverso la continua ottimizzazione del sistema, la riduzione dei costi e la diffusione della tecnologia, la BFT è pronta a svolgere un ruolo sempre più vitale nel futuro dell'acquacoltura.

Questi risultati supportano in situ l'implementazione del biofloc per migliorare l'efficienza e rafforzare la produzione di giovani Pacu. La ricerca complementare di Adineh et al. (2019), El-Sayed (2021), Khanjani et al. (2024), Shourbela et al. (2021) e Zhang et al. (2018) convalida ulteriormente il valore della BFT nell'acquacoltura, in particolare per l'allevamento di tilapia del Nilo e carpe, dove riduce o elimina lo scambio idrico mantenendo al contempo la qualità dell'acqua e gli standard sanitari. Questo studio sottolinea il potenziale della tecnologia biofloc come sistema di allevamento sostenibile e di alto valore P. mesopotamicus che migliora le prestazioni di crescita, garantisce condizioni idriche superiori, aumenta l'efficienza produttiva e rafforza le risposte immunitarie dei giovani pesci.