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In questo sistema le piante crescono rapidamente grazie ai nutrienti disciolti che vengono eliminati direttamente dai pesci o generati dalla scomposizione microbica dei rifiuti dei pesce.
In particolare, nei sistemi a ricircolo chiuso, con pochissimo scambio giornaliero di acqua, i nutrienti disciolti si accumulano in concentrazioni simili a quelle delle soluzioni nutritive idroponiche e l'azoto disciolto può trovarsi a livelli molto elevati. I pesci espellono azoto residuo, sotto forma di ammoniaca/ammonio, direttamente nell'acqua attraverso le branchie. I batteri convertono l'ammoniaca in nitrito e poi in nitrato. L'ammoniaca e il nitrito sono tossici per i pesci, ma il nitrato è relativamente innocuo ed è la forma preferita di azoto per la coltivazione.
Il design dei sistemi acquaponici è molto simile a quello dei sistemi di acquacoltura a ricircolo RAS con l'aggiunta di una componente idroponica.
Un sistema acquaponico è composto da 4 elementi principali (Figura):
- Pesci che producono le sostanze di scarto che tendono ad accumularsi nell’acqua;
- Batteri che hanno il compito di convertire le sostanze organiche prodotte dai pesci in nutrienti inorganici necessari per la nutrizione delle piante;
- Piante che assorbono le sostanze di scarto dei pesci dopo che sono state trasformate dai batteri utilizzandole come nutrimento necessario per la loro crescita;
- Acqua in quantità limitata.
IMMAGINE DEI 4 ELEMENTI