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Si stima che la popolazione mondiale raggiungerà gli 8,5 miliardi nel 2030, i 9,7 miliardi nel 2050 e i 10,9 miliardi nel 2100, suggerendo un aumento della domanda di cibo che l'agricoltura dovrà essere in grado di sostenere, in un contesto di risorse limitato. In questo contesto, l'acquacoltura rappresenta una soluzione ritenuta efficace da importanti Istituzioni governative (FAO E UE), anche se non del tutto priva di controindicazioni da punto di vista ambientale. Per questo motivo, anche per l’acquacoltura, si stanno studiando metodi di produzione alternativi meno impattanti e sostenibili, come l’acquaponica. Uno di questi è l'acquaponica che consiste in un metodo di produzione combinato: l'acquacoltura (allevamento ittico) e la coltivazione senza suolo (idroponica), entrambe integrate in un sistema chiuso a ricircolo che permette una produzione circolare e la riduzione dell’uso di energia e della produzione di scarti. Un’evoluzione di questo concetto è quello sviluppato nel progetto SIMTAP, nel quale si inserisce lo studio oggetto della presente tesi. L’idea del SIMTAP consiste nella messa a punto di un sistema acquaponico multitrofico marino, integrato, e “autosufficiente”, cioè in grado di autoprodursi l’unico input previsto dalla produzione acquaponica: l’alimento per le specie ittiche.
L'obiettivo principale del SIMTAP è quello di progettare, realizzare e testare un innovativo sistema di produzione di alimenti (pesce e vegetali) che, partendo dall’energia solare e dalla produzione di microalghe, sia in grado di ridurre drasticamente l’uso di risorse (ad esempio, energia non rinnovabile, acqua, farina di pesce, olio di pesce, soia, ecc.) e, dall'altro, la produzione di rifiuti, diminuendo l'impatto del ciclo di vita sull'ambiente di questo segmento dell'industria alimentare.
L'esperimento è stato condotto a Pisa, con la partnership scientifica del Dipartimento di Scienze Veterinarie e del Dipartimento di Scienze Agro-Alimentari e Agro-Ambientali (DAFE), all’interno di una serra nella quale è stato allestito il prototipo SIMTAP. Lo scopo del presente studio è stato quello di valutare gli effetti, sulle perfomances di crescita, di diete alternative in orate (Sparus aurata). Le diete sperimentali, con cui si potrebbe in futuro sostituire l’uso dei mangimi commerciali, consistevano in un mix di alimenti (vongole, cozze e/o policheti) potenzialmente producibili all’interno del sistema SIMTAP.
Lo studio ha quindi previsto la valutazione di due diete: una di controllo (mangime commerciale) e una sperimentale (mix di vongole, cozze e/o policheti).
L’analisi dei risultati zootecnici, hanno messo in evidenza come le diete sperimentali, soprattutto quando composte da più ingredienti, comportano una perdita di performance produttiva di circa l’8% rispetto al mangime commerciale. Considerato però il potenziale legato alla sostenibilità delle diete sperimentali, si ritiene interessante sviluppare ulteriormente questa strategia produttiva, nel tentativo di ridurre il “gap” produttivo rispetto all’uso del mangime commerciale da una parte, e migliorare la sostenibilità della produzione ittica e vegetale dall’altra.

It is estimated that the world population will reach 8.5 billion in 2030, 9.7 billion in 2050 and 10.9 billion in 2100, suggesting an increase in the demand for food that agriculture will have to be able to support, in a context of limited resources. In this context, aquaculture represents a solution considered effective by important governmental institutions (FAO and EU), even if it is not entirely free of drawbacks from an environmental point of view. For this reason, alternative production methods that have less impact and are sustainable, such as aquaponics, are also being studied for aquaculture. One of these is aquaponics, which consists of a combined production method: aquaculture (fish farming) and soilless cultivation (hydroponics), both integrated in a closed recirculating system that allows circular production and the reduction of energy use and waste production. An evolution of this concept is the one developed in the SIMTAP project, in which the study that is the subject of this thesis is included. The idea of SIMTAP consists in the development of an integrated, "self-sufficient" marine multitrophic aquaponic system, i.e. capable of self-producing the only input required by aquaponic production: food for fish species.
The main objective of SIMTAP is to design, implement and test an innovative food production system (fish and vegetables) that, starting from solar energy and microalgae production, is able to drastically reduce the use of resources (e.g. non-renewable energy, water, fishmeal, fish oil, soy, etc.) and, on the other hand, the production of waste, thus decreasing the life cycle impact on the environment of this segment of the food industry.
The experiment was carried out in Pisa, with the scientific partnership of the Department of Veterinary Sciences and the Department of Agri-Food and Agri-Environmental Sciences (DAFE), in a greenhouse where the SIMTAP prototype was set up. The aim of the present study was to evaluate the effects of alternative diets on growth performance in gilthead sea bream (Sparus aurata). The experimental diets, with which the use of commercial feeds could be replaced in the future, consisted of a mix of foods (clams, mussels and/or polychaetes) that could potentially be produced within the SIMTAP system.
The study therefore involved the evaluation of two diets: a control diet (commercial feed) and an experimental diet (mix of clams, mussels and/or polychaetes).
The analysis of the zootechnical results showed that experimental diets, especially when composed of several ingredients, lead to a loss in production performance of around 8% compared to commercial feed. However, considering the potential for sustainability of experimental diets, it is interesting to further develop this production strategy in an attempt to reduce the production "gap" with commercial feed on the one hand, and to improve the sustainability of fish and plant production on the other.