Passa al contenuto

Operazioni agricole indipendenti

← Aquaponics Food Production Systems

Source material

Capitolo 17 Informazioni sui rischi per la salute degli animali acquatici in acquaponica

**Hijran Yavuzcan Yildiz, Vladimir Radosavljevic, Giuliana Parisi e Aleksandar Cvetkovikj

Abstract L'aumento dell'interesse pubblico per l'acquaponica richiede una maggiore necessità di monitorare la salute dei pesci per ridurre al minimo il rischio di epidemie di malattie infettive e non infettive derivanti da problemi di biosicurezza. Le perdite di pesce dovute alla salute e alle malattie, nonché la segnalazione di pratiche di gestione inadeguate e di qualità dei prodotti, che nel peggiore dei casi potrebbero influire sulla salute umana, possono portare a una grave vulnerabilità economica e reputazionale per l'industria dell'acquaponica. La complessità dei sistemi aquaponici impedisce l'uso di molti agenti antimicrobiali/antiparassitari o disinfettanti per sradicare malattie o parassiti. In questo capitolo forniamo una panoramica dei rischi potenziali in termini di rischi connessi alla salute degli animali acquatici e descriviamo gli approcci preventivi specifici per i sistemi acquaponici.

Parole chiave Acquaponica · Salute dei pesci · Biosicurezza · Strategie di trattamento

Contenuti

  • 17.1 Introduzione
  • 17.2 Acquaponica e rischio: una prospettiva di sviluppo per la salute dei pesci
  • 17.3 Identificazione del pericolo
  • 17.4 Gestione della salute dei pesci
  • 17.5 Strategie di trattamento in acquaponica

—

[H. Yavuzcan Yildiz](mailto: yavuzcan@ankara.edu.tr)

Dipartimento di pesca e acquacoltura, Università di Ankara, Ankara, Turchia

[V. Radosavljevic](mailto: vladimiradosavljevic@yahoo.co.uk)

Dipartimento delle malattie dei pesci, Laboratorio nazionale di riferimento per le malattie dei pesci, Istituto di medicina veterinaria della Serbia, Belgrado, Serbia

[G. Parisi](mailto: giuliana.parisi@unifi.it)

Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione, Ambiente e Forestale (DAGRI), Sezione Scienze Animali, Università di Firenze, Italia

[A. Cvetkovikj](mailto: acvetkovic@fvm.ukim.edu.mk)

Dipartimento di Parassitologia e Malattie parassitarie, Facoltà di Medicina Veterinaria, Ss. Università di Cirillo e Metodio di Skopje, Skopje, Repubblica di Macedonia

Dipartimento di Pesca, Istituto di Scienze Animali, Ss. Università di Cirillo e Metodio di Skopje, Skopje, Repubblica di Macedonia

© L'Autore (i) 2019 435

S. Goddek e altri. (eds.), Aquaponics Food Production Systems, https://doi.org/10.1007/978-3-030-15943-6_17

—

Riferimenti

Abd El-Rhman AM, Khattab YAE, Shalaby AME (2009) Micrococcus luteus e Pseudomonas specie come probiotici per promuovere le prestazioni di crescita e la salute della tilapia del Nilo, Oreochromis niloticus. Pesce molluschi Immunol 27:175 —180. https://doi.org/10.1016/j.fsi. 2009.03.020

Afonso A, Matas RG, Maggiore A, Merten C, Robinson T (2017) le attività dell'EFSA sui rischi emergenti nel 2016. EFSA Support Publ 14:1 —59 https://doi.org/10.2903/sp.efsa.2017.EN-1336

Ahl AS, Aree JA, Gipson PS, McDowell RM, Miller L, McCelvaine MD (1993) Standardizzazione della nomenclatura per l'analisi dei rischi per la salute animale. Rev Sci Tech 12:1045 —1053

Anderson DP (1992) Immunostimolanti, coadiuvanti e portatori di vaccini nei pesci: applicazioni all'acquacoltura. Annu Rev Pesce Dis 2:281 —307. https://doi.org/10.1016/0959-8030(92)90067-8

Au DWT, Pollino CA, Wu RSS, Shin PKS, Lau STF, Tang JYM (2004) Effetti cronici dei solidi sospesi sulla struttura della branca, osmoregolazione, crescita e triiodotironina nella cernia verde giovanile Epinephelus coioides. Mar Ecol Prog Ser 266:255 —264. https://doi.org/10.3354/ meps266255

Austin B, Austin DA (2016) Patogeni batterici dei pesci: malattia dei pesci d'allevamento e selvatici, 6° edn. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-32674-0

Aven T (2016) Valutazione del rischio e gestione del rischio: revisione dei recenti progressi sulla loro fondazione. EUR J Oper Res 253:1 —13. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2015.12.023

Bebak-Williams J, Noble A, Bowser P, Wooster G (2007) Gestione della salute dei pesci. In: Timmons MB, Ebeling JM (eds) Acquacoltura di ricircolo. Cayuga Aqua Ventures, Itaca, NY e Centro Regionale di Acquacoltura del Nord-Est. Pubblicazione n. 01-007, p 619-664

Bondad-Reantaso MG, Subasinghe RP (2008) Rispondere alla futura domanda di alimenti acquatici attraverso l'acquacoltura: il ruolo della salute degli animali acquatici. In: Pesca per il benessere globale e l'ambiente, 5° Congresso mondiale della pesca 2008, pag. 197-207

Bondad-Reantaso MG, Subasinghe RP, Arthur JR, Ogawa K, Chinabut S, Adlard R, Tan Z, Shariff M (2005) Gestione delle malattie e della salute nell'acquacoltura asiatica. Vet Parasitol 132:249 —272. https://doi.org/10.1016/j.vetpar.2005.07.005

Bondad-Reantaso MG, Arthur JR, Subasinghe RP (2008) Comprensione e applicazione dell'analisi dei rischi in acquacoltura, pesca e acquacoltura, documento tecnico n. 519

Brunt J, Austin B (2005) Uso di un probiotico per controllare la lactococcosi e la streptococcosi nella trota iridea, Oncorhynchus mykiss (Walbaum). J Pesci Dis 28:693 —701. https://doi.org/10.1111/j.13652761.2005.00672.x

Copp GH, Russell IC, Peeler EJ, Gherardi F, Tricarico E, Macleod A, Cowx IG, Nunn AD, Occhipinti-Ambrogi A, Savini D, Mumford J, Britton JR (2016) Specie europee non native nello schema di analisi del rischio acquacoltura — una sintesi dei protocolli di valutazione e strumenti di supporto decisionale per l'uso di specie aliene in acquacoltura. Pesce Manag Ecol 23:1 —11. https://doi.org/10.1111/ fme.12074

Das S, Sahoo PK (2014) Marcatori per la selezione della resistenza alle malattie nei pesci: una recensione. Aquac Int 22:1793 —1812. https://doi.org/10.1007/s10499-014-9783-5

Evenhuis JP, Leeds TD, Marancik DP, LaPatra SE, Wiens GD (2015) Trota iridea (Oncorhynchus mykiss) resistenza alla malattia di columnaris è ereditabile e favorevolmente correlata con la resistenza batterica alle malattie dell'acqua fredda. J Anim Sci 93:1546 —1554. https://doi.org/10.2527/ jas.2014-8566

Goddek S (2016) Sistemi acquaponici a tre loop: possibilità e sfide. In: Atti della conferenza internazionale sulla ricerca acquaponica, Lubiana, Slovenia, 22 marzo 2016

Goddek S, Delaide B, Mankasingh U, Ragnarsdottir K, Jijakli H, Thorarinsdottir R (2015) Sfide di acquaponica sostenibile e commerciale. Sostenibilità 7:4199 —4224. https://doi.org/10.3390/su7044199

Goddek S, Espinal C, Delaide B, Jijakli M, Schmautz Z, Wuertz S, Keesman K (2016) Navigare verso sistemi acquaponici disaccoppiati: un approccio progettuale system dynamics. Acqua 8:303. https://doi.org/10.3390/w8070303

Henryon M, Berg P, Olesen NJ, Kjær TE, Slierendrecht WJ, Jokumsen A, Lund I (2005) L'allevamento selettivo fornisce un approccio per aumentare la resistenza della trota iridea (Oncorhynchus mykiss) alle malattie, alla malattia enterica della bocca rossa, alla sindrome della trota iridea e alla setticemia emorragica virale. Acquacoltura 250:621 —636. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2004.12.022

Huang A-G, Yi Y-L, Ling F, Lu L, Zhang Q-Z, Wang G-X (2013) Screening di estratti vegetali per attività antielmintica contro il Dattylogyrus intermedius (Monogenea) nel pesce rosso (Carassius auratus). Parasitol Res 112:4065 —4072. https://doi.org/10.1007/s00436-013-3597-7

Junge R, König B, Villarroel M, Komives T, Jijakli MH (2017) Punti strategici in acquaponica. Acqua 9:1 —9. https://doi.org/10.3390/w9030182

Kabata Z (1985) Parassiti e malattie dei pesci coltivati ai tropici. Taylor & Francis, Londra

Kim D-H, Austin B (2006) Risposte immunitarie innate nella trota iridea (Oncorhynchus mykiss, Walbaum) indotte dai probiotici. Pesce molluschi Immunol 21:513 —524. https://doi.org/10.1016/ j.fsi.2006.02.007

Koshio S (2016) Immunoterapie mirate all'immunità della mucosa dei pesci — conoscenze attuali e prospettive future. Immunol anteriore 6:643. https://doi.org/10.3389/fimmu.2015.00643

Love DC, Fry JP, Li X, Hill ES, Genello L, Semmens K, Thompson RE (2015) Produzione acquaponica commerciale: risultati di un'indagine internazionale. Acquacoltura 435:67 —74. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2014.09.023

MacDiarmid SC (1997) Analisi dei rischi, commercio internazionale e salute degli animali. In: Molak V (ed) Fondamenti di analisi del rischio e gestione del rischio. CRC Lewis Publishers, Boca Raton, pagg 377-387

Mackenzie R, Burhenne-Guilmin F, La Viña AGM, Werksman JD, Ascencio A, Kinderlerer J, Kummer K, Tapper R (2003) Una guida esplicativa al protocollo di Cartagena sulla biosicurezza. IUCN, Gland e Cambridge, Regno Unito, pag. 295

Martin SAM, Król E (2017) Nutrigenomica e funzione immunitaria nei pesci: nuove intuizioni dalle tecnologie omiche. Dev Comp Immunol 75:86 —98. https://doi.org/10.1016/j.dci.2017.02.024

McIntosh D (2008) Gestione dei rischi per l'acquacoltura. Pubblicazione NRAC n. 107. 1 febbraio 2018. http://www.mdsg.umd.edu/sites/default/files/107-rischio%20management.pdf

McLoughlin MF, Graham DA (2007) Infezioni Alphavirus nei salmonidi - una recensione. J Pesce Dis 30:511 —531. https://doi.org/10.1111/j.1365-2761.2007.00848.x

Monsees H, Kloas W, Wuertz S (2017) Sistemi disaccoppiati in fase di sperimentazione: eliminare i colli di bottiglia per migliorare i processi acquaponici. PloS One 12:e0183056. https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0183056

Müller-Graf C, Berthe F, Grudnik T, Peeler E, Afonso A (2012) Valutazione del rischio nel benessere dei pesci, applicazioni e limitazioni. Pesce Physiol Biochem 38:231-241. https://doi.org/10.1007/ s10695-011-9520-1

Noga E (2010) Malattia del pesce: diagnosi e trattamento, 2a edn. Wiley-Blackwell, Ames. https://doi. org/10.1002/9781118786758

Nowak BF (2004) Valutazione dei rischi per la salute del tonno rosso meridionale nelle attuali condizioni di coltura. Bull Eur Assoc Pesce Pathol 24:45 —51

Oidtmann B, Peeler E, Lyngstad T, Brun E, Bang Jensen B, Stärk KDC (2013) Metodi basati sul rischio per la sorveglianza dei pesci e delle malattie degli animali terrestri. Prev Vet Med 112:13 —26. https://doi.org/10. 1016/j.prevetmed.2013.07.008

Codice sanitario degli animali acquatici dell'OIE (2017). Office International des Epizooties, Parigi. 1 febbraio 2018. http://www.oie.int/index.php?id=171&L=0&htmfile=preface.htm

Othman F, Islam MS, Sharifah EN, Shahrom-Harrison F, Hassan A (2015) Controllo biologico dell'infezione da streptococco nel Nilo Tilapia Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758) utilizzando filtroalimentazione cozze bivalve Pilsbryocon chaexilis (Lea, 1838). J Appl Ittiolo 31:724 —728. https://doi.org/10.1111/jai.12804

Palm HW, Seidemann R, Wehofsky S, Knaus U (2014a) Fattori significativi che influenzano la sostenibilità economica dei sistemi aquaponici chiusi. Parte I: progettazione del sistema, parametri chemiofisici e aspetti generali. AACL Bioflux 7:20 —32

Palm HW, Bissa K, Knaus U (2014b) Fattori significativi che influenzano la sostenibilità economica dei sistemi acquaponici chiusi. Parte II: crescita dei pesci e delle piante. AACL Bioflux 7:162 —175

Park K-H, Choi S-H (2012) L'effetto del vischio, Viscum album coloratum, estratto sulla risposta immunitaria innata del Nilo Tilapia (Oreochromis niloticus). Pesce molluschi Immunol 32:1016 —1021. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2012.02.023

Parker R (2012) Scienza dell'acquacoltura, 3° edn. Delmar, Cengage Learning, Clifton Park

Peeler EJ, Taylor NG (2011) L'applicazione dell'epidemiologia nella salute degli animali acquatici -opportunità e sfide. Vet Res 42:94. https://doi.org/10.1186/1297-9716-42-94

Pelapatate EJ, Murray AG, Thebault A, Brun E, Giovaninni A, Tordo MA (2007) L'applicazione dell'analisi dei rischi nella gestione della salute degli animali acquatici. Prev Vet Med 81:3 —20. https://doi.org/10. 1016/j.prevetmed.2007.04.012

Picón-Camacho SM, Leclercq E, Bron JE, Shinn AP (2012) L'utilità potenziale del pleco leopardo (Glyptoperichthys gibbiceps) come controllo biologico del protozoo ciliato Ichthyophthirius multifiliis. Pest Manag Sci 68:557 —563. https://doi.org/10.1002/ps.2293

Plumb JA, Hanson LA (2011) Manutenzione della salute e principali malattie microbiche dei pesci coltivati, 3a edn. Wiley-Blackwell, Oxford. https://doi.org/10.1002/9780470958353

Rakocy J (2012) Aquaponics che integra la cultura del pesce e delle piante. In: Tidwell J (ed) Sistemi di produzione di acquacoltura. Wiley-Blackwell, Ames, pagg 343-386. https://doi.org/10.1002/ 9781118250105

Rakocy JE, Masser MP, Losordo TM (2006) Sistemi di produzione di vasche di acquacoltura a ricircolo: acquaponica - integrazione della cultura ittica e vegetale. Pubblicazione SRAC n. 454. 1 febbraio 2018. http://www.aces.edu/dept/fisheries/aquaculture/documents/309884-SRAC454.pdf

Reverter M, Bontemps N, Lecchini D, Banaigs B, Sasal P (2014) Uso di estratti vegetali nell'acquacoltura dei pesci come alternativa alla chemioterapia: stato attuale e prospettive future. Acquacoltura 433:50 —61. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2014.05.048

Rivera-Torres O (2003) Il protocollo sulla biosicurezza e l'OMC, 26 a.C. Int Comp L Rev 263, http://lawdigitalcommons.bc.edu/iclr/vol26/iss2/7

Sharma A, Deo AD, Riteshkumar ST, Chanu TI, Das A (2010) Effetto della radice Withania somnifera (L. Dunal) come additivo per mangimi sui parametri immunologici e sulla resistenza alle malattie all'idrofilia di Labeo rohita (Hamilton). Pesce molluschi Immunol 29:508-512. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2010.05.005

Sirakov I, Lutz M, Graber A, Mathis A, Staykov Y, Smits T, Junge R (2016) Potenziale di attività combinata di biocontrollo contro pesci fungini e patogeni vegetali da isolati batterici da un sistema aquaponico modello. Acqua 8:518. https://doi.org/10.3390/w8110518

Sitjà-Bobadilla A, Oidtmann B (2017) Strategie integrate di gestione degli agenti patogeni nell'allevamento ittico. In: Jeney G (ed) Malattie dei pesci: strategie di prevenzione e controllo. Accademico, Londra, pag. 119—144. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-804564-0.00005-3

Skiftesvik AB, Bjelland RM, Durif CMF, Johansen IS, Browman HI (2013) Delousing del salmone atlantico (Salmo salar) da colto vs selvaggio ballan wrasse (Labrus bergylta). Acquacoltura 402— 403:113 —118. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2013.03.032

Snieszko SF (1974) Gli effetti dello stress ambientale sui focolai di malattie infettive dei pesci. J Pesce Biol 6:197 —208

Somerville C, Cohen M, Pantanella E, Stankus A, Lovatelli A (2014) Produzione alimentare acquaponica su piccola scala. Agricoltura integrata di pesci e piante. FAO Pesca e Acquacoltura, Roma

Sterling P, Eyer J (1988) Allostasi: un nuovo paradigma per spiegare la patologia dell'eccitazione. In: Fischer S, Reason J (eds) Manuale di stress vitale, cognizione e salute. Wiley, Chichester, pagg 629—639

Subasinghe RP (2005) Approccio epidemiologico alla gestione della salute degli animali acquatici: opportunità e sfide per i paesi in via di sviluppo di aumentare la produzione acquatica attraverso l'acquacoltura. Prev Vet Med 67:117 —124. https://doi.org/10.1016/j.prevetmed.2004.11.004

Tacchi L, Bickerdike R, Douglas A, Secombes CJ, Martin SAM (2011) Risposte trascriptiche ai feed funzionali nel salmone atlantico (Salmo salar). Pesce molluschi Immunol 31:704 —715. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2011.02.023

ONU (2017) Nazioni Unite, Dipartimento degli Affari Economici e Sociali, Divisione Popolazione, Prospettive della Popolazione Mondiale 2017 - Opuscolo Dati (ST/ESA/SER.A/401). 1 Feb 2018. https://esa. un.org/unpd/wpp/publications/files/wpp2017_databooklet.pdf

Vasudeva Rao Y, Das BK, Jyotyrmayee P, Chakrabarti R (2006) Effetto di Achyranthes aspera sull'immunità e la sopravvivenza di Labeo rohita infetto da Aeromonas idrofilia. Pesce molluschi Immunol 20:263 —273. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2005.04.006

Winton J (2002) Gestione della salute dei pesci. In: Wedemayer G (ed) Gestione dell'incubatoio, 2a edn. American Fisheries Society, Bethesda, pagg 559-640

Xue S, Xu W, Wei J, Sun J (2017) Impatto delle comunità batteriche ambientali sulla salute dei pesci nei sistemi di acquacoltura a ricircolo marino. Vet Microbiol 203:34 —39. https://doi.org/10.1016/j. vetmic.2017.01.034

Yavuzcan Yıldız H, Seçer SF (2017) Stress e salute dei pesci: verso una comprensione del carico allostatico. In: Berillis P (ed) Tendenze della pesca e della salute degli animali acquatici. Bentham Science Publishers, Sharjah, pp 133-154. https://doi.org/10.2174/97816810858071170101

Yavuzcan Yildiz H, Robaina L, Pirhonen J, Mente E, Domínguez D, Parisi G (2017) Benessere del pesce nei sistemi acquaponici: la sua relazione con la qualità dell'acqua con particolare attenzione sui mangimi e fece-una revisione. Acqua 9:13. https://doi.org/10.3390/w9010013

Yi Y-L, Lu C, Hu X-G, Ling F, Wang G-X (2012) Attività antiprotozoica di piante medicinali contro Ichthyophthirius multifiliis nei pesci rossi (Carassius auratus). Parasitol Res 111:1771-1778. https://doi.org/10.1007/s00436-012-3022-7

Accesso Aperto Questo capitolo è concesso in licenza secondo i termini della Licenza Internazionale Creative Commons Attribution 4.0, che consente l'uso, la condivisione, l'adattamento, la distribuzione e la riproduzione in qualsiasi supporto o formato, purché si dia credito appropriato all'autore o agli autori originali e alla fonte, fornisca un link a la licenza Creative Commons e indica se sono state apportate modifiche.

Le immagini o altro materiale di terze parti in questo capitolo sono inclusi nella licenza Creative Commons del capitolo, salvo diversa indicazione in una linea di credito al materiale. Se il materiale non è incluso nella licenza Creative Commons del capitolo e l'uso previsto non è consentito dalla normativa legale o supera l'uso consentito, è necessario ottenere l'autorizzazione direttamente dal titolare del copyright.

Aquaponics Food Production Systems contributors.

Visualizza l’edizione originale · Creative Commons Attribution 4.0

Questa edizione della libreria è riformattata e consolidata dalla fonte originale.

  1. 17.1 Introduzione

    Original publication · Pubblicato per la prima volta su FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    L'Autorità europea per la sicurezza alimentare ha segnalato una serie di fattori trainanti e potenziali problemi associati alle nuove tendenze nella produzione alimentare, e l'acquaponica è stata identificata come un nuovo processo/pratica di produzione alimentare (Afonso et al. 2017). Come nuovo processo di produzione alimentare, l'acquaponica può essere definita come «la combinazione di acquacoltura animale e coltura vegetale, attraverso un legame microbico e in una relazione simbiotica». In acquaponica, l'approccio di base è quello di trarre beneficio dalle funzioni complementari degli organismi e dal recupero dei nutrienti. La parte dell'acquacoltura del sistema applica principi simili ai sistemi di acquacoltura a ricircolo (RAS). Aquaponics ha guadagnato slancio grazie alle sue caratteristiche superiori rispetto ai sistemi di produzione tradizionali. Pertanto, l'acquaponica sembra in grado di mantenere gli ecosistemi e rafforzare la capacità di adattamento ai cambiamenti climatici, alle condizioni meteorologiche estreme, alla siccità, alle inondazioni e ad altri disastri. Questi attributi sono a portata di mano, ma come in altre produzioni agro-acquacolturali, l'acquaponica non è priva di rischi. Data la complessità dell'acquaponica come ambiente per la coproduzione di animali acquatici con piante, i pericoli e i rischi possono essere più complicati.

    In questo capitolo si concentra sulle categorie di rischio (vale a dire la salute/malattia degli animali) piuttosto che sui rischi specifici (ad esempio la malattia da flectobacillosi). Nell'acquacoltura tradizionale, alcuni dei tipi più comuni di rischi di produzione sono le malattie derivanti da agenti patogeni, la qualità dell'acqua inadeguata e i guasti del sistema. Snieszko (1974) ha riferito che le malattie infettive dei pesci si verificano quando i pesci sensibili sono esposti a patogeni virulenti in determinate condizioni ambientali. Pertanto, l'interazione di agenti patogeni, qualità dell'acqua e resistenza ai pesci è legata all'insorgenza di malattie. Una precedente ricerca basata su metodi di rischio ha studiato le vie di introduzione di agenti patogeni per animali acquatici al fine di garantire la sicurezza degli scambi (ad esempio analisi dei rischi di importazione) e sostenere la biosicurezza (Peeler e Taylor 2011). Considerando la somiglianza tra l'acquaponica e la RAS, si prevede che i problemi sanitari degli animali acquatici nell'acquaponica possano essere identici agli animali acquatici della RAS. Nello specifico, le fluttuazioni della qualità dell'acqua possono aumentare la suscettibilità dei pesci agli agenti patogeni (cioè organismi che causano malattie come virus, batteri, parassiti, funghi) nella RAS e causare focolai di malattie. I microrganismi presenti in sistemi chiusi come RAS o acquaponica sono importanti in termini di mantenimento della salute dei pesci. Così, Xue et al. (2017) hanno riferito la potenziale correlazione tra le malattie dei pesci e le popolazioni batteriche ambientali nella RAS. L'alta densità patogena e le limitate possibilità di farmaci rendono il sistema soggetto a problemi di malattia. Malattie o problemi di salute possono causare perdite catastrofici con una diminuzione della sopravvivenza o un cattivo rapporto di conversione dei mangimi. Indipendentemente dal rischio potenziale che diventa problematico, ognuno ha lo stesso impatto: un calo complessivo della produzione di un prodotto di qualità commerciabile che si traduce in perdite finanziarie (McIntosh 2008). Le malattie possono essere prevenute solo quando i rischi sono riconosciuti e gestiti prima che si verifichi la malattia (Nowak 2004). La gravità dei rischi varia e probabilmente cambierà a seconda del momento in cui si verifica durante il ciclo di produzione.

  2. 17.2 Acquaponica e rischio: una prospettiva di sviluppo per la salute dei pesci

    Original publication · Pubblicato per la prima volta su FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    Gli agenti patogeni dei pesci sono prevalenti nell'ambiente acquatico e i pesci sono generalmente in grado di resisterli a meno che non siano sovraccaricati dal carico allostatico (Yavuzcan Yıldız e Seçer 2017). L'allostasi si riferisce alla «stabilità attraverso il cambiamento» proposta da Sterling e Eiter (1988). In parole povere questo è lo sforzo del pesce per mantenere l'omeostasi attraverso cambiamenti nella fisiologia. Il carico allostatico di pesci nell'acquaponica può essere un fattore impegnativo, poiché l'acquaponica è un sistema complesso principalmente in termini di qualità dell'acqua e di comunità microbica nel sistema. Quindi, le malattie dei pesci sono generalmente specie e specifiche del sistema. Malattie acquaponiche specifiche non sono ancora state descritte. Dall'acquacoltura, è noto che le malattie dei pesci sono difficili da individuare e sono solitamente il risultato finale dell'interazione tra vari fattori che coinvolgono l'ambiente, lo stato nutrizionale del pesce, la robustezza immunitaria del pesce, l'esistenza di un agente infettivo e/o la scarsa zootecnia e gestione pratiche. Al fine di sostenere i sistemi acquaponici, è necessario sviluppare un approccio di gestione della salute acquatica tenendo conto delle specie coltivate, della complessità degli ambienti in acquaponica e del tipo di gestione del sistema acquaponico. La redditività della produzione acquaponica può essere influenzata anche da piccole percentuali di diminuzione della produzione, come si osserva nell'acquacoltura (Subasinghe 2005).

    L'acquaponica è un approccio sostenibile e innovativo per i futuri sistemi di produzione alimentare, ma questo sistema integrato per la produzione presenta attualmente difficoltà nel passare dalla fase sperimentale o da moduli su piccola scala alla produzione su larga scala. Si potrebbe ipotizzare che la mancanza di successo economico di questo sistema produttivo altamente sostenibile sia dovuta a grandi strozzature non ancora affrontate scientificamente. Senza dubbio, il rapporto costo-efficacia e le capacità tecniche dei sistemi aquaponici necessitano di ulteriori ricerche per realizzare un aumento della produzione (Junge et al. 2017). L'attività di ricerca e le innovazioni applicate dagli anni '80 hanno trasformato la tecnologia acquaponica in un sistema vitale di produzione alimentare, e sebbene impianti su piccola scala e impianti strutturati per la ricerca siano già praticabili, l'acquaponica su scala commerciale non è spesso economicamente praticabile. I vantaggi rivendicati attribuiti e riconosciuti per i sistemi acquaponici sono i seguenti: riduzione significativa dell'uso di acqua (rispetto ai metodi tradizionali del suolo di coltivazione delle piante), ortaggi più grandi e più sani rispetto a quando coltivati nel terreno, produzione di piante non richiede fertilizzanti artificiali e I prodotti acquaponici sono privi di antibiotici, pesticidi ed erbicidi.

    Panoramica sull'analisi dei rischi ## 17.2.1

    Il rischio è definito come «incertezza e gravità delle conseguenze di un'attività» (Aven 2016) e il quadro del rischio riflette (i) probabilità./frequenze di rischio/minacce, (ii) perdite attese data l'insorgenza di tale rischio/minaccia e (iii) fattori che potrebbero creare grandi deviazioni tra risultati attesi e i risultati effettivi (incertezze, vulnerabilità). L'analisi del rischio offre strumenti per valutare il rischio e assistere nel processo decisionale (Ahl et al. 1993; MacDiarmid 1997). L'analisi dei rischi si basa sull'uso sistematico delle informazioni disponibili per il processo decisionale, utilizzando le componenti dell'identificazione dei pericoli, della valutazione dei rischi, della gestione dei rischi e della comunicazione dei rischi, come indicato dall'Organizzazione mondiale della sanità animale (OIE) (fig. 17.1). Questo quadro è comunemente usato per l'analisi del rischio patogeno (Peeler et al. 2007).

    Fig. 17.1 Analisi dei rischi (OIE 2017)

    L'analisi dei rischi nella produzione alimentare, compresa l'acquaponica, può essere applicata a molti casi, come la sicurezza alimentare, le specie invasive, la redditività della produzione, il commercio e gli investimenti, e per la preferenza dei consumatori per prodotti sicuri e di alta qualità (BondadreantASO et al. 2005; Copp et al. 2016). I vantaggi derivanti dall'applicazione dell'analisi dei rischi nell'acquacoltura sono diventati più chiaramente legati alla sostenibilità, alla redditività e all'efficienza di questo settore, e questo approccio può essere efficace anche per il settore dell'acquacoltura. Pertanto, l'introduzione della malattia e la potenziale trasmissione di agenti patogeni possono essere valutate nel contesto del rischio per la salute degli animali acquatici (Peeler et al. 2007). Vari accordi internazionali, convenzioni e protocolli riguardano la salute umana, animale e vegetale, l'acquacoltura, la pesca selvatica e l'ambiente generale nel settore dei rischi. Gli accordi e i protocolli più ampi e completi sono l'accordo sanitario e fitosanitario dell'Organizzazione mondiale del commercio (OMC), la convenzione UNEP sulla diversità biologica del Programma ambientale delle Nazioni Unite (UNEP) e l'accordo complementare di Cartagena sulla biosicurezza e il Codex Alimentarius ( Mackenzie et al. 2003; Rivera-Torres 2003).

    Una sfida fondamentale per quanto riguarda il campo del rischio riguarda la nostra profondità di conoscenza. Le decisioni di rischio sono situazioni correlate caratterizzate da grandi incertezze (Aven 2016). In particolare, l'analisi dei rischi per la salute degli animali dipende dalle conoscenze acquisite dagli studi di epidemiologia e statistiche. Oidtmann et al. (2013) sottolineano che il principale vincolo nello sviluppo di progetti di sorveglianza basata sul rischio (RBS) nel contesto acquatico è la mancanza di dati pubblicati per far progredire la progettazione di RBS. Così, per aumentare robusto

    Tabella 17.1 Necessità di ricerca composita per la salute degli animali acquatici in acquaponica

    tavolo testata tr class = header» ThreSearch Area/th th Bisogno di ricerca /th /tr /testata tbody tr class="dispari» td rowspan=7 Ricerca di base/td td Comprendere il concetto di salute e benessere degli animali acquatici in acquaponica in termini di specie di organismi acquatici e sistema utilizzato /td /tr tr class="even» td Comprendere il concetto di stress/stress per gli organismi acquatici in acquaponica secondo la specie e il sistema utilizzato /td /tr tr class="dispari» td Comprendere il carico allostatico per gli organismi acquatici e l'emergere di malattie /td /tr tr class="even» td Comprendere il concetto di benessere in acquaponica /td /tr tr class="dispari» td Caratterizzazione dei parametri critici della qualità dell'acqua contro la salute degli animali acquatici /td /tr tr class="even» td Comprendere la sensibilità degli organismi acquatici all'ambiente acquaponico /td /tr tr class="dispari» td Rivelazione del profilo microbico per i diversi sistemi dell'acquaponica /td /tr tr class="even» Indicatori di salute TD/td td Sviluppo e convalida di indicatori sanitari per gli animali acquatici allevati nei sistemi acquaponici /td /tr tr class="dispari» td rowspan=2 Sviluppo di database/td td Dati sul campo sulla salute/malattia degli animali acquatici nell'acquaponica /td /tr tr class="even» td Dati sul campo sul profilo microbico compresi gli agenti patogeni /td /tr /tbody /tavolo

    conoscenza dei rischi nell'acquaponica, sono necessari studi che incrementino i dati scientifici e riducano le debolezze specifiche e settori incerti nelle operazioni acquaponica. Alcuni settori di ricerca che richiedono più dati per l'analisi dei rischi nei sistemi aquaponici sono presentati di seguito (tabella 17.1).

    Per quanto riguarda l'analisi dei rischi per le malattie degli animali acquatici o la salute nei sistemi acquaponici, il codice sanitario per gli animali acquatici dell'OIE (codice acquatico) può essere preso in considerazione in quanto il codice acquatico stabilisce norme per il miglioramento della salute e del benessere degli animali acquatici dei pesci d'allevamento in tutto il mondo e per la sicurezza internazionale il commercio di animali acquatici e dei loro prodotti. Il presente codice comprende anche l'uso di agenti antimicrobici negli animali acquatici (OIE 2017).

  3. 17.3 Identificazione dei pericoli

    Original publication · Pubblicato per la prima volta su FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    Nell'analisi del rischio, un pericolo viene generalmente specificato descrivendo cosa potrebbe andare storto e come ciò potrebbe accadere (Ahl et al. 1993). Un pericolo si riferisce non solo all'entità di un effetto avverso, ma anche alla probabilità che si verifichi un effetto avverso (Müller-Graf et al. 2012). L'identificazione dei pericoli è importante per rivelare i fattori che possono favorire l'insorgenza di una malattia e/o di una potenziale minaccia patogena, o comunque dannosi per il benessere dei pesci. Gli agenti patogeni biologici sono riconosciuti come pericoli nell'acquacoltura da Bondad-Reantaso et al. (2008). Una vasta gamma di fattori può essere presa in considerazione purché siano associati all'insorgenza della malattia, cioè sono pericoli.

    Tabella 17.2 Elenco dei rischi potenziali per la salute degli animali acquatici in acquaponica

    tavolo teadina tr class = header» th/th th Identificazione dei pericoli /th th Specificazioni di pericolo /th /tr /testata tbody tr class="dispari» td rowspan=9 Abiotico/TD td pH /td td Cambio troppo alto/troppo basso/rapido /td /tr tr class="even» td Temperatura dell'acqua /td td Cambio troppo alto/troppo basso/rapido /td /tr tr class="dispari» td Solidi sospesi /td td Troppo alto /td /tr tr class="even» td Contenuto di ossigeno disciolto /td td Troppo basso /td /tr tr class="dispari» td Contenuto di anidride /td td Troppo alto /td /tr tr class="even» td Contenuto di ammoniaca /td td Troppo alto, dipendente dal pH /td /tr tr class="dispari» td Contenuto di nitriti /td td Troppo alto /td /tr tr class="even» td Contenuto di nitrati /td td Estremamente alta /td /tr tr class="dispari» td Contenuto di metallo /td td Troppo alto, dipendente dal pH /td /tr tr class="even» td rowspan=2 Biotico/TD td Densità di calza /td td Troppo alto/troppo basso /td /tr tr class="dispari» td Biofouling /td td/td /tr tr class="even» td rowspan=3 alimentazione/TD td Nutrienti per specie ittiche /td td Eccedenza/carenza /td /tr tr class="dispari» td Frequenza di alimentazione /td td Alimentazione inadeguata/impropria /td /tr tr class="even» td Tossine alimentari /td td/td /tr tr class="dispari» td/td td Additivi mangimi /td td Promotori di crescita inadatti /td /tr tr class="even» td rowspan=6 gestione/TD td Design del sistema Aquaponic /td td Progettazione del sistema scadente /td /tr tr class="dispari» td Specie ittiche /td td Non adatto per acquaponica /td /tr tr class="even» td Problemi operativi (circolazione dell'acqua, biofiltro, meccanica) /td td/td /tr tr class="dispari» td L'uso di chemioterapici /td td Minaccia per l'equilibrio microbico /td /tr tr class="even» td Igiene personale /td td/td /tr tr class="dispari» td Biosicurezza /td td/td /tr tr class="even» td rowspan=3 Welfare/TD td Stressors /td td Troppo alto /td /tr tr class="dispari» td Carico allostatico /td td Alta /td /tr tr class="even» td Condizioni di allevamento /td td Subottimale /td /tr tr class="dispari» td rowspan=3 Malattie/TD td Malattie nutrizionali /td td/td /tr tr class="even» td Malattie ambientali /td td/td /tr tr class="dispari» td Malattie infettive /td td/td /tr /tbody /tavolo

    La sostenibilità dell'acquaponica è legata a una serie di fattori, tra cui la progettazione del sistema, le caratteristiche dei mangimi e delle feci, il benessere dei pesci e l'eliminazione degli agenti patogeni dal sistema (Palm et al. 2014a, b). Goddek (2016) ha riferito che i sistemi aquaponici sono caratterizzati da una vasta gamma di microflora come pesci e biofiltrazione esistono nella stessa massa d'acqua. Poiché nelle pratiche acquaponiche esiste una grande varietà di microflora, è opportuno considerare anche l'insorgenza di agenti patogeni e rischi per la salute umana al fine di garantire la sicurezza alimentare. In termini di sostenibilità dei sistemi acquaponici, l'eliminazione degli agenti patogeni per prevenire le perdite dovute a malattie può essere un fattore difficile quando la produzione di animali acquatici è intensificata.

    L'uso di chemioterapici nell'acquacoltura per combattere gli agenti patogeni presenta una serie di rischi e rischi potenziali per i sistemi di produzione, l'ambiente e la salute umana (Bondad-Reantaso e Subasinghe 2008) (tabella 17.2).

    Per eliminare i pericoli, le fasi di allevamento dei pesci e di coltivazione delle piante dovrebbero essere considerate separatamente. I maggiori rischi nell'allevamento sono legati alla qualità dell'acqua, alla densità dei pesci, alla qualità dell'alimentazione, alla quantità e alla malattia (Yavuzcan Yildiz et al. 2017). A seconda delle specie di pesci allevati, il livello di rischio può aumentare se la specie non è adeguata alle condizioni del particolare sistema. Ad esempio, il potassio è spesso integrato nei sistemi acquaponici per promuovere la crescita delle piante, ma si traduce in una riduzione delle prestazioni nei bassi ibridi striati. Normalmente, le specie di acqua dolce e ad alta densità tolleranti alle colture sono utilizzate in acquaponica. Le specie più comuni di pesci nei sistemi commerciali sono Tilapia e pesci ornamentali. Il pesce gatto di canale, il branzino largemouth, le crappies, la trota iridea, il pacu, la carpa koi, il pesce rosso, il branzino asiatico (o barramundi) e il merluzzo Murray sono tra le specie sperimentate (Rakocy et al. 2006). La Tilapia, una specie di acqua calda, altamente tollerante per i parametri dell'acqua fluttuanti (pH, temperatura, ossigeno e solidi disciolti), è la specie allevata in gran parte nella maggior parte dei sistemi acquaponici commerciali in Nord America e altrove. I risultati di un recente sondaggio online, basato sulle risposte di 257 intervistati, hanno dimostrato che Tilapia è allevato nel 69% delle piante acquaponiche (Love et al. 2015). Tilapia presenta un interesse economico in alcuni mercati, ma non in altri. Nella stessa indagine (Love et al. 2015), altre specie utilizzate sono pesci ornamentali (43%), pesce gatto (25%), altri animali acquatici (18%), pesce persico (16%), bluegill (15%), trota (10%) e spigola (7%). Uno dei principali punti deboli nei sistemi acquaponici è la gestione della qualità dell'acqua per soddisfare le esigenze dei pesci allevati in cisterna, mentre le colture coltivate sono considerate la seconda fase del processo. I pesci richiedono acqua con parametri appropriati per ossigeno, anidride carbonica, ammoniaca, nitrati, nitriti, pH, cloro e altri. Un alto livello di solidi sospesi può influenzare lo stato di salute dei pesci (Yavuzcan Yildiz et al. 2017), provocando danni alla struttura branchiale, come il sollevamento dell'epitelio, iperplasia nel sistema pilastro e riduzione del volume epiteliale (Au et al. 2004). La densità e l'alimentazione dei pesci (velocità e volume di alimentazione, composizione e caratteristiche del mangime) influenzano i processi di digestione e le attività metaboliche dei pesci e, di conseguenza, i cataboliti, i solidi disciolti totali (TDS) e i sottoprodotti di scarto (feci e mangimi non consumati) nell'acqua di allevamento. Il principio fondamentale su cui si basa il sistema acquaponico è l'utilizzo dei cataboliti nell'acqua per la crescita delle piante. I sistemi acquaponici richiedono 16 nutrienti essenziali e tutti questi macro e micronutrienti devono essere bilanciati per una crescita ottimale delle piante. Un eccesso di un nutriente può influire negativamente sulla biodisponibilità degli altri (Rakocy et al. 2006). Pertanto, il monitoraggio continuo dei parametri dell'acqua è essenziale per mantenere la qualità dell'acqua adeguata alla crescita dei pesci e delle colture e per massimizzare i benefici del processo. Lo scambio idrico ridotto e il basso tasso di crescita delle colture possono creare concentrazioni di nutrienti tossici nell'acqua per pesci e colture. D'altra parte, l'aggiunta di alcuni micronutrienti (FeSUP+2/SUP, MNSUP+2/SUP, CUSUP+2/SUP, BSUP+3/SUP e MoSUP+6/SUP), normalmente scarse in acqua dove si allevano i pesci, è essenziale per sostenere adeguatamente la produzione vegetale. Rispetto alla coltura idroponica, le colture nei sistemi acquaponici richiedono livelli inferiori di solidi disciolti totali (TDS, 200—400 ppm) o EC (0,3-0,6 mmho/cm) e richiedono, come i pesci, un alto livello di ossigeno disciolto nell'acqua (Rakocy et al. 2006) per la respirazione radicale.

  4. 17.4 Gestione della salute dei pesci

    Original publication · Pubblicato per la prima volta su FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    17.4.1 Malattie e Prevenzione dei pesci

    Mentre le malattie dei pesci causate da batteri, virus, parassiti o funghi possono avere un impatto negativo significativo sull'acquacoltura (Kabata 1985), la comparsa di una malattia nei sistemi aquaponici può essere ancora più devastante. Il mantenimento della salute dei pesci nei sistemi acquaponici è più difficile che nel RAS e, di fatto, il controllo delle malattie dei pesci è una delle principali sfide per l'acquaponica di successo (Sirakov et al. 2016). Le malattie che colpiscono i pesci possono essere suddivise in due categorie: malattie infettive e non infettive dei pesci. Le malattie infettive sono causate da diversi agenti patogeni microbici trasmessi dall'ambiente o da altri pesci. Gli agenti patogeni possono essere trasmessi tra i pesci (trasmissione orizzontale) o verticalmente, mediante (esternamente o internamente) uova infette o milt infetto. Più della metà dei focolai di malattie infettive in acquacoltura (54,9%) sono causati da batteri, seguiti da virus, parassiti e funghi (McLoughlin e Graham 2007). Spesso, sebbene non siano presenti segni clinici o lesioni, i pesci possono trasportare agenti patogeni in uno stato subclinico o portatore (Winton 2002). Le malattie dei pesci possono essere causate da batteri onnipresenti, presenti in qualsiasi acqua contenente arricchimento organico. In determinate condizioni, i batteri diventano rapidamente patogeni opportunistici. La presenza di un basso numero di parassiti sulle branchie o sulla pelle di solito non porta a significativi problemi di salute. La capacità di un agente patogeno di provocare malattie cliniche dipende dall'interrelazione di sei componenti principali legati al pesce e all'ambiente in cui vivono (stato fisiologico, ospite, allevamento, ambiente, nutrizione e patogeno). Se uno qualsiasi dei componenti è debole, influenzerà lo stato di salute del pesce (Plumb e Hanson 2011). Le malattie non infettive sono solitamente correlate a fattori ambientali, nutrizione inadeguata o difetti genetici (Parker 2012). Una gestione efficace della salute dei pesci avviene attraverso la prevenzione delle malattie, la riduzione dell'incidenza delle malattie infettive e la riduzione della gravità della malattia quando si verifica. Evitare il contatto tra il pesce suscettibile e un agente patogeno dovrebbe essere un obiettivo critico, al fine di prevenire lo scoppio di malattie infettive.

    Tre misure principali per raggiungere questo obiettivo sono:

    • Uso di approvvigionamento idrico privo di agenti patogeni.

    • Utilizzo di scorte certificate prive di agenti patogeni.

    • Rigorosa attenzione ai servizi igienico-sanitari (Winton 2002).

    L'attuazione di queste misure ridurrà l'esposizione dei pesci ad agenti patogeni. Tuttavia, è praticamente impossibile definire tutti gli agenti che potrebbero causare malattie nell'ambiente acquatico e prevenire completamente l'esposizione degli ospiti agli agenti patogeni. Alcuni fattori, come il sovraffollamento, aumentano la suscettibilità dei pesci alle infezioni e alla trasmissione degli agenti patogeni. Per questo motivo, molti agenti patogeni che non causano malattie nei pesci selvatici possono causare focolai di malattia con alti tassi di mortalità nei sistemi di produzione ittica ad alta densità. Per evitare ciò, il livello di infezione dei pesci in acquaponica deve essere costantemente monitorato. Mantenere la biosicurezza in acquaponica è importante non solo dal punto di vista economico, ma anche per il benessere dei pesci. La comparsa di qualsiasi agente patogeno dei pesci in spazi ristretti e ad alta densità di popolazione rappresenterà inevitabilmente una minaccia per la salute dei pesci, sia per gli individui colpiti dall'agente patogeno che per quelli ancora inalterati.

    L'obiettivo della biosicurezza è l'attuazione di pratiche e procedure che ridurranno i rischi di:

    • Introduzione di agenti patogeni nella struttura.

    • Diffusione di agenti patogeni in tutta la struttura.

    • Presenza di condizioni che possono aumentare la suscettibilità alle infezioni e alle malattie (Bebak-Williams et al. 2007).

    Il raggiungimento di questo obiettivo comporta protocolli di gestione per impedire l'ingresso di agenti patogeni specifici nel sistema di produzione. La quarantena è un importante componente di biosicurezza per la prevenzione del contatto con agenti infettivi e viene utilizzata quando i pesci vengono spostati da una zona all'altra. Tutti i pesci appena acquisiti vengono messi in quarantena prima di essere introdotti in popolazioni stabilite. I pesci in quarantena sono isolati per un determinato periodo di tempo prima dell'immissione in contatto con una popolazione residente, preferibilmente in un'area separata con attrezzature dedicate (Plumb e Hanson 2011). I nuovi pesci rimangono in quarantena fino a quando non sono stati dimostrati indenni da malattie. In alcuni casi è consigliabile mettere in quarantena nuovi pesci in un serbatoio di isolamento per 45 giorni prima di aggiungerli al sistema principale (Somerville et al. 2014). Durante la quarantena, i pesci sono monitorati per rilevare segni di malattia e campionati per la presenza di agenti infettivi. Durante il periodo di quarantena possono essere avviati trattamenti profilattici al fine di eliminare i carichi iniziali di parassiti esterni.

    Per la prevenzione delle malattie, si raccomandano alcune misure per ridurre i fattori di rischio:

    • Somministrare vaccini commerciali contro vari agenti patogeni virali e batterici dei pesci. Le vie di applicazione più comuni sono per iniezione, immersione o cibo.

    • ceppi di pesci di razza più resistenti ad alcuni agenti patogeni del pesce. Sebbene Evenhuis et al. (2015) riportino che sono disponibili ceppi di pesce con maggiore resistenza simultanea a due malattie batteriche (columnaris e malattia batterica dell'acqua fredda), vi è evidenza che può verificarsi una maggiore suscettibilità ad altri agenti patogeni (Das e Sahoo 2014; Henryon et al. 2005).

    • Adottare misure preventive e correttive per prevenire lo stress nei pesci. Poiché molteplici fattori di stress sono presenti in ogni fase della produzione acquaponica, evitare e gestire lo stress attraverso il monitoraggio e la prevenzione minimizzano la sua influenza sulla salute dei pesci.

    • Evitare un'elevata densità di stoccaggio, che causa stress e può aumentare l'incidenza della malattia anche se altri fattori ambientali sono accettabili. Inoltre, l'alta densità di stoccaggio aumenta la possibilità di lesioni cutanee, che sono siti di varie voci di agenti patogeni nell'organismo.

    • Rimuovere regolarmente i contaminanti dall'acqua (cibo non consumato, feci e altre sostanze organiche del particolato). I pesci morti o morenti devono essere rimossi prontamente in quanto possono servire come potenziali fonti di malattia per il rimanente stock e un terreno fertile per gli altri, oltre a incrociare l'acqua durante la decomposizione (Sitjà-Bobadilla e Oidtmann 2017).

    • Disinfettare tutte le attrezzature utilizzate per la pulizia dei serbatoi e la manipolazione dei pesci. Dopo un'adeguata disinfezione, tutte le apparecchiature devono essere risciacquate con acqua limpida. Si consiglia l'uso di pediluvi e lavaggio delle mani con sapone disinfettante all'ingresso e all'interno degli edifici. Questi passaggi riducono direttamente il potenziale di diffusione di agenti patogeni (Sitjà-Bobadilla e Oidtmann 2017). Alcune sostanze chimiche utilizzate come disinfettanti (come benzalconio cloruro, cloramina B e T, iodoforo) sono efficaci per la prevenzione delle malattie.

    • Somministrare additivi dietetici e immunostimolanti per migliorare la salute e ridurre gli impatti delle malattie. Tali diete contengono vari ingredienti importanti per il miglioramento della salute e della resistenza alle malattie (Anderson 1992; Tacchi et al. 2011). Esiste una vasta gamma di prodotti e molecole, tra cui prodotti vegetali naturali, immunostimolanti, vitamine, microrganismi, acidi organici, oli essenziali, prebiotici, probiotici, sinbiotici, nucleotidi, vitamine, ecc. (Austin e Austin 2016; Koshio 2016; Martin e Król 2017).

    • Segregare i pesci in base all'età e alle specie per la prevenzione delle malattie, poiché la suscettibilità a determinati agenti patogeni varia con l'età e alcuni agenti patogeni sono specifici di alcune specie ittiche. Generalmente, i pesci giovani sono più suscettibili agli agenti patogeni rispetto ai pesci più vecchi (Plumb e Hanson 2011).

    Il mantenimento della salute dei pesci in acquaponica richiede un'adeguata gestione della salute e un'attenzione continua. La salute ottimale dei pesci si ottiene al meglio attraverso misure di biosicurezza, tecnologie di produzione adeguate e pratiche di gestione della zootecnia che consentono condizioni ottimali. Come già detto, evitare condizioni ottimali di allevamento e procedure di biosicurezza sono il modo migliore per evitare le malattie dei pesci. Invariabilmente, tuttavia, un agente patogeno può apparire nel sistema. La prima e più importante azione è identificare correttamente l'agente patogeno.

    17.4.2 Diagnosi della Malattia (Identificazione dei Pesci Malati)

    Il riconoscimento precoce dei pesci malati è importante per mantenere la salute dell'unità di acquacoltura nel sistema acquaponico. Una diagnosi accurata e una risposta tempestiva fermeranno la diffusione della malattia ad altri pesci, riducendo così al minimo le perdite.

    L'esame dei pesci vivi inizia osservando il loro comportamento. L'osservazione quotidiana costante e attenta consente il riconoscimento precoce dei pesci malati. Di norma, i pesci devono essere osservati per i cambiamenti comportamentali prima, durante e dopo l'alimentazione.

    I pesci sani mostrano movimenti di nuoto veloci ed energici e un forte appetito. Nuotano in normali modelli specifici della specie e hanno la pelle intatta senza scolorimenti (Somerville et al. 2014). I pesci malati presentano vari cambiamenti comportamentali con o senza cambiamenti visibili nell'aspetto fisico. L'indicatore più evidente del deterioramento della salute dei pesci è la riduzione (cessazione) dell'attività alimentare, di solito a causa di stress ambientale e/o di una malattia infettiva/parassitaria. Il segno più evidente della malattia è la presenza di animali morti o morenti (Parker 2012; Plumb e Hanson 2011).

    I cambiamenti comportamentali nei pesci malati possono includere nuoto anormale (nuoto vicino alla superficie, lungo i lati del serbatoio, affollamento all'ingresso dell'acqua, turbinio, torsione, freccette, nuoto a testa in giù), lampeggiante, graffi sul fondo o sui lati del serbatoio, movimento insolitamente lento, perdita di equilibrio, debolezza, appeso svogliato sotto la superficie, sdraiato sul fondo e ansioso alla superficie dell'acqua (segno di basso livello di ossigeno) o non reagire a stimoli esterni. Oltre ai cambiamenti comportamentali, i pesci malati presentano segni fisici che possono essere visti a occhio nudo. Questi segni grossolani possono essere esterni, interni o entrambi e possono includere perdita di massa corporea; addome dilatato o idropisia; deformazione spinale; oscuramento o alleggerimento della pelle; aumento della produzione di muco; aree scolorite del corpo; erosioni cutanee, ulcere o piaghe; danni alle pinne; perdita di incrostazioni; cisti; tumori; gonfiore sul corpo o sulle branchie; emorragie, specialmente sulla testa e sull'istmo, negli occhi e alla base delle pinne; e occhi sporgenti (pop-eye, esoftalmia) o endoftalmia (occhi infossati). I segni interni sono variazioni di dimensioni, colore e struttura degli organi o dei tessuti, accumulo di liquidi nelle cavità corporee e presenza di formazioni patologiche quali tumori, cisti, ematomi e lesioni necrotiche (Noga 2010; Parker 2012; Plumb and Hanson 2011; Winton 2002).

    In caso di sospetto di deterioramento della salute dei pesci, il primo passo è quello di controllare la qualità dell'acqua (temperatura dell'acqua, ossigeno disciolto, pH, livelli di ammoniaca, nitriti e nitrati) e rispondere tempestivamente a qualsiasi deviazione dall'intervallo ottimale. Se la maggior parte dei pesci presenti nella vasca presenta un comportamento anomalo e presenta segni non specifici di malattia, è probabile che si verifichino cambiamenti nelle condizioni ambientali (Parker 2012; Somerville et al. 2014). Basso ossigeno (ipossia) è una causa frequente di mortalità dei pesci. I pesci in acqua con basso ossigeno sono letargici, si riuniscono vicino alla superficie dell'acqua, respirano per l'aria e hanno una pigmentazione più luminosa. Pesce morente espone una respirazione agonale, con bocca aperta e opercula svasata. Questi segni sono evidenti anche nelle carcasse di pesce. Alti livelli di ammoniaca causano ipereccitabilità con spasmi muscolari, cessazione dell'alimentazione e morte. La deviazione cronica dai livelli ottimali provoca anemia e diminuzione della crescita e della resistenza alle malattie. I pesci avvelenati da nitriti hanno cambiamenti comportamentali caratteristici dell'ipossia con branchie abbronzate pallide o brune e sangue bruno (Noga 2010).

    Quando solo pochi pesci mostrano segni di malattia, è indispensabile rimuoverli immediatamente per fermare e prevenire la diffusione dell'agente patogeno agli altri pesci. Nelle prime fasi di un focolaio di malattia, generalmente solo pochi pesci mostreranno segni e muoiono. Nei giorni successivi, ci sarà un graduale aumento del tasso di mortalità giornaliera. Il pesce malato deve essere attentamente esaminato per determinare la causa. Solo poche malattie dei pesci producono segni comportamentali e fisici patognomonici (specifici di una determinata malattia). Tuttavia, un'attenta osservazione consente spesso all'esaminatore di restringere la causa alle condizioni ambientali o agli agenti della malattia. In caso di grave epidemia, un veterinario di pesce o specialista sanitario deve essere contattato immediatamente per una diagnosi professionale e le opzioni di gestione delle malattie. Al fine di risolvere il problema della malattia, il diagnostico avrà bisogno di una descrizione dettagliata dei segni comportamentali e fisici esposti dai pesci malati, dei registri giornalieri dei parametri di qualità dell'acqua, dell'origine del pesce, della data e delle dimensioni del pesce al magazzinaggio, del tasso di alimentazione, del tasso di crescita e della mortalità giornaliera ( Parker 2012; Plumb e Hanson 2011; Somerville et al. 2014).

  5. 17.5 Strategie di trattamento in Aquaponica

    Original publication · Pubblicato per la prima volta su FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    Le opzioni di trattamento per i pesci malati in un sistema aquaponico sono molto limitate. Poiché sia i pesci che le piante condividono lo stesso ciclo d'acqua, i farmaci usati per i trattamenti delle malattie possono facilmente danneggiare o distruggere le piante, e alcuni possono essere assorbiti dalle piante, causando periodi di sospensione o addirittura rendendoli inutilizzabili per il consumo. I farmaci possono anche avere effetti dannosi sui batteri benefici nel sistema. Se un trattamento medicinale è assolutamente necessario, deve essere implementato all'inizio della malattia. Il pesce malato viene trasferito in un serbatoio separato (ospedale, quarantena) isolato dal sistema per il trattamento. Quando si restituisce il pesce dopo il trattamento, è importante non trasferire i farmaci usati nel sistema aquaponico. Tutte queste limitazioni richiedono miglioramenti delle opzioni di gestione delle malattie con effetti negativi minimi per i pesci, le piante e il sistema (Goddek et al. 2015, 2016; Somerville et al. 2014; Yavuzcan Yildiz et al. 2017). Uno dei trattamenti più usati ed efficaci contro le più comuni infezioni batteriche, fungine e parassitarie nei pesci è un bagno di sale (cloruro di sodio). Il sale è benefico per il pesce, ma può essere dannoso per le piante nel sistema (Rakocy 2012), e l'intera procedura di trattamento deve essere eseguita in un serbatoio separato. Una buona opzione è quella di separare l'unità di acquacoltura a ricircolo dall'unità idroponica (sistemi aquaponici disaccoppiati) (cfr. cap. 8). Il disaccoppiamento consente opzioni di trattamento delle malattie dei pesci e delle acque che non sono possibili nei sistemi accoppiati (Monsees et al. 2017) (cfr. cap. 7). Un recente miglioramento per il controllo degli ectoparassiti e la disinfezione dei pesci nei sistemi aquaponici è l'uso di Wofasteril (KeslaPharmawolfen GMBH, Bitterfeld-Wolfen, Germania), un prodotto contenente acido peracetico che non lascia residui nel sistema (Sirakov et al. 2016). In alternativa, è possibile utilizzare il perossido di idrogeno, ma a una concentrazione molto più alta. Sebbene queste sostanze chimiche abbiano effetti collaterali minimi, la loro presenza è indesiderabile nei sistemi aquaponici e sono necessari approcci alternativi, come i metodi di controllo biologico (Rakocy 2012).

    Il metodo di controllo biologico (biocontrol) si basa sull'uso di altri organismi viventi nel sistema, basandosi su relazioni naturali tra le specie (commensalismo, predazione, antagonismo, ecc.) (Sitjà-Bobadilla e Oidtmann 2017) per controllare gli agenti patogeni dei pesci. Attualmente, questo metodo è uno strumento complementare per la gestione della salute dei pesci ad alto potenziale, soprattutto nei sistemi acquaponici. L'implementazione di maggior successo del biocontrollo nella coltura ittica è l'uso di pesci più puliti contro i pidocchi (parassiti della pelle) negli allevamenti di salmoni. È meglio praticato nelle fattorie norvegesi dove le acque di pulizia (Labridae) sono co-coltivate con il salmone. Il wrasse rimuovere e nutrirsi di pidocchi marini (Skiftesvik et al. 2013). Sebbene la pulizia sia meno comune nei pesci d'acqua dolce, i plecos di leopardo (Glyptoperichthys gibbiceps), che convivono con il blu Tilapia (Oreochromis aureus), mantengono sotto controllo l'infezione da Ichthyophthirius multifiliis alimentandosi delle cisti parassite (Picón-Camacho et al. 2012). Questo metodo di biocontrollo sta diventando sempre più importante nell'acquacoltura e può essere considerato nei sistemi acquaponici. Inoltre, va notato che il pesce più pulito può anche ospitare agenti patogeni che possono essere trasmessi alle principali specie coltivate. Pertanto, devono anche sottoporsi a procedure preventive e di quarantena prima dell'introduzione nel sistema.

    Un altro metodo di biocontrollo, ancora in fase di applicazione esplorativa nella coltura ittica, è l'uso di organismi filtranti e filtranti. Riducendo i carichi patogeni nell'acqua, questi organismi possono ridurre le probabilità di insorgenza di malattie (Sitjà-Bobadilla e Oidtmann 2017). Ad esempio, Othman et al. (2015) hanno dimostrato la capacità delle cozze d'acqua dolce (Pilsbryoconcha exilis) di ridurre la popolazione di Streptococcus agalactiae in un sistema di coltura tilapia su scala laboratorio. Il potenziale di questo metodo di biocontrollo nei sistemi acquaponici deve ancora essere testato e sono necessari nuovi studi per esplorare le possibilità non solo per il controllo delle malattie dei pesci, ma anche per il controllo degli agenti patogeni delle piante.

    Il metodo di biocontrollo più promettente e ben documentato è l'uso di microrganismi benefici come probiotici nell'alimentazione dei pesci o nell'acqua di allevamento. Il loro utilizzo nei sistemi acquaponici come promotori della crescita e della salute dei pesci e delle piante è ben noto, e i probiotici hanno anche dimostrato efficacia contro una serie di agenti patogeni batterici in diverse specie ittiche. Ad esempio, nelle trote iridee, le infezioni dietetiche Carnobacterium maltaromaticum e C. divergens protette da Aeromonas salmonicida e Yersinia ruckeri (Kim e Austin 2006) e Aeromonas sobria GC2 incorporate nel mangime hanno prevenuto con successo le malattie cliniche causate da Lactococcus garvieae e Streptococcus iniae (Brunt e Austin 2005). Dietary Micrococcus luteus ha ridotto la mortalità dovuta all'infezione da Aeromonas hydrophila e ha migliorato la crescita e la salute della tilapia del Nilo (Abd El-Rhman et al. 2009). Recenti ricerche di Sirakov et al. (2016) hanno fatto buoni progressi nel biocontrollo simultaneo dei funghi parassiti sia nei pesci che nelle piante in un sistema acquaponico a ricircolo chiuso. In totale, oltre l'80% degli isolati (batteri isolati dal sistema aquaponico) sono stati antagonisti nei confronti di entrambi i funghi (Saprolegnia parasiticia e Pythium ultimum) nei test in vitro. I batteri non erano classificati tassonomicamente, e gli autori supponevano che appartenessero al genere Pseudomonas e ad un gruppo di batteri lattici. Questi risultati, sebbene molto promettenti, devono ancora essere testati in un sistema acquaponico operativo.

    Come alternativa finale al trattamento chimico, suggeriamo l'uso di piante medicinali con proprietà antibatteriche, antivirali, antifungine e antiparassitarie. Gli estratti vegetali hanno varie caratteristiche biologiche con il minimo rischio di sviluppare resistenza negli organismi mirati (Reverter et al. 2014). Molti rapporti scientifici dimostrano l'efficacia delle piante medicinali contro gli agenti patogeni dei pesci. Ad esempio, il Nilo Tilapia alimentato con una dieta contenente vischio _ (Viscum album coloratum_) ha aumentato la sopravvivenza quando si è sfidato con Aeromonas hydrophila (Park and Choi 2012). Le carpe maggiori indiane hanno mostrato una significativa riduzione della mortalità quando sono state contestate con Aeromonas hydrophila e alimentate con diete contenenti fiore di carne spinoso (Achyranthes aspera) e ginseng indiano (Withania somnifera) (Sharma et al. 2010; Vasudeva Rao et al. 2006). Gli estratti di piante medicinali si sono anche dimostrati efficaci contro gli ectoparassiti. Nel pesce rosso, Yi et al. (2012) ha dimostrato l'efficacia degli estratti di Magnolia officinalis e Sophora alopecuroides contro Ichthyophthirius multifiliis, e Huang et al. (2013) hanno dimostrato che estratti di Caesalpinia sappan, Lysimachia christinae, Cuscuta chinensis, Artemisia argyi ed Eupatorium fortunei hanno 100% efficacia antielmintica contro il Dattylogyrus intermedius. L'uso di piante medicinali in acquaponica è promettente, ma sono necessarie ulteriori ricerche per trovare la strategia terapeutica appropriata senza effetti indesiderati. Come indicato da Junge et al. (2017), anche se la ricerca sull'acquaponica si è ampiamente sviluppata negli ultimi anni, il numero di articoli di ricerca pubblicati sull'argomento è ancora drammaticamente basso rispetto ai documenti pubblicati relativi all'acquacoltura o all'idroponica. L'acquaponica, ancora considerata una tecnologia emergente, è tuttavia oggi caratterizzata da un grande potenziale di produzione alimentare per la popolazione mondiale che, secondo i risultati delle prospettive di popolazione mondiale delle Nazioni Unite (ONU 2017), ammonta a quasi 7,6 miliardi a metà 2017 e, sulla base delle proiezioni, è dovrebbe aumentare a 1 miliardo entro 12 anni, raggiungendo circa 8,6 miliardi nel 2030. Tuttavia, considerando i potenziali rischi per la sostenibilità dell'acquaponica dovuti alle malattie dei pesci, lo sviluppo di buone idee e nuovi metodi e approcci per il controllo degli agenti patogeni rappresenteranno la nostra sfida principale per il futuro. È urgente avviare nuove conoscenze per fornire una migliore base per la gestione della salute dei pesci e delle piante e continuare a sviluppare sistemi operativi e infrastrutturali per l'industria acquaponica. Le cause della perdita di pesce nei sistemi acquaponici, le malattie specifiche del sistema e l'interazione e l'alterazione della comunità microbica, insieme agli agenti patogeni, sono aree prioritarie di studio.