Su Ürünleri Yetiştiriciliği için Sürdürülebilir Bir Yem Olarak Algler

Döngüsel ekonomi ilkelerine dayanarak, SIMTAP projesi, yosun yetiştirmek ve su ürünleri yetiştiriciliğini daha sürdürülebilir bir şekilde beslemek için hidroponik sera bitkileri yan ürünlerinden yararlanan bir prototip (“alg birimi”) geliştirmiştir. 

Su ürünleri yetiştiriciliği en sürdürülebilir hayvan yetiştiriciliği sektörü olarak kabul edilse de, yine de belirli miktarda azot, fosfor ve organik madde salmaktadır. Ek olarak, su ürünleri yetiştiriciliği hala su yemlerinin ana bileşenleri arasında yer alan balık unu ve balık yağı üretimine bağlıdır. Büyük ölçüde balık avı (“yem balığı”) ile elde edildiklerinden, üretimleri doğal balık yabani stoklarının tutarlılığını olumsuz yönde etkiler ve bu nedenle artık sürdürülebilir değildir. Ayrıca, soya fasulyesi ve mısır gibi diğer bileşenlerin üretimi ve taşınması, arazi kullanımı (sıklıkla ormansızlaşmaya neden olur) ve CO2 emisyonu (fosil yakıtların yanması nedeniyle) üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Benzer şekilde, sera bitkileri de doğal su kütlelerine yayılan azot ve fosfor gibi büyük miktarlarda suya ve gübreye ihtiyaç duyar ve böylece çevre kirliliğine neden olur. Buna dayanarak, su çiftçileri, politika yapıcılar ve bilim adamları, döngüsel ekonomi ilkesinde bulunabilecek olası bir çözüm arıyorlar.

SIMTAP projesinin* amacı, deniz balıkları ve bitkileri (halofitler) üretmek için yenilikçi bir entegre tarım sistemi geliştirmektir. SIMTAP konseptinin altında yatan fikir, ekosistemin taşıma kapasitesine göre çok iyi birleştirilmiş (doğal olarak seçilmiş) bir organizma havuzunun mükemmel bir dengede birlikte yaşadığı deniz ekosistemlerinde doğal olarak neler olduğunu taklit etmektir. Bu, organizmaların çevresel kaynakları aşırı kullanmadan ve / veya atık ve kirletici maddeler biriktirmeden ortak bir çevreyi paylaştığı anlamına gelir. 

Temel olarak güneş ışığı (enerji) ile çalışan SIMTAP konsepti, SIMTAP prototipinin (“alg birimi”) belirli bir bölümünde tek hücreli alglerle beslenen mineral elementlerin birincil üretiminden oluşur. Tatlı suya ek olarak seradan gelen akış, döngüsellik kavramına göre alg büyümesi için kullanılabilir. Temel olarak, SIMTAP, çeşitli organizmaların karşılıklı bir şekilde yetiştirilebildiği çoklu trofik bir akuaponik sistemdir. Ayrıca, SIMTAP acı deniz suyuna uygulanmak üzere tasarlanmıştır.

Üretilen alg biyokütlesi, SIMTAP prototipinin (“DFFO birimi”) ikinci bölümünde barındırılan zararlı ve filtre besleyici organizmalar (DFFO) için temel diyeti temsil eder. DFFO, polichaetes (örneğin, Nereis diversicolor), midye (Mytilus galloprovincialis), istiridye, deniz hıyarı (Holothuroidea), karides (Kabuklular), deniz salyangozları (deniz gastropodları), vb. bu organizmalar, mümkün olan en fazla sayıda ekolojik nişi işgal etmek ve DFFO ünitesinin biyokütle üretimini en üst düzeye çıkarmak için dikkatlice seçilmelidir. Buna karşılık, bu biyokütle, SIMTAP prototipinin üçüncü bölümünde, “balık ünitesine” yetiştirilen deniz balıklarını beslemek için kullanılabilir. Piyasa için balık üretilirken ünite içerisinde, yenmemiş yem, dışkı (süspansiyondaki katı atıklar) ve amonyak azotu gibi atık maddeler de diğer üniteler tarafından üretilmekte ve kullanılmaktadır. Besin maddeleri bakımından hala zengin olan askıya alınmış organik atıklar, DFFO için yemdir. Amonyum, balık metabolizmasının son ürünüdür ve düşük konsantrasyonlarda oldukça toksiktir. Aerobik nitrifikasyon mikroorganizmaları sayesinde nitrifikasyonun (yani, amonyumun nitrata oksidasyonunun) gerçekleştiği “biyoreaktör ünitesinde” daha az zararlı olan nitrata dönüştürülebilir; Daha sonra, nitrat ve diğer çözünmüş besinler bitkiler tarafından asimile edilebilir. SIMTAP kavramı Şekil 1’de gösterilmiştir.

Figür. 1. SIMTAP kavramı (Kendi kendine yeten entegre multitrofik akuaponik sistem).

Şu anda, Pisa Üniversitesi’nde kurulan SIMTAP sisteminde, Chaetomorpha ve Ulva rigida gibi  makroalgler yetiştirilmektedir. Halofitik bitkiler arasında Salicornia Europea, Beta vulgaris var. cicla ile birlikte yetiştirilmektedir. Çipura (Sparus aurata) ve Avrupa levreği (Dicentrarchus labrax), yüksek pazar alaka düzeyi ve farklı tuzluluklara adaptasyonları göz önüne alındığında balık türleri olarak kullanılır. DFFO türleri olarak, Nereis diversicolor sisteme başarıyla dahil edilmiştir. Aynı zamanda, alg ünitesinde Chlorella benzeri bir mikroalg yetiştirilmiştir. Üretilebilecek balık ve bitki türlerinin çeşitliliğini genişletmek ve SIMTAP prototipinin üretim verimliliğini artırmak için düşük tuzlulukta su kullanma deneyleri devam etmektedir. 

Aynı prensiplere dayanan SIMTAP sistemleri Fransa, Türkiye ve Malta’da uygulanmaktadır. Ayrıca tüm bu sistemlerin sürdürülebilirlik düzeylerinin değerlendirilmesi için Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (LCA) çalışmaları da yapılmaktadır. 

Sonuç olarak, SIMTAP sisteminin esas olarak alg üretimi için besin bakımından zengin atık su sağlayan hidroponik sera bitkileri ile birleştirilmiş tuzlu su akuaponik bir sistem olması amaçlanmıştır.

Tüm SIMTAP döngüsü, pazar için balık ve bitki ürünleri ve sera atık suyunun iyileştirilmesi ile sonuçlanır. Bu avantajlara ek olarak, balık unu, balık yağları ve daha genel olarak, hammaddeleri yurtdışında üretilen ve ithal edilen yemlerin kullanımının azaltılması da düşünülmelidir. 

*PRIMA (Akdeniz Bölgesinde Araştırma ve İnovasyon İçin İşbirliği) programı tarafından finanse edilen ve Pisa Üniversitesi tarafından koordine edilen uluslararası proje SIMTAP (Gıda üretim sürdürülebilirliğini iyileştirmek için kendi kendine yeterli entegre çok trofik akuaponik sistemler; www.simtap.eu), Bologna Üniversitesi, Milano Üniversitesi, INRAE ve Lycée de la Mer et du Littoral (Fransa),  Akdeniz Balıkçılık Araştırma Enstitüsü (MEDFRI, Türkiye), Malta Çevre, Sürdürülebilir Kalkınma ve İklim Değişikliği Bakanlığı (MESDC) ve Alman şirketi Korolev.