藻类作为水产养殖的可持续饲料
基于循环经济的原则，SIMTAP开发了一个“藻类单元”的原型，即利用水培温室作物产生的副产品来种植藻类，并以更可持续的方式为水产养殖提供饲料。
尽管水产养殖被认为是一种最可持续的动物养殖方式，但它仍然会释放一定量的氮、磷和有机物质。此外，目前的水产养殖利益来源仍然依赖于鱼粉和鱼油的生产，而且这是水产饲料的主要成分之一。由于它们主要是通过捕鱼(“养殖鱼”)获得的，因此养殖这些鱼种对天然鱼类野生种群产生了负面影响，所以这种养殖方式不再具有可持续性。此外，大豆和玉米等其他原料的生产和运输对土地使用(经常导致森林砍伐)和二氧化碳排放(由于化石燃料的燃烧)产生了巨大影响。而且温室作物也需要大量的水和肥料（如氮和磷），以及在这个过程中随意排放污染物到自然水体中都会造成环境污染问题。基于此，水产养殖者、政策制定者和科学家正在针对这些问题寻找一种可能的解决方案。而且循环经济原则的使用可能会成为解决问题的关键。
SIMTAP项目的目标是为了开发一种创新的综合养殖系统，以用于生产海洋鱼类和植物(盐生植物)。SIMTAP概念的中心思想是通过模拟海洋生态系统中自然发生的情况并充分考虑生态系统的承载能力，以建立一个非常可以通过自然选择考验的生物群体，并且它们可以完美且维持生态平衡地生活在一起。这意味着这些生物需要共享一个环境，且可以避免过度开发环境资源或积累废物和污染物质。
这个原型基本上由太阳能(能量)提供动力，SIMTAP概念包括SIMTAP原型的一个部分(“藻类单元”)以进行单细胞藻类喂养矿物元素的初级生产过程。根据循环概念，除了淡水，温室的径流还可以用于藻类生长。因此基本上，SIMTAP是一个多营养共生系统。在这个系统中，几种生物可以以互惠的方式进行培养。此外，SIMTAP的设计还适用于咸水和海水环境中。
这个系统所产生的藻类生物量涵盖SIMTAP原型的第二部分(“DFFO单元”)中所包括的食腐动物和滤食生物(DFFO)的基本饮食。DFFO包括多毛类(例如沙蚕、贻贝蛤蜊、海参、虾、海螺等。因此必须仔细选择生物种群以占据尽可能多的生态位，并最大限度地提高DFFO单元的生物量产量。反过来，这种生物质可以用于喂养SIMTAP原型的第三部分(“鱼类单元”)中饲养的海鱼。这样一来可以在为市场生产鱼类的同时，在鱼类单元可以收集其产生的废物（如未食用的饲料）和粪便(悬浮固体废物)以及氨氮的产生由其他单元生物使用。一些悬浮有机废物中仍然含有丰富的营养物质，它们也可以是DFFO的饲料。铵一般是鱼类代谢的最终产物，但它在低浓度时具有剧毒。铵可以在“生物反应器单元”中转化为危害较小的硝酸盐。由于水中好氧硝化微生物的存在，可以发生硝化(即铵氧化为硝酸盐)发生；然后硝酸盐和其他溶解的营养物质就可以被植物吸收。SIMTAP的概念如图1所示。
图1.SIMTAP(自给自足的综合多营养共生系统)的概念图。
目前在比萨大学建立的SIMTAP系统中，培养了大型藻类（如毛形藻和羽藻）。在培养的盐生植物中，他们将欧洲盐角草(Salicornia european)与甜菜(Beta vulgaris var. cicla)一起栽培。而由于吉尔头海鲷(Sparus aurata)和欧洲海鲈鱼(Dicentrarchus labrax)具有较高的市场相关性和对不同盐度的适应性，而被用作系统中生活的鱼类。异色沙蚕(Nereis diversicololor) 作为另一个DFFO品种已被成功引入系统。同时，在藻类单元中还培养了一种类似小球藻的微藻。该实验室的使用低盐度水的实验正在进行中，该实验的成功可以扩大可生产的鱼类和植物种类，并进一步提高SIMTAP原型的生产效率。
基于相同原则的SIMTAP系统已在法国、土耳其和马耳他进行实施。此外，还对所有这些系统进行了相关的生命周期评估(LCA)研究，以评估其可持续性水平。
综上所述，SIMTAP系统主要是一种盐水水培系统，并结合水培温室作物，为藻类生产提供富含营养的废水。
整个SIMTAP循环的成果可以用于市场鱼类和植物产品以及温室废水的修复。除了这些优点外，还可以减少使用鱼粉、鱼油以及更常见饲料的使用。目前这些饲料的原料都是从海外生产和进口的，因此十分不环保。
国际项目SIMTAP(提高粮食生产可持续性的自给自足综合多营养水产共生系统);www.simtap.eu)由PRIMA(地中海地区研究与创新伙伴关系)项目资助。并由比萨大学协调，其中其他项目参与的组织以及公司还有：博洛尼亚大学、米兰大学、INRAE和Lycée de la Mer et du Littoral(法国)、地中海渔业研究所(MEDFRI，土耳其)、马耳他环境、可持续发展和气候变化部(MESDC)以及德国科罗列夫公司。
