Designing a marine aquaponics (maraponics) system to model IMTA

17 Pages·2014·2 MB·English

Designing a marine aquaponics
(maraponics) system to model IMTA
Daryl Gunning; Luke Harman; 
Mairead Keily; Rory Nunan; 
Peter Jones; Ben Horgan; Gavin 
Burnell
Aquaculture and Fisheries Development 
Centre, University College Cork, Ireland
Typical Integrated Multi‐Trophic Aquaculture array
Troell, M., and J. Norberg
(1998). Modelling output and 
retention of suspended 
solids in an integrated salmon‐
mussel culture. Ecological 
Modelling 110: 65‐77.
Typical RAS system with 
hydroponics
( )
Waller et al. 2014
Aquaponics = Aquaculture +  hydroponics
Converting an IBC to a maraponics unit
Why  marine aquaponics?
• Hard to demonstrate nutrient recycling in 
oligo/mesotrophic open water IMTA
• Difficult to obtain licenses for mixed species 
culture in Ireland
• Closed RAS allows full control of inputs
• RAS allows behavioural observations
• Experiment with different species mix
• Reduced sampling variability (diurnal/tidal)
• Possible to test disease transfer
Trophic levels
• Level 1: Plants and algae make their own food and are 
called primary producers.
• Level 2: Herbivores eat plants and are called primary 
consumers.
• Level 3: Carnivores that eat herbivores are called 
secondary consumers.
• Level 4: Carnivores that eat other carnivores are called 
tertiary consumers.
• Level 5: Apex predators that have no predators are at the 
top of the food chain.
• Level 6: Detritivores – eat organic material
• Level 7: Decomposers (bacteria and fungi) – modify 
nutrients
Model maraponics ecosystem
Pmy producer
Pmy p1ro1ducer
Tertiary consumer
Pmy consumers
DetritPivores
Pmy consumers
DecomPposer
Research questions
• Will rainbow trout (Salmo gairdneri) become 
steelheads and drive the system?
• What species of macroalgae and halophytes
will grow in our system?
• Can we use fatty acid profiles to trace nutrients 
through the animals?
• Can we use stable isotopes to trace nutrients 
into the algae?
• Will be able to record growth of sea 
cucumbers?
Maraponics & Salicornia europaea
Unlike freshwater aquaponics, 
where there are a multitude of 
plant component choices (e.g. 
lettuces, herbs etc.), a marine 
system has a limited number of 
suitable plant species available 
S. europaea was chosen as a 
candidate species in an 
experimental IMTA/Maraponics
system as it is extremely salt‐
tolerant and commercially 
valuable and has potential as a 
bio‐filter