Để điều chỉnh nuôi trồng thủy sản theo hướng sản xuất bền vững, các công nghệ mới và chiến lược quản lý đã được đề xuất. Hệ thống nuôi trồng thủy sản bền vững là những hệ thống cho phép sản xuất tối đa sản lượng nhưng sử dụng ít tài nguyên hơn và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Tiêu biểu của các hệ thống nuôi trồng thủy sản khép kín với lượng nước thấp và giảm thiểu xả thải là hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) và hệ thống sử dụng công nghệ biofloc (BFT).
So với các hệ thống truyền thống, RAS và BFT mang lại lợi thế sản xuất động vật thủy sản trong môi trường được kiểm soát với mức độ tái sử dụng nước cao và lịch trình thu hoạch có thể dự đoán được. Tuy nhiên, RAS và BFT nuôi chỉ các loài đơn lẻ và không sử dụng lại các chất dinh dưỡng còn sót lại để nuôi dưỡng các loài khác.
Hệ thống thủy canh đa dinh dưỡng tích hợp được công nhận là một phương thức sản xuất hiện đại và bền vững. Các hệ thống đa dinh dưỡng kết hợp có sự mô phỏng một hệ sinh thái tự nhiên. Aquaponics và nuôi trồng thủy sản theo công nghệ biofloc được coi là những cách tiếp cận thân thiện với môi trường để sản xuất thực phẩm bởi cả 2 đều tập trung vào việc tái sử dụng chất dinh dưỡng và tiết kiệm nước. Tái sử dụng chất dinh dưỡng cho phép giảm thiểu các tác động môi trường của sản xuất thực phẩm, giảm chi phí phân bón, nước và góp phần sản xuất thực phẩm khép kín. Hơn nữa còn tăng sự đa dạng của các sản phẩm cung cấp và đảm bảo an ninh lương thực cho người tiêu dùng địa phương.
Aquaponics là một ví dụ về hệ thống nuôi trồng thủy sản kết hợp sản xuất rau thủy sản. Hệ thống aquaponics truyền thống và phổ biến nhất là có sự tích hợp RAS và trồng rau thủy canh. Trong hệ thống aquaponics, nước thải nuôi trồng thủy sản được vi khuẩn nitrat hóa chuyển hóa thành các chất dinh dưỡng cho cây trồng. Hệ thống aquaponics về cơ bản bao gồm các bể chứa nuôi trồng thủy sản và bộ lọc (cơ học và sinh học) tạo nên hệ thống nuôi tuần hoàn, được kết nối với các luống trồng rau thủy canh.
Aquaponics là một công nghệ sản xuất thực phẩm mới nổi và có nhiều mô hình cải tiến được đề xuất để nâng cao hiệu quả trong quá trình vận hành. Có nhiều hệ thống Aquaponic với thiết kế khác nhau: Hệ thống aquaponics tách rời, hệ thống aquaponics nhiều vòng, hệ thống algaeponics, hệ thống maraponics và hệ thống FLOCponics.
FLOCponics (biofloc + hydroponic) được định nghĩa là sự kết hợp của nuôi trồng thủy sản dựa trên biofloc với thủy canh (kỹ thuật cây trồng không dùng đất). Như vậy, FLOCponics là một loại hệ thống aquaponics thay thế trong đó hệ thống RAS được thay thế bằng hệ thống dựa trên Biofloc (BFT). Có nghĩa là FLOCponics là công nghệ sử dụng nước thải giàu dinh dưỡng từ BFT để nuôi dưỡng cây trồng thủy canh.
Sơ đồ minh họa dạng hệ thống Aquaponics tách rời (DAPS) hoặc hệ thống FLOCponics tách rời (DFP).
Cho đến nay, nghiên cứu FLOCponics chủ yếu được dẫn dắt bởi các nhà nghiên cứu nuôi trồng thủy sản. Những nhà nghiên cứu cho rằng việc sử dụng FLOCponics như một cách để tái sử dụng các chất dinh dưỡng góp phần tăng lợi nhuận của trang trại bằng cách trồng các sản phẩm khác có giá trị thị trường, giảm chi phí đầu vào, điện và lao động.
Tuy nhiên FLOCponics còn có những thách thức như việc kiểm soát hiệu quả chất rắn và cần có nhiều nghiên cứu để cải tiến thiết kế của hệ thống. Khác với hệ thống Aquaponics truyền thống được vận hành ở quy mô nhỏ để đáp ứng sở thích cá nhân hoặc cung cấp cho gia đình. FLOCponics chỉ phù hợp với sản xuất thương mại quy mô vừa và lớn bởi sự phức tạp của hệ thống BFT, cần phải có một cơ sở hạ tầng cơ bản và một khoản đầu tư đáng kể. FLOCponics có lẽ sẽ là một lựa chọn thay thế cho những người nuôi trồng thủy sản truyền thống hoặc nhà đầu tư muốn bắt đầu một trang trại tổng hợp khi các rào cản kỹ thuật được giải quyết.
Về khả năng ứng dụng, hệ thống FLOCponics có khả năng được áp dụng trong ngắn hạn bởi những nông dân đã vận hành BFT, họ có khả năng điều chỉnh cấu trúc để tiếp nhận hệ thống phụ thủy canh.
Bằng cách áp dụng các nguyên tắc của aquaponics và bioflocs, FLOCponics có thể trở thành một giải pháp cung cấp thực phẩm góp phần đưa nuôi trồng thủy sản theo các hướng bền vững hơn.
