Akvaponika

„Akvakultūra šiuo metu yra sparčiausiai augantis gyvūnų maisto gamybos sektorius ir netrukus tieks daugiau nei pusę pasaulio jūros gėrybių, skirtų žmonėms vartoti.“ ^{[ 1 ]} Ji buvo naudojama daugelyje skirtingų kultūrų, daugiausia maisto gamybai ir toksiškų atliekų, pavyzdžiui, susidarančių sąvartynuose, šalinimui. ^{[ 2 ]} Šioms nuotekoms valyti buvo naudojamos įvairių rūšių bakterijos ir dumbliai (pvz., dumbliai Gracilaria birdiae). ^{[ 3 ]} Akvaponika yra sparčiai auganti akvakultūros dalis, kurioje natūrali bakterijų, žuvų ir augalų sąveika paverčia atliekas švariu vandeniu.

Kas yra akvaponika?

Akvaponika – tai maisto gamybos metodas, kai akvakultūra integruojama su hidroponika . Šis simbiotinis ryšys sudaro sąlygas sukurti tvarią sistemą, kuriai reikia nedaug pastangų. Kaupiasi gerosios bakterijos, kurios žuvų išmatų toksinus paverčia augalų naudojamomis maistinėmis medžiagomis. Sugerdami šias maistines medžiagas, augalai filtruoja vandenį, sukurdami žuvims tinkamą aplinką. Šis ciklas padeda palaikyti gerą akvariumo būklę tiek žuvims, tiek augalams.

Maisto gamyba šiuo metodu yra bene ekologiškiausia. Taikant šį metodą, trąšų nereikia, nes augalams augti tereikia žuvų atliekų. Herbicidų taip pat nereikia, nes augalams auginti nenaudojamas dirvožemis, kuris netgi gali būti žalingas žuvims. Ši sistema ypač tinka vietovėms, kuriose dirvožemio kokybė prasta, nes ji neaprūpina augalų maistinėmis medžiagomis. Mažuose plotuose galite auginti didelius kiekius augalų, nereikalaudami didelio žemės ploto. Akvaponika yra puikus būdas tvariai auginti šviežią žuvį ir daržoves šeimai, pamaitinti kaimą arba gauti pelno iš komercinio ūkininkavimo. Jau nekalbant apie tai, kad vienoje sistemoje galite pasigaminti savo vakarienę ir garnyrą. Geriausia tai, kad kai jūsų žuvys užaugs pakankamai didelės, galėsite jas valgyti! ^{[ 4 ]}

Istorija

Akvaponika pastaruoju metu vėl išpopuliarėjo ^{[ 5 ]} , tačiau šį inžinerijos ir biologijos šedevrą pirmiausia pritaikė senovės civilizacijos ^{[ 6 ].} Maždaug XIII amžiuje actekų civilizacija pirmoji pradėjo naudoti akvaponiką. Jie sukūrė sudėtingas žemės ūkio salas, vadinamas činampomis. Šios augalų salos buvo įsikūrusios ežerų seklumose ir buvo sumaišytos su gyvūnų atliekomis. Tokia tvarka leido actekų žmonėms pasinaudoti akvaponikos teikiamomis atliekų šalinimo ir maisto gamybos savybėmis. ^{[ 7 ]} Polikultūros taip pat buvo kuriamos Kinijoje ir Tailande, kur žuvys (taip pat kitos rūšys, pavyzdžiui, pelkiniai unguriai ir tvenkinio sraigės) buvo dedamos į ryžių laukus, kad padėtų auginti augalus ir būtų naudojamas kaip papildomas maisto šaltinis ^{[ 6 ] .}

Kur naudojama akvaponika?

Nuo tada, kai akvaponika vėl atgijo, iš jos pradėjo gauti naudos įvairios pasaulio šalys, įskaitant JAV, Pietų Amerikos šalis, daugelį Azijos dalių, Australiją ir dalį Afrikos. ^{[ 5 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} Net ir Negevo dykumos sūrokame vandenyje buvo įrengtos akvaponikos sistemos, kurios sėkmingai skatino augalų ir žuvų augimą. ^{[ 11 ]} Dauguma operacijų priskiriamos vienai iš šių kategorijų: moksliniai tyrimai, švietimo, ne pelno siekiantys, komerciniai arba privatūs mėgėjai. ^{[ 1 ]} Nors dauguma sistemų šiuo metu yra nedidelės apimties, technologijų pažanga lėmė „nuolatinį komercinių pritaikymų skaičiaus augimą“, dvi pagrindinės susirūpinimą keliančios sritys, būtent pelningumas ir atliekų tvarkymas, paskatino susidomėjimą akvaponika kaip galimu būdu padidinti pelną, kartu panaudojant kai kurias atliekas“. Išsamesnį akvaponikos sistemos įdiegimo šiose skirtingose ​​šalyse paaiškinimą galima rasti vėlesniuose skyriuose.

Metodų palyginimas

Norint visapusiškai suprasti akvaponiką, būtina suprasti, kad tvariai auginamiems pasėliams auginti naudojami ir akvakultūros, ir hidroponikos metodai. Sužinoję apie šiuos du metodus, galite visapusiškai įvertinti šių trijų ūkininkavimo būdų privalumus ir trūkumus.

Akvakultūra

Akvakultūra – tai natūralių vandens augalų ir gyvūnų santykių panaudojimas siekiant tvariai gauti daugkartinį derlių. Kaip tai pasiekiama? Protingai projektuojant – būtent tai ir yra permakultūros esmė.

Dabar žodį perduodu permakultūros tėvui Billui Mollisonui, kuris cituoja Permakultūros projektavimo vadovą, 13.2 skyrių, 459 psl. „Argumentai už akvakultūrą“:

„Iki pastarųjų kelių dešimtmečių mums pavykdavo sugauti pakankamai žuvų, moliuskų ir augalų iš natūralių vandens sistemų. Tačiau dabar taip nėra, ir akivaizdu, kad atsiranda naujas postūmis kuriant ir kultivuojant organizmus vandens buveinėje.“

Vandens kultūros yra seniai patikrintos ir neabejotino stabilumo, ir daugelis jų išsilaikė be išorinių veiksnių tūkstančius metų. Akvakultūros sistemų stabilumas ir produktyvumas yra geresni nei iki šiol sukurtų sausumos kultūrų sistemų. Naudojant tas pačias energijos ar maistinių medžiagų sąnaudas, galime tikėtis 4–20 kartų didesnio derliaus iš vandens nei iš gretimos žemės.

Trumpai tariant, akvakultūra yra toks pat stabilus būsimas atsakingų visuomenių užsiėmimas, kaip ir miškai, ir tarp šių dviejų naudingų sistemų matysime didelį plotų, kurie dabar skirti ganykloms (pastaba: jis kalba apie žalingą per didelį ganymą) ir monokultūroms (pastaba: tai iš esmės yra ekologinis genocidas), sumažėjimą. Abi pastarosios veiklos yra vis mažiau visuomenės mėgstamos įmonės, o jų produktai kelia akivaizdžią riziką bet kokiu požiūriu (fiskaliniu, sveikatos, socialinės gerovės, energijos vartojimo efektyvumo ar bendro kraštovaizdžio stabilumo).

Akvakultūra, kaip daug energijos naudojanti monokultūra, nėra vertingesnė nei jos istoriniai pirmtakai – dideli grūdų ar monokultūrų ūkiai. Maloniausia, draugiškiausia ir socialiai vertingiausia ji yra bendruomeninė taro terasų kultūra, o labiausiai slegianti – 100 hektarų intensyvūs krevečių ar šamų ūkiai. Todėl mano požiūris yra pabrėžti protingą derlių ir procedūrą, bet atgrasyti nuo „maksimalaus vienos rūšies derliaus“ perspektyvos.

Hidroponika

Hidroponika – tai augalų auginimo mineralinio vandens tirpale be dirvožemio metodas. Ši sistema leidžia taikyti efektyvesnį auginimo būdą, kuriam reikia mažiau vietos, darbo ir vandens. Kadangi augalai yra idealiose vandens sąlygose, jiems nereikia vandens pertekliaus, nes paprastai didelė vandens dalis iššvaistoma. Šio tipo sistemai reikalingas maistinių medžiagų tiekimas.

Akvaponinė maisto gamyba: žuvų ir augalų auginimas maistui ir pelnui, Rebecca L. Nelson, prisidėjo John S. Pade

Dizainas: pagrindinės savybės ir komponentai

Vienas iš pastebimų akvaponikos sistemos bruožų yra didžiulė jos konstrukcijos būdų įvairovė. Nepaisant šios įvairovės, bet kurioje akvaponikos sistemoje yra penki pagrindiniai komponentai: auginimo bakas, kietųjų dalelių šalinimas, biologinis filtras, hidroponikos posistemė ir drenažas (1 pav.; ^{[ 5 ]).} Visi šie pagrindiniai komponentai atlieka šias funkcijas: „žuvų ir augalų auginimas, suspenduotų kietųjų dalelių šalinimas ir bakterijų nitrifikacija“. ^{[ 1 ]}

Auginimo bakas: kur auginamos žuvys

Yra trys skirtingi auginimo metodų tipai: nuoseklus auginimas, populiacijos padalijimas ir keli auginimo blokai. Kiekvienas iš šių skirtingų metodų turi privalumų, trūkumų ir reikalauja skirtingo išdėstymo. Pavyzdžiui, nuosekliam auginimui reikia daug skirtingo amžiaus žuvų grupių viename akvariume. Šis išdėstymas yra mažiau sudėtingas nei kiti auginimo metodai. Tačiau jis gali sukelti stresą žuvims, kurios nėra visiškai subrendusios rinkai, kai sugaunamos kitos, taip pat apsunkina populiacijos įrašų stebėjimą, o sutrikusios žuvys išvengia sugavimo. Kitas auginimo metodas vadinamas populiacijos padalijimu. Atliekant populiacijos padalijimą, žuvys atsitiktinai padalijamos į du skirtingus akvariumus, kai pirmasis akvariumas pasiekia laikomąją galią. Nors šis metodas padeda išvengti sutrikusios augimo žuvų perkėlimo, stresas, kurį sukelia žuvų perkėlimas, gali pakenkti jų bendram augimui. Paskutinis įprastas metodas yra sistema su keliais auginimo blokais. Šioje sistemoje populiacijos pradeda augti skirtingo amžiaus ir perkeliamos į didesnius akvariumus, kai žuvys užauga pakankamai didelės.

Kietųjų dalelių šalinimas: didesnių organinių atliekų šalinimas

Kietosios atliekų šalinimo sistemos tipas priklauso nuo to, kiek organinių atliekų susidaro sistemoje (t. y. kiek žuvų auginama, kiek augalų auginama). Jei žuvų atliekų yra daugiau, nei gali sutalpinti sistemoje esančių augalų skaičius, reikalingas kietosios medžiagos šalinimo įrenginys, pvz., mikrobūgninis sietas.

Šie tarpiniai filtrai padeda surinkti kietąsias medžiagas ir „palengvina amoniako bei kitų atliekų konversiją prieš jas tiekiant hidroponinėms daržovėms“. ^{[ 10 ]} Tai svarbu komercinio masto sistemose, kuriose buvo naudojami skaidrintuvai (2 pav.). Skaidrintuvo sistema surenka kietąsias medžiagas kūgio apačioje. Tam reikia, kad žuvys būtų akvariume, kad maitintųsi atliekomis, kurios gali būti viršuje, ir palaikytų vamzdžių švarą. Po skaidrintuvo taip pat įrengiami tinklai, skirti surinkti iš skaidrintuvo ištekėjusias organines atliekas. Šiuos tinklus reikia valyti vieną ar du kartus per savaitę. Svarbu pašalinti šiuos tinklus, nes organinių medžiagų kaupimasis gali sukelti anaerobines sąlygas, kurios gali žūti žuvys. ^{[ 5 ]} Žuvims ir augalams auginti reikalingi tam tikri vandens kokybės parametrai, įskaitant pastovų pH, ištirpusio deguonies koncentraciją, anglies dioksidą, amoniaką, chlorą, nitritus ir nitratus. ^{[ 10 ]} Nuo tinklų surinktas dumblas gali būti naudojamas kitiems augalams tręšti arba, miesto aplinkoje, nuotekų valymo įrenginiuose vandeniui valyti. ^{[ 5 ]} Mažesnio masto sistemoje atliekų šalinimas gali būti nereikalingas (kai žuvų kiekis yra mažas, palyginti su augalų auginimo plotu). ^{[ 5 ]} Šiose sistemose vanduo paprastai teka tiesiai iš žuvų auginimo rezervuaro į „žvyru apaugintas hidroponines daržovių lysves“. ^{[ 10 ]}

Biofiltracija: bakterijų panaudojimas

Svarbi akvaponikos sistemos dalis yra amoniako, kuris išsiskiria kaip medžiagų apykaitos atliekos iš žuvų žiaunų, pašalinimas. ^{[ 5 ]} Jei amoniako koncentracija yra per didelė, žuvys žus. ^{[ 5 ]} To išvengiama nitrifikuojant amoniaką. Šio proceso metu amoniakas oksiduojamas į nitritą, o vėliau į nitratą. Akvaponika pasinaudoja šiomis natūraliai susidarančiomis nitrifikuojančiomis bakterijomis – Nitrosomonas ir Nitrobacter – kurios tarpininkauja šiame procese. ^{[ 5 ]}

Šios natūraliai susidarančios nitrifikuojančios bakterijos mėgsta augti bioplėvelėse palei įvairius paviršius. Siekiant maksimaliai padidinti bakterijų augimą, akvaponikos biofiltrai dažniausiai gaminami iš smėlio, perlito arba žvyro. ^{[ 5 ] [ 10 ]}

Hidroponikos sistema: kur auginami augalai

Šiuos skirtingus biofiltrus taip pat svarbu atpažinti, skiriant skirtingų tipų hidroponikos sistemas. Mažesnėse sistemose naudojamas žvyras dėl jo teikiamo kalcio kiekio augalams. ^{[ 5 ]} Šio tipo sistemai reikalingas nuolatinis vandens srautas ir atoslūgis. Šios sistemos trūkumai yra užsikimšimas dėl likusių šaknų, mikrobų augimas ir nepakankama vandens cirkuliacija (srauto trūkumas lemia anaerobinių zonų susidarymą ir prastą augalų derlių). ^{[ 5 ]} Srauto trūkumas taip pat gali lemti prastą vandens kokybę ir žuvų žūtį. ^{[ 10 ]} Jei akvaponikos sistema yra didesnė ir nuolatinis vandens srautas nėra įmanomas, geras pasirinkimas yra smėlio sistema. ^{[ 5 ]} Rekomenduojami didesni smėlio grūdeliai, kad vamzdžiai neužsikimštų. Jei nei smėlis, nei žvyras nėra įmanomas, perlitas yra dar vienas puikus pasirinkimas. ^{[ 5 ]} Perlito pagrindu sukurtos sistemos tinka, jei auginami maži įsišakniję augalai ir augintojas nori pašalinti visas kietąsias medžiagas prieš joms patenkant į hidroponikos dalį. Jei to nepadaroma, susidarys anaerobinės dalys. ^{[ 5 ]}

Šaurinė vonelė: švaraus vandens surinkimas

Šakninis siurblis yra vienintelė vieta sistemoje, pro kurią pumpuojamas vanduo. Tai gera vieta įpilti vandens, jei sistema jo prarado. ^{[ 5 ]}

Mokslinė teorija: kaip veikia akvaponikos sistema

Akvaponika – tai cirkuliacinė sistema, kuri išnaudoja natūralius biologinius procesus. Žemiau paaiškinama kiekviena sistemos dalis (augalai, žuvys, vanduo ir bakterijos):

Augalai: ko jiems reikia ir kaip jie geriausiai auga?

Pirma, svarbu atkreipti dėmesį į augalus, kurie geriausiai prisitaikę prie akvaponikos sistemos. Ši sistema geriausiai tinka augalams, kuriems reikia mažai maistinių medžiagų, pavyzdžiui, vandens kresams, bazilikams, laiškiniams česnakams, špinatams, žolelėms ir salotoms. ^{[ 10 ]} Tačiau taip pat buvo auginami pomidorai ir agurkai. ^{[ 13 ]} Jei dėl prasto vandens srauto susidaro anaerobinės sąlygos, šios zonos taip pat gali lemti augalų augimo trūkumą. ^{[ 5 ]}

Šakniavaisiai

Nors šakniavaisiai auga uolėtoje terpėje, pavyzdžiui, molio žvyre ar akmenėliuose, sakoma, kad jie gana gerai auga akvaponikos sistemoje. Trumpas augalų, kuriuos būtų galima auginti akvaponikos sistemoje, sąrašas būtų salotos, laiškiniai česnakai, pipirnės, bazilikai, kopūstai, pomidorai, moliūgai ir melionai. Akvaponikos kūrimo pradžioje buvo manoma, kad galima auginti tik lapinius augalus. Dabar sėkmingai auginama daugiau nei 60 skirtingų rūšių maisto produktų, kaip išbandė Albertos (Kanada) Augalų įvairinimo centras. ^{[ 14 ]}

Invazinės šaknys

Nepatartina sodinti rūšių su greitai augančiomis šaknimis, pavyzdžiui, mėtų. Agresyvi šaknų sistema įaugs į vamzdynus ir juos užvaldys. ^{[ 4 ]}

Žiniasklaidos užpildyta sistema

Kadangi terpėmis užpildytos sistemos yra labiausiai paplitusios maisto produktų gamyboje namuose, šiame skyriuje bus išsamiau aptariamas terpėmis užpildyto metodo aprašymas. Daugelis šio metodo komponentų taip pat naudojami plaustų ir NFT sistemose. Pagrindinės terpėmis užpildytos sistemos dalys yra auginimo lysvės, žuvų bakai ir skaidrintuvas. Žinoma, taip pat reikalingi individualūs siurbliai, aeravimo mechanizmai, vandens šildytuvas / aušintuvas, atsarginės maitinimo sistemos ir įvairi santechnika, naudojant PVC vamzdžius.

Augimo terpė

Kaip auginimo substratą galima naudoti standartinį 0,66 cm (1/4 colio) žvyrą, perlitą arba hidrotoną – molio akmenuką, dažniausiai naudojamą hidroponikoje. Žvyras yra šiek tiek pigesnis, tačiau dėl vienodumo hidrotonas kai kuriais atvejais leidžia lengviau sodinti.

Tūris

Vienai žuviai reikia apie 10 litrų arba 2,5 galono erdvės. Taigi, jei turite 50 galonų talpos akvariumą, galite turėti 20 žuvų. Kuo daugiau vandens, tuo stabilesnė sistema. Mažiausias rekomenduojamas akvariumo dydis yra 250 galonų arba 1000 litrų. Auginimo guolio tūris turėtų būti toks pat kaip akvariumo tūris. ^{[ 4 ]} Mažesnės sistemos buvo sukurtos su skirtinga sėkme.

Praplovimo / užpildymo sistema

Naudojant auginimo lysvę, substratą reikia periodiškai užlieti vandeniu ir nusausinti. Yra keli būdai, kaip tai padaryti.

Tinkamas srautas yra labai svarbus deguonies tiekimui šaknims ir bakterijų kolonijai. ^{[ 4 ]} Yra keletas būdų, kaip vandenį iš auginimo lysvių grąžinti į akvariumą. Tai gali būti varpinis sifonas, persipildymo čiaupas, tualeto vožtuvas arba tiesiog siurblys su laikmačiu. Galima naudoti įvairius būdus, kaip tiekti tinkamą vandens, maistinių medžiagų ir deguonies kiekį į vandenį terpėje užpildytoje sistemoje. Svarbiausia – turėti tokį srautą, kuris cirkuliuotų vandenį sistemoje ir neleistų kauptis toksiškam amoniako ir nitritų kiekiui.

Augalų maistinės medžiagos

Priklausomai nuo jūsų sistemos, gali tekti į vandenį įpilti tam tikrų maistinių medžiagų. Geležies, kalcio, magnio, kalio ir boro. Jų galima į vandenį įpilti chelatų pavidalu maždaug kas tris savaites. Akvaponikos papildymas vermikultūra , kaip aprašyta aukščiau , gali padėti išvengti šio poreikio.

„Friendly Aquaponics“ parengė vadovą, kaip nustatyti augalų maistinių medžiagų trūkumus

Žuvys: geriausios žuvų produkcijos reikalavimai

Kai kurios žuvys yra geresnės, nes jos yra atsparesnės pokyčiams. Tilapija yra dažniausiai sistemoje naudojama žuvis. ^{[ 10 ] [ 5 ]} Į sistemą įtrauktos žuvys: „tilapija, upėtakis, ešerys, arktinė palija ir ešerys... tilapija yra atspari svyruojančioms vandens sąlygoms, tokioms kaip pH, temperatūra, deguonis ir ištirpusios kietosios medžiagos“. ^{[ 10 ]} Šias skirtingas anksčiau minėtas sąlygas (amoniakas, nitritai, nitratai, pH, ištirpęs deguonis, anglies dioksidas) svarbu stebėti, siekiant užtikrinti didžiausią žuvų augimo greitį. ^{[ 10 ]} Šias sąlygas galima išmatuoti tiesiogiai arba netiesiogiai per „žuvų įžuvinimo tankį, žuvų augimo greitį, maitinimosi greitį ir tūrį“. ^{[ 10 ]}

Žuvis kaip maistas

Priklausomai nuo klimato, kuriame gyvenate, geriausia naudoti jūsų vietovei būdingas žuvis. Taip akvariumų šildymui ar vėsinimui sunaudojama mažiausiai energijos. Taip pat rekomenduojama rinktis atsparią žuvų veislę, kuri gali ištverti vandens kokybės ar temperatūros svyravimus. Atminkite, kad kai kurios žuvys suėda savo drauges, kai šios užauga didesnės, todėl jas reikia perskirstyti į atskirus akvariumus. ^{[ 4 ]}

Maitinimas

Žuvų maistas yra pagrindinis akvaponikos sistemos elementas, todėl maisto pasirinkimas yra labai svarbus tvarumui. ^{[ 14 ]}

Yra keletas žuvų aprūpinimo maistu būdų. Daugumoje sistemų būtų galima sėkmingai derinti kelis iš jų –

• Granuliuotas žuvų maistas . Žuvis galima šerti aukštos kokybės granuliuotu maistu, pagamintu iš žuvies ir sojos. Tai labiausiai paplitęs ir gerai patikrintas žuvų maitinimo būdas akvaponikos sistemose, tačiau jo trūkumas yra tas, kad reikia nuolatinio išorinio maitinimo, o tai žymiai padidina sistemos eksploatavimo išlaidas. Norint, kad sistema labiau primintų visiškai uždarą sistemą, galima naudoti šias parinktis.
• Dumbliai . Dumbliai endemiškai auga beveik bet kuriame stovinčiame vandens telkinyje ir teikia maisto žuvims. Į akvariumą įdėjus plastikinį tinklelį (pvz., tuščią vaisių dėžę), sukuriamas paviršius dumbliams augti. Deja, net ir geriausiomis aplinkybėmis sunku visiškai patenkinti žuvų maisto poreikius vien dumbliais.
• Žuvų maistas gali būti gaminamas auginimo lysvėse, jei pasirinkta žuvų veislė ės lapinius žalumynus.
• Plunksnos taip pat yra puikus pasirinkimas, nes jas galima auginti pagalbinio akvariumo paviršiuje, o vėliau, jei reikia, nuimti derlių ir užšaldyti. ^{[ 4 ]} Plunksnos greitai auga, turi daug baltymų ir maistinių medžiagų žuvims, be to, yra rūšis, tinkanti daugumai klimato sąlygų. Be to, plunksnos sugeria amoniaką – žuvų šalutinį produktą, todėl tampa baltymų turtingu maistu, kurį galima šerti tam tikrų rūšių žuvims. ^{[ 15 ]}
• Sliekai . Kai kurie žmonės praktikuoja vermikultūrą kartu su akvaponika. Tai leidžia nevalgomomis augalų dalimis (arba kitomis organinėmis atliekomis, tokiomis kaip nupjauta žolė ar pan.) šerti sliekus. Tuomet sliekais galima šerti žuvis. Sliekų ūkyje pagamintas kompostas gali būti naudojamas augalams auginti už akvaponikos sistemos ribų arba komposto arbatai gaminti, kurią galima įmaišyti į hidroponikos sistemos elementą. Tai paįvairina augalų gaunamas maistines medžiagas, ypač aprūpina juos boru, kurio kitaip gali trūkti.

Medelynas

Nors jauniklių galima įsigyti, jie nebūtinai turi būti vienintelis žuvų rezervuarų užpildymo šaltinis. Siekiant tęsti uždaros sistemos idėją, galima įrengti jauniklių rezervuarą ir palengvinti poravimąsi, kad žuvų populiacija išsilaikytų. Kai kuriais atvejais svarbu perkelti jauniklius į atskirą rezervuarą, nes suaugę individai juos suės. ^{[ 4 ]}

Vanduo

Akvaponikos sistemoje vandens kokybė yra tiesiogiai susijusi su augalų kokybe. Augalams klestėti reikalingi tam tikri mineralai, o šiuos mineralus jie gauna iš žuvų atliekų. Nehidroponikos auginimo atveju mineralai gaunami iš dirvožemio. Uždaroje hidrosistemoje, tokioje kaip akvaponika, į sistemą patenkantys mineralai yra griežtai reguliuojami. Auginant augalus dirvožemyje, rizikuojama, kad augalai pasisavins toksiškus mineralus ^{[ 16 ]} ir vėliau suvartos juos iš galutinio produkto. Todėl akvaponika yra grynesnė ekologinio ūkininkavimo forma, užtikrinanti aukštesnį reguliavimo lygį, dėl kurio gaunamas aukštesnės kokybės produktas.

Skaidrikliai, mineralizacija, dujų šalinimas ir biofiltracija

Vandens kokybės palaikymas yra labai svarbus visoms sistemos dalims. Ypač svarbus veiksnys yra pH balansas, nes skirtingos sistemos dalys klesti esant tam tikram pH. Todėl reikia daryti tam tikrus kompromisus. Žuvims paprastai patinka 7,5–8 pH, augalams geriausiai sekasi 6,0–6,5, o bakterijų kolonija efektyviausiai veikia esant 7,0–8,0. Bendras pH lygis, kad sistema veiktų geriausiai, yra 7,0 ^{[ 14 ] .}

Norint pasiekti priimtiną vandens kokybės lygį, reikia skirtingų komponentų, priklausomai nuo įrengtos akvaponikos sistemos tipo. Yra trys pagrindiniai tipai: plaustas, maistinių medžiagų plėvelės technika (NFT) ir substratu užpildytos lysvės. Plaustų sistemos, dar vadinamos plūduriuojančiomis, giliojo kanalo ir gilaus srauto sistemomis, augina augalus plūduriuojančiose putplasčio lentose atskirame nuo žuvų bako akvariumo. NFT augina augalus ilguose, siauruose kanaluose, per kuriuos teka plona vandens plėvelė, tiekianti maistines medžiagas augalų šaknims. Substratu užpildytos lysvės – tai tiesiog indai, pripildyti auginimo terpės, pavyzdžiui, žvyro, perlito arba hidrotono, kurioje laikomos augalų šaknys, o tada jos užliejamos ir nusausinamos, kad maistinės medžiagos patektų į šaknis. ^{[ 14 ]} Pirmieji du metodai labiau paplitę komercinio dydžio ūkiuose, o paskutinis metodas dažniausiai naudojamas kiemo ūkiuose, gaminant maistą nedideliu mastu, kad pamaitintų maždaug vieną šeimą.

Skaidrintuvas naudojamas kietosioms medžiagoms iš vandens stulpelio pašalinti. Tai galima padaryti keliais būdais. Kūginiai skaidrintuvai ir nusodinimo baseinai palengvina kietųjų medžiagų nusėdimą iš vandens stulpelio; jie pagrįsti didelio savitojo svorio, palyginti su vandeniu, kuriame jos yra, koncepcija. ^{[ 14 ]} Iš esmės tai reiškia, kad jos nusėda ir gali būti surenkamos skaidrinimo prietaiso, nesvarbu, ar tai būtų nusodinimo baseinas, ar kūginis skaidrintuvas, dugne. Kitas būdas pašalinti kietąsias medžiagas yra mikrosieto būgninis filtras, kuris pašalina organines medžiagas atplamos būdu. Kietąsias medžiagas šalinti būtina tik plaustų ir NFT sistemose, nes terpėje užpildytame sluoksnyje kietosios medžiagos sulaikomos terpėje, kur jos gali biologiškai suskaidyti netrukdydamos jokių kitų sistemos komponentų veikimui. ^{[ 14 ]} Kartais terpėje užpildytoje sistemoje skaidrintuvas yra naudingas, kai yra daug kietųjų atliekų.

Dabar jums gali kilti klausimas, kaip sistema veikia, jei kietosios dalelės, kurios iš esmės yra sistemos trąšos, yra pašalinamos. Prieš skaidrintuvą, plaustų ir NFT sistemoms reikalingas mineralizacijos bakas, pripildytas tam tikros rūšies porėtos terpės. Šioje vietoje heterotrofinės bakterijos atliekas paverčia elementais, kuriuos augalai lengvai naudoja. Šio proceso metu taip pat susidaro tokios dujos kaip vandenilio sulfidas, metanas ir azotas. Todėl reikalingas degazavimo bakas, kuris padėtų jas išleisti į orą. ^{[ 14 ]} Vėlgi, to nereikia terpėje užpildytame sluoksnyje, nes kietosios dalelės lieka sistemoje, įstrigusios terpėje.

Biofiltracija suteikia bakterijų kolonijai gyvenamąją vietą. Ji nebūtina plaustuose ir terpėmis užpildytose sistemose, nes bakterijoms pakanka paviršiaus ploto kolonizuotis iki sveiko lygio. Tačiau NFT sistemoje reikia suteikti papildomos kolonizacijos erdvės, kad sveika kolonija stabilizuotųsi. Šis praplėtimas vadinamas biofiltru. ^{[ 14 ]}

Aeracija

Tinkamas vandens aeravimas yra gyvybiškai svarbus žuvų gyvenimo kokybei. Neturint pakankamai deguonies, žuvys gali žūti per 45 minutes. ^{[ 4 ]} Net jei mirtis neįvyksta staigiai, žiaunų pažeidimas gali būti negrįžtamas ir žuvų populiacija lėtai mažės. Būtent todėl svarbu turėti atsarginę elektros energijos sistemą. Vandens aeratorius galima įsigyti akvariumų prekių parduotuvėje, tačiau jie turi būti maitinami elektra. Taigi, nutrūkus elektros tiekimui, deguonies tiekimas į vandenį nutrūks ir bus padaryta žala žuvų populiacijai.

Akvariumo tipo aeratorius nėra vienintelis būdas papildyti akvariumą deguonimi. Sistemoje su terpe iš auginimo lovelių tekantis vanduo gali būti išdėstytas taip, kad kristų iš pakankamai didelio aukščio ir taškytųsi atgal į akvariumą, maišydamas vandenį su oru. Vėlgi, dingus elektrai, suges ir aeraciją užtikrinantis siurblys; nesvarbu, kokių priemonių imtasi pakankamam deguonies tiekimui užtikrinti, reikalinga atsarginė elektros sistema.

Bakterijos: kaip šios bakterijos padeda?

Svarbi akvaponikos sistemos dalis yra amoniako, kuris išsiskiria kaip medžiagų apykaitos atliekos iš žuvų žiaunų, pašalinimas. ^{[ 5 ]} Jei amoniako koncentracija yra per didelė, žuvys žūsta. ^{[ 5 ]} To išvengiama nitrifikuojant amoniaką. Šio proceso metu amoniakas oksiduojamas į nitritą, o vėliau į nitratą. Akvaponika pasinaudoja šiomis natūraliai pasitaikančiomis nitrifikuojančiomis bakterijomis – Nitrosomonas ir Nitrobacter, kurios tarpininkauja šiame procese ^{[ 5 ]} ). Iš įvairių tipų akvaponikos augalų šaknų buvo išskirtos bakterijos, siekiant nustatyti esamas bakterijų padermes ir jų funkciją sistemoje. ^{[ 17 ] [ 10 ] [ 18 ] [ 5 ]} Atlikus taksonominį tyrimą, vandens valymo įrenginyje – nendriinių šeimos rizoplane Phragmites communis – buvo nustatyta, kad ant šaknų yra Nitrosomonas communis ir Nitrosomas europaea padermės (abi yra amonį oksiduojančios bakterijos). ^{[ 17 ]}

Bakterijų kolonija

Visoje sistemoje gyvenanti bakterijų kolonija yra atsakinga už nitritų ir amoniako pavertimą nitratais, kuriuos vėliau gali panaudoti augalai. Be šios konversijos nitritai ir tam tikru mastu amoniakas pasiektų toksišką lygį ir pražudytų žuvis bei augalus. ^{[ 14 ]}

Natūralios kolonijos kūrimas

Šios bakterijos natūraliai randamos ore ir vandenyje, jų nereikia dėti į sistemą. Natūralios kolonijos susidarymas gali užtrukti 20–30 dienų, ^{[ 14 ]} kartais iki 8 savaičių. ^{[ 4 ]} Galiausiai, kaip ir visose natūraliose sistemose, komponentai susibalansuos ir išliks stabilūs, nereikalaujant daug priežiūros.

Pradėti savo

Tačiau, norint paspartinti kolonizacijos procesą, labai mažais kiekiais galima įberti karbamido trąšų, kurios būtų amoniako šaltinis. ^{[ 4 ]}

Nėra arba mažos galios akvaponikos sistemos

Jei norima sukurti sistemą, kuriai reikia mažai arba visai nereikia energijos (pavyzdžiui, reklamuojant akvaponiką besivystančioje šalyje), galima naudoti „potvynio vožtuvą“. ^{[ 20 ]} Ši sistema veikia tik su siurbliu, kuris pumpuoja vandenį iš akvariumo į „potvynio vožtuvą“... [ir] ji veiks esant mažesniam nei 100 galonų per valandą srautui. ^{[ 20 ]} Konkretus šios sistemos dizainas dar neparengtas, tačiau ji veikia panašiai kaip „standartinis tualeto vožtuvas“. ^{[ 20 ]}

Kituose projektuose nėra vožtuvų, o vietoj to naudojamas rankinis darbas. Tailande nemokamai buvo pastatyta akvaponikos sistema, kuriai nereikia elektros energijos. ^{[ 21 ]} Reikalingi šie daiktai: bakas žuvims laikyti (pvz., didelis plastikinis kubilas), indas augalams, priemonė augalams pakelti virš akvariumo ir laistymo įrenginys. ^{[ 21 ]} Norint paleisti šią sistemą, svarbu įleisti žuvis bent savaitę prieš tai. Taip pat prieš laistant augalus, pasukiokite žuvų auginimo baką ir pripildykite laistytuvą. Šioje sistemoje žuvų auginimo baką reikės periodiškai valyti. Galiausiai, svarbu užlieti bakus bent tris kartus per dieną. ^{[ 21 ]}

Eksploatavimas ir priežiūra

Visų skirtingų konstrukcijų eksploatavimas ir priežiūra skirsis. Apskritai reikia stebėti skirtingus maistinių medžiagų lygius ir pH. ^{[ 22 ]} Taip pat svarbu pašalinti bet kokias „nuosėdas“, susikaupusias vamzdžiuose tarp skirtingų sistemos komponentų. ^{[ 23 ]} Kituose skyriuose, kuriuose buvo paminėtos skirtingos sistemos, pateikiama daugiau informacijos apie priežiūros metodus.

Sistemos įvertinimas

Daugelyje pasaulio vietų nėra lengvos prieigos prie žalumynų ar šviežios žuvies. ^{[ 21 ]} Kai kurios iš šių vietų yra mūsų pačių kieme, miestų centrų dalyse, kuriose nėra netoliese esančių maisto prekių parduotuvių. Vertinant akvaponikos sistemą reikia atsižvelgti į šių, galbūt ribotų išteklių (šviežios žuvies ir žalumynų), svarbą bendruomenei. ^{[ 24 ]} Tilapijoje yra riebalų, baltymų ir geležies, kurie yra svarbios žmogaus mitybos dalys. ^{[ 25 ]}

Jei bandytume įvertinti sistemų ekonominę naudą, „iki šiol atlikta nedaug tyrimų, kuriuose įvertintas mažų ir didelių operacijų pelningumas“. ^{[ 1 ]} Vis dar neaišku, ar maisto sauga keltų susirūpinimą, nes yra „kryžminės taršos rizika, įskaitant salmonelių ir Escherichia coli plitimą, kai žuvys ir kiti gyvūnai yra šalia produktų“. ^{[ 1 ]} Tačiau žinoma, kad pelnas padidėja dėl šių priežasčių: 1) žuvys „nemokamai“ gamina augalų maistines medžiagas; 2) dideli biofiltrai dažnai nereikalingi; 3) sumažėja vandens poreikis; 4) bendros sistemos eksploatavimo ir infrastruktūros išlaidos yra bendros abiem sistemoms. ^{[ 26 ]}

Kitas būdas įvertinti sistemą – išanalizuoti augalų maistinių medžiagų šalinimo efektyvumą. Tai jau atliko daugelis mokslininkų. Vieno tokio eksperimento metu mokslininkai tyrė azoto išsiskyrimą ir pasisavinimą akvaponikos sistemose, vertindami augimo našumą, salotų derlių ir maistinių medžiagų sulaikymą. ^{[ 27 ]} Kitame eksperimente akvaponikos sistema buvo įrengta siekiant analizuoti azoto šalinimą iš pomidorų ir agurkų. Nustatyta, kad didžiausią azoto šalinimą atliko pomidorai, o visoje sistemoje „69 % azoto pašalinimo iš visos sistemos galėjo būti paversta valgomaisiais vaisiais“. ^{[ 28 ]} Tam tikrų augalų derlius taip pat gali būti naudojamas sistemos produktyvumui įvertinti. Graber ir kt. išanalizavo keturis skirtingus pomidorų augalus ir nustatė, kad jų derlius akvaponikoje yra didesnis, palyginti su hidroponinėmis sistemomis (6 pav.).

Siekiant gauti didžiausią ekonominę naudą per didžiausią maistinių medžiagų įsisavinimą, vieno tyrimo metu nustatyta, kad „didžiausias augalų augimas pastebėtas recirkuliacinėje rezervuarų sistemoje, kurioje žuvų maitinimosi greitis ir vėliau ištirpusių maistinių medžiagų kiekis buvo didesnis. Šioje sistemoje virkštelės žolės – Spartinos – biomasės gamyba buvo 25 % didesnė nei dirbtinėse pelkėse, o azoto įsisavinimas buvo dvigubai didesnis nei natūraliose pelkėse. Preliminari ekonominė analizė parodė, kad augalų gamyba gali generuoti papildomas pajamas, nes augalai yra gana vertingi“ ^{[ 23 ] .}

Poveikis

Įvairios organizacijos visame pasaulyje besivystančių šalių dalyse įrengė akvaponikos sistemas, kad nepakankamai atstovaujamoms bendruomenėms būtų tiekiami švieži augalai ir žuvys. Viena iš tokių organizacijų, Tarptautinis gelbėjimo komitetas, pastatė akvaponikos sistemą su dviem 700 galonų talpos žuvų auginimo bakais, pripildytais tilapijų, ir panaudojo susidariusias nuotekas šviežiems augalams auginti. ^{[ 30 ]}

Miesto bendruomenėse akvaponika buvo naudojama siekiant aprūpinti pigiais šviežiais produktais asmenis, kurie negali jų lengvai gauti, o kai kuriais atvejais asmenys gavo pelno iš miesto akvaponikos sistemų. ^{[ 31 ]} Šiuo metu Amhersto universitetas Masačusetse dirba su akvaponikos projektu Ugandoje, kuris aprūpins bendruomenės gyventojus aukštos kokybės baltymais. ^{[ 32 ]} Žiūrėkite vaizdo įrašą adresu https://www.cns.umass.edu/about/news/2012/danylchuk-holingsworth-develop-aquaponics-for-developing-countries . Masačusetso technologijos institutas taip pat dirba su projektu Vietname, pagal kurį vietos provincijai, vadinamai Hoa Binh, tiekiami tilapijos ir ryžiai. ^{[ 33 ]}

Platinimas

Faktų ir informacijos apie akvaponiką galima rasti visame internete (pvz., čia: http://theaquaponicsource.com/learn-about-aquaponics/ ), kur galima sužinoti apie sistemos mokslą, kaip susikurti savo akvaponikos sistemą ir pasikalbėti (per tinklaraščius) su kitais asmenimis, kurie jau eksperimentavo su savo akvaponikos įrenginiais. Nuo tada, kai akvaponika vėl išpopuliarėjo, viso pasaulio šalys pradėjo ja naudotis. JAV Šiaurės Karolinos valstijos universitetas ir Mergelių salų universitetas buvo svarbūs šios technologijos plėtros dalyviai. ^{[ 5 ]} Pietų Amerikos šalys, kurių daugelis kenčia nuo didelio vandens trūkumo, yra pagrindinės kandidatės į šią integruotą akvakultūros ir sodininkystės sistemą dėl efektyvaus vandens naudojimo (Bishop, 2009). Japonija, Taivanas, Bangladešas ir daugelis kitų Azijos šalių pasirinko akvaponiką dėl galimybių pigiai gaminti ekologišką maistą tankioje erdvėje. Australijoje mokslininkai eksperimentuoja su skirtingomis žuvų rūšimis, nes buvo uždrausta auginti tilapijas (dažniausiai sistemoje naudojamas žuvų rūšis). ^{[ 10 ]} Afrikoje buvo pastatytos lengvai prižiūrimos, pigios ir efektyvios akvaponikos sistemos. ^{[ 20 ]} Akvaponika paplitusi beveik visuose pasaulio žemynuose. ^{[ 10 ] [ 21 ] [ 20 ] [ 5 ] [ 34 ]} Dauguma operacijų priskiriamos vienai iš šių kategorijų: moksliniai tyrimai, edukacija, ne pelno siekianti, komercinė arba privati ​​mėgėjų veikla (dauguma sistemų yra mažo masto). ^{[ 1 ]}

Sklaidos iššūkiai

Vienas iš pagrindinių šios sistemos apribojimų yra tas, kad jos paleidimo išlaidos gali būti gana didelės, komercinio masto sistemoms reikia daug žemės ir paprastai trūksta „didelių modelių ir apmokyto personalo“. ^{[ 1 ]}

Pertvarkymas

Kai kuriais atvejais nitrifikuojančios bakterijos negali pakankamai greitai paversti žuvų tiekiamo maistinių medžiagų kiekio iš nitrato į azotą, kurį galėtų panaudoti augalai (Tyson ir kt., 2007). Yra žinoma, kad pH keičia nitrifikacijos greitį, tačiau dabartinėje sistemoje sunku pasiekti pusiausvyrą tarp bakterijų, žuvų ir augalų pH, o tai reiškia, kad kiekvienas turi skirtingą idealų pH. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

Namuose statomos sistemos

Yra daug būdų, kaip namuose susikurti akvaponikos sistemą. Tai gali būti smagus ir naudingas projektas, ypač jei jis naudojamas mokant vaikus apie gyvybės mokslus. Investuoti į namuose statomą maisto gamybos sistemą yra visai kas kita. Akvaponikos sistemoje gali įvykti daug problemų, nes sistemoje yra tiek daug kintamųjų. Vandens kokybė yra svarbiausias akvaponikos rūpestis, ir ji gali smarkiai pasikeisti, jei bent viena sistemos dalis bus išbalansuota arba suges. Todėl svarbu, kad investuojant į šią investiciją, kaip ir į bet kurią kitą, prieš pradedant projektą suprastumėte riziką. Žemiau pateikiami keli dalykai, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį, ir būdai, kaip sukurti efektyvią sistemą. Tačiau šis dokumentas, kaip ir bet kuris kitas, yra nepilnas. Jei nuspręsite susikurti savo sistemą, neabejotinai susidursite su naujomis problemomis. Tačiau nenusiminkite, sprendimų yra, o jei toliau skaitysite ir dirbsite, atsakymai į prieinamą maisto gamybą yra prieinami.

Norint surinkti akvaponikos sistemą, jums reikės kelių daiktų. Rinkinį galima įsigyti iš tokių organizacijų kaip www.backyardaquaponics.com. ^{[ 37 ]} Sistemą taip pat galima sukonstruoti naudojant savo medžiagas. Pagrindiniai komponentai yra akvariumas arba sena vonia, panardinamasis siurblys, PVC vamzdis vandeniui perkelti iš siurblio į bakterijų kamerą, oro siurblys ir oro akmenys. ^{[ 38 ]} Mažos sistemos taip pat puikiai tinka klasėms. Mokiniai gali išmokti problemų sprendimo įgūdžių, susijusių su naudojamomis technologijomis. ^{[ 39 ]} Kiti edukaciniai aspektai apima natūralius ciklus, nitrifikaciją, biologiją, žuvų anatomiją, mitybą, žemės ūkį, matematiką ir verslą. Visose Jungtinėse Amerikos Valstijose ir kitose šalyse akvaponika naudojama pradinių klasių ir kolegijų lygio ugdymo patirtims. ^{[ 14 ]}

Barrelponika

„Barrelponics“ vadovas . „Barrelponics“ – tai akvaponika statinėje. Maža, bet pritaikoma. Jei norėtumėte išsamaus aprašymo, kaip sukurti „barrelponics“ sistemą, Hughey siūlomą PDF [1] failą. ^{[ 40 ]}

Tai yra Sierra Nevada koledžo sistemos pavyzdys. Mėgaukitės!

Ūkio fontanas

Ūkio fontanas sujungia akvaponiką ir skulptūrą. Jame akvaponika taikoma kaip vertikalios žemdirbystės metodas, siekiant sutaupyti vietos. Kaip pasistatyti savo

Paskutiniai patarimai

Projektuojant naują sistemą, svarbu suprasti, kad vandens kokybė tiesiogine prasme bus sistemos gyvybės šaltinis. Be tinkamo srauto ir vandens perdavimo sistema veiks prastai arba visai neveiks. Savo mokomajame vaizdo įraše „Aquaponics Made Easy“ Murry Hallam nurodo, kad mažose akvaponikos sistemose geriausia nerengti sistemos, mažesnės nei 1000 l (265 galonai). Taip yra todėl, kad mažesnio tūrio vandens kiekis sistemoje yra mažiau stabilus, joje yra mažiau vandens, kuris veiktų kaip buferis, kai kinta temperatūra arba kai smarkiai padaugėja žuvų išmatų.

Tokio vandens kiekio perkėlimas taip pat gali sunaudoti daug energijos, todėl projektuojant namuose statomą sistemą, atkreipkite dėmesį į būdus, kaip panaudoti gravitaciją, kad vanduo būtų pernešamas iš vienos sistemos dalies į kitą. Geras būdas tai padaryti planavimo etape – nubraižyti diagramas, kuriose būtų parodytas vandens lygis kiekviename bake. Tokiu būdu žinosite, kur sistemoje išdėstyti elementus, o diagramos pabaigoje – kokį vertikalų pakėlimo jėgą reikės pasiekti, kad vanduo judėtų sistema.

Susiję projektai

Papildoma literatūra

• Informacija apie akvaponiką svetainėje FAST
• Kiemo akvaponika . Apima klestintį forumą.
• „Growing Power“ – ne pelno siekianti organizacija, skirta šviesti žmones apie maisto auginimą.
• Draugiška akvaponika pateikia sistemų planus
• Akvaponikos žurnalo straipsniai
• Vikipedijos akvaponikos straipsnis , papildomos literatūros skyrius
• Pagrindinė akvaponikos sistema („pasidaryk pats“) (Vikiuniversitetas)
• Pagalba su akvaponika. Pateikiami akvaponikos sistemų statybos ir eksploatavimo planai.
• Akvaponikos idėjų tinklaraštis teikia informaciją ir idėjas apie akvaponiką
• Akvaponikos ūkininkavimas. #1 akvaponikos gidų šaltinis.

Nuorodos

Puslapio duomenys

Autoriai	Kristine Nachbor , Anonymous1 , Cassandra Ruff , Ibrahim Sail , Alison Morse
Licencija	CC-BY-SA-3.0
Vieta	{{{koordinatės}}}
Organizacijos	HBCSL
Cituoti kaip	Kristine Nachbor , Anonymous1 , Cassandra Ruff , Ibrahim Sail , Alison Morse (2007–2025). „Akvaponika“ . „Appropedia “ . Gauta 2025 m. rugsėjo 2 d .