La akvaponika Tā ir sistēma, kas apvieno ražas īpašības de peces tradicionālās akvakultūras metodes ar hidroponiskā kultivēšanaHidroponikas sistēma ir tāda, kurā augi tiek audzēti bez jebkāda veida substrāta; to izmanto šim nolūkam ūdens ar izšķīdušām barības vielāmŠī metode veicina simbiotiskais līdzsvars starp augiem, baktērijām un zivīm, kur katram organismam ir galvenā loma sistēmas veselībā.
Šajā rakstā mēs jums pastāstīsim Kas ir akvaponika? un kādas ir tā galvenās īpašības, kā arī padziļināti izpētot tā tehniskā darbība, līdzsvara kritēriji, filtrācijas prasībasslimību pārvaldība un tās piemēri rūpnieciskie projekti.
Kas ir akvaponika
Tā ir ilgtspējīga sistēma spēj vienlaikus ražot gan augus, gan zivis, akvakultūras apvienošana (ūdens organismu vairošanās) un hidroponika (augu audzēšana ūdenī bez augsnes). Šie divi elementi ir būtiski ūdensdzīvnieku audzēšanai un dārzeņu audzēšanai, un to izmantošana ir ārkārtīgi ierobežota. ūdeni taupošsAr atkritumiem, kas rodas audzēšanas rezultātā de peces Ūdens ir bagātināts ar slāpekļa savienojumiem, kas slēgtās sistēmās un recirkulācijasTos var pārveidot baktērijas un izmantot augi.
Lai gan ūdeņi, kas bagāti ar notekūdeņiem, var izraisīt toksisks zivīm Ja uzkrājas amonjaks vai nitrīti, tie kļūst par lielisku barības vielu avots augiem pēc nitrifikācijas procesa. Šī simbioze ļauj noslēgt barības vielu cikluatkritumu samazināšana un kultūraugu ilgtspējības uzlabošana. Mūsdienu praksē izceļas šādi aspekti: recirkulācijas sistēmas (RAS akvakultūrā un recirkulācijas hidroponikas sistēmās) kā tehnoloģiskais ietvars, kas virza akvaponiku mājsaimniecības mērogā un rūpniecības, integrējot inovācijas un ilgtspējība selekcijā de peces.
COMO darbi
Akvaponika darbojas, pateicoties vairākiem komponenti vai apakšsistēmas kas darbojas koordinēti. Pamatelementi ir aprakstīti turpmāk un paplašināti ar galvenajiem tehniskajiem kritērijiem veiktspējas optimizēšanai:
- Vaislas tvertne: ir vieta, kur zivis barojas un augTas kalpo kā tā galvenā dzīvotne, un tam ir jābūt labam aerācijaŪdens kustības un temperatūras kontrole, lai izvairītos no stresa un uzlabotu barības konversiju.
- Cietvielu noņemšana: iekārta, kas paredzēta neapēstas pārtikas un smalkas nogulsnesTas var ietvert nosēdināšanas tvertnes, mehāniskos filtrus vai ciklona separatorus. Cietvielu noņemšana samazina organiskā slodze kas citādi ietekmētu biofiltru un izšķīdušo skābekli.
- Biofiltrs: atbalsts tur, kur tie tiek izstrādāti nitrificējošās baktērijas kas pārveido amoniju (NH4+/NH3) par nitrītu (NO2−) un pēc tam par nitrāts (NO3−), forma, ko augi asimilē un kas ir mazāk toksiska zivīm.
- Hidroponiskās apakšsistēmas: audzēšanas vietas bez substrāta, kur augi absorbēt barības vielasTie var būt šāda veida paaugstinātas dobes (grants vai keramzīts ar periodisku plūsmu), NFT (barības vielu plēves tehnika) vai DWC (dziļūdens tvertnes) atbilstoši ražošanas mērķim un pieejamajai platībai.
- Karteriszemāka līmeņa tvertne, kas savākt ūdeni pēc kultivēšanas un ar sūkni to nosūta atpakaļ uz tvertni de pecesTas atvieglo kopējā tilpuma kontroli, hidrauliskā stabilitāte un devu.
Sistēmas sirds ir slāpekļa ciklsZivis izdala amonjaku, kas lielās koncentrācijās ir toksisks. Biofiltrā esošās baktērijas to vispirms pārveido par nitrītu (arī toksisku) un pēc tam par nitrātu. augiem izmantojamsAugi savukārt iegūst šīs barības vielas no ūdens, kas atgriežas akvārija tīrītājā ar mazāku slāpekļa daudzumu. Šī cikla uzturēšanai ir nepieciešams augsts izšķīdušā skābekļa līmenismērens pH līmenis, stabila sārmainība un ūdens temperatūra, kas piemērota augu sugām un de peces.
La sistēmas stabilitāte Tas ir atkarīgs no līdzsvara starp trim elementiem: biomasu de peces, biofiltra ietilpība y augu barības vielu pieprasījumsJa kāds no šiem faktoriem kļūst nelīdzsvarots, rodas problēmas, kas jāidentificē un jānovērš:
- Nelīdzsvarotība pārmērības dēļ de peces (A gadījums): ja biomasa de peces Ja biofiltra jauda tiek pārsniegta, uzkrājas amonjaks un nitrīti, palielinot ūdens toksicitāti.
- Pietiekami liels biofiltrs, bet maz augu (B gadījums)Sistēma uzkrājas nitrāts netiek patērēts pietiekami daudz augu, kas liecina par nelīdzsvarotību zivju pusē.
- Daudz augu un maz zivju (C gadījums)Amonjaks tiek pārstrādāts, bet būs deficīts. nitrāti un citas uzturvielas pareizai augu attīstībai, parādoties trūkuma simptomiem.
- Ideāls līdzsvars (D gadījums)Zivju atkritumu ražošana pielāgojas augu un dzīvnieku barības vielu vajadzībām. biofiltrs Tas pilnībā pārveido toksiskus savienojumus.
Lai izmērītu šo līdzsvaru, tiek izmantots augu un zivju attiecība un padeves ātrumu. Kā tehniska atsauce mazām iekārtām:
- Stādīšanas blīvumsLapu dārzeņi, 20–25 augi/m²; augļu kultūras (tomāti, paprika), 4–8 augi/m².
- Dienas barība uz m²zaļas lapas, 40–50 g barības/m²/dienā; augļu koki, 50–80 g barības/m²/dienā.
- Zivju patēriņšAugšanas fāzē zivis patērē aptuveni 1–2% no jūsu svara ķermeņa masa dienā; tas ļauj novērtēt biomasu, kas nepieciešama plānotās barības pārstrādei.
- Tvertnes blīvumsVienkāršām sistēmām maksimums 20 kg zivju uz 1.000 lLielāks blīvums prasa uzlabota aerācija un sarežģītāka filtrēšana.
Papildus bioloģiskajam līdzsvaram, filtrācijas izmēru noteikšana Tas ietekmē veiktspēju:
- Biofiltrācijas apjomsAkmens/keramzīta slāņos izmantojiet 1 litru biofiltrācijas uz gramu barības dienā. NFT vai DWC sistēmās izmantojiet aptuveni 0,5 l uz gramu barības.
- Mehāniskā atdalīšanaCietvielu filtra tilpumam jābūt 10–30% no tvertnes de peces lai saglabātu daļiņas, nesabrūkot.
- Biofiltra materiālsJo lielāks īpatnējā virsmas platība Jo poraināka ir barotne, jo efektīvāka ir baktēriju kolonizācija; ja virsmas laukuma un tilpuma attiecība ir zema, biofiltra jauda ir jāpalielina.
Kas nepieciešams, lai veiktu akvaponiku
Lai varētu nodarboties ar akvaponiku, ir nepieciešams viens ļoti svarīgs elements: nitrifikācijaNitrifikācija ir aerobā konversija amonjaka pārvēršana nitrītos un pēc tam nitrātos. Nitrāti samazina ūdens toksicitāte zivīm un augi tos izmanto kā uzturu. Zivis pastāvīgi izdala amonjaku kā produktu savā uzturā. metabolismsTāpēc funkcionāls biofiltrs ir vitāli svarīgs.
Lielākajai daļai šī amonjaka vajadzētu būt apstrādātsjo augsta koncentrācija var būt letāla zivīm. Akvaponika izmanto spēju nitrificējošās baktērijas lai tos pārvērstu mazāk toksiskos savienojumos. Turklāt ir nepieciešams uzturēt izšķīdis skābeklis augsts (ar aerācijas palīdzību), kontrolējiet pH (ideālā gadījumā no 6,6 līdz 7,2, lai līdzsvarotu nitrifikāciju un barības vielu pieejamību), nodrošiniet sārmainība pietiekami un pielāgojiet temperatūra no ūdens līdz izvēlētajai sugai.
Lai nodarbotos ar akvaponiku, jums ir nepieciešams akvaponikas sistēma kas sastāv no divām galvenajām apakšsistēmām:
- Hidroponiskā augu audzēšana, kas attēlo barības vielu piesaisti un stabilizē ūdens kvalitāti.
- Kultūra de peces akvakultūras zivju tvertnēs, uzturvielu un augstas kvalitātes dzīvnieku olbaltumvielu avots.
Daudzos gadījumos tas būtu jāpapildina ar mikroelementi piemēram, dzelzs (helatēts maksimālai pieejamībai), kalcijs un kālijs, jo zivju uzturs un ūdensapgāde var nenodrošināt pietiekamu daudzumu. Ieteicams arī testa komplekti lai mērītu amoniju/amonjaku, nitrītu, nitrātu un pH līmeni, kā arī ar dublētiem recirkulācijas un aerācijas sūkņiem, lai novērstu kļūmes.
Kā veikt akvaponiku mājās
Daudzi cilvēki vēlas nodarboties ar akvaponiku mājās. Viņiem jāzina, ka tam ir nepieciešamas dažas lietas. pamatmateriāli Lai to īstenotu, šie materiāli ir šādi:
- Audzēšanas galds
- Divas ūdens tvertnes
- Bomba no ūdens avota
- Ūdens
- Augi
- Zivis
- Sanitārais sifons (zvaniņš periodiskai plūsmai)
- Arlita (iepriekš mazgāts)
Pirmais solis ir novietot akvāriju uz audzēšanas galda. Starp galdu un akvāriju var izurbt caurumu sanitārā sifona lielumā. Akvārijs jānovieto zem akvārija, un pēc tam... ūdens sūknis kas pacelsies līdz vietai, kur tiks stādīti augi. Tālāk tiek ievietota perforēta caurule aizsargāt sifonu no keramzīta agregāta. Keramzīta agregātam jābūt labi nomazgāts lai putekļi neaizmiglotu ūdeni.
Augus ievieto keramzīta oļos un piepilda ar ūdeni, lai tas varētu sākt filtrēties. Zivis netiks ielaistas, kamēr nebūs pagājušas aptuveni 3 nedēļas.Kad sistēma darbojas cikliski un biofiltrā ir aktīva baktēriju kolonija, ieteicams pievienot nelielas amonjaka avota (barības) devas. de peces vai amonjaku akvārijiem) nitrifikācijas kondicionēšanaPacietība cikla procesa laikā novērš bīstamu amonjaka un nitrītu līmeņa paaugstināšanos, kas var kaitēt ūdens organismiem.
Lai maksimāli palielinātu mājas panākumus, zivis darbojas īpaši labi. zemniecisks piemēram, tilapijas, karpas vai sams, un augi no strauja izaugsme piemēram, salāti, baziliks vai spināti. Sistēmās ar periodisku plūsmu, izmantojot zvanveida sifonu, plūdi un notekūdeņi (applūšana un drenāža) piesātina saknes ar skābekli un atbalsta spēcīgu baktēriju kopienu vidē.
Līdztekus padeves attiecībai un biofiltra izmēram ir arī divas vienkāršas metodes kas palīdz saglabāt līdzsvaru:
- veselības pārbaude de peces un augiAugi ar vāju augšanu, dzeltenām lapām vai nepietiekami attīstītām saknēm norāda uz barības vielu deficīts vai nelīdzsvarotība augu valsts pusē. Zivju elsošana virspusē, berzēšanās vai apsārtušas vietas uz spurām, acīm un žaunām norāda uz amonija/nitrītu uzkrāšanās.
- Slāpekļa testi: ja amonija vai nitrītu līmenis ir augsts (>1mg/l), biofiltrācija ir nepietiekama, un platība ir jāpalielina baktēriju virsma vai samazināt biomasu/barošanu.
La augu veselības pārvaldība Akvaponika atšķiras no tradicionālās lauksaimniecības, jo tajā tiek izmantotas jutīgas zivis un baktērijas. Dažas labas prakses ietver:
Slimību profilakse un pārvaldība
- RHvadība, izmantojot dinamisko ventilāciju (logus un ventilatorus), lai ģenerētu horizontālu gaisa plūsmu un novērstu kondensāts uz lapām.
- Stādīšanas blīvumsĻoti augsts blīvums samazina iekšējo ventilāciju un Tie palielina mitrumu, veicinot miltrasu, puvi un sēnītes.
- Šķirņu izvēle: dod priekšroku izturīgas šķirnes ja tādi pastāv; ja slimība atkārtojas (piemēram, Pythium salātos), to var aizstāt ar izturīgākām sugām. tolerants kā baziliks kritiskos laikos.
- Pārbaude un izslēgšanaRegulāri pārbaudiet augus un noņemt audus Tie, kurus skar mazākās aizdomas. Kontrole vektors (baltmušas, laputis) un dezinficēt instrumentus, lai izvairītos no patogēnu izplatīšanās.
Intervences gadījumā, neorganiskas apstrādes Tie jālieto ļoti piesardzīgi un, vēlams, tikai uz lapām lai izvairītos no uzkrāšanās sistēmā. Starp tiem, kas jāievada piesardzīgi: mālivara vai sēra sāļi, kalcija sulfīds un hidroksīds, kā arī kālija vai nātrija bikarbonāti. Turklāt bioloģiskā kontrole ar tādiem aģentiem kā Trichoderma spp., Ampelomyces spp. vai nu Bacillus subtilis To var lietot lapām vai sakņu zonām, lai samazinātu miltrasas un augsnes patogēnu daudzumu, pat inokulējot sēklas dobes. agrīna aizsardzība.
priekšrocības
Kā jau bija gaidāms, šai praksei ir lielas priekšrocības vides, ekonomikas un produktīvi. Analizēsim, kādas ir akvaponikas priekšrocības.
- Veiktspēja var pārsniegt tīrai hidroponiskai audzēšanai un tradicionālajai akvakultūrai, ja vien sistēma ir stabilizējās un labi izmērots.
- Minimālais ūdens patēriņš caur recirkulāciju; tas galvenokārt aizstāj to, kas tiek zaudēts, iztvaikošana un transpirācijaKontrolētos apstākļos ietaupījumi salīdzinājumā ar uz zemes bāzētām sistēmām ir ļoti lieli.
- Mēslošanas līdzekļu samazināšana Minerālvielas un blakusprodukti: zivju pašu vielmaiņa rada barības vielas; tās vienkārši tiek koriģētas mikroelementi barības vielu, piemēram, dzelzs, kalcija vai kālija, trūkums, ja nepieciešams.
- Mazāka ietekme uz vidi: novērš akvakultūras notekūdeņu novadīšanu upēs vai jūrā, samazinot eitrofikācijaVienlaikus tas atbrīvojas no augsnes un mazina tās ietekmi. degradācija.
- Veselība un kvalitāteZivis tiek audzētas kontrolētā ūdenī, un augi saņem barības vielu šķīdumus. dabasbez nepieciešamības lietot agresīvus pesticīdus vai sistēmiskus fungicīdus.
- Divkārša ražošana vienā telpā: īsa cikla dārzeņi un augstas kvalitātes dzīvnieku olbaltumvielas, kas ir ideāli piemērotas pilsētvide vai apgabalos ar ierobežotu zemes platību.
- Izturība pret kaitēkļiem un slimībām pateicoties sistēmas bioloģiskajai daudzveidībai, nepārtrauktajai plūsmai un regulēšanas iespējai kultūraugu blīvums.
- Pārtikas nekaitīgumsTas nodrošina svaigus dārzeņus un vietējās zivis, ar mazāku Ūdens nospiedums un transports, atbalstot ekonomiku apļveida.
Rūpnieciskās akvaponikas projekti
Lielākais rūpnieciskā mēroga akvaponikas projekts atrodas Ķīnā. Tā platība pārsniedz 4 hektārus un izmanto modernas tehnoloģijas apvienojumā ar tradicionāliem materiāliem, piemēram, bambusaTā kalpo kā platforma mēģinājumiem rīsu audzēšana dīķos ar zivīm, ļaujot iegūtās zināšanas ekstrapolēt uz sauszemes kultūraugiem un bioloģiski atgūt augsnes barības vielasŠāda veida iniciatīva parāda, ka akvaponiku var paplašināt, nezaudējot uzmanību. ūdens efektivitāte un barības vielu atkārtota izmantošana.
Papildus šim gadījumam ir arī pilsētu saimniecības uz jumtiem un integrētām siltumnīcām, kas apvieno RAS un hidroponikas kanālus dziļš ūdensTās vērtība slēpjas ražošanas tuvināšanā patēriņam, loģistikas izmaksu samazināšanā un priekšrocību izmantošanā. atjaunojamās enerģijas gaisa kondicionēšanai un sūknēšanai. Tiek reklamētas arī programmas, kas paredzētas vietējā attīstība ar vairākām modulārām siltumnīcām, kur darbaspēks tiek apmācīts un stabilas nodarbinātības tiek radītas, pateicoties īsām piegādes ķēdēm.
Visos rūpnieciskajos projektos galvenais ir labs hidrauliskais dizainsenerģijas redundanci, a biodrošības stratēģija stingra, nepārtraukta uzraudzība (skābekļa, amonjaka, nitrītu, pH, temperatūras) un plāns Mercado kas apvieno augstas peļņas produktus (aromātiskus augus, jaunās lapas) ar barības ziņā efektīvām zivīm. Operatīvās informācijas integrēšana ļauj pielāgot barošanas ātrumus, ielaiduma blīvumu un mikroelementu papildināšanu, lai uzturētu līdzsvarot sistēmas un rentabilitātes.
Ņemot vērā visu iepriekš minēto, akvaponika tiek pozicionēta kā instruments daudzpusīgs lai ražotu vairāk, izmantojot mazāk ūdens, noslēgtu barības vielu ciklus un dažādotu ienākumu avotus, sākot no mājas dārziem līdz liela mēroga rūpniecības platformām, ja vien bioloģija sistēmas un ir izmēru ziņā pielāgots tehniskajiem kritērijiem.