RMAquaponics.JPG

"تعتبر تربية الأحياء المائية حاليًا أسرع قطاعات إنتاج الأغذية الحيوانية نموًا وستوفر قريبًا أكثر من نصف المأكولات البحرية في العالم للاستهلاك البشري". [1] وقد تم استخدامه في العديد من الثقافات المختلفة، وخاصة لإنتاج الغذاء وإزالة النفايات السامة، مثل تلك التي تنتجها مدافن النفايات. [2] تم استخدام أنواع مختلفة من البكتيريا والطحالب لمعالجة مياه الصرف الصحي (مثل طحالب Gracilaria Birdiae). [3] يعتبر نظام Aquaponics جزءًا ناشئًا من تربية الأحياء المائية يستخدم التفاعل الطبيعي بين البكتيريا والأسماك والنباتات لتحويل النفايات إلى مياه نظيفة.

ما هو نظام الزراعة المائية؟

Aquaponics هي طريقة لإنتاج الغذاء تدمج تربية الأحياء المائية مع الزراعة المائية . تسهل هذه العلاقة التكافلية إنشاء نظام مستدام مع القليل من المدخلات الضرورية. تتراكم البكتيريا الجيدة، والتي تحول بعد ذلك السموم الناتجة عن نفايات الأسماك إلى مغذيات تستخدمها النباتات. ومن خلال امتصاص هذه العناصر الغذائية، تقوم النباتات بتصفية المياه، مما يمنح الأسماك بيئة صالحة للعيش. تساعد هذه الدورة في الحفاظ على الحوض في حالة جيدة لكل من الأسماك والنباتات.

إن إنتاج الطعام بهذه الطريقة هو أمر عضوي بقدر ما يمكنك الحصول عليه. مع هذا الإعداد، ليست هناك حاجة للأسمدة لأن مخلفات الأسماك هي كل ما هو ضروري لنمو النباتات. ليست هناك حاجة أيضًا إلى مبيدات الأعشاب لأنه لا توجد تربة تستخدم لزراعة النباتات، وقد تكون ضارة للأسماك. يعد هذا النظام رائعًا بشكل خاص للمناطق ذات نوعية التربة الرديئة لأنه ليس مسؤولاً عن توفير العناصر الغذائية للنباتات. يمكنك زراعة كميات كبيرة من النباتات في مساحات صغيرة، دون الحاجة إلى مساحة كبيرة من الأرض. تعتبر تقنية Aquaponics طريقة رائعة لزراعة الأسماك والخضروات الطازجة بشكل مستدام للعائلة، أو لإطعام قرية، أو تحقيق ربح من حجم الزراعة التجارية. ناهيك عن حقيقة أنه يمكنك إعداد العشاء والطبق الجانبي الخاص بك في نظام واحد. أفضل شيء هو أنه عندما تصبح أسماكك كبيرة بما فيه الكفاية، يمكنك أن تأكلها! [4]

تاريخ

عادت شعبية نظام الزراعة المائية (أكوابونيك) إلى الظهور مؤخرًا، [5] ومع ذلك، تم استخدام هذه التحفة الهندسية والبيولوجية لأول مرة في الحضارات القديمة [6] وفي حوالي القرن الثالث عشر، كانت حضارة الأزتيك أول من استخدم نظام الزراعة المائية (أكوابونيك). لقد أنشأوا جزرًا زراعية معقدة تسمى تشينامباس. تقع هذه الجزر النباتية داخل المياه الضحلة للبحيرة وتم خلطها بالنفايات الحيوانية. سمح هذا الإعداد لشعب الأزتيك بالاستفادة من إزالة النفايات وتوفير الغذاء لخصائص نظام aquaponics. [7] كما تم إنشاء الاستزراع المتعدد في الصين وتايلاند حيث تم وضع الأسماك (وكذلك الأنواع الأخرى مثل ثعبان المستنقعات وحلزون البرك) في حقول الأرز للمساعدة في إنتاج النباتات وتكون بمثابة مصدر غذائي آخر. [6]

أين يتم استخدام الأكوابونيك؟

منذ تجدد الإثارة حول نظام aquaponics، بدأت البلدان في جميع أنحاء العالم في الاستفادة؛ هذه البلدان بما في ذلك الولايات المتحدة الأمريكية وتلك الموجودة في أمريكا الجنوبية وأجزاء كثيرة من آسيا وأستراليا وأجزاء من أفريقيا. [5] [8] [9] [10] حتى في المياه قليلة الملوحة في صحراء النقب، تم إنشاء أنظمة aquaponic بنجاح كافٍ لنمو النباتات والأسماك. [11] تندرج معظم العمليات ضمن إحدى الفئات التالية: بحثية أو تعليمية أو غير ربحية أو تجارية أو خاصة للهواة. [1] على الرغم من أن معظم الأنظمة صغيرة الحجم في الوقت الحالي، إلا أن التقدم في التكنولوجيا أدى إلى "زيادة مطردة في عدد التطبيقات التجارية، وهناك مجالان رئيسيان مثيران للاهتمام، وهما الربحية وإدارة النفايات، وقد حفزا الاهتمام بالأكوابونيك كبديل محتمل". وسيلة لزيادة الأرباح مع استغلال بعض المخلفات". يمكن العثور على شرح أكثر تفصيلاً لكيفية تنفيذ نظام aquaponic في هذه البلدان المختلفة في الأقسام اللاحقة.

مقارنة الطرق

من أجل فهم نظام aquaponics بشكل كامل، من الضروري أن نفهم أنه يستخدم كلا من أساليب تربية الأحياء المائية والزراعة المائية لزراعة محاصيله المستدامة. ومن خلال التعرف على الطريقتين، يمكنك أن تقدر بشكل كامل مزايا وعيوب طرق الزراعة الثلاثة هذه.

تربية الأحياء المائية

تربية الأحياء المائية هي استغلال العلاقات الطبيعية بين النباتات المائية والحيوانات للحصول على عوائد متعددة بطريقة مستدامة. كيف يتم تحقيق ذلك؟ من خلال التصميم بذكاء، وهو ما تدور حوله الزراعة المستدامة.

أعطي الكلمة الآن لبيل موليسون، أب الزراعة المستدامة، في الاقتباس من دليل تصميم الزراعة المستدامة، الفصل 13.2، الصفحة 459 "قضية الزراعة المائية":

"حتى العقود القليلة الماضية، كنا قادرين على حصاد ما يكفي من الأسماك والرخويات والنباتات من أنظمة المياه الطبيعية. ولكن لم يعد هذا هو الحال، وظهر زخم جديد واضح في خلق وثقافة الكائنات الحية في الموائل المائية.

لقد تم اختبار ثقافات المياه منذ فترة طويلة واستقرارها بلا شك، وقد استمر الكثير منها دون مدخلات خارجية لآلاف السنين. إن استقرار وإنتاجية أنظمة تربية الأحياء المائية تتفوق على أنظمة الاستزراع الأرضية التي تم تطويرها حتى الآن. وبالنظر إلى نفس المدخلات من الطاقة أو العناصر الغذائية، يمكننا أن نتوقع ما بين 4 إلى 20 ضعف إنتاجية المياه من إنتاج الأرض المجاورة.

باختصار، تربية الأحياء المائية هي مهنة مستقبلية مستقرة للمجتمعات المسؤولة مثلها مثل الغابات، وبين هذين النظامين المفيدين سنشهد انخفاضًا كبيرًا في المناطق المخصصة الآن للرعي (ملاحظة: إنه يشير إلى الرعي الجائر الضار) والمحاصيل الأحادية. (ملاحظة: وهي في الأساس إبادة جماعية بيئية). وكل من هاتين المهنتين الأخيرتين عبارة عن مشاريع أصبحت أقل تفضيلاً من قبل المجتمع، وتشكل منتجاتها خطراً واضحاً من أي وجهة نظر يهتم بها المرء (المالية، أو الصحة، أو الرعاية الاجتماعية، أو كفاءة استخدام الطاقة، أو استقرار المشهد العام).

لم تعد تربية الأحياء المائية صالحة باعتبارها تربية أحادية عالية الاستخدام للطاقة مقارنة بأسلافها التاريخيين - مزارع الحبوب الكبيرة أو مزارع المحصول الواحد. إنها في أكثر حالاتها إمتاعًا وبهيجًا وقيمة اجتماعيًا عند مواجهتها كثقافة مجتمعية لشرفة القلقاس، وفي أكثر حالاتها إحباطًا مثل مزارع الجمبري أو سمك السلور التي تبلغ مساحتها 100 هكتار. وبالتالي، فإن موقفي طوال الوقت هو التأكيد على الإنتاجية والإجراءات المعقولة، ولكن مع تثبيط توقعات "الحد الأقصى للإنتاجية لنوع واحد".

الزراعة المائية

الزراعة المائية هي طريقة لزراعة النباتات في محلول مياه معدنية بدون تربة. يسمح هذا النظام بطريقة نمو أكثر كفاءة ومجهزة بمساحة أقل وعمالة ومياه أقل. نظرًا لأن النباتات في ظروف مائية مثالية فإنها لا تحتاج إلى الماء الزائد، حيث يتم إهدار الكثير من الماء عادةً. يتطلب هذا النوع من النظام مدخلات من العناصر الغذائية.

مزاياسلبيات
الزراعة العضوية
  • أصبحت الزراعة العضوية شائعة في السوق لأنه من المفترض أنها طريقة صحية لزراعة الغذاء.
  • استغلال المخلفات للأسمدة.
  • يستخدم المكافحة الطبيعية للآفات.
  • ينتج النظام البيولوجي محاصيل ذات مذاق أفضل، وفي بعض الأحيان، محاصيل غذائية أكثر.
  • يستخدم مساحة أكبر من الأرض مقارنة بالزراعة التقليدية.
  • في معظم الحالات، تكون زراعة المحاصيل العضوية واعتمادها أكثر تكلفة من طرق الزراعة الأخرى.
  • تفقد شهادة وزارة الزراعة الأمريكية قيمتها حيث تحل الأعمال التجارية الزراعية محل الإنتاج العضوي في المزارع الصغيرة.
الزراعة المائية غير العضوية (تستخدم الأسمدة المستخرجة والمصنعة)
  • تنتج كمية كبيرة من المحاصيل في مساحة صغيرة.
  • ويؤدي دمجها مع الزراعة البيئية الخاضعة للرقابة إلى إنتاج ثابت على مدار العام.
  • الاعتماد على الأسمدة المصنعة والمستخرجة والتي تكون باهظة الثمن وترتفع أسعارها ويصبح الحصول عليها أكثر صعوبة بسبب زيادة الطلب في جميع أنحاء العالم.
إعادة تدوير تربية الأحياء المائية
  • تنتج كميات كبيرة من الأسماك في مساحة صغيرة.
  • تتمتع أنظمة إعادة التدوير بمعدلات عالية من الفشل بسبب ارتفاع معدلات التخزين وانخفاض هامش الخطأ.
  • تنتج تيارًا كبيرًا من النفايات.
الزراعة المائية (الزراعة المائية العضوية)
  • يتمتع نظام Aquaponics بجميع مزايا الزراعة العضوية والزراعة المائية وتربية الأحياء المائية! زائد:
  • توفر نفايات الأسماك الأسمدة للنباتات.
  • لا تحمل الأسماك مسببات الأمراض، مثل الإشريكية القولونية والسالمونيلا، التي تحملها الحيوانات ذوات الدم الحار.
  • إن ارتفاع حجم المياه في نظام aquaponics الطوافي يقلل من المخاطر على إنتاج الأسماك.
  • يوضح نظام Aquaponics دورة طبيعية بين الأسماك والنباتات وهو الأكثر استدامة من بين الطرق الأربع المعروضة هنا.
  • مع الكتلة الحيوية المتسقة في خزانات الأسماك، تزدهر النباتات.
  • تتطلب الإدارة شخصًا مدربًا على تربية الأسماك والنباتات.
  • يمكن أن تؤدي الخسارة الكبيرة في خزانات الأسماك إلى تعطيل إنتاج النبات.

إنتاج الغذاء باستخدام نظام أكوابونيك: تربية الأسماك والنباتات من أجل الغذاء والربح، ريبيكا ل. نيلسون بمساهمات من جون س. باد

التصميم: الميزات والمكونات الرئيسية

إحدى السمات الملحوظة لنظام aquaponic هو العدد الهائل من الطرق المختلفة التي يمكن بناؤها. على الرغم من هذا التنوع، هناك خمسة مكونات رئيسية في أي نظام aquaponics: خزان التربية، وإزالة المواد الصلبة، والمرشح الحيوي، والنظام الفرعي للزراعة المائية، والحوض (الشكل 1؛ [ 5] هذه المكونات الرئيسية جميعها تنجز الوظائف التالية، "الأسماك الزعنفية و الإنتاج النباتي، وإزالة المواد الصلبة العالقة، والنترجة البكتيرية. [1]

الشكل 1: عدم قياس الرسم البياني للمكونات المختلفة المهمة في نظام aquaponics.

حوض التربية: حيث يتم تربية الأسماك

هناك ثلاثة أنواع مختلفة من تقنيات التربية: التربية المتتابعة، وتقسيم المخزون، ووحدات التربية المتعددة. كل من هذه التقنيات المختلفة لها فوائد وعيوب وتتطلب تخطيطات مختلفة. على سبيل المثال، تتطلب التربية المتتابعة العديد من الفئات العمرية المختلفة للأسماك في حوض واحد. يعتبر هذا الإعداد أقل تعقيدًا من تقنيات التربية الأخرى. ومع ذلك، فإنه يمكن أن يسبب الإجهاد في الأسماك التي لم يتم نموها بشكل كامل للتسويق عندما يتم صيد أسماك أخرى، كما أنه يجعل من الصعب تتبع سجلات المخزون وتتجنب الأسماك المتقزمة صيدها. أسلوب آخر للتربية يسمى تقسيم المخزون. في عملية تقسيم المخزون، يتم تقسيم الأسماك إلى حوضين مختلفين بشكل عشوائي عندما يصل الخزان الأول إلى القدرة الاستيعابية. على الرغم من أن هذه التقنية تساعد على تجنب ترحيل الأسماك المتقزمة، إلا أن الضغط الناتج عن نقل الأسماك يمكن أن يكون ضارًا بنموها الإجمالي. الأسلوب الشائع الأخير هو نظام ذو وحدات تربية متعددة. في هذا النظام، تبدأ التجمعات في أعمار مختلفة ويتم نقلها إلى خزانات أكبر عندما تصبح الأسماك كبيرة بدرجة كافية.

إزالة المواد الصلبة: إزالة النفايات العضوية الكبيرة

يعتمد نوع نظام إزالة المواد الصلبة على كمية النفايات العضوية التي يتم إنتاجها في النظام (ويعرف أيضًا باسم عدد الأسماك التي يتم رفعها إلى عدد النباتات التي تتم زراعتها). إذا كان هناك نفايات سمكية أكثر مما يمكن الحفاظ عليه من خلال عدد النباتات في النظام، فمن الضروري وجود جهاز إزالة صلب مثل أسطوانة الغربلة الدقيقة.

تساعد هذه المرشحات الوسيطة على جمع المواد الصلبة و"تسهيل تحويل الأمونيا ومنتجات النفايات الأخرى قبل تسليمها إلى الخضروات المائية". [10] وقد تم استخدام هذا في الأنظمة التجارية والموضحات (الشكل 2). يقوم نظام التوضيح بجمع المواد الصلبة في الجزء السفلي من المخروط. يتطلب الأمر وجود الأسماك في الخزان لتتغذى على النفايات التي قد تكون بالقرب من الأعلى وتحافظ على نظافة الأنابيب. يتم أيضًا إعداد الشباك بعد المصافي لالتقاط النفايات العضوية الزائدة التي هربت من المصافي. يجب تنظيف هذه الشباك مرة إلى مرتين في الأسبوع. ومن المهم إزالة هذه الشباك لأن تراكم المواد العضوية يمكن أن يؤدي إلى ظروف لا هوائية يمكن أن تقتل الأسماك. [5] هناك حاجة إلى معايير معينة لجودة المياه لتربية الأسماك والنباتات بما في ذلك الرقم الهيدروجيني الثابت وتركيز الأكسجين المذاب وثاني أكسيد الكربون والأمونيا والكلور والنتريت والنترات. [10] يمكن استخدام الحمأة المتجمعة من الشباك لتخصيب محاصيل أخرى، أو في المناطق الحضرية، يمكن استخدامها في محطات معالجة مياه الصرف الصحي لتنظيف المياه. [5] على نطاق أصغر، قد تكون إزالة النفايات غير ضرورية (حيث توجد كميات صغيرة من الأسماك مقارنة بمنطقة زراعة النباتات). [5] في هذه الأنظمة، عادة ما يكون هناك تدفق مباشر للمياه من خزان تربية الأسماك إلى "أحواض الخضروات المائية المزروعة بالحصى". [10]

الشكل 2: أ) يعمل جهاز التصفية عن طريق دخول الماء أولاً إلى الحاجز المركزي ب) ثم يتحرك ليغادر إما من خلال حاجز التفريغ C) أو إلى منفذ D لتصفية الخزانات أو الخروج من خلال E) تصريف الحمأة. [5]

الترشيح الحيوي: استخدام البكتيريا

جزء حيوي من نظام aquaponics هو إزالة الأمونيا التي تفرز كمنتج نفايات استقلابية من خياشيم الأسماك. [5] إذا كان تركيز الأمونيا مرتفعًا جدًا، فسوف تموت الأسماك. [5] يتم منع ذلك من خلال نترجة الأمونيا. خلال هذه العملية تتأكسد الأمونيا إلى نتريت ثم إلى نترات. تستفيد تقنية Aquaponics من البكتيريا الآزوتية الموجودة بشكل طبيعي، Nitrosomonas وNitrobacter، والتي تتوسط هذه العملية. [5]

الشكل 3: رسم تخطيطي للدورة الطبيعية التي يمر بها النيتروجين في الطبيعة. يوضح الرسم البياني على وجه التحديد النقطة التي تكون فيها البكتيريا الآزوتية، Nitrosomonas و Nitrobacter، لاعبين رئيسيين في تحويل النتريت السام إلى نترات غير سامة نسبيًا. [12]

تحب هذه البكتيريا الآزوتية التي تحدث بشكل طبيعي أن تنمو في الأغشية الحيوية على طول الأسطح المختلفة. لتحقيق أقصى قدر من النمو البكتيري، يتم إنشاء المرشحات الحيوية في نظام aquaponics، في الغالب، من الرمل أو البيرلايت أو الحصى. [5] [10]

الشكل 4: رسم تخطيطي بسيط لإعداد نظام aquaponics

نظام الزراعة المائية: حيث يتم زراعة النباتات

من المهم أيضًا التعرف على هذه المرشحات الحيوية المختلفة عند التمييز بين الأنواع المختلفة لأنظمة الزراعة المائية. في المنشآت الصغيرة، يتم استخدام الحصى بسبب فائدة الكالسيوم للنباتات. [5] يحتاج هذا النوع من النظام إلى انحسار وتدفق مستمر للمياه. تشمل عيوب هذا النظام الانسداد من الجذور المتبقية، والنمو الميكروبي، ونقص الدورة الدموية الكاملة للمياه (يؤدي نقص التدفق إلى المناطق اللاهوائية وضعف إنتاج النباتات). [5] قد يؤدي نقص التدفق أيضًا إلى سوء نوعية المياه وموت الأسماك. [10] إذا كان نظام aquaponics أكبر ولم يكن التدفق المستمر للمياه خيارًا، فإن النظام الرملي يعد خيارًا جيدًا. [5] يوصى باستخدام حبيبات أكبر من الرمل لمنع انسداد الأنابيب. إذا لم يكن الرمل أو الحصى خيارًا متاحًا، فإن البيرلايت هو خيار رائع آخر. [5] تعتبر الأنظمة القائمة على البيرلايت جيدة إذا كانت تتم زراعة نباتات ذات جذور صغيرة وكان المزارع على استعداد لإزالة جميع المواد الصلبة قبل دخولها إلى جزء الزراعة المائية. إذا لم يتم ذلك، سوف تتشكل الأجزاء اللاهوائية. [5]

الحوض: جمع الماء النظيف

الحوض هو المكان الوحيد الذي يتم فيه ضخ المياه في النظام. يعد هذا مكانًا جيدًا لإضافة الماء إذا فقد النظام أيًا منه. [5]

النظرية العلمية: كيف يعمل نظام الزراعة المائية

Aquaponics هو نظام متداول يستفيد من العمليات البيولوجية الطبيعية. وفيما يلي شرح لكل جزء من أجزاء النظام (النباتات والأسماك والمياه والبكتيريا):

النباتات: ماذا تحتاج وكيف تنمو بشكل أفضل؟

أولاً، من المهم معالجة النباتات التي تتكيف بشكل أفضل مع نظام aquaponics. يدعم هذا النظام بشكل أفضل النباتات التي لديها متطلبات غذائية منخفضة مثل الجرجير والريحان والثوم المعمر والسبانخ والأعشاب والخس. [10] ومع ذلك، فقد تمت زراعة الطماطم والخيار أيضًا. [13] إذا نشأت الظروف اللاهوائية بسبب ضعف تدفق المياه، فقد تؤدي هذه المناطق أيضًا إلى نقص نمو النباتات. [5]

مثال على نباتات الطماطم في نظام مملوء بالوسائط. صورة شخصية للمؤلف.

المحاصيل الجذرية

على الرغم من نموها في وسط صخري، مثل الحصى الطينية أو الحصى، يقال إن المحاصيل الجذرية تعمل بشكل جيد إلى حد معقول في نظام aquaponics. قائمة قصيرة من النباتات التي يمكن زراعتها باستخدام نظام aquaponics ستتكون من الخس، والثوم المعمر، والجرجير، والريحان، والملفوف، والطماطم، والقرع، والبطيخ. في وقت مبكر من تطوير نظام aquaponics، كان يعتقد أنه يمكن زراعة المحاصيل الورقية فقط. والآن، تمت زراعة أكثر من 60 نوعًا مختلفًا من الأغذية بنجاح، كما جربها مركز تنويع المحاصيل في ألبرتا، كندا. [14]

الجذور الغازية

لا يُنصح بزراعة أنواع ذات جذور سريعة النمو مثل النعناع. سوف ينمو نظام الجذر العدواني في الأنابيب ويتفوق على النظام. [4]

النظام المليء بالوسائط

نظرًا لأن الأنظمة المملوءة بالوسائط هي الأكثر شيوعًا لإنتاج الغذاء في المنزل، فسيتم تفصيل هذا القسم، حيث إنه يتعلق بالطريقة المملوءة بالوسائط. تُستخدم العديد من مكونات هذه الطريقة أيضًا في أنظمة الطوافة وNFT. الأجزاء الأساسية للعملية المليئة بالوسائط هي أحواض النمو وخزانات الأسماك والمصفاة. وبطبيعة الحال، هناك حاجة أيضًا إلى مضخات فردية وآليات تهوية وسخان/مبرد مياه وأنظمة طاقة احتياطية ومجموعة متنوعة من السباكة باستخدام أنابيب PVC.

تزايد المتوسط

يمكن استخدام الحصى القياسي أو البيرلايت أو الهيدروتون بقياس 1/4 بوصة (0.66 سم)، وهو نوع من الحصى الطينية شائع الاستخدام في الزراعة المائية، كوسيلة للنمو. يعتبر الحصى أقل تكلفة قليلاً، لكن الهيدروتون يسمح بزراعة أسهل في بعض الحالات بسبب تجانسه.

مقدار

تحتاج السمكة الواحدة إلى حوالي 10 لترات، أو 2.5 جالونًا من المساحة لنفسها. لذلك، إذا كان لديك حوض سمك سعة 50 جالونًا، فيمكنك الحصول على 20 سمكة. ومع ذلك، كلما زادت كمية المياه المتوفرة لديك، سيساعد ذلك على استقرار النظام. الحد الأدنى الموصى به لحجم الخزان هو 250 جالونًا، أو 1000 لترًا. يجب أن يكون حجم سرير النمو هو نفس حجم حوض السمك. [4] تم صنع أنظمة أصغر بدرجات متفاوتة من النجاح.

نظام التدفق/التعبئة

عند استخدام سرير النمو، يجب غمر الوسائط وتصريفها بشكل دوري. هناك عدة طرق يمكن من خلالها تحقيق ذلك.

يعد التدفق المناسب أمرًا بالغ الأهمية لتوصيل الأكسجين إلى الجذور ومستعمرة البكتيريا. [4] هناك عدة طرق يمكن من خلالها نقل المياه من أحواض النمو إلى حوض الأسماك. وتشمل هذه سيفون الجرس، أو الانسكاب، أو صمام المرحاض، أو مجرد مضخة مثبتة على مؤقت. يمكن استخدام أي عدد من الطرق لتوصيل كميات مناسبة من الماء والمواد المغذية والأكسجين إلى الماء في نظام مملوء بالوسائط. المفتاح هو أن يكون لديك معدل تدفق يقوم بتدوير المياه عبر النظام ولا يسمح بتراكم المستويات السامة من الأمونيا والنتريت.

العناصر الغذائية النباتية

اعتمادًا على نظامك الغذائي، قد يكون من الضروري إضافة بعض العناصر الغذائية إلى الماء. الحديد والكالسيوم والمغنيسيوم والبوتاسيوم والبورون. يمكن إضافتها في شكل مخلب إلى الماء كل ثلاثة أسابيع أو نحو ذلك. إن تكملة نظام aquaponics بزراعة الديدان ، كما هو موضح أعلاه ، قد يتغلب على هذه الحاجة.

قامت شركة Aquaponics الصديقة بإعداد دليل لتحديد نقص المغذيات النباتية

الأسماك: متطلبات الإنتاج الأمثل للأسماك

بعض الأسماك أفضل لأنها أكثر تحملاً للتغيرات. البلطي هو الأسماك الأكثر استخداما في النظام. [10] [5] تشمل الأسماك التي تم تضمينها في النظام "البلطي، والسلمون المرقط، وسمك الفرخ، وشار القطب الشمالي، والقاروص... البلطي يتحمل تقلبات ظروف المياه مثل درجة الحموضة، ودرجة حرارة الأكسجين، والمواد الصلبة الذائبة". [10] هذه الظروف المختلفة المذكورة من قبل (الأمونيا، النتريت، النترات، الرقم الهيدروجيني، الأكسجين المذاب، ثاني أكسيد الكربون) مهمة للمراقبة لضمان أعلى معدل نمو للأسماك. [10] ويمكن قياس هذه الظروف بشكل مباشر أو غير مباشر من خلال "كثافة تخزين الأسماك، ومعدل نمو الأسماك، ومعدل التغذية والحجم". [10]

الأسماك كغذاء

اعتمادًا على المناخ الذي تعيش فيه، فمن الأفضل استخدام الأسماك المحلية في منطقتك. وهذا يسمح بوضع أقل قدر من الطاقة في تسخين أو تبريد خزانات الأسماك. يوصى أيضًا باختيار سلالة قوية من الأسماك يمكنها تحمل التقلبات في جودة المياه أو درجة الحرارة. ضع في اعتبارك أن بعض الأسماك تأكل رفاقها عندما تكبر ويجب فرزها إلى خزانات منفصلة. [4]

تغذية

يعتبر غذاء الأسماك هو المدخل الأساسي لنظام aquaponic، لذا فإن اختيار الغذاء أمر بالغ الأهمية لتحقيق الاستدامة. [14]

هناك عدة خيارات لتوفير الطعام لأسماكك. يمكن لمعظم الأنظمة أن تجمع بشكل مفيد بين العديد من هذه -

  • غذاء الأسماك بيليه . يمكن إطعام أسماكك باستخدام حبيبات طعام عالية الجودة مصنوعة من السمك وفول الصويا. هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا والمختبرة جيدًا لتغذية الأسماك في أنظمة aquaponic، ولكن لها عيبًا أنها تتطلب مدخلات خارجية ثابتة، مما يزيد بشكل كبير من تكلفة تشغيل النظام. يمكن استخدام الخيارات التالية لجعل النظام أقرب إلى نظام الحلقة المغلقة بالكامل
  • الطحالب . سوف تنمو الطحالب بشكل متوطن في أي جسم من المياه الراكدة تقريبًا، وتوفر بعض الطعام للأسماك. إن وضع شبكة بلاستيكية (مثل صندوق فواكه فارغ) في حوض السمك الخاص بك يوفر سطحًا لتنمو عليه الطحالب. ولسوء الحظ، حتى في أفضل الظروف، من الصعب تلبية الاحتياجات الغذائية للأسماك بشكل كامل باستخدام الطحالب وحدها.
  • يمكن إنتاج غذاء الأسماك في أحواض النمو، إذا كانت سلالة الأسماك المختارة ستأكل الخضار الورقية.
  • يعد Duckweed أيضًا خيارًا ممتازًا حيث يمكن زراعته على سطح خزان مساعد ثم حصاده وتجميده حسب الحاجة. [٤] ينمو طحلب البطي بسرعة، ويحتوي على نسبة عالية من البروتين والمواد المغذية للأسماك، ويوجد منه نوع يناسب معظم المناخات. كما يمتص طحلب البط الأمونيا، وهو منتج ثانوي للأسماك، مما يوفر طعامًا غنيًا بالبروتين يمكن إطعامه لأنواع معينة من الأسماك. [15]
  • الديدان . يمارس بعض الأشخاص زراعة الديدان جنبًا إلى جنب مع نظام aquaponics. يسمح هذا للأجزاء غير الصالحة للأكل من المحاصيل (أو غيرها من النفايات العضوية الموجودة حولك، مثل قصاصات العشب أو أي شيء آخر) بتغذية الديدان. يمكن بعد ذلك إطعام الديدان للأسماك. يمكن استخدام السماد المنتج في مصنع الديدان لزراعة النباتات خارج نظام aquaponic، أو يمكن استخدامه لصنع شاي السماد الذي يمكن إضافته إلى عنصر الزراعة المائية في النظام. وهذا يؤدي إلى تنويع العناصر الغذائية التي تتلقاها النباتات، وخاصة إمدادها بالبورون الذي قد يكون غير موجود.

حضانة

وعلى الرغم من إمكانية شراء الإصبعيات، إلا أنها لا تحتاج إلى أن تكون المصدر الوحيد لملء خزانات الأسماك. لمواصلة فكرة نظام الحلقة المغلقة، يمكن إنشاء خزان حضانة وتسهيل التزاوج حتى تتمكن الأسماك من الحفاظ على نفسها. من المهم نقل الصغار إلى حوض منفصل في بعض الحالات لأن البالغين سيأكلونها. [4]

ماء

في نظام aquaponics، ترتبط جودة المياه ارتباطًا مباشرًا بجودة النبات. تحتاج النباتات إلى معادن معينة لتزدهر، ويتم توفير هذه المعادن عن طريق مخلفات الأسماك. في حالة النمو غير المائي، تأتي المعادن من التربة. في النظام المائي المغلق، مثل نظام aquaponics، يتم تنظيم المعادن التي تدخل النظام بشكل كبير. عند زراعة النباتات في التربة، فإنك تخاطر بامتصاص النباتات للمعادن السامة، [16] ومن ثم استهلاك تلك الموجودة في منتجك النهائي. ولذلك، فإن نظام aquaponics هو شكل أكثر نقاء من الزراعة العضوية، ويوفر مستوى أعلى من التنظيم، مما يؤدي إلى منتج عالي الجودة.

أجهزة التوضيح والتمعدن وإزالة الغازات والترشيح الحيوي

البرميل الأوسط في هذا النظام، والذي تم دفنه في الأرض، يعمل كموضح. يتم رفع أحواض النمو خلفها، ويتم دفن حوض الأسماك في المقدمة. صورة شخصية للمؤلف.

تعد المحافظة على جودة المياه أمرًا بالغ الأهمية لجميع أجزاء النظام. أحد العوامل المهمة بشكل خاص هو توازن الرقم الهيدروجيني، لأن أجزاء مختلفة من النظام تزدهر في درجة حموضة معينة. ولذلك، لا بد من تقديم بعض التنازلات. تحب الأسماك بشكل عام درجة الحموضة 7.5-8، بينما تعمل النباتات بشكل أفضل عند 6.0-6.5، وتعمل مستعمرة البكتيريا بكفاءة أكبر عند 7.0-8.0. الإجماع على الرقم الهيدروجيني الإجمالي هو 7.0 حتى يعمل النظام في أفضل حالاته. [14]

يتطلب الوصول إلى مستويات مقبولة لجودة المياه مكونات مختلفة اعتمادًا على نوع نظام الزراعة المائية الذي تم تركيبه. هناك ثلاثة أنواع رئيسية: الطوافة، وتقنية الأفلام المغذية (NFT)، والأسرة المملوءة بالوسائط. تعمل أنظمة الطوافة، والتي تسمى أيضًا بالطفو والقناة العميقة والتدفق العميق، على زراعة النباتات في ألواح الستايروفوم العائمة في خزان منفصل عن حوض السمك. تقوم NFT بزراعة النباتات في قنوات طويلة وضيقة مع تدفق طبقة رقيقة من الماء من خلالها لتوصيل العناصر الغذائية إلى جذور النباتات. الأسرة المملوءة بالوسائط هي ببساطة حاويات مملوءة بوسيط نمو، مثل الحصى أو البيرلايت أو الهيدروتون، حيث يتم الاحتفاظ بجذور النباتات، ثم تمر عبر تسلسل الفيضان والصرف لجلب العناصر الغذائية إلى الجذور. [14] تعد الطريقتان الأوليان أكثر شيوعًا في العمليات ذات الحجم التجاري، في حين أن الطريقة الأخيرة هي الأكثر شيوعًا في عمليات الفناء الخلفي، حيث يتم إنتاج الغذاء على نطاق صغير لإطعام عائلة واحدة تقريبًا.

يتم استخدام المصفي لإزالة المواد الصلبة من عمود الماء. يمكن القيام بذلك بطرق متعددة. تعمل المصفيات المخروطية وأحواض الترسيب على تسهيل ترسب المواد الصلبة من عمود الماء؛ وهي تعتمد على مفهوم الجاذبية النوعية العالية، مقارنة بالمياه الموجودة فيها. [14] ويعني هذا بشكل أساسي أنها تغوص ويمكن احتجازها في الجزء السفلي من أداة التنقية، سواء كان ذلك حوض ترسيب أو جهاز تنقية مخروطي الشكل. . هناك طريقة أخرى لإزالة المواد الصلبة وهي مرشح أسطواني ذو شاشة صغيرة يزيل المواد العضوية في عملية الغسيل العكسي. تعد إزالة المواد الصلبة ضرورية فقط في أنظمة الطوافة وأنظمة NFT لأنه في الطبقة المملوءة بالوسائط، يتم احتجاز المواد الصلبة في الوسائط، حيث يمكن بعد ذلك أن تتحلل بيولوجيًا دون التدخل في وظيفة أي مكونات أخرى للنظام. [14] في بعض الأحيان، يكون وجود جهاز تنقية في نظام مملوء بالوسائط مفيدًا عند وجود الكثير من النفايات الصلبة.

الآن، ربما تتساءل عن كيفية عمل النظام إذا تمت إزالة المواد الصلبة، والتي هي في الأساس سماد النظام. قبل استخدام جهاز التوضيح، تحتاج أنظمة الطوافة وأنظمة NFT إلى خزان تمعدن مملوء بنوع من الوسائط المسامية. وفي هذه المنطقة، تقوم البكتيريا غيرية التغذية بتحويل النفايات إلى عناصر تستخدمها النباتات بسهولة. تنتج هذه العملية أيضًا غازات مثل كبريتيد الهيدروجين والميثان والنيتروجين. لذلك، هناك حاجة إلى خزان تفريغ للمساعدة في إطلاق هذه الغازات في الهواء. [14] مرة أخرى، ليس هناك حاجة لذلك في طبقة مملوءة بالوسائط لأن المواد الصلبة تظل في النظام محاصرة في الوسائط.

يوفر الترشيح الحيوي مكانًا لمستعمرة البكتيريا للعيش فيه. ليس من الضروري في الأنظمة الطوافة والمملوءة بالوسائط نظرًا لوجود مساحة سطحية كافية لاستعمار البكتيريا إلى مستوى صحي. ومع ذلك، في نظام NFT، يجب توفير مساحة إضافية للاستعمار حتى تستقر المستعمرة السليمة. ويسمى هذا الامتداد مرشحًا حيويًا. [14]

تهوية

التهوية المناسبة للمياه أمر حيوي لنوعية حياة الأسماك. وبدون كمية كافية من الأكسجين، يمكن أن تموت الأسماك في غضون 45 دقيقة. [4] حتى لو لم يكن الموت فوريًا، فقد يكون تلف الخياشيم دائمًا وببطء، مما يؤدي إلى انخفاض أعداد الأسماك. هذه النقطة هي بالضبط سبب أهمية وجود نظام طاقة احتياطي. يمكن شراء مهويات المياه من متجر مستلزمات أحواض السمك ولكن يجب أن تعمل بالكهرباء. لذلك، في حالة حدوث عطل كهربائي، سيتوقف إمداد المياه بالأكسجين وسيؤدي ذلك إلى تلف أعداد الأسماك.

إن جهاز التهوية من نوع حوض السمك ليس هو الطريقة الوحيدة لإضافة الأكسجين إلى حوض السمك. في نظام مملوء بالوسائط، يمكن ترتيب المياه المتدفقة من أحواض النمو بحيث تسقط من ارتفاع كافٍ لتتدفق مرة أخرى إلى حوض السمك، مما يخلط الهواء في الماء. مرة أخرى، في حالة انقطاع التيار الكهربائي، فإن المضخة المسببة للتهوية سوف تتعطل أيضًا؛ وبغض النظر عن التدابير المتخذة لتوفير الأكسجين الكافي، فإن هناك حاجة إلى دعم كهربائي.

البكتيريا: كيف تساعد هذه البكتيريا؟

جزء حيوي من نظام aquaponics هو إزالة الأمونيا التي تفرز كمنتج نفايات استقلابية من خياشيم الأسماك. [5] إذا كان تركيز الأمونيا مرتفعًا جدًا، فسوف تموت الأسماك. [5] يتم منع ذلك من خلال نترجة الأمونيا. خلال هذه العملية تتأكسد الأمونيا إلى نتريت ثم إلى نترات. تستفيد تقنية Aquaponics من البكتيريا الآزوتية الموجودة بشكل طبيعي، Nitrosomonas وNitrobacter، والتي تتوسط هذه العملية [5] ). تم عزل البكتيريا من جذور أنواع مختلفة من نباتات aquaponics من أجل تحديد سلالات البكتيريا الموجودة ووظيفتها في النظام. [17] [10] [18] [5] في نوع من جذور معالجة المياه المائية لعائلة القصب، Phragmitesommunis، تم إجراء دراسة تصنيفية حددت وجود سلالة من Nitrosomonascommunis وNitrosomas europaea (كلاهما بكتيريا مؤكسدة للأمونيوم). على الجذور. [17]

الشكل 5: عدم قياس الرسم التخطيطي لنظام الزراعة المائية UVI. [19]

مستعمرة البكتيريا

مستعمرة البكتيريا التي تعيش في النظام بأكمله هي المسؤولة عن تحويل النتريت والأمونيا إلى النترات، والتي يمكن بعد ذلك استخدامها من قبل النباتات. وبدون هذا التحويل، فإن النتريت، وإلى حد ما الأمونيا، سوف تصل إلى مستويات سامة وتقتل الأسماك والنباتات. [14]

بناء المستعمرة الطبيعية

توجد هذه البكتيريا بشكل طبيعي في الهواء والماء، ولا يلزم إضافتها إلى النظام. يمكن أن يستغرق تراكم المستعمرة الطبيعية من 20 إلى 30 يومًا، [14] وقد يصل أحيانًا إلى 8 أسابيع. [4] وفي نهاية المطاف، كما هو الحال مع جميع الأنظمة الطبيعية، سوف تصبح المكونات متوازنة وتبقى مستقرة مع القليل من الصيانة.

البدء بنفسك

ومع ذلك، لتسريع عملية الاستعمار، يمكن إضافة سماد اليوريا بكميات صغيرة جدًا كمصدر للأمونيا. [4]

لا توجد أنظمة Aquaponic أو منخفضة الطاقة

إذا كنت ترغب في إنشاء نظام بمتطلبات طاقة قليلة أو معدومة (مثل الترويج لنظام الزراعة المائية في دولة نامية)، فيمكن استخدام "صمام الفيضان". [20] يعمل هذا النظام فقط بمضخة تضخ الماء من حوض السمك إلى "صمام الفيضان... [و] سيعمل بمعدلات تدفق أقل من 100 جالون في الساعة". [20] لم يتم بعد تصميم محدد لهذا النظام ولكنه يعمل بطريقة مشابهة لـ "صمام المرحاض القياسي". [20]

لا تحتوي التصميمات الأخرى على صمامات، ولكنها تلتزم بدلاً من ذلك بالعمل اليدوي. تم إنشاء نظام aquaponics مجانًا في تايلاند ولا يتطلب أي مدخلات كهربائية. [21] هناك حاجة إلى العناصر التالية: حوض لحفظ الأسماك (مثل حوض بلاستيكي كبير)، حاوية للنباتات، وسيلة لرفع النباتات فوق حوض الأسماك وجهاز للري. [٢١] لبدء هذا النظام، من المهم وضع السمكة قبل أسبوع على الأقل. أيضًا، قبل سقي النباتات، قم بتدوير حوض تربية الأسماك ثم املأ إبريق الري. في هذا النظام، يجب تنظيف حوض تربية الأسماك بشكل دوري. وأخيرًا، من المهم غمر الحاويات ثلاث مرات على الأقل يوميًا. [21]

التشغيل والصيانة

سيختلف التشغيل والصيانة بين جميع التصميمات المختلفة. بشكل عام، يجب مراقبة المستويات المختلفة للعناصر الغذائية ودرجة الحموضة. [22] ومن المهم أيضًا إزالة أي "حمأة" متراكمة في الأنابيب بين المكونات المختلفة للنظام. [23] في الأقسام الأخرى التي تم ذكر الأنظمة المختلفة فيها، يوجد المزيد من التفاصيل حول تقنيات الصيانة.

تقييم النظام

لا تتمتع العديد من الأماكن في العالم بسهولة الوصول إلى الخضار أو الأسماك الطازجة. [21] تقع بعض هذه الأماكن في الفناء الخلفي لمنزلنا، في أجزاء من المراكز الحضرية التي لا يوجد بها متاجر بقالة قريبة. يجب أن يأخذ تقييم نظام aquaponic في الاعتبار الأهمية التي قد توفرها هذه الموارد النادرة (الأسماك الطازجة والخضراوات) للمجتمع. [٢٤] يحتوي البلطي على الدهون والبروتين والحديد والتي تعد جميعها أجزاء مهمة في النظام الغذائي للإنسان. [25]

إذا كنت تحاول تقييم المنفعة الاقتصادية للأنظمة، "فحتى الآن، قامت دراسات قليلة بتقييم ربحية العمليات الصغيرة والكبيرة الحجم". [1] لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت سلامة الأغذية ستكون مصدر قلق نظرًا لوجود "خطر التلوث المتبادل، بما في ذلك انتشار السالمونيلا والإشريكية القولونية عندما تكون الأسماك والحيوانات الأخرى قريبة من الإنتاج". [1] ومع ذلك، فمن المعروف أن الأرباح تزيد للأسباب التالية: 1) تنتج الأسماك المغذيات النباتية "مجانًا" 2) غالبًا ما تكون المرشحات الحيوية الكبيرة غير ضرورية 3) تنخفض متطلبات المياه 4) التكاليف الإجمالية لتشغيل النظام وبالنسبة للبنية التحتية يتم تقاسمها من قبل كلا النظامين. [26]

هناك طريقة أخرى لتقييم النظام وهي تحليل كفاءة إزالة العناصر الغذائية بواسطة النباتات. وهذا ما فعله كثير من العلماء. في إحدى هذه التجارب، اختبر العلماء إفراز النيتروجين وامتصاصه في أنظمة aquaponic من خلال النظر في أداء النمو، وإنتاجية الخس، والاحتفاظ بالمغذيات. [27] وفي تجربة أخرى، تم إنشاء نظام aquaponic لتحليل إزالة النيتروجين بواسطة الطماطم والخيار. وقد وجد أن أعلى نسبة إزالة كانت بواسطة الطماطم وأن النظام العام يحتوي على "69% من إزالة النيتروجين بواسطة النظام العام وبالتالي يمكن تحويلها إلى فواكه صالحة للأكل". [28] يمكن أيضًا استخدام إنتاجية بعض المحاصيل لتقييم إنتاجية النظام. في جرابر وآخرون. قاموا بتحليل أربعة محاصيل طماطم مختلفة ووجدوا أن إنتاجيتها أعلى في نظام aquaponic بالمقارنة مع أنظمة الزراعة المائية (الشكل 6).

الشكل 6: إنتاجية أنواع مختلفة من محاصيل الطماطم المزروعة في نظامين مختلفين؛ aquaponics أو الزراعة المائية. [29]

للحصول على أكبر فائدة اقتصادية من خلال امتصاص معظم العناصر الغذائية، وجدت إحدى الدراسات أن "أكبر نمو للنباتات لوحظ في نظام الخزان المعاد تدويره حيث كان معدل تغذية الأسماك، والمغذيات الذائبة اللاحقة، أعلى. في هذا النظام، كانت الكتلة الحيوية لحشيشة الحبل السري - سبارتينا وكان الإنتاج أكبر بنسبة 25٪ منه في الأهوار المشيدة وكان امتصاص النيتروجين ضعف ما هو عليه في الأهوار الطبيعية. وأظهر التحليل الاقتصادي الأولي أن الإنتاج النباتي يمكن أن يولد دخلاً إضافياً لأن النباتات ذات قيمة عالية نسبياً. [23]

التأثيرات

قامت منظمات مختلفة حول العالم بإنشاء أنظمة aquaponic في أجزاء من العالم النامي لتوفير النباتات والأسماك الطازجة للمجتمعات الممثلة تمثيلا ناقصا. قامت إحدى هذه المنظمات، وهي لجنة الإنقاذ الدولية، ببناء نظام aquaponic مع خزانين لتربية الأسماك سعة 700 جالون ومخزنين بسمك البلطي، واستخدمت مياه الصرف الصحي المنتجة لزراعة نباتات جديدة. [30]

في المجتمعات الحضرية، تم استخدام نظام aquaponic لتوفير منتجات طازجة رخيصة للأفراد الذين لا يستطيعون الوصول إليها بسهولة، وفي بعض الحالات، حقق الأفراد أرباحًا من أنظمة aquaponic في المناطق الحضرية. [31] تعمل حاليًا جامعة أمهيرست ماساتشوستس على مشروع aquaponics في أوغندا والذي سيوفر بروتين عالي الجودة لسكان المجتمع. [32] انظر الفيديو على https://www.cns.umass.edu/about/news/2012/danylchuk-holingsworth-develop-aquaponics-for-developing-countries . ويعمل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أيضًا على مشروع في فيتنام لتوفير أسماك البلطي والأرز لمقاطعة محلية تسمى هوا بينه. [33]

النشر

يمكن العثور على حقائق ومعلومات حول نظام aquaponics في جميع أنحاء الإنترنت (مثل هنا: http://theaquaponicsource.com/learn-about-aquaponics/ ) حيث يمكن للفرد التعرف على العلم الكامن وراء النظام، وكيفية إعداد نظامك الغذائي نظام aquaponics الخاص بك وتحدث (من خلال المدونات) إلى أفراد آخرين قاموا بالفعل بتجربة إعداد aquaponics الخاص بهم. منذ تجدد الإثارة حول نظام aquaponics، بدأت البلدان في جميع أنحاء العالم في الاستفادة من نظام aquaponics. وفي الولايات المتحدة الأمريكية، كانت جامعة ولاية كارولينا الشمالية وجامعة جزر فيرجن من اللاعبين الكبار في تطوير هذه التكنولوجيا. [5] تعتبر بلدان أمريكا الجنوبية، والتي يعاني الكثير منها من نقص شديد في المياه، من المرشحين الرئيسيين لهذا النظام المتكامل لتربية الأحياء المائية والبستنة بسبب كفاءة استخدام المياه (Bishop, 2009). وقد اتخذت اليابان وتايوان وبنغلاديش، بالإضافة إلى العديد من البلدان الأخرى في آسيا، نظام الزراعة المائية (أكوابونيك) بسبب إمكانيات إنتاج الأغذية العضوية بتكلفة زهيدة في مساحة مكثفة. في أستراليا، قام العلماء بإجراء تجارب على أنواع مختلفة من الأسماك لزراعتها بسبب الحظر المفروض على البلطي (الأسماك الأكثر استخدامًا في النظام). [10] تم إنشاء أنظمة aquaponic سهلة الصيانة ورخيصة وفعالة في أفريقيا. [20] نظام الزراعة المائية موجود في كل قارات العالم تقريبًا. [10] [21] [20] [5] [34] تندرج معظم العمليات ضمن إحدى الفئات التالية: بحثية أو تعليمية أو غير ربحية أو تجارية أو خاصة للهواة (معظم الأنظمة صغيرة الحجم). [1]

تحديات النشر

أحد القيود الرئيسية مع هذا النظام هو أنه يمكن أن يكون له تكاليف بدء كبيرة جدًا، ويتطلب مساحة كبيرة من الأرض لأنظمة النطاق التجاري، وهناك عمومًا "نقص في النماذج واسعة النطاق والموظفين المدربين". [1]

إعادة التصميم

لا يمكن تحويل كمية العناصر الغذائية التي توفرها الأسماك بسرعة كافية في بعض الحالات عن طريق البكتيريا الآزوتية من النترات إلى النيتروجين الذي يمكن أن تستخدمه النباتات (Tyson et al., 2007). ومن المعروف أن الرقم الهيدروجيني يغير معدل النترجة، ولكن التوازن بين الرقم الهيدروجيني "الجيد" للبكتيريا والأسماك والنباتات أمر صعب في النظام الحالي، أي أن لكل منها درجة حموضة مثالية مختلفة. [35] [36]

الأنظمة المبنية في المنزل

هناك العديد من الطرق التي يمكن لأي شخص من خلالها بناء نظام aquaponics في المنزل. يمكن أن يكون مشروعًا ممتعًا ومفيدًا خاصة إذا تم استخدامه لتعليم الأطفال علوم الحياة. إن الاستثمار في نظام منزلي لأغراض إنتاج الغذاء أمر مختلف تمامًا. هناك العديد من الأشياء التي يمكن أن تسوء في نظام aquaponic لأن هناك الكثير من المتغيرات في النظام. تعد جودة المياه هي الاهتمام الأول في نظام aquaponics، ويمكن أن تعاني من تغييرات كبيرة إذا كان جزء واحد فقط من النظام غير متوازن أو معطل. لذلك من المهم في هذا الاستثمار، مثل أي استثمار آخر، أن تفهم ما هي المخاطر قبل البدء في المشروع. فيما يلي بعض الأشياء التي يجب البحث عنها وطرق المساعدة في تصميم نظام فعال. ولكن هذه، مثل أي وثيقة، غير مكتملة. إذا قررت بناء نظامك الخاص فسوف تواجه بلا شك مشاكل جديدة. ومع ذلك، لا تثبط عزيمتك، فالحلول موجودة، وإذا واصلت القراءة واستمرت في العمل، فإن الإجابات على إنتاج الغذاء بأسعار معقولة ستكون موجودة.

من أجل تجميع نظام aquaponics، سوف تحتاج إلى بعض العناصر. يمكن شراء المجموعة من منظمات مثل www.backyardaquaponics.com. [37] يمكن أيضًا إنشاء النظام باستخدام المواد الخاصة بك. المكونات الأساسية هي حوض سمك أو حوض استحمام قديم، مضخة غاطسة، أنبوب PVC لنقل المياه من المضخة إلى غرفة البكتيريا، مضخة هواء وأحجار الهواء. [38] تُعد الأنظمة صغيرة الحجم بمثابة مشاريع رائعة للفصول الدراسية أيضًا. يمكن للطلاب تعلم مهارات حل المشكلات المرتبطة بالتقنيات المستخدمة في اللعب. [39] وتشمل الجوانب التعليمية الأخرى الدورات الطبيعية، والنترجة ، وعلم الأحياء، وتشريح الأسماك، والتغذية، والزراعة، والرياضيات، والأعمال التجارية. تستخدم المدارس في جميع أنحاء الولايات المتحدة وبلدان أخرى نظام aquaponics للتجارب التعليمية على مستوى المدارس الابتدائية وحتى الكلية. [14]

باريلبونيكس

دليل الباريلبونيكس . Barrelponics هو نظام aquaponics في البرميل. صغيرة ولكنها قابلة للتطوير. إذا كنت ترغب في الحصول على وصف كامل لكيفية بناء نظام البراميل، فيرجى تقديمه بصيغة pdf [1] بواسطة Hughey. [40]

هذا مثال لنظام في كلية سييرا نيفادا. يتمتع!

mqdefault.jpgYouTube_icon.svg
نظام الزراعة المائية بكلية سييرا نيفادا

نافورة المزرعة

تجمع نافورة المزرعة بين الزراعة المائية والنحت. إنها تطبق نظام aquaponics كطريقة للزراعة العمودية لتوفير المساحة. كيف تبني بنفسك

النصائح النهائية

عند تصميم نظام جديد، من المهم أن نفهم أن جودة المياه ستكون حرفيًا شريان الحياة للنظام. بدون معدل التدفق المناسب ونقل المياه، سيعمل النظام بشكل سيئ، هذا إن كان يعمل على الإطلاق. في فيديو التعليمات الخاص به ، Aquaponics Made Easy، يشير Murry Hallam إلى أنه في أنظمة aquaponics الصغيرة، من الأفضل ألا يكون لديك نظام أصغر من 1000 لتر (265 جالونًا). وذلك لأن أقل من ذلك تكون كمية المياه في النظام أقل استقرارًا، مع وجود كمية أقل من المياه لتكون بمثابة حاجز عندما تختلف درجات الحرارة، أو عندما يكون هناك ارتفاع في نفايات الأسماك.

إن نقل هذه الكمية من المياه يمكن أن يستهلك الكثير من الطاقة أيضًا، ولذلك عند تصميم نظام منزلي، ركز على طرق استخدام الجاذبية لتعزيز نقل المياه من جزء من النظام إلى الآخر. إحدى الطرق الجيدة للقيام بذلك في مرحلة التخطيط هي رسم مخططات توضح مكان وجود مستوى المياه في كل خزان. بهذه الطريقة ستعرف مكان ترتيب الأشياء في النظام وفي نهاية الرسم التخطيطي مقدار الرفع الرأسي الذي ستحتاج إلى تحقيقه لتحريك المياه عبر النظام.

مشاريع ذات صلة

قراءة متعمقة

مراجع

  1. انتقل إلى:1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 كلينجر، د.، و ر. نايلور. "البحث عن حلول في مجال تربية الأحياء المائية: رسم مسار مستدام." [باللغة الإنجليزية]. المراجعة السنوية للبيئة والموارد، المجلد 37 37 (2012): 247-+.
  2. Linky, EJ, Janes, H. and Cavazzoni, J. (2005)، تقنيات ميسورة التكلفة لاستخدام الميثان في بيئة مدافن النفايات: مثال على مجموعة تكنولوجية متكاملة وشبكات مؤسسية متطورة. منتدى الموارد الطبيعية، 29: 25-36. دوى: 10.1111/j.1477-8947.2005.00110.x
  3. مارينيو سوريانو، إي، سو نونيس، ما كارنيرو، ودي سي بيريرا. "إزالة العناصر الغذائية من مياه الصرف الصحي لتربية الأحياء المائية باستخدام الطحالب الكبيرة Gracilaria Birdiae." [باللغة الإنجليزية]. الكتلة الحيوية والطاقة الحيوية 33، لا. 2 (فبراير 2009): 327-31
  4. انتقل إلى:4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 أصبح استخدام Aquaponics لموراي هالام سهلاً، Flashtoonz Films، 2009
  5. انتقل إلى:5.00 5.01 5.02 5.03 5.04 5.05 5.06 5.07 5.08 5.09 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19 5.20 5.21 5.22 5.23 5.2 4 Rakocy , J. 2006. "Aquaponics--دمج الزراعة المائية مع الزراعة". ATTRA- خدمة المعلومات الزراعية المستدامة الوطنية. http://www.aces.edu/dept/fisheries/education/documents/aquaponics_Integrationofhydroponicswaquaculture.pdf
  6. انتقل إلى:6.0 6.1 كروسلي، فيل إل. (2004)، "الري الفرعي في زراعة الأراضي الرطبة"، الزراعة والقيم الإنسانية (21): 191-205
  7. ^ بوتويل، ج. (2007، 16 ديسمبر). تم تجديد نظام aquaponics الخاص بالأزتيك. سجل وادي نابا
  8. ^ بيشوب، م.، بورك، س.، كونولي، ك.، تريبيك، ت. (2009). مشروع الزراعة المائية في قرية بيرد: AGRI 519/CIVE 519 خطط التنمية المستدامة. هولتاون، بربادوس: جامعة ماكجيل
  9. هيوجي، ت. 2005. "الزراعة المائية في البلدان النامية." مجلة الزراعة المائية 38، العدد 16-18. دوى: http://web.archive.org/web/20210126183035/http://www.aquaponicsjournal.com/
  10. انتقل إلى:10.00 10.01 10.02 10.03 10.04 10.05 10.06 10.07 10.08 10.09 10.10 10.11 10.12 10.13 غواص، ستيف (2006 ) ، "Aquaponics - تكامل الزراعة المائية مع تربية الأحياء المائية"، ATTRA - الخدمة الوطنية لمعلومات الزراعة المستدامة (المركز الوطني) للتكنولوجيا المناسبة)
  11. ^ كوتزن وبنز وصموئيل أبلباوم. 2010. "دراسة حول الزراعة المائية باستخدام موارد المياه قليلة الملوحة في صحراء النقب." مجلة الاستزراع المائي التطبيقي 22 (4): 297-320. دوى: http://dx.doi.org/10.1080/10454438.2010.527571 . http://search.proquest.com/docview/853477088?accountid=28041
  12. http://www.nano-reef.com/forums/lofiversion/index.php/t296246.html
  13. رنا، س.، إس كيه باج، د. جولدر، س. موخرجي (روي)، سي. برادان، وبي بي جانا. 2011. "استصلاح مياه الصرف الصحي المحلية عن طريق الزراعة المائية لنباتات الطماطم." الهندسة البيئية 37 (6): 981-988. دوى: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoleng.2011.01.009 . http://search.proquest.com/docview/886128723?accountid=28041 .
  14. انتقل إلى:14.00 14.01 14.02 14.03 14.04 14.05 14.06 14.07 14.08 14.09 14.10 نيلسون، إل. ريبيكا. "إنتاج الغذاء Aquaponic: تربية الأسماك والنباتات من أجل الغذاء والربح." مونتيلو: نيلسون وبادي، Inc، 2008.
  15. http://www.growseed.org/growingpower.html
  16. مارشنر، البتراء. التغذية المعدنية لمارشنر للنباتات العليا. الطبعة الثانية إد. لندن: إلسفير ساينس، 2002. طباعة.
  17. انتقل إلى:17.0 17.1 توكوياما، تي، إيه مين، كيه كامياما، آر يابي، كيه ساتوه، إتش ماتسوموتو، آر تاكاهاشي، وكيه إيتوناجا. "Nitrosomonas Communis Strain Ynsra، وهي بكتيريا مؤكسدة للأمونيا، معزولة عن Reed Rhizoplane في مصنع Aquaponics." [باللغة الإنجليزية]. مجلة العلوم البيولوجية والهندسة الحيوية 98، العدد. 4 (أكتوبر 2004): 309-12.
  18. ^ مرجع
  19. Rakocy, J. 2006. "إعادة تدوير أنظمة إنتاج خزانات تربية الأحياء المائية: الزراعة المائية التي تدمج ثقافة الأسماك والنباتات." المركز المائي الإقليمي الجنوبي. http://ces3.ca.uky.edu/westkentuckyaquaculture/Data/Recirculated Aquaculture Tanks Production Systems/SRAC 454 Recirculated Aquaculture.pdf
  20. انتقل إلى:20.0 20.1 20.2 20.3 20.4 Hughey, T. 2005. "الزراعة المائية في البلدان النامية." مجلة الزراعة المائية 38، العدد 16-18. دوى: http://web.archive.org/web/20210126183035/http://www.aquaponicsjournal.com/
  21. انتقل إلى:21.0 21.1 21.2 21.3 21.4 بيرد، JS 2010. "آلة طعام خضراء صغيرة." الحياة الطبيعية، 26-29. http://search.proquest.com/docview/523022471?accountid=28041 .
  22. تايسون، آر في، دي دي تريدويل، وإيه سيمون. "الفرص والتحديات التي تواجه الاستدامة في أنظمة Aquaponic." [باللغة الإنجليزية]. هورتتكنولوجيا 21، لا. 1 (فبراير 2011): 6-13.
  23. انتقل إلى:23.0 23.1 البحوث والتعليم الزراعي المستدام (SARE)، 2012. "زيادة الاستدامة الاقتصادية والبيئية لأنظمة إنتاج تربية الأحياء المائية من خلال تربية النباتات المائية." http://web.archive.org/web/20140324145934/http://mysare.sare.org:80/mySARE/ProjectReport.aspx?do=viewRept&pn=LNE05-224&y=2008&t=1
  24. ^ يورجنسن، بيث، إدوارد ميزل، كريس شيلينغ، ديفيد سوينسون، وبريان توماس. 2009. "تطوير نظم الإنتاج الغذائي في المراكز السكانية." الدورة الحيوية 50 (2): 27-29. http://search.proquest.com/docview/236946982?accountid=28041 .
  25. السمك البلطي مطبوخ بالحرارة الجافة. (اختصار الثاني). حقائق غذائية. تم الاسترجاع في 29 نوفمبر 2010 من http://nutritiondata.self.com/facts/finfish-and-shellfish-products/9244/2
  26. Rakocy, J. 2007. "تصميم وتشغيل نظام Aquaponics." بانوراما أكويكولا 12 (4): 28-34. http://search.proquest.com/docview/20381216?accountid=28041 .
  27. ^ ديديو، إل.، ف. كريستيا، وأ. دوكان. "المعالجة الحيوية لأنظمة إعادة تدوير النفايات السائلة كوسيلة للحصول على منتجات تربية الأحياء المائية عالية الجودة." [باللغة الإنجليزية]. مجلة حماية البيئة وعلم البيئة 13، العدد. 1 (2012): 275-88.
  28. ^ جرابر، أ، و ر. يونج. "أنظمة Aquaponic: إعادة تدوير المغذيات من مياه الصرف الصحي للأسماك عن طريق إنتاج الخضروات." [باللغة الإنجليزية]. تحلية المياه 246، لا. 1-3 (30 سبتمبر 2009): 147-56.
  29. ^ جرابر، أ، و ر. يونج. "أنظمة Aquaponic: إعادة تدوير المغذيات من مياه الصرف الصحي للأسماك عن طريق إنتاج الخضروات." [باللغة الإنجليزية]. تحلية المياه 246، لا. 1-3 (30 سبتمبر 2009): 147-56.
  30. "إغلاق الحلقة باستخدام أنبوب السمك". 2010.Biocycle 51 (12): 18-19. http://search.proquest.com/docview/851374343?accountid=28041 .
  31. يبسين، رودس. 2008. "دمج التسميد والأغذية المحلية في الحديقة الحضرية." الدورة الحيوية 49 (11): 31-33. http://search.proquest.com/docview/236933875?accountid=28041 .
  32. Danylchuk, A. 2012 " Danylchuk, Hollingsworth يطوران نظام aquaponics للبلدان النامية." جامعة ماساتشوستس أمهيرست. https://www.cns.umass.edu/about/news/2012/danylchuk-holingsworth-develop-aquaponics-for-developing-countries
  33. ^ “مهمة 2014: تغذية العالم”. أكوابونيكس. معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT). http://12.000.scripts.mit.edu:80/mission2014/solutions/aquaponics
  34. ^ بيشوب، م.، بورك، س.، كونولي، ك.، تريبيك، ت. (2009). مشروع الزراعة المائية في قرية بيرد: AGRI 519/CIVE 519 خطط التنمية المستدامة. هولتاون، بربادوس: جامعة ماكجيل.
  35. ^ تايسون، آر في، إي إتش سيمون، إم ديفيس، إي إم لامب، جي إم وايت، ودي دي تريدويل. "تأثير المحلول المغذي، وتركيز النترات والنيتروجين، ودرجة الحموضة على معدل النترجة في وسط البيرلايت." [باللغة الإنجليزية]. مجلة تغذية النبات 30، العدد. 4-6 (2007): 901-13.
  36. تايسون، آر في، دي دي تريدويل، وإيه سيمون. "الفرص والتحديات التي تواجه الاستدامة في أنظمة Aquaponic." [باللغة الإنجليزية]. هورتتكنولوجيا 21، لا. 1 (فبراير 2011): 6-13.
  37. www.backyardaquaponics.com
  38. يوهانسون، إريك ك. "الزراعة المائية والزراعة المائية على الميزانية". الاتجاهات التقنية 69.2 (2009): 21-23. مطبعة.
  39. تشايلدريس، فنسنت دبليو. "البدائل الواعدة في مجال التكنولوجيا الزراعية: Aquaponics." مدرس التكنولوجيا 62.4 (2002): 17. طباعة.
  40. ^ http://www.aces.edu/dept/fisheries/education/documents/barrel-ponics.pdf
أيقونة معلومات اتحاد كرة القدم.svgزاوية للأسفل Icon.svgبيانات الصفحة
جزء منEngr308 التكنولوجيا والبيئة
الكلمات الدالةإنتاج الغذاء ، الزراعة ، الزراعة المستدامة ، المياه
أهداف التنمية المستدامةSDG02 القضاء على الجوع
المؤلفونكريستين ناشبور ، كاساندرا روف ، إبراهيم صايل ، أليسون مورس
رخصةCC-BY-SA-3.0
المنظماتHBCSL
لغةالإنجليزية (ar)
ترجماتالتركية والروسية والألمانية والعربية والكورية والصينية واليونانية والإسبانية _ _ _ _ _ _ _
متعلق ب8 صفحات فرعية ، 53 صفحة الرابط هنا
اسماء مستعارةنظام أكوابونيك
تأثير18,318 مشاهدة للصفحة
مخلوق20 سبتمبر 2007 بواسطة Anonymous1
معدل29 يناير 2024 بقلم فيليبي شينوني
Cookies help us deliver our services. By using our services, you agree to our use of cookies.