فارم هاب
9-1 مقدمة
توفر أنظمة Aquaponic مزايا مختلفة عندما يتعلق الأمر بإنتاج الأغذية بطريقة مبتكرة ومستدامة. وإلى جانب الآثار التآزرية لزيادة تركيز COSUB2/الفرعية الجوي للمحاصيل المسببة للاحتباس الحراري وانخفاض إجمالي استهلاك الطاقة الحرارية عند زراعة الأسماك والمحاصيل في نفس المكان (Körner et al. 2017)، فإن أكوابونيكش لها ميزتان رئيسيتان لركوب المغذيات. أولا، إن الجمع بين نظام إعادة تدوير الاستزراع المائي مع الإنتاج المائي يتجنب تصريف النفايات السائلة للاستزراع المائي المخصبة بالنيتروجين والفوسفور الذائب إلى مياه جوفية ملوثة بالفعل (Buzby and Lin 2014؛ Guangzhi 2001؛ van Rijn 2013)، وثانيا، يسمح بتسميد المحاصيل الخالية من التربة مع ما يمكن اعتباره حلا عضويا (Goddek et al.
· Aquaponics Food Production Systems8.4 أنظمة التحجيم متعددة الحلقات
يتطلب تحجيم نظام أكوابونيكش موازنة مدخلات المغذيات والمخرجات. هنا، نحن نطبق أساسا نفس المبدأ مثل تحجيم نظام حلقة واحدة. ومع ذلك، فإن هذا النهج أكثر تعقيدا بعض الشيء، ولكن سيتم توضيحه بشكل كامل بمساعدة مثال. الشكل 8.5 المخطط الذي يظهر التوازن الكتلي داخل نظام أكوابونيكش رباعي الحلقات؛ حيث msubfeed/sub هي العناصر المذابة المضافة إلى النظام عن طريق التغذية. إضافة تسميات: QSubdis/sub - QSubx/sub لتقطير عاد إلى HP; ‘الحمأة’ للمواد الغذائية دخول المفاعل
· Aquaponics Food Production Systems8.3 حلقة التقطير وتحلية المياه
في أنظمة أكوابونيكش منفصلة، هناك تدفق في اتجاه واحد من راس إلى وحدة الزراعة المائية. في الممارسة العملية، تأخذ النباتات المياه التي يوفرها RAS، والتي بدورها تصدرت مع المياه العذبة (أي الصنبور أو المطر). التدفق الضروري من وحدة RAS يساوي الفرق بين الماء الذي يغادر نظام HP عبر النباتات (ومن خلال وحدة التقطير) والمياه التي تدخل وحدة الزراعة المائية من مفاعل التمعدن، إذا كان النظام يتضمن مفاعل (الشكل 8.4). والموجز المبسط هو أن متطلبات تدفق المياه على المدى الطويل من RAS إلى HP تساوي استهلاك المحاصيل من المياه عن طريق التبخر والنتح وتخزين مياه النباتات في الكتلة الحيوية للنبات.
· Aquaponics Food Production Systems8.2 حلقة التمعدن
في RAS، يجب إزالة الحمأة الصلبة والغنية بالمغذيات من النظام للحفاظ على جودة المياه. وبإضافة حلقة إضافية لإعادة تدوير الحمأة، يمكن تحويل نفايات RAS المتراكمة إلى مغذيات مذابة لإعادة استخدامها من قبل النباتات بدلاً من التخلص منها (Emerenciano et al. 2017). وداخل المفاعلات الحيوية، يمكن للكائنات الدقيقة أن تحطم هذه الحمأة إلى مغذيات متاحة بيولوجياً، يمكن تسليمها بعد ذلك إلى النباتات (Delaide et al. 2018؛ Goddek et al. 2018؛ Monsees et al.
· Aquaponics Food Production Systems٨-٧ اﻷثر البيئي
واستنادا إلى المثال 8.2، هناك أدلة على أن معالجة الحمأة في أجهزة الهضم يمكن أن يكون لها تأثير مفيد على إعادة استخدام المغذيات، وخاصة الفوسفور. ويمكن لنظم المفاعلات الحيوية، مثل نظام مفاعلات UASB على مرحلتين متتابعتين، أن تزيد من كفاءة إعادة تدوير الفوسفور بنسبة تصل إلى 300% ([الفصل 10](/المجتمع/المقالات/الفصل 10-المعالجة الهوائية واللاهوائية - من أجل الأكوابونيك-الحمأة - الاختزال والتمعدن)). في السابق، في [الفصل 2](/المجتمع/المقالات/الفصل 2-أكوابونيك- إغلاق الدورة على المياه المحدودة الأرض والموارد المغذيات)، ناقشنا مفارقة الفوسفور فيما يتعلق بكل من ندرة الفوسفات ومشاكل الإغناء بالمغذيات.
· Aquaponics Food Production Systems8-6 الأثر الاقتصادي
و التكنولوجيات التي تولد ربحا أقل ول كنها أفضل بالنسبة لل بيئة لا تنفذ عادة إلا عندما يتلقى المشغلون إما حافزا في شكل إعانات أو سياسات تجبرهم على القيام بذلك. وفي حالة النظم المائية ذات الحلقة الواحدة, يكمن النداء في التكنولوجيا الجديدة و النهج الذي تتبعه المنظومة إزاء الاستخدام المستدام لل موارد بدلا من إمكاناتها الاقتصادية. ومع ذلك، تقدم المنشورات الأخيرة أدلة على مكاسب الإنتاج: تنمو الخضر الورقية بشكل أفضل في البيئات المنفصلة عنها في النظم المائية المعقمة (Delaide et al.
· Aquaponics Food Production Systems8-5 الرصد والمراقبة
في التحكم في التغذية المرتدة الكلاسيكية، مثل التحكم PI أو PID (التناسبي التكاملي المشتقة)، يتم قياس المتغيرات التي يتم التحكم فيها (السيرة الذاتية) مباشرة، مقارنة مع setpoint، ثم يتم تغذيتها مرة أخرى إلى العملية من خلال قانون التحكم في التغذية المرتدة. في الشكل 8.10، يتم الإشارة إلى الإشارات، بدون حجة الوقت، بحرف صغير، حيث y هو المتغير المتحكم فيه (السيرة الذاتية) الذي تتم مقارنته بالإشارة (setpoint) الإشارة r. يتم تغذية خطأ التبع** (أي r - y) في وحدة التحكم، إما في الأجهزة أو البرامج، والتي من خلالها إدخال التحكم يتم إنشاء u، المعروف أيضًا باسم المتغير المتلاعب به (MV).
· Aquaponics Food Production Systems8-1 مقدمة
كما نوقش في الفصول. [5](/المجتمع/المقالات/الجزء الثاني - محددة أكوابونيكس-التكنولوجيا) و [7](/المجتمع/المقالات/الفصل 7-المقترنة - أكوابونيكس-أنظمة)، يتم بحث أنظمة أكوابونيكش أحادية الحلقة بشكل جيد، ولكن هذه الأنظمة لديها كفاءة شاملة دون الأمثل (Goddek et al. 2016؛ Goddek و Kek إسمان 2018). ومع ارتفاع مستوى الإنتاج على المستوى الصناعي, كان هناك تركيز على زيادة الجدوى الاقتصادية لهذه النظم. يمكن تحقيق واحدة من أفضل الفرص لتحسين الإنتاج من حيث محصول الحصاد عن طريق فك ربط المكونات داخل نظام أكوابونيكش لضمان ظروف النمو المثلى لكل من الأسماك والنباتات.
· Aquaponics Food Production Systems7.9 بعض مزايا وعيوب Aquaponics المقترنة
وتكشف المناقشة التالية عن عدد من الإيجابيات والتحديات الرئيسية التي تواجه الأحياء المائية المقترنة على النحو التالي: برو: أنظمة أكوابونك المقترنة لها العديد من فوائد الإنتاج الغذائي، وخاصة توفير الموارد تحت مستويات الإنتاج المختلفة وعلى نطاق واسع من المناطق الجغرافية. والغرض الرئيسي من مبدأ الإنتاج هذا هو الاستخدام الأكثر كفاءة واستدامة للموارد الشحيحة مثل الأعلاف والمياه والفوسفور كمغذيات نباتية محدودة والطاقة. وفي حين أن تربية الأحياء المائية والزراعة المائية (بوصفها قائمة بذاتها)، بالمقارنة بالأحياء المائية أكثر قدرة على المنافسة، فإن علم الأحياء المائية المقترن قد يكون له ميزة من حيث الاستدامة وبالتالي تبرير هذه النظم، لا سيما عندما ينظر إليها في سياق، على سبيل المثال، تغير المناخ، وتناقص الموارد، والسيناريوهات التي قد تغير رؤيتنا لل زراعة المستدامة في المستقبل.
· Aquaponics Food Production Systems7.7 خيارات الأسماك والنباتات
#7.7.1 إنتاج الأسماك في الزراعة المائية التجارية على نطاق أوسع، تحتاج الأسماك والإنتاج النباتي إلى تلبية متطلبات السوق. و يسمح إنتاج الأسماك باختلاف الأنواع, و فقا لتصميم النظام المعني و الأسواق المحلية. يعتمد اختيار الأسماك أيضًا على تأثيرها على النظام. ويمكن تجنب إنتاج الأسماك المائية المقترنة بالإشكالية بسبب عدم كفاية تركيزات المغذيات، مما يؤثر سلباً على صحة الأسماك. إذا كانت الأنظمة المائية المقترنة تحتوي على نسب متوازنة من الأسماك إلى النباتات، سيتم امتصاص المواد الغذائية السامة من قبل النباتات التي تقوم بتنظيف المياه.
· Aquaponics Food Production Systems