فارم هاب
7.6 أكوابونيكش المياه المالحة
و ثمة مجال جديد نسبيا لل بحث هو تقييم الملوحة المختلفة لمياه العملية من أجل نمو النبات. وبما أن الطلب على المياه العذبة في جميع أنحاء العالم يتزايد باستمرار وبأسعار مرتفعة، فقد أولي قدر من الاهتمام لاستخدام موارد المياه المالحة والمياه المالحة في الزراعة وتربية الأحياء المائية وكذلك في الأحياء المائية. ويكتسي استخدام المياه المالحة أهمية كبيرة لأن العديد من البلدان، مثل إسرائيل، لديها موارد مياه مالحة تحت الأرض، وأكثر من نصف المياه الجوفية في العالم هي مياه ملحية.
· Aquaponics Food Production Systems7.5 التحجيم إلى جانب أنظمة أكوابونك
مجموعة نظام أكوابوني إلى جانب نموذجي من صغيرة إلى متوسطة الحجم وأنظمة أكبر حجما (Palm et al. 2018). ولا يزال الارتقاء بالمستوى أحد التحديات المستقبلية لأنه يتطلب اختبارًا دقيقًا لمجموعات الأسماك والنباتات المحتملة. يمكن تكرار أحجام الوحدة المثلى لتشكيل أنظمة متعددة الوحدات، مستقلة عن حجم الإنتاج. وفقًا لـ Palm et al. (2018)، تم تصنيف مجموعة أنظمة aquaponic إلى (1) مصغرة، (2) هواية، (3) منزلية وخلفية، (4) صغيرة/شبه تجارية و (5) أنظمة كبيرة (ص) على نطاق واسع، كما هو موضح أدناه:
· Aquaponics Food Production Systems7.3 أكوابونيكش المقترن: تصميم النظام العام
ويجمع مبدأ الأحياء المائية المقترن بين ثلاث فئات من الكائنات الحية: (1) الكائنات المائية، (2) البكتيريا، (3) النباتات التي تستفيد من بعضها البعض في جسم مائي مغلق أعيد تدويره. تعمل المياه كوسيلة لنقل المغذيات، خاصة من نفايات الأسماك الذائبة، والتي يتم تحويلها إلى مواد غذائية لنمو النباتات بواسطة البكتيريا. هذه البكتيريا (مثل المواصفات Nitrosomonas، Nitrobacter) تؤكسد الأمونيوم إلى النتريت وأخيرا إلى النترات. ولذلك، فمن الضروري للبكتيريا أن تتلقى كميات كبيرة من الأمونيوم والنتريت لتحقيق الاستقرار في نمو المستعمرة وكمية إنتاج النترات.
· Aquaponics Food Production Systems7.2 التطور التاريخي للأكوابونيكش المقترنة
وقد جرت معظم الجهود البحثية الأصلية على النظم المائية المقترنة في الولايات المتحدة الأمريكية مع وجود متزايد في الاتحاد الأوروبي بدأته جزئياً COST Action FA1305، ومركز Aquaponics التابع للاتحاد الأوروبي، وفي مراكز البحوث الأوروبية الأخرى. في الوقت الحاضر، تهيمن تصاميم نظام أكوابونك بالكامل بالكامل تقريبا على صناعة أكوابونيكش الأمريكية، مع تقديرات أن أكثر من 90٪ من أنظمة أكوابونك الموجودة في الولايات المتحدة الأمريكية هي من تصميم إعادة تدوير كامل (لينارد، بيرس.
· Aquaponics Food Production Systems7-8 المسائل المتعلقة بتخطيط النظام وإدارتها
وتعتمد الأحياء المائية المقترنة على العناصر المغذية التي يتم توفيرها من وحدات الأسماك، سواء أكانت عبارة عن مركب تجاري كثيف أو خزانات مخزنة في ظروف واسعة النطاق في عمليات أصغر حجما. وتتراوح كثافة الأسماك في هذه الأخيرة في كثير من الأحيان بين 15 و20 كجم/مسوب/سوب (البلطي، الكارب)، ولكن إنتاج سمك السلور الأفريقي الواسع يمكن أن يكون أعلى من 50 كجم/مسوب/سوب. وتؤثر كثافات التخزين المختلفة هذه تأثيراً كبيراً على تدفقات المغذيات وتوافر المغذيات للنباتات، وشرط مراقبة جودة المياه وتعديلها، فضلاً عن ممارسات الإدارة المناسبة.
· Aquaponics Food Production Systems7-4 وحدة تربية الأحياء المائية
يتم اختيار صهاريج تربية الأسماك (الحجم والأرقام والتصميم) حسب حجم الإنتاج وأنواع الأسماك المستخدمة. واستخدم راكوسي وآخرون (2006) أربعة صهاريج كبيرة لصيد الأسماك لإنتاج O. niloticus تجاريا في نظام UVI Aquaponic (الولايات المتحدة الأمريكية). مع إنتاج أنواع الأسماك النهمة أو النهمة، مثل C. gariepinus، ينبغي استخدام العديد من الخزانات بسبب فرز فئات الحجم والإنتاج المتدرج (Palm et al. 2016). و ينبغي تصميم صهاريج الأسماك بحيث يمكن إزالة المواد الصلبة التي تستقر في قاع الصهاريج بصورة فعالة من خلال النفايات السائلة الموجودة في القاع.
· Aquaponics Food Production Systems7-1 مقدمة
** الشكل 7.1** رسم تخطيطي للنظام الأول من قبل نايجل (1977) ينمو Tilapia والكارب المشترك مع الخس والطماطم (البندورة) في نظام إعادة تدوير مغلق يعود تاريخ الجمع بين زراعة الأسماك والنباتات في الزراعة المائية المقترنة إلى التصميم الأول الذي قام به نايجل (1977) في ألمانيا، باستخدام نظام مقياس هواية 2000 لتر (الشكل 7.1) الموجود في الدفيئة البيئية الخاضعة للرقابة. تم تطوير هذا النظام للتحقق من استخدام المغذيات من مياه الصرف الصحي في ظروف إعادة تدوير المياه الخاضعة للرقابة الكاملة والمخصصة لإنتاج النباتات بما في ذلك نظام الحمأة المزدوج (معالجة مياه الصرف الهوائي/اللاهوائية).
· Aquaponics Food Production Systems6.5 الأدوار البكتيرية في دورة المغذيات والتوافر البيولوجي
وقد أجريت بحوث كثيرة لتوصيف البكتيريا غير الغذائية والبكتيريا الذاتية في نظم RAS ولتحسين فهم أدوارها في الحفاظ على نوعية المياه ودورة المغذيات (للاطلاع على الاستعراضات، انظر Blancheton et al. (2013)؛ Schreier et al. (2010). وتميل التغاير غير المسببة للأمراض، التي تهيمن عليها عادة Alphaproteobacteria و Gammaproteobacteria، إلى الازدهار في المرشحات الحيوية، ومساهماتها في تحولات النيتروجين مفهومة بشكل جيد إلى حد ما لأن دورة النيتروجين كانت ذات أهمية قصوى في تطوير ثقافة إعادة التدوير أنظمة (تيمونز وEbeling 2013).
· Aquaponics Food Production Systems6.2 أدوات لدراسة المجتمعات الميكروبية
وقد أتاحت التكنولوجيات الجديدة لدراسة كيفية تغير المجتمعات الجرثومية بمرور الوقت، وأي مجموعات من الكائنات الحية تسود في ظروف بيئية معينة، فرصا متزايدة للتنبؤ بالنتائج السلبية داخل مكونات النظام، مما يؤدي بالتالي إلى تصميم أجهزة استشعار واختبارات أفضل و الرصد الفعال لل مجتمعات الجرثومية في تربية الأسماك أو النباتات. على سبيل المثال، العديد من التكنولوجيات «omics» - metagenomics، metatranscriptomics، proteomics المجتمع، الأيض - تمكّن الباحثين بشكل متزايد من دراسة تنوع الميكروبيوتا في RAS، والمرشحات الحيوية، والهيدروبونيات ونظم توزيع الحمأة حيث تتضمن أخذ العينات تجمعات ميكروبية كاملة بدلاً من جينوم معين.
· Aquaponics Food Production Systems6-7 الاستنتاجات
وكان التقدم التكنولوجي، الذي كان في السابق مجالاً لصغار المنتجين، ينقل بصورة متزايدة علم الأحياء المائية إلى إنتاج تجاري أوسع نطاقاً من خلال التركيز على تحسين الانتعاش الكلي والمغذيات الدقيقة مع توفير ابتكارات تقنية للحد من الاحتياجات من المياه والطاقة. ومع ذلك، فإن رفع مستوى الأحياء المائية إلى نطاق صناعي يتطلب فهما أفضل بكثير وصيانتها للتجمعات الميكروبية، وتنفيذ تدابير قوية للتحكم البيولوجي تساعد على صحة ورفاه الأسماك والمحاصيل على حد سواء، في حين لا تزال تفي بمعايير السلامة الغذائية للإنسان.
· Aquaponics Food Production Systems