فارم هاب
6-6 المواد الصلبة والحمأة المعلقة
وتؤثر بارامترات تشغيل الأحياء المائية على نطاق معين - بما في ذلك حجم المياه، ودرجة الحرارة، ومعدلات الأعلاف والتدفق، ودرجة الحموضة، وأعمار الأسماك والمحاصيل وكثافتها - جميعها على التوزيع الزماني والمكاني للمجتمعات الميكروبية التي تتطور داخل مقصورها، لاستعراضاتها: RAS (Blancheton et al. 2013)؛ الزراعة المائية (لي ولي 2015). بالإضافة إلى التحكم في الأكسجين المذاب، ومستويات ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحموضة في أكوابونيكش، من الضروري أيضًا التحكم في تراكم المواد الصلبة في نظام راس حيث يمكن للجسيمات المعلقة الدقيقة أن تلتصق بالخياشيم وتسبب التآكل وضيق الجهاز التنفسي وتزيد من التعرض للأمراض (Yildiz et al.
· Aquaponics Food Production Systems6-4 التوازن الميكروبي وتحسينه في وحدات أكوابونيكش
تنطوي الإنتاجية في نظام الأحياء المائية على رصد وإدارة البارامترات البيئية من أجل تزويد كل مكون، سواء أكانت ميكروبية أو حيوانية أو نباتية، بظروف نمو مثالية. في حين أن هذا ليس ممكنًا دائمًا بالنظر إلى المقايضات في المتطلبات، إلا أن أحد الأهداف الرئيسية للأكوابونيكش يدور حول مفهوم التوازن، حيث ينطوي الحفاظ على استقرار النظام على ضبط المعلمات التشغيلية لتقليل الاضطرابات غير الضرورية التي تسبب الإجهاد داخل الوحدة، أو آثار ضارة على المكونات الأخرى.
· Aquaponics Food Production Systems6-3 اعتبارات الأمن البيولوجي لسلامة الأغذية ومكافحة العوامل المسببة للأمراض
6.3.1 سلامة الأغذية وتعد سلامة الأغذية الجيدة وضمان رعاية الحيوان من الأولويات العليا في الحصول على الدعم العام للأحياء المائية. ومن أكثر القضايا التي يثيرها خبراء سلامة الأغذية تواترا فيما يتعلق بعلم الأحياء المائية المخاطر المحتملة للتلوث بمسببات الأمراض البشرية عند استخدام النفايات السائلة كأسمدة للنباتات (Chalmers 2004; Schmautz et al. 2017). وخلص بحث مؤلفات حديثة لتحديد المخاطر الحيوانية المنشأ في علم الأحياء المائية إلى أن مسببات الأمراض في المياه المدخلة الملوثة، أو مسببات الأمراض في مكونات الأعلاف التي تنشأ من الحيوانات ذات الدم الحار، يمكن أن تصبح مرتبطة مع ميكروبيوتا الأمعاء الأسماك، والتي، حتى وإن لم تكن ضارة بالأسماك نفسها، يمكن أن تكون يحتمل أن يتم تمريرها حتى السلسلة الغذائية للبشر (أنتاكي وجاي راسل 2015).
· Aquaponics Food Production Systems6-1 مقدمة
تحتوي إعادة تدوير المياه في جزء الاستزراع المائي من نظام الأحياء المائية على كل من الجسيمات والمواد العضوية المذابة (POM, DOM) التي تدخل النظام في المقام الأول عن طريق علف الأسماك؛ يبقى جزء الأعلاف التي لا تؤكل أو تستقلبها الأسماك كنفايات في مياه نظام الاستزراع المائي (RAS) ، إما في شكل مذاب (مثل الأمونيا) أو كمواد صلبة معلقة أو مستوية (مثل الحمأة). وبمجرد إزالة معظم الحمأة عن طريق الفصل الميكانيكي، لا يزال يتعين إزالة المادة العضوية المذابة المتبقية من نظام RAS.
· Aquaponics Food Production Systems5.9 مزايا أكوابونيكش
ونظرا لوجود تقنيتين منفصلتين وقائمتين ومماثلتين تنتجان الأسماك والنباتات بمعدلات عالية (الاستزراع السمكي RAS وإنتاج نبات الاستزراع الهيدروبوني/الركيزة)، فإن سبب إدماجهما يبدو مناسبا. وتنتج المياه العذبة الأسماك بمعدلات إنتاجية من حيث مكاسب الكتلة الحيوية الفردية، من أجل وزن العلف المضاف، الذي ينافس، إن لم يكن أفضل، الطرق الأخرى للاستزراع المائي (لينارد 2017). وبالإضافة إلى ذلك، فإن الكثافات السمكية العالية التي تسمح بها RAS تؤدي إلى زيادة مكاسب الكتلة الحيوية الجماعية (Rakocy et al.
· Aquaponics Food Production Systems5.5 متطلبات جودة المياه
تمثل أكوابونيكش جهدا للسيطرة على نوعية المياه بحيث يتم استنساخ جميع أشكال الحياة الحالية (الأسماك والنباتات والميكروبات) في أقرب ما يمكن من ظروف كيمياء المياه المثالية (Goddek et al. 2015). إذا كان يمكن مطابقة كيمياء المياه مع متطلبات هذه المجموعات الثلاث من أشكال الحياة الهامة، فإن الكفاءة وتحسين النمو والصحة للجميع قد يطمح إليها (لينارد 2017). التحسين مهم للإنتاج المائي التجاري لأنه فقط من خلال التحسين يمكن تحقيق النجاح التجاري (أي الربحية المالية).
· Aquaponics Food Production Systems5.2 تعريف أكوابونيكش
تتلاءم التكنولوجيا المائية مع التعريف الأوسع للنظم المتكاملة للاستزراع المائي الزراعي (IAAS). ومع ذلك، تطبق الرابطة العديد من تقنيات الإنتاج الحيواني والنباتي المائية المختلفة في سياقات عديدة، في حين ترتبط الأحياء المائية ارتباطا أوثق بكثير بدمج تكنولوجيات الاستزراع السمكي القائمة على الدبابات (مثل إعادة تدوير نظم الاستزراع المائي؛ RAS) مع تكنولوجيات الاستزراع المائي أو المائي ( لينارد 2017). تطبق تقنيات RAS الطرق المحفوظة والمعيارية لاستزراع الأسماك في الخزانات مع الترشيح التطبيقي للسيطرة على كيمياء المياه وتغييرها لجعلها مناسبة للأسماك (أي إزالة سريعة وفعالة من مخلفات الأسماك الصلبة، والتحويل الفعال والبكتيريا للنفايات السمكية الذائبة المحتملة السمية الأمونيا إلى نترات أقل سمية و صيانة الأوكسجين عن طريق التهوية المساعدة أو حقن غاز الأكسجين مباشرة) (Timmons et al.
· Aquaponics Food Production Systems5-8 أكوابونيكش كنهج إيكولوجي
وقد هيمن على أكوابونيكش، حتى وقت قريب، إعادة تدوير كامل (أو مقترنة) نهج التصميم التي تتقاسم وتعيد تدوير الموارد المائية باستمرار بين العنصرين الرئيسيين (الأسماك وتربية النباتات) (Rakocy et al. 2006؛ Lennard 2017). و بالإضافة إلى ذلك, فإن نهج التكنولوجيا المنخفضة إلى المتوسطة المطبقة تاريخيا على علم الأحياء المائية قد دفعت إلى الرغبة في إزالة المكونات المكلفة من أجل زيادة إمكانات تحقيق نتيجة اقتصادية إيجابية. واحدة من مكونات الترشيح المطبقة دائما تقريبا على تقنيات RAS القياسية و الهيدروبونيك/الركيزة الاستزراع المائي، وهي التعقيم المائي، لم يتم تضمينها بانتظام من قبل مصممي الأكوابونك.
· Aquaponics Food Production Systems5-7 مصادر المغذيات
المدخلات الرئيسية لأي نظام أكوابوني هي العناصر الغذائية المضافة لأن أنظمة أكوابونك مصممة لتقسيم العناصر الغذائية المضافة إليها بكفاءة إلى ثلاثة أشكال هامة من الحياة الحالية: الأسماك والنباتات (التي هي المنتجات الرئيسية للنظام) والميكروفلورا (التي تساعد على جعل وأضاف المواد الغذائية المتاحة للأسماك والنباتات) (لينارد 2017). في التصميمات الكلاسيكية المعاد تدويرها بالكامل، فإن أحد محركات التصميم الرئيسية هو استخدام مصدر مدخلات المغذيات الرئيسي، تغذية الأسماك، بأكبر قدر ممكن من الكفاءة، وبالتالي فإن التصاميم المعاد تدويرها بالكامل تسعى إلى توفير أكبر عدد من العناصر الغذائية المطلوبة للنباتات من تغذية الأسماك (لينارد 2017).
· Aquaponics Food Production Systems5-6 تقنيات الاستزراع السمكي المطبقة
في الأحياء المائية، يتم تطبيق جزء الاستزراع المائي من معادلة التكامل بشكل واسع في سياق قائم على الخزان، حيث يتم الاحتفاظ بالأسماك في خزانات، ويتم تصفية المياه عن طريق الآليات الميكانيكية (إزالة المواد الصلبة) والبيولوجية (تحويل الأمونيا إلى نترات) ويتم الحفاظ على الأكسجين المذاب، إما عن طريق التهوية أو حقن الأكسجين المباشر (راكوسي وآخرون 2006؛ لينارد 2017). وكما قيل في القسم 5.0 (مقدمة) من هذا الفصل، فإن الأمثلة التاريخية لتشينامباس (سومرفيل وآخرون 2014) واستزراع الأرز الآسيوي (هالوارت وغوبتا 2004) حيث أن التكرارات المبكرة لأكوابونيكش هي أمثلة لا أساس لها من الصحة وغير لائقة للمبادئ المائية ، لأن الأحياء المائية الحديثة تعتمد على إضافات مصممة من الأسماك وأعلاف الأسماك لتوفير مستوى مصمم من التغذية للنباتات، وبالتالي، لا يمكن اعتبار هذه الأمثلة التاريخية بأي شكل من الأشكال مماثلة (لينارد 2017).
· Aquaponics Food Production Systems