فارم هاب
5-4 مصادر المياه
المياه هي الوسيلة الرئيسية المستخدمة في النظم المائية لأنها مشتركة بين العنصرين الرئيسيين للنظام (الأسماك والمكونات النباتية)، وهي الناقل الرئيسي لموارد المغذيات داخل النظام، وهي تحدد البيئة الكيميائية العامة التي تستزرع فيها الأسماك والنباتات. ولذلك، فهو عنصر حيوي قد يكون له تأثير كبير على النظام. وفي النظام المائي، فإن سياق البيئة القائمة على الماء ومصدر المياه وما تحتويه المياه المصدر كيميائياً ومادياً وبيولوجياً يؤثران تأثيراً كبيراً على النظام لأنه يضع خط أساس لما هو مطلوب إضافته إلى النظام بواسطة مختلف مدخلات النظام.
· Aquaponics Food Production Systems5-3 المبادئ العامة
على الرغم من أن تعريف أكوابونيكش لم يتم حله تماما، هناك بعض المبادئ العامة التي ترتبط مع مجموعة واسعة من الأساليب والتكنولوجيات المائية. إن استخدام المغذيات المضافة إلى النظام المائي بأكبر قدر ممكن من الكفاءة والأمثل لإنتاج منتجين رئيسيين للمؤسسة (أي الكتلة الحيوية للأسماك والنباتات) هو مبدأ أول هام ومشترك يرتبط بالتكنولوجيا (Rakocy and Hargreaves 1993؛ Delaide et al. 2016؛ Knaus and Palm 2017). لا فائدة من إضافة المغذيات (التي تنطوي على تكلفة متأصلة من حيث المال والوقت والقيمة) إلى نظام لمراقبة نسبة عالية من هذه العناصر الغذائية مقسمة إلى عمليات أو متطلبات أو نواتج لا ترتبط مباشرة بالأسماك والنباتات المنتجة، أو أي حياة وسيطة الأشكال التي يمكن أن تساعد على حصول الأسماك والنباتات على المغذيات (أي الكائنات الدقيقة - البكتيريا والفطريات وما إلى ذلك) (لينارد 2017).
· Aquaponics Food Production Systems5-1 مقدمة
Aquaponics هي تقنية تشكل مجموعة فرعية من نهج زراعي أوسع يعرف باسم النظم المتكاملة للاستزراع المائي الزراعي (Gooley and Gavine 2003). ويتألف هذا الانضباط من دمج ممارسات الاستزراع المائي بمختلف أشكالها وأساليبها (ومعظمها استزراع الأسماك الزعانف) مع الإنتاج الزراعي النباتي. إن الأساس المنطقي للنظم المتكاملة للاستزراع المائي هو الاستفادة من الموارد المشتركة بين الاستزراع المائي والإنتاج النباتي، مثل المياه والمغذيات، لتطوير وتنفيذ ممارسات إنتاج أولية قابلة للاستمرار اقتصاديا وأكثر استدامة بيئيا (Gooley and Gavine 2003).
· Aquaponics Food Production Systems4.5 تطهير محلول المغذيات المعاد تداولها
وللتقليل إلى أدنى حد من خطر انتشار مسببات الأمراض المنقولة بالتربة، يلزم تطهير محلول المغذيات المتداولة (Postma et al. 2008). وكانت المعالجة الحرارية (Runia et al. 1988) هي الطريقة الأولى المستخدمة. قدمت فان أوس (2009) لمحة عامة عن أهم الطرق ويرد ملخص أدناه. إعادة تدوير محلول المغذيات يفتح إمكانيات لتوفير المياه والأسمدة (فان أوس 1999). العيب الكبير لإعادة تدوير محلول المغذيات هو الخطر المتزايد لنشر مسببات الأمراض المنقولة بالجذور في جميع أنحاء نظام الإنتاج.
· Aquaponics Food Production Systems4.4 فسيولوجيا النبات
4-1 آليات الامتصاص ومن بين الآليات الرئيسية المعنية بتغذية النبات، فإن أهم الآليات هو الامتصاص الذي يحدث، بالنسبة لغالبية العناصر الغذائية، في شكل أيوني بعد التحلل المائي للأملاح الذائبة في محلول المغذيات. الجذور النشطة هي الجهاز الرئيسي للنبات المشاركة في امتصاص المغذيات. يتم امتصاص الأنيونات والكاتيونات من محلول المغذيات، وبمجرد داخل النبات، فإنها تتسبب في خروج البروتونات (HSUP+/SUP) أو الهيدروكسيل (OHSUP-/SuP) مما يحافظ على التوازن بين الشحنات الكهربائية (Haynes 1990). هذه العملية، مع الحفاظ على التوازن الأيوني، يمكن أن تسبب تغييرات في الرقم الهيدروجيني للمحلول فيما يتعلق بكمية ونوعية المواد الممتصة (الشكل 4.
· Aquaponics Food Production Systems4.3 أنواع الأنظمة المائية حسب توزيع المياه/المغذيات
4.3.1 تقنية التدفق العميق (DFT) تقنية التدفق العميق (DFT)، المعروفة أيضًا باسم تقنية المياه العميقة، هي زراعة النباتات على الدعم العائم أو المعلق (الطوافات، الألواح، الألواح) في حاويات مليئة بمحلول المغذيات 10-20 سم (Van Os et al. 2008) (الشكل 4.3). في AP هذا يمكن أن يصل إلى 30 سم. هناك أشكال مختلفة من التطبيق التي يمكن تمييزها أساسا عن طريق عمق وحجم الحل، وطرق إعادة تدوير والأكسجين. الشكل 4.3 توضيح نظام DFT مع الألواح العائمة
· Aquaponics Food Production Systems4.2 أنظمة بدون تربة
وقد أدت البحوث المكثفة التي أجريت في مجال الزراعة المائية إلى تطوير مجموعة كبيرة ومتنوعة من نظم الزراعة (حسين وآخرون 2014). ومن الناحية العملية، يمكن تنفيذ جميع هذه الأنشطة بالاقتران مع الاستزراع المائي؛ ولكن لهذا الغرض، فإن بعضها أكثر ملاءمة من غيره (Maucieri et al. 2018). و يتطلب التنوع الكبير في النظم التي يمكن استخدامها تصنيفا لمختلف النظم الخالية من التربة (الجدول 4-1). ** الجدول 4-1** تصنيف النظم المائية حسب الجوانب المختلفة
· Aquaponics Food Production Systems4-1 مقدمة
وفي إنتاج المحاصيل البستانية، يشمل تعريف الزراعة بدون تربة جميع النظم التي توفر الإنتاج النباتي في ظروف بدون تربة يتم فيها الإمداد بالمياه والمعادن في محاليل مغذيات مع أو بدون وسيط متنامي (مثل الصوف الحجري والخث والبيرلايت والخفاف وجوز الهند و الألياف, وما إلى ذلك). ويمكن أيضا تقسيم نظم الاستزراع بدون تربة، المعروفة باسم النظم المائية، إلى أنظمة مفتوحة، حيث لا يتم إعادة تدوير محلول المغذيات الفائضة، وأنظمة مغلقة، حيث يتم جمع التدفق الزائد للمغذيات من الجذور وإعادة تدويره مرة أخرى إلى النظام (الشكل 4-1).
· Aquaponics Food Production Systems3.6 راس و أكوابونيكش
أنظمة أكوابونك هي فرع من تقنيات إعادة تدوير الاستزراع المائي حيث يتم تضمين المحاصيل النباتية إما لتنويع إنتاج الأعمال التجارية، لتوفير قدرة إضافية على تنقية المياه، أو مزيج من الاثنين. كفرع من RAS، ترتبط الأنظمة المائية بنفس الظواهر الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية التي تحدث في RAS. ولذلك، فإن نفس أساسيات إيكولوجيا المياه، وميكانيكا السوائل، ونقل الغاز، وإزالة المياه وما إلى ذلك تنطبق بشكل أو بآخر على أكوابونيكش باستثناء مراقبة جودة المياه، حيث أن النباتات والأسماك قد تكون لها متطلبات محددة ومختلفة.
· Aquaponics Food Production Systems3.5 تحديات قابلية التوسع في راس
و هذه العمليات هي عمليات كثيفة رأس المال, و تتطلب نفقات تمويلية عالية على المعدات, و الهياكل الأساسية, و نظم معالجة النفايات السائلة, و الهندسة, و البناء, و الإدارة. وبمجرد أن يتم بناء مزرعة رأس المال العامل، هناك حاجة أيضا إلى رأس المال العامل حتى يتم تحقيق الحصاد والمبيعات الناجحة. كما أن النفقات التشغيلية كبيرة وتتألف في معظمها من تكاليف ثابتة مثل الإيجار، والفوائد على القروض، والاستهلاك والتكاليف المتغيرة مثل علف الأسماك، والبذور (الإصبعيات أو البيض)، والعمل، والكهرباء، والأكسجين التقني، ومخازن الأس الهيدروجيني، والكهرباء، والمبيعات/التسويق، وتكاليف الصيانة، وما إلى ذلك.
· Aquaponics Food Production Systems