12.7 علم الهضم

المعالجة اللاهوائية للكتلة الحيوية المزروعة عمدا، فضلا عن المواد النباتية المتبقية من النشاط الزراعي، لإنتاج الغاز الحيوي هي طريقة راسخة. يتم إرجاع الهضم البكتريا غير القابل للهضم إلى الحقول كسماد وبناء الدبل. وفي حين أن هذه العملية منتشرة على نطاق واسع في الزراعة، فإن تطبيق هذه التكنولوجيا في البستنة جديد نسبياً. يدعي Stoknes وآخرون (2016) أنه في إطار مشروع «الغذاء إلى النفايات إلى الغذاء» (F2W2F)، تم تطوير طريقة فعالة لاستخدام digestate كالركيزة والأسمدة لأول مرة. قام فريق البحث بصوغ مصطلح «هضم» لهذا النظام الدائري. وعلى النقيض من علم الأحياء المائية، يستبدل جزء الاستزراع المائي بهضم لاهوائي، أو عند مقارنته بنظام أكوابوني ثلاثي الحلقات يتضمن اللاهوائي، يتم إزالة جزء الاستزراع المائي من النظام، مما يترك حلقتين رئيسيتين، حلقة الهضم وحلقة البستنة.

يتم استبدال المدخلات العضوية المطلوبة التي يتم توفيرها في شكل أغذية الأسماك إلى نظام أكوابوني مع النفايات الغذائية من إنتاج الغذاء البشري من أجل الهضم. ومن المرجح أن يتطلب التركيب المتفاوت للمغذيات في تيار المدخلات، الذي يتعارض مع تيار المغذيات المعروف والثابت وربما الأمثل من الناحية التغذوية الناتجة عن علف الأسماك، إجراء تحليل وإدارة أكثر صرامة للمغذيات من النظام المطلوب في علم الأحياء المائية.

ويمكن استخدام الغاز الحيوي المنتج، الذي يحتوي أساسا على الميثان وثاني أكسيد الكربون، داخل المرفق لإنتاج الكهرباء والحرارة. ويمكن استخدام غاز العادم الغني بثاني أكسيد الكربون الناتج كسماد مباشرة في انبعاثات الاحتباس الحراري، مقارنة بمصانع الغاز الحيوي التقليدية المستخدمة في الزراعة.

منذ «هضم جديد وغير معالج في الطين السائل اللاهوائي (يحتوي) المواد السامة النباتية، والتوصيل الكهربائي العالي جدا (EC) والطلب على الأكسجين الكيميائي (COD)» (Stoknes et al. 2016)، يجب معالجته لجعله مناسبًا للتسميد النباتي. وقد تم فحص عدة طرق للاعتدال داخل مشروع F2W2F. ويخفف ارتفاع نسبة الجماعة الأوروبية نسبيا للهضم والمرونة التشغيلية لهضم يغذي نفايات غذائية منخفضة التكلفة من بعض قضايا الاقتران الضيقة التي تُعزى في كثير من الأحيان إلى النظم المائية المقترنة (انظر [الفصل 7](/community/المقالات/الفصل 7-coupled-aquaponics-systems)). ومن ثم يمكن أن تكون الدراسات الهزمية بديلاً مثيراً للاهتمام للأحياء المائية في الحالات التي يمثل فيها جزء الاستزراع المائي تحدياً. وفيما يتعلق بنظام أكوابوني ثلاثي الحلقات يتكون بالفعل من حلقة مع هضم لاهوائي، فإن إدراج تيار نفايات الأغذية لأغراض المدخلات العضوية قد يمثل اتجاهاً مستقبلياً مثيراً للاهتمام. محصول الميثان من حمأة الاستزراع المائي محدود إلى حد ما. ومن شأن إدراج الكتلة الأحيائية الزراعية المتبقية على نحو محدد الهدف بهدف تحقيق الاستفادة المثلى من محصول الميثان أن يعزز الأداء العام.