21-4 تقييم تصنيفات الضميمة والتطبيقات الممكنة

ويعتمد الأداء الفعلي للمزارع المائية على العديد من العوامل المحددة لكل حالة. ويمكن استخلاص بعض الاستنتاجات الأولية بشأن مزايا نماذج الضميمة والتحديات والتطبيقات الممكنة من مقارنة مجموعة صغيرة نسبياً من دراسات الحالة. و ستكون هناك حاجة إلى دراسة تجريبية لعدد أكبر من دراسات الحالة القائمة لتحديد ارتباط بين نوع الضميمة و الموقع الجغرافي و النجاح التجاري.

تقدم البيوت الزجاجية ذات التقنية المتوسطة خيارًا مجديًا تجاريًا للعمليات المائية فقط في المناخات المعتدلة ذات الشتاء المعتدل والصيف المعتدل، نظرًا لقدرتها المحدودة على التحكم في البيئة. في المواقع التي لا تتطلب الكثير من التدفئة والتبريد، يمكن للمزارع التي تستخدم هذا التصنيف الاحتباس الحراري أن تعمل بطريقة فعالة من حيث الموارد مع انخفاض الاستثمار الأولي في العلبة الخاصة بها. وعادة ما تعمل هذه المزارع بميزانية أقل وتشمل خزانات الأسماك في نفس الدفيئة، مما يحد من اختيارها لأنواع الأسماك على تلك التي لديها قدرة كبيرة على تحمل درجات الحرارة، ويوجه تركيزها التجاري إلى إنتاج الخس والخضر الورقية والأعشاب.

تعتمد الدفيئات الشمسية السلبية_ على الأنظمة السلبية، وتحديدًا استخدام الكتلة الحرارية، للتحكم في المناخ الداخلي. استخدام هذا التصنيف للأنظمة المائية مفيد لأن الحجم الكبير من المياه في خزانات الأسماك يوفر كتلة حرارية إضافية. ونظرا لكفاءتها في استخدام الطاقة، فإنها غالبا ما تستخدم في خطوط العرض الشمالية حيث تتطلب الدفيئات التقليدية مستوى عال من التدفئة التكميلية. ومع ذلك، فإن تشغيل أي دفيئة في تلك المناطق يعتمد على استخدام الإضاءة التكميلية بسبب انخفاض مستويات الإضاءة وقصر ساعات النهار خلال فصل الشتاء. وعلى الرغم من أن الدفيئات الشمسية السلبية في أوروبا وأمريكا الشمالية تستخدم حالياً على نطاق تجريبي صغير، فإن التطبيق الأكثر نجاحاً لهذه الدفيئات ذات المنحدر الواحد والكفاءة في استخدام الطاقة على 1.83 مليون فدان (0.74 مليون هكتار) من الأراضي الزراعية في الصين يبين أن هذا التصنيف يمكن أن يكون نفذت بنجاح على نطاق واسع (غاو وآخرون 2010).

_البيوت الزجاجية ذات التقنية العالية _، وخاصة الأنظمة المتصلة على غرار فينلو الكبيرة، هي المعيار الصناعي للإنتاج المائي التجاري. وتستخدم أكبر المزارع المائية التجارية الممولة تمويلا جيدا هذا التصنيف لنظم الزراعة المائية الخاصة بها بالاقتران مع حاوية منفصلة للبنية التحتية للاستزراع المائي. ويضمن هذا الإعداد أعلى مستوى من الرقابة البيئية وكذلك إنتاجية المحاصيل والأسماك. من الناحية الفنية، يمكن تشغيل هذا النوع من الدفيئة في أي مكان، طالما أن الإيرادات المنتجة تدفع تكاليف الطاقة والتشغيل العالية في الظروف المناخية القاسية. غير أن هذا النوع من العمليات قد لا يكون حساسا بيئيا في بعض خطوط العرض الشمالية بسبب الحاجة الشديدة إلى التدفئة والإضاءة التكميلية. ولا يمكن تقييم الأثر البيئي الدقيق لل دفيئة ذات التكنولوجيا العالية إلا على أساس كل مشروع و يعتمد في الغالب على نوعية مصادر الطاقة المستخدمة لل حرارة و الضوء التكميليين.

معظم الدفيئات على السطح هي دفيئات عالية التقنية على غرار فينلو شيدت على أسطح المنازل. وفي حين تنطبق فوائد وتحديات مماثلة، فإن بناء البيوت البلاستيكية على السطح أغلى من بناء البيوت البلاستيكية العادية ذات التقنية العالية، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى قوانين البناء والمتطلبات المعمارية. وكثيرا ما يكون النظام الهيكلي للبيوت الزجاجية على السطح مبالغا في أبعاده للامتثال لقوانين البناء الخاصة بمباني المكاتب التجارية، والتي هي أكثر صرامة من متطلبات قانون البناء للهياكل الزراعية. وعلاوة على ذلك، فإن العمليات المائية على أسطح المنازل تحتاج إلى بنية تحتية إضافية للوصول إلى السقف والامتثال للوائح الحريق والخروج، مما أدى إلى إنشاء دفيئة مجهزة بالرش في مثال حديث (Proksch 2017). التطبيق الواعد من الدفيئات على السطح هو على رأس المباني المضيفة في المراكز الحضرية. وتتيح الأسطح الحضرية في كثير من الأحيان وصولاً واسعاً إلى ضوء الشمس، وهو ما تحتاج البيوت المحمية إلى العمل بفعالية - وهو مورد عادة ما يكون مفقوداً، أو على الأقل غير متسق بسبب التظليل، على مستوى سطح الأرض في المناطق الحضرية الكثيفة (أكرمان 2012). إذا تم تصميم المباني المضيفة بشكل هادف، يمكن أن توفر موارد أخرى مثل حرارة العادم و Cosub2/sub التي يمكن أن تجعل تشغيل مزرعة أكوابونك على السطح أكثر جدوى. وهذا النوع من التكامل مع المبنى المضيف يمكن أن يولد الطاقة والتآزر البيئي الذي يحسن أداء كل من الاحتباس الحراري والمباني المضيفة.

img src =» https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/4a30cd17-4777-4bb6-bbdf-2b9aad15b807.jpg “نمط = «التكبير: 75٪؛»/

الشكل 21.10 حاوية INAPRO المائية مع قسمين، مبهمة للأسماك والبيوت المحمية للنباتات (مورسيا، إسبانيا)

تعتمد مساحات النمو الداخلية_ كليًا على الإضاءة الاصطناعية وأنظمة التحكم النشطة للتدفئة والتبريد والتهوية، مما يؤدي إلى مستوى عالٍ من استهلاك الطاقة والبصمة البيئية وتكلفة التشغيل. هذا التصنيف هو الأكثر قابلية للتطبيق في المناطق ذات الشتاء البارد ومواسم النمو القصيرة، حيث يكون التعرض الطبيعي لأشعة الشمس وكسب الحرارة منخفضا، وهناك حاجة إلى مكملات مكثفة لتشغيل دفيئة مائية تجارية. يسمح استخدام العلبة غير الشفافة بمستويات عالية من العزل، مما يقلل من فقدان الحرارة خلال أشهر الشتاء ويوفر الاستقلالية من تقلبات درجات الحرارة الخارجية. وإلى جانب اعتمادها على الإضاءة الكهربائية، فإن النمو في الأماكن المغلقة يتجاوز إنتاجية الدفيئات كما تقاس بالموارد الأخرى، مثل المياه، COSUB2/sub، ومساحة الأرض (Graamans et al. 2018). وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون الإنتاج لكل وحدة من مساحة الأرض أعلى بكثير من خلال استخدام نظم زراعة مكدسة. وفيما يتعلق بالتكامل الحضري للأحياء المائية في المدن، تسمح مساحات النمو الداخلية بإعادة الاستخدام التكيفي للمباني الصناعية والمستودعات، مما يمكن أن يقلل من التكلفة الأولية لبناء العلبة ودعم دمج المزارع المائية في الأحياء التي تعاني من نقص الخدمات.

اشتمل إعداد مشروع Aquaponics المبتكر للتطبيقات الاحترافية (INAPRO، 2018) على مقارنة بين أحدث نظام أكوابونك وتكنولوجيا الاحتباس الحراري، عبر عدد من المواقع في ألمانيا وبلجيكا وإسبانيا. تم وضع نظام أكوابونيكش الموجود في الصين في دفيئة شمسية سلبية. وقد استخدمت مرافق المعهد الوطني لبحوث الزراعة المائية في أوروبا دفيئة مرتدية بالزجاج لإنتاج النباتات ومكون من نوع صناعي لخزانات الأسماك ووحدات الترشيح (الشكل 21-10). و يبين مشروع المعهد أن تكنولوجيات الاحتباس الحراري بحاجة إلى تكييف و اختيار لتلائم الظروف المناخية المحلية. وجد فريق INAPRO الإسبانية, أن الضميمة المختارة كانت مناسبة تماما للمناطق برودة شمال أوروبا, ولكن ليس أكثر دفئا, مناطق البحر الأبيض المتوسط في جنوب أوروبا. وتسلط هذه الملاحظة الضوء على أهمية إجراء المزيد من البحوث بشأن أداء نماذج الدفيئات الزراعية للنهوض بمجال العمليات التجارية للأحياء المائية.

وفي حين أن المقارنة بين مختلف الأنماط تكشف عن أنماط أداء معينة بين التصنيف والموقع والاستثمار (الجدول 21-3)، فمن أجل فهم شامل لأداء المزارع والأثر البيئي، هناك حاجة إلى نظام أكثر قوة لتحليل وتصميم حاويات المزارع.