9.2 أصل المغذيات

والمصادر الرئيسية للمغذيات في النظام المائي هي علف الأسماك والمياه المضافة (التي تحتوي على مغ، كاليفورنيا، S) (انظر [القسم 9-3-2.](/المجتمع/المقالات/9-3-العمليات الميكروبيولوجية #932 -النتريفيكاتيون)) في النظام (Delaide et al. 2017; Schmautz et al. 2016) كما هو موضح بمزيد من التفصيل في [الفصل 13](/المجتمع/المقالات/الجزء الثالث - المنظور من أجل التنمية المستدامة). وفيما يتعلق بعلف الأسماك، هناك نوعان رئيسيان: الأعلاف القائمة على الأسماك والأعلاف النباتية. دقيق السمك هو النوع التقليدي من الأعلاف المستخدمة في الاستزراع المائي حيث تعتمد الدهون والبروتينات على وجبة السمك وزيت السمك (Geay et al. 2011). ومع ذلك، فقد أُثيرت منذ بعض الوقت شواغل بشأن استدامة هذه الأعلاف، ولفت الانتباه إلى النظم الغذائية النباتية (بويد 2015؛ ديفيدسون وآخرون 2013؛ هوا وبيرو 2012؛ تاكون وميتيان 2008). وكشفت دراسة تحليلية أجرتها هوا وبوريس (2012) أن استخدام البروتينات النباتية في علف الأسماك يمكن أن يؤثر على نمو الأسماك إذا ما أدمجت بنسب عالية. في الواقع، يمكن أن يكون للبروتينات النباتية تأثير على قابلية الهضم ومستويات العوامل المضادة للتغذية من الأعلاف. على وجه الخصوص، الفوسفور الناشئ من النباتات وبالتالي في شكل فيتاتس لا يستفيد، على سبيل المثال، سمك السلمون، سمك السلمون المرقط والعديد من أنواع الأسماك الأخرى (Timmons و Ebeling 2013). وليس من المستغرب أن تعتمد هذه الملاحظة بشكل كبير على أنواع الأسماك وعلى جودة المكونات (Hua and Bureau 2012). ومع ذلك، لا يُعرف سوى القليل عن تأثير تكوين الأعلاف السمكية المتفاوتة على غلة المحاصيل (يلدز وآخرون 2017).

تتكون العلف التقليدي للأسماك من 6 إلى 8 مكونات ماكرو وتحتوي على نسبة 6 إلى 8% من النيتروجين العضوي و1.2% من الفوسفور العضوي و40-45% من الكربون العضوي (تيمونز وEbeling 2013) مع حوالي 25% من البروتين للأسماك العاشبة أو النهمة وحوالي 55% من البروتين للأسماك الآكلة (بويد 2015). يمكن أن تكون الدهون الأسماك أو النباتات القائمة أيضا (بويد 2015).

الشكل 9.1 التدفق البيئي للنيتروجين والفوسفور في% لإنتاج القفص النيل-البلطي (بعد نيتو وأوسترينسكي 2015) و (ب) إنتاج RAS (من مصادر متنوعة)

وبمجرد إضافة علف الأسماك إلى النظام، فإن جزءا كبيرا منه تؤكل من الأسماك ويستخدم إما للنمو والتمثيل الغذائي أو تفرز كبراز قابل للذوبان والصلبة، في حين أن بقية العلف المعطاة تتحلل في الخزانات (Goddek et al. 2015; Schneider et al. 2004) (الشكل 9-1). في هذه الحالة، يتم حل بقايا العلف والمنتجات الأيضية جزئياً في المياه المائية المائية، مما يمكن النباتات من امتصاص العناصر الغذائية مباشرة من محلول أكوابونك (Schmautz et al. 2016).

في معظم أنظمة الزراعة (الفصول [7](/المجتمع/المقالات/الفصل 7-المقارن المائية) و [8](/المجتمع/المقالات/الفصل 8-مفكوك - أكوابونيكس-النظم))، يمكن إضافة المغذيات لاستكمال الحل المائي وضمان مطابقة أفضل مع احتياجات النباتات (Goddek et al. 2015). في الواقع، حتى عندما يقترن النظام، فمن الممكن إضافة الحديد أو البوتاسيوم (التي غالبا ما تكون غير موجودة) دون الإضرار بالأسماك (Schmautz et al. 2016).

9.2.1 بقايا علف الأسماك والبراز

من الناحية المثالية، يجب أن تستهلك جميع العلف المعطى من قبل الأسماك (الشكل 9.1). ومع ذلك، فإن جزءا صغيرا (أقل من 5٪ (يوغيف وآخرون 2016)) غالبا ما يترك للتحلل في النظام ويساهم في تحميل المغذيات من الماء (Losordo et al. 1998؛ Roosta وHamidpour 2013؛ Schmautz et al. 2016)، وبالتالي استهلاك الأكسجين المذاب والإفراج عن ثاني أكسيد الكربون والأمونيا (Losordo et al. 1998) ، من بين أمور أخرى. تكوين بقايا تغذية الأسماك يعتمد على تكوين الأعلاف.

ومن الناحية المنطقية، يعتمد تكوين براز الأسماك على النظام الغذائي للأسماك الذي يؤثر أيضاً على نوعية المياه (Buzby and Lin 2014؛ Goddek et al. 2015). ومع ذلك، فإن الاحتفاظ بالمغذيات في الكتلة الحيوية للأسماك يعتمد إلى حد كبير على أنواع الأسماك، ومستويات التغذية، وتكوين العلف، وحجم الأسماك، ودرجة حرارة النظام (شنايدر وآخرون 2004). ففي درجات الحرارة المرتفعة، على سبيل المثال، تتسارع عملية التمثيل الغذائي للأسماك مما يؤدي إلى المزيد من العناصر الغذائية الموجودة في الجزء الصلب من البراز (Turcios and Papenbrock 2014). تعتمد نسبة المغذيات المفرزة أيضًا على جودة النظام الغذائي وهضمه (Buzby و Lin 2014). وينبغي النظر بعناية في هضم علف الأسماك وحجم البراز ونسبة التسوية لضمان توازن جيد في النظام وزيادة غلة المحاصيل إلى أقصى حد (يلدز وآخرون 2017). وفي الواقع، على الرغم من أنه من الأولويات أن يتم اختيار علف الأسماك بعناية لتناسب احتياجات الأسماك، فإنه يمكن أيضا اختيار مكونات الأعلاف لتناسب احتياجات النبات عندما لا يحدث أي فرق في الأسماك (Goddek et al. 2015; Licamele 2009; Seawrit et al. 1998).