تحقيق التوازن بين النظام البيئي أكوابونك

يستخدم مصطلح *الموازنة لوصف جميع التدابير التي يتخذها المزارع المائية لضمان أن يكون النظام الإيكولوجي للأسماك والنباتات والبكتيريا في توازن ديناميكي. ولا يمكن المبالغة في القول بأن الأحياء المائية الناجحة تتعلق في المقام الأول بالحفاظ على نظام إيكولوجي متوازن. ببساطة، وهذا يعني أن هناك توازنا بين كمية الأسماك، وكمية النباتات وحجم الفلتر الحيوي، وهو ما يعني حقا كمية البكتيريا. وهناك نسب محددة تجريبيا بين حجم المرشحات الحيوية، وكثافة الزراعة، وكثافة تخزين الأسماك في الأحياء المائية. ومن غير الحكمة، ومن الصعب جدا، العمل بما يتجاوز هذه النسب المثلى دون المخاطرة بعواقب وخيمة على النظام الإيكولوجي المائي العام. يتم دعوة الممارسين أكوابوني المتقدمين لتجربة وضبط هذه النسب، ولكن من المستحسن أن تبدأ أكوابونيكش بعد هذه النسب. يقدم هذا القسم مقدمة موجزة، ولكنها ضرورية، لتحقيق التوازن بين النظام. يتم تغطية أحجام المرشحات الحيوية وكثافات التخزين بعمق أكبر بكثير في الفصل 8.

توازن النترات

يمكن مقارنة التوازن في النظام المائي بمقياس موازن حيث الأسماك والنباتات هي الأوزان التي تقف عند الذراعين المعاكسة. أذرع الميزان مصنوعة من البكتيريا النتريفينغ. ومن ثم فمن الأساسي أن يكون الترشيح الأحيائي قويا بما يكفي لدعم المكونين الآخرين. هذا يتوافق مع سمك رافعة في الشكل 2.10. لاحظ أن الأسلحة لم تكن قوية بما فيه الكفاية لدعم كمية النفايات السمكية وأن الذراع كسر. وهذا يعني أن الترشيح الحيوي لم يكن كافيا.

و إذا كان حجم الكتلة الحيوية لل أسماك و الفلتر الحيوي متوازنا, فإن الوحدة المائية ستقوم بمعالجة الأمونيا بشكل كاف إلى نترات. ومع ذلك، إذا كان المكون النباتي أقل حجمًا، فسيبدأ النظام في تجميع العناصر الغذائية (الشكل 2.11). ومن الناحية العملية، فإن التركيزات الأعلى من المغذيات لا تضر بالأسماك ولا بالنباتات، ولكنها تشير إلى أن أداء النظام ضعيف على جانب النبات.

خطأ الإدارة الشائع هو عندما يتم استخدام الكثير من النباتات وعدد قليل جدا من الأسماك، كما هو موضح في السيناريو الثالث الموضح في الشكل 2.12. في هذه الحالة، تتم معالجة الأمونيا بواسطة البكتيريا النتريفينغ، ولكن كمية النترات الناتجة والمواد المغذية الأخرى غير كافية لتغطية احتياجات النباتات. ويؤدي هذا الشرط في نهاية المطاف إلى انخفاض تدريجي في تركيزات المغذيات، وبالتالي، غلات النباتات.

والدرس الرئيسي المستخلص من كلا المثالين هو أن تحقيق أقصى إنتاج من الأحياء المائية يتطلب الحفاظ على توازن مناسب بين نفايات الأسماك والطلب على المغذيات النباتية، مع ضمان مساحة كافية لزراعة مستعمرة بكتيرية من أجل تحويل جميع نفايات الأسماك. يظهر هذا السيناريو المتوازن في الشكل 2.13. ويشار إلى هذا التوازن بين الأسماك والنباتات أيضا بنسبة الكتلة الحيوية. تحتوي الوحدات المائية الناجحة على كتلة حيوية مناسبة من الأسماك بالنسبة لعدد النباتات، أو بشكل أكثر دقة، فإن نسبة علف الأسماك إلى الطلب على المغذيات النباتية متوازنة. على الرغم من أنه من المهم اتباع النسب المقترحة لإنتاج الأغذية المائية الجيدة، إلا أن هناك مجموعة واسعة من النسب القابلة للتطبيق، وسيلاحظ المزارعون ذوو الخبرة كيف يصبح أكوابونيكش نظاما ذاتيا التنظيم. وعلاوة على ذلك، فإن النظام المائي يزود المزارع اليقظة بعلامات تحذيرية عندما يبدأ النظام في الانزلاق من التوازن، في شكل مقاييس نوعية المياه وصحة الأسماك والنباتات، وكلها تناقش بالتفصيل في هذا المنشور.

نسبة معدل التغذية

يتم أخذ العديد من المتغيرات في الاعتبار عند موازنة النظام (انظر الإطار 2)، ولكن البحث المكثف قد سهل طريقة موازنة وحدة إلى نسبة واحدة تسمى نسبة معدل التغذية *. نسبة معدل الأعلاف هي خلاصة لأهم ثلاثة متغيرات، وهي: الكمية اليومية من علف الأسماك بالجرام في اليوم، ونوع النبات (الخضري مقابل الاثمار)، ومساحة نمو النبات بالأمتار المربعة. هذه النسبة تشير إلى المبلغ

من الأعلاف السمكية اليومية لكل متر مربع من المساحة المتنامية. من المفيد تحقيق التوازن بين النظام على كمية الأعلاف التي تدخل النظام أكثر من حساب كمية الأسماك مباشرة. باستخدام كمية العلف، من الممكن عندئذ حساب عدد الأسماك بناءً على متوسط استهلاكها اليومي.

وستوفر نسب معدل الأعلاف نظاماً بيئياً متوازناً للأسماك والنباتات والبكتيريا، شريطة توفر الترشيح الحيوي الكافي. استخدم هذه النسبة عند تصميم نظام أكوابونك. ومن المهم ملاحظة أن نسبة معدل التغذية ليست سوى دليل لموازنة وحدة أكوابونك، حيث قد يكون للمتغيرات الأخرى تأثيرات أكبر في مراحل مختلفة من الموسم، مثل التغيرات الموسمية في درجة حرارة الماء. و يمثل ارتفاع معدل العلف لل خضروات المثمرة كمية أكبر من المغذيات اللازمة لهذه النباتات لإنتاج الزهور و الفواكه مقارنة بالخضراوات الخضراء الورقية.

جنبا إلى جنب مع نسبة معدل التغذية، هناك طريقتان بسيطتان وتكميليتان لضمان نظام متوازن: الفحص الصحي، واختبار النيتروجين.

فحص صحي للأسماك والنباتات

وغالبا ما تكون الأسماك أو النباتات غير الصحية تحذيرا من أن النظام غير متوازن. وعادة ما تشير أعراض أوجه القصور في النباتات إلى أنه لا يتم إنتاج ما يكفي من المغذيات من نفايات الأسماك. وغالباً ما تظهر أوجه النقص في المغذيات على أنها ضعف النمو والأوراق الصفراء وضعف نمو الجذور، وهي أمور تناقش جميعها في الفصل 6. في هذه الحالة، يمكن زيادة كثافة تخزين الأسماك، والأعلاف (إذا أكلت من قبل الأسماك) والمرشح الحيوي، أو يمكن إزالة النباتات. وبالمثل، إذا كانت الأسماك تظهر علامات الإجهاد، مثل اللهث على السطح، وفرك على جانبي الخزان، أو تظهر مناطق حمراء حول الزعانف والعينين والخياشيم، أو في الحالات القصوى تموت، فغالبا ما يكون ذلك بسبب تراكم مستويات الأمونيا أو النتريت السامة. يحدث هذا في كثير من الأحيان عندما يكون هناك الكثير من النفايات الذائبة لمكون التصفية الحيوية لمعالجة. أي من هذه الأعراض في الأسماك أو النباتات يشير إلى أن المزارع يحتاج إلى التحقيق بنشاط وتصحيح السبب.

اختبار النيتروجين

تتضمن هذه الطريقة اختبار مستويات النيتروجين في الماء باستخدام مجموعات اختبار المياه البسيطة وغير المكلفة (الشكل 2.14). وإذا كانت الأمونيا أو النتريت مرتفعة (\ > 1 ملغم/لتر)، فإنه يشير إلى أن الترشيح الأحيائي غير كاف وأنه ينبغي زيادة مساحة سطح المرشح الأحيائي المتاحة. معظم الأسماك غير متسامحة من هذه المستويات لأكثر من بضعة أيام. مطلوب مستوى متزايد من النترات، ويعني مستويات كافية من العناصر الغذائية الأخرى اللازمة لنمو النبات. يمكن للأسماك تحمل مستويات مرتفعة من النترات، ولكن إذا ظلت المستويات مرتفعة (\ > 150 ملغ/لتر) لعدة أسابيع، يجب إزالة بعض المياه واستخدامها لري محاصيل أخرى.

وإذا كانت مستويات النترات منخفضة (\ < 10 ملغ/لتر) على مدى عدة أسابيع، يمكن زيادة تغذية الأسماك قليلاً للتأكد من وجود ما يكفي من العناصر الغذائية للخضروات. ومع ذلك، لا تترك علف الأسماك غير المأكل في خزان الاستزراع المائي، لذلك قد يكون من الضروري زيادة كثافة تخزين الأسماك. بدلا من ذلك، يمكن إزالة النباتات بحيث يكون هناك ما يكفي من العناصر الغذائية لتلك التي تبقى. ومن المفيد ويوصى لاختبار مستويات النيتروجين كل أسبوع للتأكد من أن النظام متوازن بشكل صحيح. وعلاوة على ذلك، فإن مستويات النترات هي مؤشر على مستوى العناصر الغذائية الأخرى في الماء.

ومرة أخرى، فإن جميع الحسابات والنسب المذكورة أعلاه، بما في ذلك كثافة تخزين الأسماك، والقدرة على الزراعة، وأحجام المرشحات الأحيائية، موضحة بمزيد من العمق في الفصول التالية (لا سيما في الفصل 8). و كان الهدف من هذا الفرع هو توفير فهم لمدى أهمية تحقيق التوازن بين النظام الإيكولوجي داخل علم الأحياء المائية و تسليط الضوء على الأساليب و الاستراتيجيات البسيطة لل قيام بذلك.

• المصدر: منظمة الأمم المتحدة للأغذية والزراعة، 2014، كريستوفر سمرفيل، موتي كوهين، إدواردو بانتانيلا، أوستن ستانكوس، أليساندرو لوفاتيلي، إنتاج الأغذية المائية الصغيرة، http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. مستنسخة بإذن *