FarmHub
5.3 Общие принципы
Несмотря на то, что определение аквапоники не было полностью решено, существуют некоторые общие принципы, которые связаны с широким спектром аквапонических методов и технологий. Использование питательных веществ, добавленных в систему аквапоники, максимально оптимально и эффективно для производства двух основных продуктов предприятия (например, рыбы и биомассы растений) является важным и общим первым принципом, связанным с технологией (Rakocy and Hargreaves 1993; Delaide et al. 2016; Knaus and Palm. 2017). Нет смысла добавлять питательные вещества (которые имеют неотъемлемую стоимость с точки зрения денег, времени и стоимости) в систему, чтобы наблюдать, как высокий процент этих питательных веществ разделяется на процессы, требования или результаты, которые не связаны непосредственно с производимой рыбой и растениями или какой-либо промежуточной жизнью формы, которые могут способствовать доступу рыб и растений к питательным веществам (например, микроорганизмы — бактерии, грибы и т.
· Aquaponics Food Production Systems5.2 Определение аквапоники
Аквапоника вписывается в более широкое определение комплексных систем агроаквакультуры (ИААС). Однако ИААС применяет множество различных технологий производства водных животных и растений во многих контекстах, в то время как аквапоника гораздо более тесно связана с интеграцией технологий рыбной культуры на основе резервуаров (например, рециркулирующих систем аквакультуры; РАС) с технологиями водной или гидропонной культуры растений ( Леннард 2017). Технологии RAS применяют консервированные и стандартные методы выращивания рыбы в резервуарах с применением фильтрации для контроля и изменения химического состава воды, чтобы сделать ее пригодной для рыб (например, быстрое и эффективное удаление твердых рыбных отходов, эффективное бактериамедиированное преобразование потенциально токсичных растворенных рыбных отходов аммиака до менее токсичного содержания нитратов и кислорода с помощью аэрации или непосредственно впрыскиваемого кислорода) (Timmons et al.
· Aquaponics Food Production Systems5.1 Введение
Аквапоника — это технология, которая является подмножеством более широкого сельскохозяйственного подхода, известного как интегрированные агроаквакультурные системы (IAAS) (Gooley and Gavine 2003). Эта дисциплина состоит в интеграции практики аквакультуры различных форм и стилей (в основном рыбоводства плавников) с растениеводством. Основанием для создания комплексных агроаквакультурных систем является использование ресурсов, разделяемых аквакультурой и растениеводством, таких, как вода и питательные вещества, для разработки и внедрения экономически жизнеспособных и экологически более устойчивых методов первичного производства (Gooley and Gavine 2003).
· Aquaponics Food Production Systems4.5 Дезинфекция рециркулирующего питательного раствора
Для минимизации риска распространения почвенных патогенов необходима дезинфекция циркулирующего раствора питательных веществ (Postma et al. 2008). Первым методом была термическая обработка (Runia et al. 1988). Van Os (2009) сделал обзор наиболее важных методов и резюме приводится ниже. Рециркулирование питательного раствора открывает возможности для экономии воды и удобрений (Van Os 1999). Большим недостатком рециркуляции питательного раствора является растущий риск распространения корневых патогенов по всей производственной системе. Чтобы свести к минимуму такие риски, решение следует обработать перед повторным использованием.
· Aquaponics Food Production Systems4.4 Физиология растений
4.4.1 Механизмы поглощения Среди основных механизмов, участвующих в питании растений, наиболее важным является поглощение, которое для большинства питательных веществ происходит в ионной форме после гидролиза солей, растворенных в питательном растворе. Активные корни являются основным органом растения, участвующим в поглощении питательных веществ. Анионы и катионы поглощаются из питательного раствора, и, находясь внутри растения, они вызывают выход протонов (HSUP+/SUP) или гидроксилов (OHSUP-/SUP), которые поддерживают баланс между электрическими зарядами (Haynes 1990). Этот процесс, сохраняя ионное равновесие, может привести к изменению рН раствора по отношению к количеству и качеству поглощаемых питательных веществ (рис.
· Aquaponics Food Production Systems4.3 Типы гидропонных систем по распределению воды/питательных веществ
4.3.1 Техника глубокого потока (DFT) Техника глубокого течения (DFT), также известная как глубоководная техника, представляет собой выращивание растений на плавающей или подвесной опоре (плоты, панели, доски) в контейнерах, заполненных питательным раствором 10—20 см (Van Os et al. 2008) (рис. 4.3). В AP это может быть до 30 см. Существуют различные формы применения, которые можно отличить в основном по глубине и объему раствора, а также методам рециркуляции и оксигенации. Рис. 4.3 Иллюстрация системы DFT с плавающими панелями
· Aquaponics Food Production Systems4.2 Беспочные системы
Интенсивные исследования, проведенные в области гидропонного возделывания, привели к разработке самых разнообразных систем возделывания (Hussain et al. 2014). В практическом плане все они также могут быть реализованы в сочетании с аквакультурой, однако некоторые из них более подходят, чем другие (Maucieri et al. 2018). Большое разнообразие систем, которые могут использоваться, обусловливает необходимость классификации различных безпочных систем (таблица 4.1). ** Таблица 4.1** Классификация гидропонных систем по различным аспектам стол тхед tr class=“заголовок» Характеристика/г Текатегории/г Примеры/th /tr /thead тбоди tr class=“нечетный» td rowspan=“6"безпочная системы/td td rowspan=“3"Нет подстраны/td TDNft (техника питательной пленки) /td /tr tr class=“даже» Tdaeroponics/TD /tr tr class=“нечетный» TDDFt (метод глубокого потока) /td /tr tr class=“даже» td rowspan=“3"с подложей/td TDOrganic субстраты (торф, кокосовое волокно, кора, древесное волокно и т.
· Aquaponics Food Production Systems4.1 Введение
В садоводческом растениеводстве определение безпочвенного культивирования охватывает все системы, обеспечивающие растениеводство в безпочвенных условиях, при которых снабжение водой и минералами осуществляется в питательных растворах с или без растущей среды (например, каменная вата, торф, перлит, пемза, кококос волокна и т.д.). Системы безпочвенной культуры, широко известные как гидропонные системы, могут быть далее разделены на открытые системы, где излишки питательных веществ не перерабатываются, и закрытые системы, где избыточный поток питательных веществ из корней собирается и перерабатывается обратно в систему (рис.
· Aquaponics Food Production Systems3.6 РАН и Аквапоника
Системы Aquaponic представляют собой отрасль рециркулирующей технологии аквакультуры, в которую входят растительные культуры, чтобы либо диверсифицировать производство предприятия, обеспечить дополнительную пропускную способность воды, либо комбинацию этих двух культур. Будучи филиалом РАН, аквапонные системы связаны с теми же физическими, химическими и биологическими явлениями, которые происходят в РАН. Таким образом, одни и те же основы экологии воды, механики жидкостей, газопереноса, удаления воды и т.д. применяются в более или менее равных условиях к аквапонике, за исключением контроля качества воды, поскольку растения и рыба могут предъявлять особые и разные требования.
· Aquaponics Food Production Systems3.5 Проблемы масштабируемости в RAS
РСБУ — это капиталоемкие операции, требующие высоких финансовых затрат на оборудование, инфраструктуру, системы очистки сточных вод, проектирование, строительство и управление. После строительства фермы RAS требуется также оборотный капитал, пока не будут достигнуты урожаи и успешные продажи. Оперативные расходы также являются значительными и в основном состоят из постоянных расходов, таких как арендная плата, проценты по кредитам, амортизация и переменные издержки, такие как корма для рыбы, семена (мальчики или яйца), рабочая сила, электроэнергия, технический кислород, рН буферы, электроэнергия, продажа/маркетинг, эксплуатационные расходы и т.
· Aquaponics Food Production Systems