Aqu @teach: Живые стены
Живые стены часто используются в архитектуре для получения эстетических, экологических и экологических преимуществ в городских районах. Модульные панели, состоящие из полипропиленовых пластиковых контейнеров или геотекстильных матов, поддерживают установки, которые обеспечивают преимущества не только в визуальном плане, но и в отношении удобства, биоразнообразия, тепловой эффективности и улучшения качества загрязняющих веществ воздуха, все для очень небольшой площади земли (Manso & Castro- Гомес 2015; Перини et al. 2013).
Два университета изучают возможности использования живых стен для выращивания съедобных культур с использованием аквапоники. В Университете Гринвича (Великобритания) была проведена серия экспериментов для определения наиболее подходящего типа системы и лучшей среды выращивания (Khandaker & Kotzen 2018). В первом эксперименте использовалась панель Terapia Urbana Fytotextile. Эта полугидропонная модульная панельная система изготовлена из запатентованной геотекстильной ткани, состоящей из трех слоев синтетического и органического материала, включая ПВХ, Фитотекстиль и Полиамид. Каждый квадратный метр вмещает до 49 растений в отдельных карманах. Таким образом, в зависимости от выращенных растительных видов можно выращивать примерно 98 растений/м2 с использованием элементов этой системы живых стен, по сравнению с 20-25 листовой зеленью на квадратный метр в горизонтальной системе. Войлочная панель была прикреплена к внешней стене, обращенной к востоку, и посажена семью различными растениями (шпинат, базилик, цикорий, горох спаржа, салат, мята и помидоры) в семи различных растительных средах (минеральная вата, вермикулит, древесный уголь, кокосовое волокно, сфагнум мх, водоросли, выращенные в пруду и соломы). Каждый вид растений располагался вертикально в колоннах, а растительная среда располагалась горизонтально в рядах (рис. 18). Вода перекачивалась во внутреннюю трубу капельного орошения из суррогатного резервуара аквапоники с добавлением гидропонных питательных веществ. Затем вода стекала вниз по задней части панели, где она была доступна подложке и корням растений. Избыточная вода капала со дна панели живой стены в желоба, а затем обратно в резервуар для воды (Khandaker & Kotzen 2018).
Рисунок 18: Живая стена Terapia Urbana (Фото: М. Хандакер)
Результаты первого эксперимента показали, что минеральная вата и вермикулит являются лучшими субстратами, что приводит к увеличению урожайности и улучшению роста корней. Растения, расположенные на вершине и по бокам, работали лучше всего, что говорит о том, что затенение было проблемой для растений в середине стены. Однако основная проблема этого типа живой стены заключалась в том, что корни растений переросли в геотекстиль, что затрудняло сбор урожая. Если бы выращивали вырезанные и снова сорта, это не было бы проблемой (Khandaker & Kotzen 2018).
Второй эксперимент был организован рядом с Экспериментом 1 с использованием горшовой системы Зеленый вертикальный сад Компания (GVGC). Отдельные растительные горшки были прикреплены к арматурной сетчатой панели из нержавеющей стали с пятью горизонтальными рядами и восемью вертикальными колоннами горшков. По всей живой стене было использовано только одно растение (базилик), при этом в вертикальных колоннах использовались различные растительные среды (по две колонны: гидролека, вермикулит, садоводческая минеральная вата и кокосовое волокно) (рис. 19). Система орошалась с помощью ирригационной трубы для подачи богатой питательными веществами воды в верхний ряд горшков, а затем вода протекала через каждый горшок в один ниже через небольшую ирригационную трубу из отверстия, расположенного в нижней части каждого горшка. В третьем эксперименте использовалась система GVGC и одно растение (цикорий), посаженное в две колонны: гидролека, вермикулит, садоводческая минеральная вата и кокосовое волокно (Khandaker & Kotzen 2018).
Во втором и третьем экспериментах базилик и цикорий лучше всего выполнялись в кокосовом волокне и минеральной вате. Есть преимущества и недостатки использования обоих этих субстратов. В то время как кокосовое волокно и корни внутри могут быть легко компостированы, блокирование может произойти, если оно используется в системе с небольшими оросительными трубами. Садоводческая минеральная вата хорошо работает, но она не может быть легко переработана и, таким образом, может считаться менее устойчивой. С гидролекой и вермикулитом труднее работать, так как материал легко перемещался при посадке и сборе урожая. Опять же, затенение заставило растения посередине стены расти менее хорошо (Khandaker & Kotzen 2018).
Рисунок 19: Живая стена компании Green Vertical Garden Фото: М. Хандакер
Исследователи из Университета Севильи, Испания, сравнили производительность системы из войлочного кармана с мелкомасштабными системами NFT и DWC для выращивания салата и золотых рыбок в теплице (Peréz-Urrestarazu et al. 2019). Система живых стен состоит из двух слоев: внешний из пористого материала, который способствует аэрации корней, и внутренний из геотекстиля, который помогает распределять воду. Панель была установлена под углом 20° по отношению к вертикальной плоскости. Посадочные карманы были заполнены керамовидной глиной, чтобы улучшить аэрацию корневой зоны, учитывая, что войлок должен был постоянно получать воду. Хотя живая стена имеет максимальную вместимость 20 растений/м2, не все карманы были использованы для того, чтобы иметь эквивалентную плотность посадки по сравнению с двумя другими системами. С точки зрения производительности растений живая стена имела наихудшую производительность из трех систем. Частично это могло быть связано с меньшим притоком радиации из-за вертикального характера растущего пространства, несмотря на то, что оно имело небольшой наклон. В то время как вода распределялась через войлок, скорость испарения была высокой, а керамовидная глина внутри карманов не получала достаточного количества воды и питательных веществ из-за наклона; субстрат с более сильным капиллярным действием, например перлит, мог бы облегчить эту проблему. Другой проблемой был рост водорослей на войлоке, вызванный влажной средой и высоким содержанием питательных веществ и света. Это вызвало конкуренцию с урожаем, что привело к более высокому потреблению воды, создало препятствия для оросительных источников и привело к тому, что для поддержания системы потребовалось больше часов. С другой стороны, с точки зрения производства рыбы система живых стен превосходит системы NFT и DWC. Скорее всего, это объясняется тем, что вода должна пополняться чаще из-за высокой скорости испарения, что привело к улучшению качества воды (Peréz-Urrestarazu et al. 2019).
Результаты экспериментальных исследований Khandaker & Kotzen 2018 и Peréz-Urrestarazu et al. 2019 свидетельствуют о том, что геотекстильные жилые стены не могут быть наиболее подходящей системой для вертикальной аквапоники, несмотря на потенциально большое количество растений, которые могут быть выращены в них по отношению к занимаемой площади пола, из-за проблем, возникающих при росте водорослей, неравномерности биомассы и урожайности, а также трудностей с уборкой урожая. растения. Кроме того, важно иметь в виду, что большинство геотекстиля состоят из полимера из семейства полиолефинов, полиэстер или полиамидов, а также добавок для повышения их устойчивости. Со временем и в различных условиях полимер может разлагаться в микропластические частицы, которые могут быть поглощены рыбой. Как правило, более высокая температура окружающей среды ускоряет скорость деградации, и различные механизмы деградации могут действовать в синергии. Выщелачивание добавок также возможно в случае образования микроразмерных пластических частиц и даже из неразлагаемого материала, поскольку добавки часто не связаны ковалентно с полимерной основой (Vé Wiewel & Lamoree 2016). Поэтому экотоксикология живой стены геотекстиля должна быть проверена прежде, чем использовать ее с аквапонной системой. Геотекстиль, изготовленный из биополимеров, изготовленных из натуральных волокон, таких как джут и койра, был бы более подходящим, чем синтетический геотекстиль. Могут быть также пригодны и другие типы живых стен, такие как гидропонная система производства Biotecture, которая состоит из жестких пластиковых панелей, заполненных горной ватой садоводства.
*Авторское право © Партнеры проекта Aqu @teach. Aqu @teach является стратегическим партнерством Erasmus+ в области высшего образования (2017-2020), возглавляемым Университетом Гринвича, в сотрудничестве с Цюрихским университетом прикладных наук (Швейцария), Техническим университетом Мадрида (Испания), Люблянским университетом и Биотехническим центром Naklo (Словения) . *