2.7.1 Utabiri

Wakati utaratibu unaenea duniani kote, kilimo kikubwa cha shamba wazi kinazidi kutegemea sana fueli za kisukuku kwa mashine za kilimo cha nguvu na kwa usafirishaji wa mbolea pamoja na mazao ya kilimo, pamoja na kuendesha vifaa vya usindikaji, ufungaji na kuhifadhi. Mwaka 2010, Shirika la Nishati la Kimataifa la OECD lilitabiri kuwa matumizi ya nishati duniani yataongezeka kwa hadi 50% kufikia mwaka wa 2035; FAO pia imekadiria kuwa 30% ya matumizi ya nishati duniani yanajitolea kwa uzalishaji wa chakula na ugavi wake (FAO 2011). Uzalishaji wa gesi ya chafu (GHG) unaohusishwa na fueli za kisukuku (takriban 14% katika uchambuzi wa maisha) uliongezwa kwa wale kutoka kwa utengenezaji wa mbolea (16%) na oksidi ya nitrous kutoka kwa udongo wa wastani (44%) (Camargo et al. 2013), wote huchangia kwa kiasi kikubwa athari za mazingira za kilimo. Mwelekeo katika karne ya ishirini na moja kuzalisha mazao ya mimea (kwa mfano mahindi kwa ethanol) kuchukua nafasi ya fueli za kisukuku umeongeza shinikizo juu ya kusafisha misitu ya mvua, peatlands, savanna na nyasi kwa ajili ya uzalishaji wa kilimo. Hata hivyo, tafiti zinaonyesha kuundwa kwa ‘madeni ya kaboni’ kutokana na mazoea hayo, tangu kutolewa kwa jumla kwa COSub2/Sub huzidi kupungua kwa GHGs wanayoyatoa kwa kuhamisha mafuta ya mafuta (Fargione et al. 2008). Arguably deni sawa la kaboni lipo wakati wa kusafisha ardhi ili kuongeza mazao ya chakula kupitia kilimo cha kawaida kinachotegemea fueli za kisukuku.

Katika uchambuzi wa kulinganisha wa mifumo ya uzalishaji wa kilimo, uvuvi wa kutambaa na mifumo ya recirculating ya maji (RAS) ilipatikana kutoa GHGs 2—2.5 mara ile ya uvuvi usio na kutambaa na yasiyo ya RAS (kalamu, raceway). Katika RAS, mahitaji haya ya nishati yanahusiana hasa na utendaji wa pampu na filters (Michael na David 2017). Vilevile, mifumo ya uzalishaji wa chafu inaweza kutoa hadi GHG mara tatu zaidi kuliko uzalishaji wa mazao ya wazi ikiwa nishati inahitajika kudumisha joto na mwanga ndani ya safu bora (ibid.). Hata hivyo, takwimu hizi za GHG hazizingatii athari nyingine za mazingira za mifumo isiyo ya RAS, kama vile eutrofiki au uwezekano wa kuhamisha pathogen kwenye hifadhi za pori. Wala hawafikiri GHG kutokana na uzalishaji, usafirishaji na matumizi ya madawa ya kuulia wadudu na dawa zinazotumiwa katika kilimo cha wazi, wala methane na oksidi ya nitrous kutokana na uzalishaji wa mifugo unaohusishwa, wote wawili ambao wana uwezo wa joto la joto la chafu la miaka 100 (GWP) 25 na mara 298 ya COSub2/sub, mtiririko (Camargo et al. 2013; Eggleston et al. 2006).

Makadirio haya ya kutisha ya matumizi ya nishati ya sasa na ya baadaye na uzalishaji wa GHG unaohusishwa na uzalishaji wa chakula umesababisha modeling mpya na mbinu, kwa mfano, mbinu ya Umoja wa Mataifa ya nishati ya maji iliyotajwa katika [Sect 2.1](/jamiii/makala/sura ya 21-aquaponics-katika-kujengwa mazingira). Malengo ya Maendeleo ya Umoja wa Mataifa yameonyesha hatari ya uzalishaji wa chakula kwa kushuka kwa bei za nishati kama dereva muhimu wa usalama wa chakula. Hii imesababisha jitihada za kutengeneza mifumo ya kilimo ’nishati smart’ kwa msisitizo katika kuboresha ufanisi wa nishati, kuongeza matumizi ya vyanzo vya nishati mbadala na kuhamasisha ushirikiano wa uzalishaji wa chakula na nishati (FAO 2011).

2.7.2 Aquaponics na Uhifadhi wa Nishati

Maendeleo ya kiteknolojia katika shughuli za mfumo wa maji ya maji yanaendelea kuelekea kuwa ’nishati ya smart’ na kupunguza madeni ya kaboni kutoka kwa pampu, filters na vifaa vya kupaza/baridi kwa kutumia umeme unaotokana na vyanzo mbadala. Hata katika latitudo ya baridi, miundo mingi mpya inaruhusu nishati inayohusika katika inapokanzwa na baridi ya mizinga ya samaki na greenhouses kuunganishwa kikamilifu, kama vile mifumo hii haihitaji pembejeo zaidi ya arrays ya jua au umeme/joto yanayotokana na uzalishaji wa biogas ya bakteria ya sludge inayotokana na maji (Ezebuiro na Körner 2017; Goddek na Keesman 2018; Kloas et al. 2015; Yogev et al. 2016). Aidha, mifumo ya aquaponic inaweza kutumia denitrification microbial kubadili oksidi ya nitrojeni kwa gesi ya nitrojeni ikiwa vyanzo vya kutosha vya kaboni kutoka taka vinapatikana, kama vile bakteria ya anaerobic ya heterotrophic na ya facultative inaweza kubadilisha nitrati kupita kiasi kwa gesi ya nitrojeni (Van Rijn et al. 2006). Kama ilivyoelezwa katika [[Sect. 2.7.1](#271 -utabiri), oksidi ya nitrojeni ni GHG yenye nguvu na vijidudu vilivyopo tayari katika mifumo ya aquaponics iliyofungwa inaweza kuwezesha uongofu wake kuwa gesi ya nitrojeni.