Mifumo ya Aquaponic ni tawi la teknolojia ya kurejesha maji ya maji ambayo mazao ya mimea yanajumuishwa ili kupatanisha uzalishaji wa biashara, kutoa uwezo wa ziada wa kuchuja maji, au mchanganyiko wa hizo mbili.

Kama tawi la RAS, mifumo ya aquaponic imefungwa kwa matukio sawa ya kimwili, kemikali na kibaiolojia yanayotokea RAS. Kwa hiyo, misingi sawa ya mazingira ya maji, mechanics ya maji, uhamisho wa gesi, uchafu wa maji nk hutumika kwa maneno zaidi au chini ya sawa na aquaponics isipokuwa kudhibiti ubora wa maji, kama mimea na samaki wanaweza kuwa na mahitaji maalum na tofauti.

Hali halisi ya kiuchumi ya RAS na aquaponics pia yanahusiana. Teknolojia zote mbili, ni mji mkuu wa kina na yenye kiufundi na walioathirika na uchumi wa wadogo, kubuni sahihi ya vipengele, kutegemea hali ya soko na utaalamu wa waendeshaji.

3.6.1 Ustawi

Katika mifumo ya aquaponic, matumizi ya virutubisho yanapaswa kuongezeka kwa uzalishaji bora wa mimea ya mimea lakini bila kupuuza hali bora ya ustawi kwa samaki kulingana na ubora wa maji (Yildiz et al. 2017). Hatua za kupunguza hatari za kuanzishwa au kuenea kwa magonjwa au maambukizi na kuongeza biosecurity katika aquaponics pia ni muhimu. Madhara ya uwezekano wa allelochemicals, i.e. kemikali iliyotolewa na mimea, inapaswa pia kuzingatiwa. Aidha, athari za digestibility ya chakula, nyasi ukubwa wa chembe na uwiano wa uwiano juu ya ubora wa maji inapaswa kuchukuliwa kwa makini. Bado kuna ukosefu wa ujuzi kuhusu uhusiano kati ya viwango vilivyofaa vya madini vinavyotakiwa na mimea, na kimetaboliki ya samaki, afya na ustawi (Yildiz et al. 2017) ambayo inahitaji utafiti zaidi.

3.6.2 Tofauti na Udhibiti wa Microbial

Kama ilivyoelezwa hapo awali katika sura, aquaponics inachanganya mfumo wa recirculating aquaculture na kitengo hydroponic. Moja ya vipengele vyake muhimu zaidi ni kutegemea bakteria na bidhaa zao za kimetaboliki. Pia, [Sect. 3.2.6](/jamiii/makala/3-2-mapitio ya ubora wa maji-kudhibiti-katika-ras #326 -Nitrate) .kujadili umuhimu wa jamii za microbial na udhibiti wake katika RAS. Bakteria hutumika kama daraja inayounganisha excrements ya samaki, ambayo ni ya juu katika mkusanyiko wa amonia, kupanda mbolea, ambayo inapaswa kuwa mchanganyiko wa amonia ya chini na nitrati ya juu (Somerville et al. 2014). Kama mifumo ya aquaponic inaweza kuwa na subunits tofauti, i.e. mizinga ya samaki, biofilter, filter ngoma, mizinga ya walowezi na vitengo hydroponic, kila mmoja akiwa na miundo tofauti iwezekanavyo na hali tofauti mojawapo, jamii microbial katika vipengele hivi inaweza kutofautiana mno. Hii inatoa mada ya kuvutia ya utafiti na lengo kuu la kuboresha michakato ya usimamizi wa mfumo. Schmautz et al. (2017) walijaribu kufafanua jamii ya microbial katika maeneo mbalimbali ya mifumo ya aquaponic. Walihitimisha kuwa nyasi za samaki zilikuwa na jumuiya tofauti inayoongozwa na bakteria ya jenasi Cetobacterium, ambapo sampuli kutoka mizizi ya mimea, biofilter na periphyton zilifanana zaidi, na jamii nyingi za bakteria tofauti. Sampuli za biofilter zilikuwa na idadi kubwa ya Nitrospira (3.9% ya jumla ya jamii) ambazo zilipatikana tu kwa idadi ndogo katika periphyton au mizizi ya mimea. Kwa upande mwingine, asilimia ndogo tu ya Nitrosomonadales (0.64%) na Nitrobacter (0.11%) zilipatikana katika sampuli sawa. Kundi hili la pili la viumbe ni kawaida kupimwa kwa uwepo wao katika mifumo ya aquaponics kama wao ni hasa uliofanyika kuwajibika kwa nitrification (Rurangwa na Verdegem 2015; Zou et al. 2016); Nitrospira hivi karibuni tu ilivyoelezwa kama nitrifier jumla (Daims et al. 2015), kuwa na uwezo wa kubadilisha moja kwa moja amonia kwa nitrate katika mfumo. utawala wa Nitrospira ni hivyo novelty katika mifumo hiyo na inaweza kuwa uhusiano na tofauti katika kuanzisha msingi (Graber et al. 2014).

Schmautz et al. (2017) pia alisisitiza kuwa uwepo ulioongezeka wa Nitrospira hauhusiani na shughuli kubwa za viumbe hivi katika mfumo, kwani shughuli zake za kimetaboliki hazikupimwa. Aidha, aina nyingi za bakteria na coliforms zipo kwa asili katika biofilters ya aquaponic inayofanya mabadiliko ya suala la kikaboni na taka ya samaki. Hii ina maana uwepo wa microorganisms nyingi ambazo zinaweza kuwa vimelea kwa mimea na samaki, pamoja na watu. Kwa kusudi hili, baadhi ya microorganisms wamekuwa kuchukuliwa viashiria vya usalama kwa bidhaa na ubora wa maji katika mfumo (Fox et al. 2012). Baadhi ya viashiria hivi vya usalama ni Escherichia coli na Salmonella spp. Utafiti unahitajika sana hivi karibuni umefanywa ili kuhakikisha usalama microbial ya bidhaa aquaponic (Fox et al. 2012; Sirsat na Neal 2013). Mwelekeo mmoja wa baadaye wa uchambuzi wa shughuli za microbial katika aquaponics umetambuliwa na Munguia-Fragozo et al. (2015), ambaye alipitia teknolojia Omic kwa uchambuzi wa jamii ya microbial. Wao alihitimisha kuwa metagenomics na metatranscriptomics uchambuzi itakuwa muhimu katika masomo ya baadaye ya microbial utofauti katika aquaponic biosystems.

• Kutoka kipindi cha kuimarisha teknolojia hadi zama mpya za utekelezaji wa viwanda, teknolojia ya RAS imeendelea sana katika miongo miwili iliyopita. Miaka michache iliyopita imeona ongezeko la idadi na ukubwa wa kurejesha mashamba ya maji. Pamoja na ongezeko la kukubalika teknolojia, maboresho juu ya mbinu za uhandisi za jadi, ubunifu na changamoto mpya za kiufundi huendelea kujitokeza.

• Aquaponics inachanganya mfumo wa kurejesha maji ya maji na kitengo cha hydroponic. RAS ni mifumo tata ya uzalishaji wa majini inayohusisha mwingiliano wa kimwili, kemikali na kibaiolojia.

• Oxyjeni iliyoharibiwa (DO) kwa ujumla ni parameter muhimu zaidi ya maji katika mifumo ya majini yenye nguvu. Hata hivyo, kuongeza oksijeni ya kutosha kwa maji ya kuzaliana inaweza kupatikana kiasi tu na hivyo, udhibiti wa vigezo vingine vya maji kuwa changamoto zaidi.

• High kufutwa dioksidi kaboni (COSub2/Sub) viwango kuwa na athari hasi katika ukuaji wa samaki. Kuondolewa kwa COSub2/Sub kutoka maji kwa viwango chini ya 15 mg/L ni changamoto kutokana na umumunyifu wake juu na ufanisi mdogo wa vifaa vya degassing.

• Amonia imekuwa jadi kutibiwa katika mifumo ya recirculation na biofilters nitrifying. Teknolojia zingine zinazojitokeza zinachunguzwa kama njia mbadala za kuondolewa kwa amonia.

• Biosolids katika RAS hutoka kwa kulisha samaki, nyasi na biofilms na ni moja ya vigezo muhimu zaidi na vigumu maji kudhibiti. Mfumo wa matibabu ya hatua mbalimbali ambapo yabisi ya ukubwa tofauti na kuondolewa kupitia njia tofauti, ni mbinu ya kawaida.

• Ozone, kama oxidizer yenye nguvu, inaweza kutumika katika RAS ili kuondoa microorganisms, nitriti na vitu vya humic. Ozonation inaboresha microscreen filter utendaji na kupunguza mkusanyiko wa jambo kufutwa na kuathiri rangi ya maji.

• Mitambo ya denitrification ni mitambo ya kibiolojia ambayo kwa kawaida huendeshwa chini ya hali ya anaerobic na kwa ujumla imefungwa na aina fulani ya chanzo cha kaboni kama vile ethanoli, methanoli, glucose na molasses. Moja ya maombi mashuhuri zaidi ya mifumo ya denitrification katika ufugaji wa maji ni ‘kubadilishana’ RAS.

• Katika mifumo ya uzalishaji wa majini microbial jamii na majukumu muhimu katika kuchakata madini, uharibifu wa jambo hai na matibabu na udhibiti wa magonjwa. Jukumu la kuzuia maji ya maji katika RAS ni changamoto na wazo la kutumia maji ya microbially kukomaa ili kudhibiti vimelea vinavyofaa.

• Katika RAS kubwa, ustawi wa wanyama umefungwa kwa utendaji wa mifumo. Lengo kuu la utafiti wa ustawi wa wanyama huko RAS imekuwa kujenga na kuendesha mifumo inayoongeza tija na kupunguza matatizo na uharibifu.