7.3 Aquaponics pamoja: Mfumo Mkuu wa Mfumo

Kanuni ya majini ya pamoja inachanganya makundi matatu ya viumbe: (1) viumbe wa majini, (2) bakteria na (3) mimea inayofaidika na kila mmoja katika mwili wa maji uliofungwa. Maji hutumika kama kati ya usafiri wa virutubisho, hasa kutokana na taka ya samaki iliyoharibika, ambayo hubadilishwa kuwa virutubisho kwa ukuaji wa mimea na bakteria. Bakteria hizi (kwa mfano Nitrosomonas spec., Nitrobacter spec.) huoksidisha amonia kwa nitriti na hatimaye nitrati. Kwa hiyo, ni muhimu kwa bakteria kupokea kiasi kikubwa cha amonia na nitriti kuimarisha ukuaji wa koloni na wingi wa uzalishaji wa nitrati. Kwa hiyo, katika mfumo wa pamoja wa aquaponic, kiasi ni muhimu sana, i) kitengo cha ufugaji wa maji kinachofuata kanuni za kurejesha mifumo ya ufugaji wa maji (RAS), ii) substrate ya ukuaji wa bakteria na iii) nafasi ya vitengo vya mimea na kiasi cha mimea inayopandwa. Pamoja, huunda kitengo cha aquaponics (Mchoro 7.2).

Mtini. 7.2 Kanuni ya mfumo wa aquaponic pamoja na samaki, bakteria na mimea katika recirculation maji imefungwa kikamilifu

Vipengele maalum vya biological-kemikali ya mchakato maji vina umuhimu hasa kwa mifumo ya pamoja ya aquaponic. Kwa chakula au chembe za kulisha ambazo hazijataliwa, taka za samaki hai na bakteria ndani ya mchakato wa maji, emulsion ya virutubisho pamoja na vimeng’enya na bakteria ya utumbo husaidia ukuaji wa samaki na mimea. Kuna ushahidi kuwa ikilinganishwa na mifumo ya kusimama pekee kama vile ufugaji wa maji (samaki) na hydroponiki (mimea), ukuaji wa viumbe wa majini na mazao katika majini yaliyounganishwa yanaweza kuwa sawa au hata ya juu zaidi. Rakocy (1989) alielezea mavuno ya juu kidogo ya tilapia (Tilapia nilotica, 46.8 kg) katika aquaponics pamoja tofauti na utamaduni ilio samaki (41.6 kg) na ongezeko kidogo katika majira Bibb lettuce mavuno (385.1 kg) ikilinganishwa na uzalishaji wa mboga hydroponic (380.1 kg). Knaus et al. (2018b) aliandika kwamba aquaponics iliongezeka ukuaji wa majani ya O. basilicum, inaonekana kutokana na kuongezeka kwa jani kizazi cha mimea (majani 3550 katika aquaponics) ikilinganishwa na hydroponics ya kawaida (majani 2393). Delaide et al. (2016) ilionyesha kuwa matibabu ya aquaponic na hydroponic ya lettuce yalionyesha ukuaji wa mimea sawa, wakati uzito wa risasi wa suluhisho la maji ya maji yenye virutubisho vilivyotumika vizuri. Uchunguzi kama huo umefanywa na Goddek na Vermeulen (2018). Lehmonen na Sireeni (2017) aliona kuongezeka mizizi uzito, jani eneo na rangi majani katika Batavia saladi (Lactuca sativa var. capitata) na lettuce ya barafu (L. sativa) na mchakato wa maji ya maji kutoka C. gariepinus pamoja na mbolea ya ziada. Mimea fulani kama vile lettuce (Lactuca sativa), matango (Cucumis sativus) au nyanya (Solanum lycopersicum) yanaweza kutumia virutubisho kwa kasi, na matokeo yake maua mapema katika aquaponics ikilinganishwa na hydroponiki (Savidov 2005). Pia, Saha et al. (2016) waliripoti mavuno ya mimea ya juu katika O. basilicum pamoja na crayfish Procambarus spp. na mbolea ya chini ya kuanza kwa mfumo wa aquaponic.

Mfumo wa msingi wa mfumo wa aquaponics pamoja una mizinga moja au zaidi ya samaki, kitengo cha mchanga au ufafanuzi, substrates kwa ukuaji wa bakteria au biofilters zinazofaa na kitengo cha hydroponic kwa ukuaji wa mimea (Mchoro 7.3). Vitengo hivi vinaunganishwa na mabomba ili kuunda mzunguko wa maji uliofungwa. Mara nyingi, baada ya filtration mitambo na biofilter, pampu sump hutumiwa (pampu moja au mfumo mmoja wa kitanzi) ambayo, kama hatua ya ndani kabisa ya mfumo, pampu maji nyuma kwenye mizinga ya samaki kutoka ambapo inapita kwa mvuto kwenye kitengo cha hydroponic.

mtini. 7.3 Basic kiufundi mfumo wa kubuni wa mfumo wa pamoja aquaponic na tank samaki, sedimenter, biofilter, hydroponic kitengo na sump ambapo maji ni pumped au airlifted nyuma mizinga samaki na mtiririko na mvuto pamoja vipengele

Mifumo ya aquaponic pamoja hutumiwa kwa mizani tofauti. Kanuni ya kitanzi iliyofungwa inaweza kutumika katika mifumo ya ndani (mini/hobby/backyard-pamoja), vitengo vya maandamano (kwa mfano kuta za kuishi pamoja), aquaponics ya kibiashara na kilimo cha maji (pamoja na udongo) kuanzia ndogo/nusu ya kibiashara hadi mifumo mikubwa (Palm et al. 2018). Maendeleo ya hivi karibuni katika aquaponics yamejumuisha mbolea ya sehemu, ambayo inategemea uvumilivu wa aina ya samaki. Hii, hata hivyo, inaweza kusababisha kilele cha muda mfupi cha virutubisho katika mfumo lakini inaweza kulipwa kwa njia ya kuhifadhi virutubisho na mimea. Katika aquaponics pamoja, uwiano bora wa eneo la uzalishaji (au kiasi cha samaki) cha kitengo cha ufugaji wa maji na mahitaji ya kulisha na kiasi cha kutosha cha mimea inayopandwa katika kitengo cha hydroponic (eneo la uzalishaji wa mimea) lazima ipatikane. (Kwa majadiliano juu ya jukumu la evapotranspiration na mionzi ya jua ndani ya mifumo, angalia Chaps. 8 na 11)). Kwa changarawe aquaponics, Rakocy (2012) kama jaribio la kwanza alipendekeza ‘sehemu uwiano kanuni’, na kiasi cha samaki kuzaliana 1 msup3/sup ya tank samaki kiasi cha 2 msup3/sup hydroponic vyombo vya habari ya 3 hadi 6 cm pea changarawe kama utawala wa thumb. Hatimaye, kiasi cha samaki huamua mavuno ya mazao katika aquaponics pamoja. Zaidi ya hayo, hali ya kiufundi ya kitengo cha kuzaa samaki lazima ibadilishwe kulingana na mahitaji ya aina za majini zilizolimwa.