8.1 Kuanzishwa
Kama ilivyojadiliwa katika Chaps. 5 na 7, mifumo single-kitanzi aquaponics ni vizuri utafiti, lakini mifumo hiyo ina suboptimal ufanisi wa jumla (Goddek et al. 2016; Goddek na Kedek. Man 2018). Kama maji ya maji yanavyozidi kufikia uzalishaji wa ngazi ya viwanda, kumekuwa na msisitizo juu ya kuongeza uwezekano wa kiuchumi wa mifumo hiyo. Mojawapo ya fursa bora za kuongeza uzalishaji katika suala la mavuno ya mavuno inaweza kukamilika kwa kukataza vipengele ndani ya mfumo wa aquaponics ili kuhakikisha hali bora ya ukuaji kwa samaki na mimea. Mifumo iliyochafuliwa inatofautiana na mifumo ya pamoja kukosa usingizi kwani inatenganisha matanzi ya maji na virutubisho ya kitengo cha ufugaji wa maji na hydroponiki kutoka kwa kila mmoja na hivyo kutoa udhibiti wa kemia ya maji katika mifumo yote miwili. Kielelezo 8.1 hutoa maelezo ya kimapenzi ya mfumo wa jadi wa pamoja (A), mfumo wa kitanzi cha mbili (B), na mfumo wa mzunguko wa kitanzi (C). Hata hivyo, kuna mjadala mkubwa kama mifumo ya aquaponics iliyopungua ni faida kiuchumi juu ya mifumo zaidi ya jadi, kutokana na kwamba inahitaji miundombinu zaidi. Ili kujibu swali hilo, ni muhimu kuzingatia miundo tofauti ya mfumo ili kutambua uwezo wao na udhaifu.
Dhana ya mfumo wa aquaponics moja ya kitanzi kama inavyoonekana kwenye Mchoro. 8.1a inaweza kuonekana kama msingi wa jadi wa mifumo yote ya aquaponics ambayo maji hujitokeza kwa uhuru kati ya vitengo vya maji na hydroponics, wakati sludge ya nutrientrich inafunguliwa. Moja ya vikwazo muhimu vya mifumo hiyo ni kwamba ni muhimu kufanya biashara katika hali ya kuzaliana kwa mifumo yote kwa suala la pH, joto, na viwango vya virutubisho (Jedwali 8.1).
Mtini. 8.1 mageuzi ya mifumo ya aquaponics. (a) inaonyesha jadi moja-kitanzi aquaponics mfumo, (b) rahisi decoupled aquaponics mfumo, na (c) decoupled mbalimbali kitanzi aquaponics mfumo. Font ya bluu inasimama kwa pembejeo ya maji, pato, na mtiririko na nyekundu kwa bidhaa za taka
Kwa upande mwingine, mifumo ya aquaponics iliyopigwa au mbili ya kitanzi hutenganisha vitengo vya maji na maji ya maji kutoka kwa kila mmoja (Mchoro 8.1b). Hapa, ukubwa wa kitengo cha hydroponic ni kipengele muhimu, kwa sababu walau inahitaji kuimarisha virutubisho vinavyotolewa na kitengo cha samaki moja kwa moja au kupitia mineralization ya sludge (k.m. kuchimba virutubisho kutoka kwenye sludge na kutoa kwa mimea kwa fomu ya mumunyifu). Hakika, ukubwa wa eneo la mimea na hali ya mazingira (kwa mfano uso, ripoti ya eneo la majani, unyevu wa jamaa, mionzi ya jua, nk) huamua kiasi cha maji ambacho kinaweza kuvukizwa na ni sababu kuu zinazoamua kiwango cha uingizaji wa maji wa RAS. Maji yaliyotumwa kutoka RAS hadi kitengo cha hydroponic hubadilishwa na maji safi ambayo hupunguza viwango vya virutubisho na hivyo inaboresha ubora wa maji (Monsees et al. 2017a, b). Kiasi cha maji ambacho kinaweza kubadilishwa kinategemea kiwango cha uvukizi wa mimea kinachodhibitiwa na mionzi ya wavu, joto, kasi ya upepo, unyevu wa jamaa, na aina za mazao. Kwa hakika, kuna utegemezi wa msimu, na maji zaidi yameingizwa katika misimu ya joto, ya jua ambayo pia ni wakati viwango vya ukuaji wa mimea ni vya juu zaidi. Mbinu hii imependekezwa na Goddek et al. (2015) na Kloas et al. (2015) kama mbinu ya kuboresha muundo wa mifumo moja-kitanzi na uwezo bora wa kutumia ili kuhakikisha utendaji bora wa ukuaji wa mimea. Dhana hiyo imechukuliwa, pamoja na hayo, na ECF huko Berlin, Ujerumani, na sasa imefilisika UrbanFarmers huko The Hague, Uholanzi.
Licha ya faida zinazoweza kutokea, majaribio ya awali na kubuni moja-kitanzi iliyopigwa ilikutana na vikwazo vikubwa. Hii ilitokana na kiasi kikubwa cha virutubisho vya ziada ambavyo vilihitajika kuongezwa kwenye kitanzi cha hydroponic kutokana na kwamba mchakato wa maji unaotokana na RAS hadi kitanzi cha hydroponiki ni tegemezi la evapotranspiration (Goddek et al. 2016; Kloas et al. 2015; Reyes Lastiri et al. 2016). Virutubisho pia vinaelekea kujilimbikiza katika mifumo ya RAS wakati viwango vya uvukizi vilikuwa vya chini, na vinaweza kufikia viwango muhimu, hivyo vinahitaji kutokwa damu mara kwa mara kutoka kwa maji (Goddek 2017).
Kushinda vikwazo hivi kulihitaji utekelezaji wa matanzi ya ziada ili kupunguza kiasi cha taka zinazozalishwa katika mfumo (Goddek na Körner 2019). Kama mifumo mbalimbali kitanzi ni ilivyoainishwa katika Mtini. 8.1c na kuongeza mbili-kitanzi mbinu (8.1b) na vitengo viwili ambayo itakuwa kwa karibu zaidi kuchunguzwa katika subsura mbili zijazo pamoja na Chaps. [10](/jamiii/makala/sura 10-aerobic na-anaerobic matibabu-kwa-aquaponic-sludge-na-mineralisation) na 11 :
Ufanisi madini madini na uhamasishaji, kwa kutumia mfumo wa reactor anaerobic hatua mbili ili kupunguza utekelezaji wa virutubisho kutoka mfumo kupitia sludge samaki
Teknolojia ya kutengeneza mafuta ya joto/kutengeneza maji kwa kuzingatia ufumbuzi wa virutubikatika kitengo cha hydroponics ili kupunguza haja ya mbolea za ziada
Mbinu hizo zimetekelezwa kwa sehemu na wazalishaji mbalimbali wa aquaponics kama vile kampuni ya Kihispania NerBreen (Kielelezo 8.1) (Goddek na Keesman 2018) pamoja na Kikaboni Agriventures Ltd huko Nairobi, Kenya, (van Gorcum et al. 2019) (Kielelezo 8.2).
Kielelezo 8.2 Picha ya mfumo wa sasa wa multi-kitanzi katika (1) Hispania (NerBreen) na (2) Kenya (Kikaboni Agriventures Ltd.). Wakati mfumo wa NerBreen unapatikana katika mazingira yaliyodhibitiwa, Mfumo wa Kikaboni unatumia mfumo wa nusu-wazi wa foil
Kwa upande wa faida za kiuchumi (Goddek na Körner 2019; Delaide et al. 2016), kuboresha hali ya ukuaji katika kila kitanzi husika cha mifumo ya aquaponics iliyopungua ina faida ya asili kwa mimea na samaki (Karimanzira et al. 2016; Kloas et al. 2015) kwa kupunguza utekelezaji wa taka pamoja na kuboresha madini ahueni na usambazaji (Goddek na Keesman 2018; Karimanzira et al. 2017; Yogev et al. 2016). Katika kazi zao, Delaide et al. (2016), Goddek na Vermeulen (2018), na Woodcock (pers. Comm.) kuonyesha kwamba mifumo ya aquaponics iliyopigwa kufikia utendaji bora wa ukuaji kuliko aquaponics zao za kitanzi kimoja na vikundi vya kudhibiti hydroponics. Pamoja na hili, kuna matatizo mbalimbali ambayo bado yanahitaji kutatuliwa, ikiwa ni pamoja na masuala ya kiufundi kama vile kuongeza mfumo, uboreshaji wa parameter, na uchaguzi wa uhandisi kwa teknolojia za chafu kwa matukio tofauti ya kikanda. Katika sura hii yote, tutazingatia baadhi ya maendeleo ya sasa ili kutoa maelezo ya jumla ya changamoto zinazoendelea, pamoja na maendeleo ya kuahidi katika uwanja.