Sizing mfumo wa aquaponics inahitaji kusawazisha pembejeo ya virutubisho na -pato. Hapa, sisi kimsingi hutumia kanuni sawa kama kupima mfumo mmoja wa kitanzi. Hata hivyo, mbinu hii ni ngumu zaidi, lakini itaonyeshwa kikamilifu kwa msaada wa mfano.

mtini. 8.5 Mpango ambayo inaonyesha usawa wingi ndani ya mfumo wa nne kitanzi aquaponics; ambapo msubfeed/ndogo ni virutubisho kufutwa aliongeza kwa mfumo kupitia kulisha. Ongeza maandiko: QSubdis/Sub - Qsubx/Sub kwa distillate akarudi HP; ‘sludge’ kwa virutubisho kuingia Reactor

Kielelezo 8.5 kinaonyesha mchoro wa usawa wa molekuli kwa mfumo wetu wa mfumo. Katika hali nzuri, mfumo una pembejeo moja tu na pato. Hata hivyo, katika mazoezi, mtu atakuwa na kuongeza virutubisho vya ziada kwa sehemu ya hydroponics ili kuongeza ukuaji wa mimea. Mtindo huu unaweza kutumika kwa ukubwa wa mfumo, k.m. kulingana na fosforasi, ambayo ni rasilimali isiyo mbadala ([Chap. 2](/jamii/makala/sura-2-aquaponics-kufunga-mzunguko-on-limited-maji-ardhi na virutubishi-rasilimali)). Pembejeo kwa mfumo (msubfeed/sub) ni sehemu ya virutubisho ambayo samaki hutoa katika fomu iliyoharibiwa. Salio hujilimbikiza katika samaki kama biomasi au kuishia kama sludge (angalia sehemu ya awali). Pato ni matumizi ya virutubisho ya mimea. Kuamua matumizi ya virutubisho ya mimea inategemea mambo mengi na ni ngumu sana; njia rahisi ya kutoa makadirio mabaya ni kufikiria kupumua kwa mimea kama dereva mkuu wa matumizi ya virutubisho (Goddek na Körner 2019).

Kiwango cha evapotranspiration ni tegemezi sana hali ya hewa na ni ama moja kwa moja au pasipo moja kwa moja kusukumwa na kufyonzwa shortwave mionzi, unyevu jamaa, joto, na COS Kutokana na utata mkubwa wa mfumo wa kitanzi, tunadhani kwamba mimea iko katika chafu iliyodhibitiwa na hali ya hewa, na kwa hiyo tunahitaji tu kufikiria mionzi ya kimataifa kama variable ya nguvu inayoamua kiasi gani cha mionzi ya shortwave inachukuliwa. Kwa maneno mengine, sisi kwanza haja ya kuamua ni kiasi gani cha virutubisho aliongeza kuwa inapatikana kwa mimea, na kisha kuamua ni kiasi gani mimea kweli kuchukua.

8.4.1 Pembejeo ya Kulisha

Kiwango cha kulisha samaki kinategemea jumla ya majani katika mfumo na uwiano wa uongofu wa malisho (FCR). Timmons na Ebeling (2013) hutoa mbinu rahisi ya kuamua viwango vya ukuaji wa samaki kwa aina tofauti za samaki. Hata hivyo, tunapendekeza kuchukua data za viwanda ili kuamua biomass zaidi kwa usahihi. Lupatsch na Kissil (1998) (Eq. 8.10) hutoa formula ya ukuaji wa jumla, ambayo Goddek na Körner (2019) waliamua coefficients ya ukuaji kwa kufaa kwa kutumia mazingira ya programu ya hisabati MATLAB (kazi ya ndani ‘fitnlm’) na data ya maandishi ya Nile Tilapia (Oreochromis nlapia). Uzito wa ziada wa awali na wa mwisho, joto la maji la mfumo, na pato la coefficients za ukuaji maalum zinaweza kupatikana katika Jedwali 8.2. Kuingiza vigezo hivi katika Eq. 8.10 inatupa uzito kwa siku maalum kwa aina hii ya samaki.

$W_ {t} = [W_0^ {1-\ beta w} + (1-\ beta _w)\ alpha_wexp\ {\ Gamma_wt} T] ^ {\ frac {1} {1-\ beta w}} $ (8.10)

ambapo Wsubt/sub (g) ni uzito wa samaki kwa wakati fulani (siku), Wsub0/sub (g) ni uzito wa awali wa samaki, T ni joto la maji (katika ˚C), αw βw na γw ni coefficients za ukuaji maalum (hakuna vitengo), na t ni wakati katika siku.

Jedwali 8.2 vigezo vya ukuaji wa samaki kwa Eq. 8.10 kwa joto la maji lililopewa (T). Wsub0/sub na WSUP/Sub inaweza kubadilishwa kwa mahitaji ya mtu mwenyewe

meza thead tr darasa=“header” Thfunction/th Thparameters/th ThDescription/th Thvalu/th Thsource/th /tr /thead tbody tr darasa=“isiyo ya kawaida” td rowspan=“4"Ukuaji wa samaki/td TDWSU0/sub/Td TDUzito wa awali wa fingerlings Tilapia (katika g) /td TDKwa mfano, 55/td TDGoddek na Körner (2019) /td /tr tr darasa=“hata” TDWsubf/sub/TD TDTarget mavuno uzito wa samaki (katika g) /td TDKwa mfano, 600/td TDGoddek na Körner (2019) /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDT/TD TDJoto la maji la RAS (katika ˚C) /td td30/td TDTimmons na Ebeling (2013) /td /tr tr darasa=“hata” tdαw; βw; γw/td coefficients maalum ya ukuaji wa TDSpecies/td td0.0261; 0.4071; 0.0827/td TDGoddek na Körner (2019) /td /tr /tbody /meza

Kulingana na pato la equation hapo juu, tuliweza kuamua ni kiasi gani kulisha samaki itahitaji kwa hatua ya ukuaji. Mara nyingi, kiwango cha kulisha (X% ya uzito wa mwili) au FCR kinatajwa na mtengenezaji maalum wa kulisha. Hata hivyo, Timmons na Ebeling (2013) hutoa mwongozo mbaya kwa FCR kwa tilapia: 0.7-0.9 kwa Tilapia ambayo ina uzito chini ya 100 g na 1.2—1.3 kwa tilapia ambayo ina uzito zaidi ya 100 g Hii inafanywa kupitia equation ifuatayo.

$Feed\ kiwango\ (g) =FCR\ mara wg_t\ mara m_ {samaki} $ (8.11)

ambapo FCR ni uwiano wa uongofu wa malisho, WGsubt/ndogo ni faida ya uzito (kwa siku), na msubfish/ndogo ni kiasi cha samaki katika tank ya samaki.

Faida ya uzito (WG) kwa siku inaweza kuamua na Eq. 8.10 kwa kutoa uzito wa, kwa mfano siku 10 kutoka uzito wa siku 11. Hii inaweza kufanyika kwa kila tank. Kielelezo 8.6 kinaonyesha pembejeo ya kulisha samaki kwenye mfumo wa Tilapia kutumia usawa hapo juu. Pembejeo ya kulisha wastani kwa siku baada ya mfumo huo umeendesha kabisa ni kilo 165.

Mtini. 8.6 Mfano wa usawa wa majani kwa Tilapia uliongezeka katika mizinga 13 katika cohorts na kiasi cha jumla (ikiwa ni pamoja na biofilter na sump) ya 482.000 L kwa max. Jumla ya majani ya 80 t kwa kipindi cha miaka 2 ikiwa ni pamoja na awamu ya kuanza kwa uzito wa samaki wastani (a) (kila mstari inawakilisha tank moja/cohort) na kiwango cha kila siku cha kulisha (b) (data zilizochukuliwa kutoka Goddek na Körner 2019)

8.4.2 Upatikanaji wa virutubisho

Neto na Ostrensky (2013) ripoti ya mumunyifu N excretion ya 33% na mumunyifu P excretion ya 17% ya pembejeo kulisha wakati wa kuzaliana Nile Tilapia (Oreochromis niloticus, L.). Hizi ni virutubisho ambavyo hatimaye hujilimbikiza katika mfumo wa RAS na vinaweza kuchukuliwa na mimea.

8.4.3 Kupanda matumizi

Jedwali 8.3 inatoa maelezo ya jumla ya evapotranspiration maalum ya mazao (etsubc/Sub) viwango kwamba ni wanaohusishwa na mionzi ya kimataifa. Moja mm ya ET kwa kila mita ya mraba ni sawa na 1 L. kwa sizing rahisi, mtu anapaswa kuchukua wastani wa kila siku (angalia sehemu inayofuata).

Jedwali 8.3 Maelezo ya jumla ya viwango vya mionzi ya nje ya kimataifa chini ya ardhi, hali ya bahari, na hali kali (kulingana na Goddek na Körner 2019) na evapotranspiration zao za mazao _ (nk, mm siku-1) _ viwango vya lettuce na tomato mzima katika mazingira ya chafu ya 20˚C na 80% jamaa unyevu. Lettuce ilikuzwa kwa upandaji wa kuendelea mwaka mzima; nyanya ilipandwa Januari na kuondolewa Desemba (Visiwa vya Faroe na Uholanzi) au Julai na Juni (Namibia)

meza thead tr th rowspan=“3"Mwezi/th th colspan=“3"Visiwa vya Faroe/th th colspan=“3"Uholanzi/th th colspan=“3"Namibia/th /tr tr darasa=“header” ThUlimwengi/th Theetsubc/sub/lettuce/th Thetsubc/sub/nyanya/th ThUlimwengi/th Theetsubc/sub/lettuce/th Thetsubc/sub/nyanya/th ThUlimwengi/th Theetsubc/sub/lettuce/th Thetsubc/sub/nyanya/th /tr tr darasa=“header” thmol msup-2/sup siku-1/sup/th th colspan=“2"kg msup-2/sup siku-1/sup/th thmol msup-2/sup siku-1/sup/th th colspan=“2"kg msup-2/sup siku-1/sup/th thmol msup-2/sup siku-1/sup/th th colspan=“2"kg msup-2/sup siku-1/sup/th /tr /thead tbody tr darasa=“isiyo ya kawaida” TdBJanuariy/b/td td1.4/td td0.78/td td0.52/td td4.5/td td0.78/td td0.64/td td54.2/td td2.74/td td4.55/td /tr tr darasa=“hata” TdBFebruari/b/td td5.2/td td0.85/td td1.38/td td9.1/td td0.93/td td1.40/td td53.7/td td2.70/td td4.64/td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDBMarch/b/Td td13.7/td td1.20/td td2.12/td td17.0/td td1.28/td td2.14/td td51.2/td td2.42/td td3.96/td /tr tr darasa=“hata” TDBApril/b/td td30.6/td td1.90/td td3.05/td td27.9/td td1.82/td td2.90/td td40.2/td td3.05/td td5.38/td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDBmay/b/td td39.2/td td2.29/td td3.64/td td32.2/td td2.40/td td3.74/td td30.0/td td2.70/td td4.5/td /tr tr darasa=“hata” Tdbjune/b/td td39.6/td td2.33/td td3.60/td td26.6/td td2.52/td td3.91/td td30.5/td td2.28/td td3.80/td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TdbJuly/b/td td34.5/td td2.17/td td3.37/td td36.4/td td2.54/td td3.51/td td37.5/td td2.64/td td3.92/td /tr tr darasa=“hata” TDbaugust/b/td td21.3/td td1.64/td td2.73/td td31.7/td td2.28/td td3.51/td td37.5/td td2.64/td td3.92/td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDBSeptemba/b/Td td13.2/td td1.20/td td2.04/td td23.1/td td1.75/td td2.77/td td43.2/td td2.00/td td3.02/td /tr tr darasa=“hata” TDboctober/b/TD td6.0/td td0.91/td td1.77/td td13.3/td td1.17/td td1.94/td td51.6/td td2.07/td td3.09/td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDBnovember/b/Td td2.1/td td0.78/td td1.60/td td6.2/td td0.87/td td1.52/td td57.9/td td2.30/td td3.52/td /tr tr darasa=“hata” TdbDecember/b/Td td0.4/td td0.79/td td1.66/td td3.5/td td0.77/td td1.52/td td59.8/td td2.44/td td3.95/td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” td Buaverage/u/b /td tdu17.3/u/td tdu1.41/u/td tdu2.28/u/td tdu20.6/u/td tdu1.5/u/td tdu2.50/u/td td3.83/td tdu2.64/u/td tdu3.83/u/td /tr /tbody /meza

8.4.4 Kusawazisha Subsystems

Kusawazisha loops ni muhimu kwa kupima mfumo. Pembejeo inapaswa kuwa sawa na pato (Mchoro 8.5). Katika mfumo wa aquaponics iliyosababishwa na kitengo cha bioreactor, tuna mito miwili ya uingiaji wa madini: (1) sehemu ya kulisha ambayo hutolewa kwa mfumo wa RAS kwa njia ya mumunyifu na (2) sehemu ya virutubisho katika sludge ya samaki ambayo bioreactor (s) kusimamia mineralize na kuhamasisha. Mtiririko mkubwa wa nje (mbali na kuondolewa mara kwa mara kwa sludge iliyosababishwa) ya virutubisho ni matumizi ya virutubisho ya mimea. Tofauti Eq. 8.12. inaonyesha usawa huu:

$Mineralization\ (Eq.8.2) +m_ {feed} =\ frac {\ kusisitiza {Q_ {HP}\ times\ rho_ {HP}} {1000} $ (8.12)

$ (\ kusisitiza {\ eta_ {feed}}\ mara 10000\ mara\ pi_ {feed}\ times\ pi_ {sludhe}\ times\ eta_ {min}) +\ kusisitiza {m_ {feed}}} =\ frac {\ kusisitiza {Q_ {HP}\ mara\ rho _ {HP} {1000} $ (8.13)

ambayo $\ kusisitiza {\ eta_ {feed}} $ ni chakula cha wastani (katika kilo) kinachoingia kwenye mfumo wa RAS, πsubfeed/subis uwiano wa virutubisho katika uundaji wa kulisha, πsubsludge/sub ni uwiano wa kipengele maalum cha kulisha kinachoishia kwenye sludge, na ηsubmin/sub ni ufanisi wa madini na uhamasishaji ya mfumo wa Reactor, umsubfeed/sub/u ni kiasi wastani wa virutubisho kwamba samaki haja kubwa katika fomu kufutwa, UQsubHP/sub/u ni wastani wa jumla evapotranspiration, na ρsubHP/subis lengo (yaani mojawapo) virutubisho mkusanyiko kwa virutubisho maalum katika mfumo wa hydroponic.

Hata hivyo, ili uweze kuamua eneo linalohitajika, kuna vigezo viwili vinavyotakiwa kutafsiriwa ili kutatua usawa huu. Equation 8.14 inaonyesha jinsi ya kuhesabu excretion ya virutubisho ya mumunyifu. Katika Eq. 8.15, tunaonyesha kwamba wastani wa evapotranspiration ni bidhaa ya eneo hilo na kiwango cha uvukizi maalum (hapa umeonyeshwa kama wastani) kwa msup2/sup.

$\ kusisitiza {m_ {feed}} =\ kusisitiza {n_ {feed}}\ times\ pi_ {feed}\ times\ eta_ {excr} $ (8.14)

ambapo ηsubexcr/sub inawakilisha sehemu ya virutubisho iliyotengwa na samaki katika fomu ya mumunyifu.

$\ kusisitiza {Q_ {HP}} =A\ times\ kusisitiza {et_C} $ (8.15)

ambapo $\ kusisitiza {Q_ {HP}} $ inawakilisha wastani wa jumla evapotranspiration (katika L), eneo, na $\ kusisitiza {ET_ {c} $ wastani wa mazao evapotranspiration katika mm/msup2/sup (yaani L/msup2/sup).

Kutatua Eq. 8.13 kwa kuingiza EQS. 8.14 na 8.15 kupata A, tunaweza kuhesabu eneo la kupanda linalohitajika kwa heshima na pembejeo wastani wa kulisha (Eq 8.15).

$A =\ frac {(\ kusisitiza {\ eta_ {feed}\ mara 1000\ times\ pi_ {feed}\ times\ eta_ {excr}\ times 1000}) + (\ kusisitiza {\ eta_ {feed}}}\ mara 1000\ pi_ {feed}\ mara\ pi_ {sludge}\ mara\ eta_) {min}\ kusisitiza {et_c}\ times\ rho_ {HP}} $ (8.16)

Mfano 8.2

Kwa mfano huu, tunataka ukubwa (yaani usawa) mfumo kuhusiana na P. kudhani kwamba RAS sehemu ya mfumo wetu inahitaji wastani kila siku kulisha pembejeo ya kilo 150. Mtengenezaji anaripoti maudhui ya P ya kulisha samaki kuwa 1%. Tunakadiria P kuishia katika sludge kuwa 55% na P kwamba samaki excrete katika fomu mumunyifu kuwa 17%. Bioreactors kufanya vizuri kabisa na mineralize karibu 85% ya P.

Kwa upande pato, sisi mahesabu wastani wa mazao maalum evapotranspiration kiwango kwa lettuce (na, kwa mfano kwa kutumia FAO Penman-Monteith equation). Katika eneo letu, ni karibu 1.3 mm/siku (yaani 1.3 L/siku). Utungaji bora wa P wa ufumbuzi wa virutubisho unaripotiwa kuwa 50 mg/L (Resh 2013). Kupata eneo la kilimo cha mimea kinachohitajika kutumia P zinazozalishwa na mfumo ni kisha kutatuliwa na:

$A=\ frac {(\ kusisitiza {\ eta_ {feed}\ mara 1000\ times\ pi_ {feed}\ times\ eta_ {excr}\ times 1000}) + (\ kusisitiza {\ eta_ {feed}}}\ mara 1000\ pi_ {feed}\ mara\ pi_ {sludge}\ mara\ eta_) {\ kusisitiza {et_c}\ times\ rho_ {HP}} $

$A=\ frac {(150000\ mara 0.01\ mara 0.17\ mara 1000) + (150000\ mara 0.01\ mara 0.55\ mara 0.85\ mara 1000)} {1.3\ mara 50} $

$\\ =\ frac {255000+701250} {65} $

$\ =14711m^2 = 1.47ha$

Mfano hapo juu unaonyesha kwamba wengi wa P katika kitengo cha hydroponics hutoka kwa bioreactors. Hivyo, utekelezaji wa bioreactor ndani ya mfumo wa decoupled ina athari kubwa sana juu ya P endelevu. Kwa kulinganisha, ili ukubwa wa mifumo rahisi ya aquaponics ya kitanzi, utawala wa kidole hutumiwa. Kwa mimea ya majani takriban 40—50 g na kwa mimea ya fruity takriban. 50—80 g ya malisho inahitajika kwa eneo la kilimo cha msup2/sup (FAO 2014). Wakati wa kuangalia pembejeo ya malisho katika mfano uliopewa hapo juu = kilo 150, na kugawanya kwa 45 (wastani wa makadirio ya mimea ya majani), eneo la kilimo lililopendekezwa ni karibu na 3750 msup2/sup. Kuondoka nje ya mineralization sludge, mfano wetu ungependekeza eneo la kilimo la 3333 msup2/sup wakati wa kupima mfumo kwenye P.

8.4.5 Jukumu la Kitengo cha Kutengeneza

Jukumu la kitengo cha kunereka ni kuweka mkusanyiko wa virutubisho wa mfumo wa RAS na mfumo wa hydroponics katika ngazi zao zinazohitajika. Kwa kuwa mkusanyiko wa virutubisho na wiani maalum wa virutubisho ni nguvu katika mifumo ya RAS (yaani kulingana na viwango vya etsubc/sub) ambayo hutegemea mtiririko wa QsubHP/sub na Qsubx/Sub (Mchoro 8.5), ukubwa wa kitengo cha kunereka hawezi kuamua kutumia usawa tofauti. Hivyo, mfano wa mfululizo wa muda unahitajika kuamua mkusanyiko wa virutubisho katika RAS kwa muda. Mkusanyiko wa virutubisho kwa wakati fulani ni muhimu kuweza kutekeleza milinganyo ya usawa wa wingi ndani ya mfumo (Sect. 8.3).

Kielelezo 8.7 Masimuleringar kulinganisha NO3-N mkusanyiko katika mfumo wa maji RAS juu ya athari za kunereka mtiririko (hakuna, mstari imara; 5000 L h-1, dashed line) juu ya hydroponics (njano, –) na RAS (bluu, —-) viwango vya ufumbuzi wa virutubisho katika** (a) ** Namibia na ** (b) ** Uholanzi, i** Uholanzi, i** Uholanzi, yaani, yaani, yaani, yaani, katika chini na juu latitudo (Namibia 22.6˚S na Uholanzi, 52.1˚N, kwa mtiririko huo) ndani ya kipindi cha miezi 36 (ikiwa ni pamoja na awamu ya kukimbia kwa mfumo) kwa kutumia data ya hali ya hewa ya ndani na greenhouses iliyobadilishwa na hali ya hewa kama pembejeo

Kwa mfumo kuwa na usawa (yaani pembejeo = pato), tunaweza kutoa mwongozo wa jumla juu ya uwezo unaohitajika wa kitengo hicho cha kunereka. Lengo ni kuepuka mkusanyiko wa virutubisho katika mfumo wa RAS. Kielelezo 8.7a, b inaonyesha athari za mtiririko wa kunereka kwenye hydroponics na ufumbuzi wa virutubisho wa RAS bila kitanzi cha mineralization katika latitudes mbili tofauti. Mifumo yote miwili ina pembejeo sawa ya kulisha (kwa wastani wa 158.6 kg siku-1/sup; tazama tini 8.6). Hata hivyo, kwa kuzingatia mazingira ya mazingira na greenhouses iliyobadilishwa na hali ya hewa, eneo muhimu na mojawapo la hydroponic linatofautiana kati ya maeneo ya kijiografia (angalia [Chap. 11](/jamiii/makala/sura ya 11-aquaponics-systems-modeling)). Mifumo ya hydroponic yenye viwango vya chini vya uwezo wa uvukizi, kama ilivyo kawaida katika maeneo yaliyo kwenye latitudo za juu (yaani mbali na ikweta) ingehitaji maeneo makubwa ya kilimo kuliko maeneo yaliyo karibu na ikweta. Wakati huo huo, tofauti ya juu ya kila mwaka katika umeme na hivyo transpiration ni ya kawaida katika mikoa hii, hivyo mahitaji makubwa juu ya kutofautiana kwa msimu juu ya maji na virutubisho iko (tazama Mchoro 8.7). Katika kilimo cha chafu, hata hivyo, taa za ziada zinaweza kuwa muhimu, na katika nchi kama vile Norway, kilimo cha mboga bila taa za ziada hazifanyika. Aidha, jumla ya majani ya majani ya mazao hufanya tofauti; mazao yenye eneo la jani la juu kwa eneo la ardhi la kitengo (yaani jani la eneo la majani) transpire zaidi ya mazao yenye maeneo madogo ya majani, na tofauti tofauti inaweza kuonekana kati ya mazao ya nyanya na lettuce. Sababu zote hizi zinahitajika kuchukuliwa wakati wa kupanga na kupima mfumo wa aquaponic.

Katika zifuatazo sisi kutoa maelezo ya jumla ya optimized hydroponic eneo ukubwa kwa ajili ya mifumo ya juu ilivyoelezwa aquaponics: eneo kilimo kwa monocultures simulated na matukio katika hatua ya 250 msup2/sup kupata eneo kufaa ya saladi ama au nyanya ili kusawazisha mfumo ipasavyo alikuwa bila taa za ziada (kwa lettuce au nyanya, kwa mtiririko huo):

• 17.000 msup2/sup au 11.750 msup2/sup kwa Visiwa vya Faroe

• 15.500 msup2/sup au 11.000 msup2/sup kwa Uholanzi

• 8750 msup2/sup au 6500 msup2/sup kwa ajili ya Namibia

Ingawa ukubwa wa mifumo hutofautiana, wastani wa matumizi ya virutubisho kila mwaka ni sawa. Hata hivyo, wakati wa kuunganisha mfumo wa digester, tunapaswa kuzingatia chanzo cha ziada cha virutubisho (Mchoro 8.1c). Kubadilisha sehemu moja bila shaka husababisha kutofautiana kwa mfumo, lakini mfumo lazima uwe na lengo la kutoa virutubisho bora kwa RAS na HP. Kwa mfano, NO3-N katika RAS lazima iwe chini ya kizingiti fulani\ 200 mg L<sup-1/sup kwa, kwa mfano tilapia, wakati PO4-P katika HP inapaswa kuwa karibu iwezekanavyo na mkusanyiko uliopendekezwa wa 50 mg LSUP-1/sup kwa kilimo cha mimea bora. Hivyo, masomo simulation kusaidia kuamua sizing ya vipengele katika decoupled imefungwa multi-kitanzi aquaponics mfumo ili kufikia mojawapo ya vifaa vya madini kwa samaki na mimea. Kwa kusudi hilo, Goddek na Körner (2019) waliunda simulator ya aquaponics ya numeric.

Hata hivyo, kupanga mfumo wa aquaponic unahusisha ufahamu wa mfumo wa msingi ili kufikia usawa ambao unapunguza kilele kisichohitajika katika mahitaji ya virutubisho na ugavi. Tangu nguvu ya kuendesha gari kwa mienendo ya virutubisho ni evapotranspiration ya mazao (etsubc/sub katika mfumo HP), ambayo kwa kiasi kikubwa inaendeshwa na microclimate na kufyonzwa mwanga. Katika mfumo kikamilifu uwiano, hii itakuwa automatiska kikamilifu na kudhibitiwa (angalia Sect 8.5 mazingira yenye taa 24-h. Mimea inahitaji kipindi fulani cha giza cha takribani 4—6 h, hivyo mfumo bora wa uwiano ni kihalisi kutekeleza aquaponics katika viwanda vya mimea vilivyofungwa tu na vyanzo vya mwanga bandia. Hii, hata hivyo, inahitaji gharama kubwa za pembejeo za umeme na uwekezaji na inawezekana tu kwa bei za bidhaa za juu sana. Kwa hiyo, tunapendekeza uzalishaji wa chafu na taa za ziada (ikiwa ni lazima na ikiwa hulipa) kama njia ya vitendo na kiuchumi inayowezekana ya kujenga kitengo cha aquaponic. Kuweka mimea yote na samaki katika matokeo sawa ya ujenzi wa kimwili katika mahusiano ya ziada ikiwa ni pamoja na inapokanzwa kupunguzwa na kuongezeka kwa ukuaji wa mimea kwa njia ya muinuko Cosub2/Sub (Körner et al. 2017).

Mbali na masuala haya ya kiufundi, taratibu za kilimo cha mimea (sehemu ya bustani ya vitendo ya mfumo) zinapaswa kurekebishwa kwa mahitaji ya aquaponics kama vile kuna mahitaji ya virutubisho ya mara kwa mara (kuchukua hali ya hewa sawa na mwanga) kama inavyoonekana katika Jedwali 8.3. Kilimo cha lettuce na wiki nyingine za majani hufanyika kuendelea (Körner et al. 2018), wakati mazao makubwa, kama mboga za matunda kama vile nyanya, tango, au pilipili tamu, hupandwa majira ya baridi, na mavuno ya kwanza mara nyingi mwishoni mwa baridi/spring mapema ikifuatiwa na kuondolewa kwa mimea na nyingine mazao kupandwa kwa ajili ya mavuno katika majira ya baridi tena. Bila upandaji, i.e. ama aina mbalimbali za mazao katika mfumo huo au makundi ya mboga za matunda yaliyopandwa mwaka mzima ili kuendeleza mahitaji ya virutubisho, vipindi vya mahitaji ya chini ya virutubisho na viwango vya juu vya virutubisho vitatokea. Kulingana na Goddek na Körner (2019), tunaonyesha tofauti ya NoSub3/sub-N katika RAS kwa nyanya (mara nyingi haijabadilishwa katika aquaponics) na lettuce wakati hakuna taa za ziada zinazotumiwa kwa maeneo matatu ya hali ya hewa (Visiwa vya Faroe, Uholanzi, na Namibia) (Mchoro 8.8). Uwiano wa mfumo unafanikiwa kwa kuongeza mwanga wa kila siku muhimu (yaani jumla ya mwanga wa mol uliopatikana wakati wa kipindi cha 24-h) na udhibiti wa taa wa ziada wa nguvu (Körner et al. 2006).

Mtini. 8.8 NO3-N katika RAS pamoja na HP kukua nyanya au lettuce katika maeneo matatu ya hali ya hewa na latitudo kupungua (Visiwa vya Faroe 62.0N, Uholanzi 52.1˚N, Namibia 22.6˚S) na eneo optimized kwa hydroponics (tazama hapo juu) katika simulation ya miezi 36 kutumia data ya hali ya hewa ya hewa na greenhouses kama pembejeo ya mfano

Kutumia teknolojia ya kuneresha/desalination inaweza kuchangia katika kupunguza kwa kiasi kikubwa katika viwango vya virutubisho katika RAS huku kurekebisha viwango katika mfumo wa HP karibu na optima, yaani. kitengo huzingatia virutubisho kwa viwango vinavyotakiwa na mimea. Kielelezo 8.9 kinaonyesha athari za kitengo cha desalination kwenye mkusanyiko wa RAS NoSub3/sub-N wakati wa kutumia kati ya 0 na 5000 L hsup-1/sup na mfumo-1/sup. Ni dhahiri kwamba kwa kuongezeka kwa uharibifu wa maji, mkusanyiko wa NoSub3/sub-N katika mfumo wa RAS unapungua. Kitengo, hata hivyo, kinadhibitiwa na mahitaji ya PosU4/Sub katika mfumo wa HP. Peaks inahitaji kuepukwa na, kama ilivyoelezwa hapo juu, hii inaweza kupatikana kwa kujenga mazingira imara ya hali ya hewa na udhibiti wa mwanga wa nguvu. Ni dhahiri kwamba katika mikoa ya hali ya hewa yenye tofauti ndogo ya kila mwaka katika mionzi ya jua, kuna tofauti ndogo katika etsubc/ndogo na mfumo kamili ni imara zaidi. Kuweka taa na kuweka mwanga wa kila siku muhimu wa angalau 10 mol msup-2/sup inaweza kulipa fidia kwa tofauti za msimu. Kupandikiza na uzalishaji mchanganyiko wa mazao husaidia kiwango cha kilele kinachotokana na itifaki ya kilimo cha nyanya za jadi na mimea michache wakati wa baridi wakati wote

Mtini. 8.9 NO3-N katika RAS pamoja na HP na nyanya (kulia) au lettuce (kushoto) na desalination kati ya 0 na 5000 L h sup-1/sup ugavi katika maeneo matatu ya hali ya hewa na latitudo kupungua (Visiwa vya Faroe 62.0˚N, Uholanzi 52.1˚N, Namibia 22.6˚S) na eneo kubadilishwa kwa HP (tazama hapo juu) katika simulation 36 mwezi kutumia data ya hali ya hewa ya ndani na greenhouses ya hali ya hewa kubadilishwa kama mfano

hali ya hewa (mionzi ya chini) na kilimo (mimea ndogo, uwezo mdogo etsubc/sub) huchangia kwenye mkusanyiko wa virutubisho.