Aqu @teach: Kubuni vyakula kwa ajili ya aquaponics

Chakula cha samaki kwa aquaponics kinaweza kufanywa nyumbani au kununuliwa kutoka kwa makampuni maalumu ya kulisha ambayo huunda mlo maalum kulingana na aina na umri wa samaki. Kwa kawaida wazalishaji wa kibiashara hutumia feeds maalumu kwa vile wanahakikishiwa kukidhi mahitaji yote ya lishe ya samaki, na huwa na gharama nafuu zaidi ikilinganishwa na kutengeneza na kutengeneza chakula cha mtu mwenyewe. Hata hivyo, yaliyoandaliwa milisho si mara zote kamili na inaweza kuwa na athari tofauti juu ya ubora wa maji ambapo samaki kuishi na excrete taka. Hivi karibuni tu wanasayansi na wahandisi wameanza kuangalia mlo maalum kwa samaki katika mifumo ya kurejesha na katika vitengo vya aquaponic. Kinadharia inaonekana inawezekana kutoa samaki kwa malisho ya pelleted, ambayo itawasaidia kukua haraka, huku ikitoa virutubisho vya kutosha kwa mimea ambayo baadaye ‘itakula’ kwenye maji haya. Katika mazoezi, hata hivyo, mambo ni magumu zaidi, na hutegemea vigezo vingi tata kama vile joto na pH ya maji yaliyorekebishwa, pamoja na microbiota katika matumbo ya samaki na katika biofilters. Aquaponics daktari anapaswa kujua misingi ya utungaji kulisha ili kuwa na baadhi ya njia ya kuhukumu ambayo kulisha itakuwa bora kuanza mbali na. Ingawa inaweza kuwa si lazima kuunda feeds kutoka mwanzo, wanafunzi wanapaswa kuwa na uwezo wa kuchagua chakula bora kwa mfumo huu baada ya kusoma sehemu zifuatazo.

Ukuaji wa samaki na uhifadhi wa nitrojeni

Nitrojeni ambayo hatimaye itaondolewa kama amonia na samaki inatoka kwa protini katika malisho. Ingawa kuna baadhi ya nitrojeni katika vipengele vingine vya kulisha, karibu wote wa nitrojeni kufyonzwa na samaki na kuondolewa kama taka ni kutoka asidi amino tangu, kama jina lao kupendekeza, wote vyenye nitrojeni katika babies kemikali.

Kama tunajua asilimia ya nitrojeni katika malisho, tunaweza kisha kuhesabu kiasi takriban ambayo itakuwa excreted kama amonia ndani ya maji na mchakato sawa na ile ya urination. Amonia hiyo baadaye itageuka kuwa nitrate ambayo itatolewa kwa mimea. Ikumbukwe hapa, hata hivyo, kwamba samaki hawana kukimbia lakini, kinyume na wanyama wengi, huondoa taka ya nitrojeni kupitia matawi yao (sawa na mapafu yetu). Katika sehemu zifuatazo tutafuata chanzo na hatima ya nitrojeni katika mfumo wa aquaponic, kulingana na Seawright et al. (1998), ambao walikuwa moja ya makundi ya kwanza kuchapisha masomo juu ya baiskeli madini katika mifumo ya aquaponic, miongo kadhaa iliyopita. Katika karatasi yao hutoa equation kwa kuhesabu usawa wa nitrojeni katika mfumo, ambayo tutatumia kama mwongozo. Baada ya kuhesabu sasa ya nitrojeni katika malisho, tunahesabu ni kiasi gani kinachohifadhiwa katika samaki, kilichopotea kama chakula cha uneaten, na kupotea katika nyasi, ili kuishia na mkusanyiko wa amonia katika maji ya jirani.

Nitrojeni chanzo

Chakula ni chanzo kikuu cha nitrojeni katika mfumo wetu wa aquaponic. Ili kuhesabu jumla ya kiasi cha nitrojeni iliyowekwa ndani ya tangi kupitia malisho sisi kwanza tunahitaji kujua kiasi halisi cha kulisha kutumika, kwa gramu au kilo. Kisha tunahitaji kujua asilimia ya protini katika malisho. Hii ni kawaida inavyoonekana kwenye studio kulisha au inapatikana kutoka kwa mtayarishaji kulisha. Kama ilivyoelezwa katika sehemu zilizopita, vyakula vya samaki vina idadi kubwa ya protini, kwa kawaida kati ya 25% na 50%. Mara tu tunajua asilimia ya protini tunaweza kuhesabu asilimia ya nitrojeni kwa kuigawanya kwa 6.25. Tunatumia idadi hiyo tangu nutritionists kudhani kwamba 1/6.25 au takriban 16% ya protini yote ni nitrojeni. Hivyo, kwa ajili ya chakula kwa tilapia na 35% protini tunajua ina 35%\ * 16% = 5.6% nitrojeni. Ikiwa tuliongeza, kwa mfano, gramu 120 za kulisha kwenye tangi kwa siku moja, tunaongeza 120\ * 5.6% = 6.72 g ya nitrojeni.

Nitrojeni ngozi na samaki

Samaki watachukua nitrojeni ndani ya amana zake za protini, ambazo ni misuli yake. Hata hivyo, uzito mkubwa wa mwili wa samaki ni maji, hivyo uzito unapaswa kupunguzwa kwa vile nitrojeni ipo tu katika kile kinachoweza kuitwa ‘uzito kavu wa misuli’. Kwa ujumla, na kulingana na matokeo katika maabara yetu na matokeo kutoka kwa maandiko (kwa mfano, [Seawright et al. 1998), uzito kavu wa tilapia ni karibu 27% ya uzito wake wa mwili au, kuweka njia nyingine, 73% ya misuli ya tilapia ni maji.

Kisha tunahitaji kujua kiwango cha uongofu wa kulisha (FCR). FCR ni uwiano kati ya malisho yaliyotolewa kugawanywa na uzito uliopatikana. Inverse ya FCR inaitwa ufanisi wa kulisha, au faida ya uzito imegawanywa na malisho yaliyoingizwa. FCR ni kawaida karibu 1-2 katika samaki. Ufanisi wa kulisha, kwa upande mwingine, unaweza kutazamwa kama 1 umegawanywa na FCR. Hiyo ni kwa index ya uongofu ya 1.5, ufanisi wa kulisha ni 1/1.5 = 66.73%. Ili kuiweka kwa njia nyingine, karibu theluthi mbili za malisho yanayokula na samaki yataingizwa na misuli ya samaki na kuhesabiwa kama ukuaji.

Bila shaka itakuwa bora kuwa na ufanisi mkubwa wa kulisha (karibu na 100%); juu ni, faida zaidi ya kiuchumi ni. Hata hivyo, samaki wana kikomo cha juu kwa kiasi gani cha misuli wanaweza kuongezeka kwa muda. Kama misuli inakua, kiasi cha protini kitaongezeka (pamoja na kiasi cha nitrojeni jumla katika misuli), lakini uwiano wa protini katika misuli utabaki zaidi au chini imara. Asilimia ya nitrojeni kwa heshima ya uzito wa mwili ni karibu 8.8% katika tilapia. Hii inaweza kutofautiana kati ya aina, lakini ni nzuri takriban idadi.

Kwa hiyo, kulingana na malisho yaliyotolewa, tunaweza kukadiria kiasi gani cha nitrojeni kitahifadhiwa katika samaki. Ikiwa tunatoa 120 g ya kulisha kwa kutumia maadili yaliyopendekezwa hapo juu, basi nitrojeni iliyohifadhiwa katika samaki itapatikana kwa kuzidisha chakula kwa uzito kavu, kwa ufanisi wa kulisha na kwa asilimia ya nitrojeni katika misuli ya samaki, yaani, 120g\ * 27%\ * 66.73%\ * 8.8% = 1.90 gramu ya nitrojeni kutoka kwenye malisho itakaa samaki.

Nitrojeni waliopotea katika yabisi

Mbali na kupotea kama mkojo, taka ya nitrojeni inaweza kupotea kupitia nyasi. Tunaweza kupima protini au maudhui ya nitrojeni ya nyasi kwani hujilimbikiza kwenye chujio cha yabisi cha mfumo wetu, au tunaweza kuifuta kila siku na kuihifadhi. Taka imara pia inaweza kuwa na malisho ambayo haikuingizwa lakini, kama ilivyoelezwa hapo juu, ni vigumu kupima hasa kiasi gani cha kulisha haikutumiwa na samaki, kwa hiyo tunatupa pamoja nyasi na kulisha si zinazotumiwa kama taka imara. Kabla ya uchambuzi, taka imara imekauka ili kuhesabu uzito kavu, na kisha maudhui ya nitrojeni yanapimwa. Katika mfumo wa RAS jumla ya kiasi cha yabisi ni karibu 10%, yaani, 10% ya malisho yaliyotolewa kwa samaki yanaishia kama taka imara (ikiwa ni pamoja na nyasi za samaki na pellets ambazo haziingizwi). Wakati kuchambuliwa tuligundua kwamba maudhui ya nitrojeni ya nyasi yalikuwa 4.8%.

Kama tulivyoelezea mapema, protini ni 16% ya nitrojeni, au kwamba ni nini nutritionists makisio. Hivyo, kama tu tuna kipimo cha nitrojeni, ili kupata kiasi cha protini kilichotoka awali tunahitaji ’nyuma-mahesabu’ kwa kugawa kiasi cha nitrojeni kwa asilimia 16, ambacho ni sawa na kuzidisha kwa 6.25% (1/16 = 0.0625 au 6.25%). Hivyo katika kesi ambapo maudhui ya nitrojeni ya nyasi yalikuwa 4.8%, kiasi cha protini kitakuwa 4.8%\ * 6.25% = 30%.

Hatimaye, kwa mahesabu ya gramu jumla ya nitrojeni waliopotea katika yabisi kwa kiasi cha chakula tunachotoa kwenye tank, tunahitaji kuzidisha kiasi cha malisho (120 g) na asilimia ya malisho ambayo hupotea katika yabisi (nyasi na kulisha si kuliwa), na asilimia ya nitrojeni katika yabisi (4.8%). Sema kwamba asilimia ya malisho waliopotea katika yabisi ni 10%, nitrojeni waliopotea katika yabisi katika kesi hiyo itakuwa: 120g\ * 10%\ * 4.8% = 0.576 g ya nitrojeni katika malisho hupotea kama yabisi. Tena, hii ni mfano tu, na asilimia hiyo inaweza kutofautiana kulingana na mfumo na hali nyingine.

Nitrojeni kufutwa katika maji kama amonia

Halafu tunaweza kutumia mahesabu hapo juu ili kupima nitrojeni iliyovunjwa ndani ya maji, ambayo kimsingi imepotea kama taka ya amonia. Kwanza sisi kuongeza nitrojeni kufyonzwa na samaki na kupotea katika nyasi, na kisha kuondoa hiyo kutoka nitrojeni kutumika kupitia kulisha. Nitrojeni iliyobaki ni kiasi kilichopotea au kufutwa ndani ya maji. Katika kesi hapo juu, 6.72 - (1.90 + 0.576) = 4.24 g NH₃. Hiyo ni 63.1% (4.24/6.72) ya nitrojeni kutoka kwenye malisho inabadilishwa kuwa NH₃. Inasumbuliwa na branchia kama NH₃ lakini, kulingana na pH ya maji, inabadilishwa kuwa NH₄ . Neno TAN linamaanisha jumla ya nitrojeni ya amonia, au mchanganyiko wa NH₃ + NH₄ . Katika Kielelezo 6 sisi kutoa mfano wa matokeo kutoka maabara yetu ambapo nitrojeni jumla ilikuwa mahesabu katika kulisha, na kisha kipimo katika samaki, nyasi, na maji.

Kielelezo 5: Mfano wa uchambuzi wa mzunguko wa nitrojeni katika tilapia kutumia feeds nne tofauti kulingana na vyanzo mbalimbali protini (unga wa samaki, soya, mahindi gluten, na pea makini)

*Hakimiliki © Washirika wa Mradi wa Aqu @teach. Aqu @teach ni Ushirikiano wa Kimkakati wa Erasmus+katika Elimu ya Juu (2017-2020) unaongozwa na Chuo Kikuu cha Greenwich, kwa kushirikiana na Chuo Kikuu cha Zurich cha Sayansi Applied (Uswisi), Chuo Kikuu cha Ljubljana na Kituo cha Biotechnical Naklo (Slovenia) . *