Aqu @teach: Utangulizi wa kufuatilia

vigezo vya kisayansi

Kipimo cha kisayansi** ni tabia inayojulikana au inayoweza kupimwa au thamani, iliyochaguliwa kutoka kwa seti ya data. A variable ni sababu yoyote, sifa, au hali ambayo inaweza kuwepo kwa kiasi tofauti au aina. Katika sayansi ya majaribio, kwa kawaida kuna aina tatu za vigezo: 1) kujitegemea, 2) tegemezi, na 3) kudhibitiwa. ** Tofauti ya kujitegemea** ni moja ambayo majaribio yanabadilika ili kupima au kuchunguza majibu au athari. Tofauti ya **tegemezi ni majibu ya kipimo kwa mabadiliko yaliyofanywa kwa kutofautiana kwa kujitegemea. ** kudhibitiwa variables ni vigezo ambayo ni agizo mara kwa mara katika majaribio.

Hebu tuonyeshe vigezo hivi na jaribio la kufikiri kwa kutumia mfumo wa aquaponic. Tunavutiwa na jinsi jumla ya samaki huathiri uzalishaji wa amonia katika tank ya samaki iliyounganishwa na kitengo cha hydroponic. Mkusanyiko wa amonia utapimwa kwa g/L katika tank ya samaki pamoja na kitengo cha hydroponic. Kiasi cha kulisha na kiwango kitabaki mara kwa mara, wakati wingi wa samaki utatofautiana na kuongeza samaki ndani ya tank ya samaki. Katika jaribio hili imaginary, jumla ya wingi wa samaki ni variable huru (hii ni nini sisi ni kubadilisha), na mkusanyiko amonia ni variable tegemezi (hii ni nini sisi ni nia ya - ni nini sisi ni kupima kama majibu kwa tofauti wingi wa samaki). Vigezo, kama vile kiasi cha chakula, kiwango cha kulisha, vipindi vya muda kati ya kulisha na kutofautiana kwa wingi wa samaki, joto la maji katika tank ya samaki na katika kitengo cha hydroponic, eneo la uso wa biofilter, idadi ya mimea katika kitengo cha hydroponic, nk, yote yanapaswa kuwekwa mara kwa mara ili kupima tu athari za tofauti ya molekuli jumla ya samaki juu ya uzalishaji wa amonia, na kwa hiyo ni vigezo kudhibitiwa.

Ni muhimu kutambua kwamba majaribio ya kisayansi (au vipimo vya parameter sawa katika ufuatiliaji) hufanyika kwa wingi, kwa kawaida mara tatu, ili kuthibitisha data ya kimapenzi au matokeo yaliyoonekana. Replications tatu ni kawaida ya kutosha kutawala nje yoyote ya uwezo (kama vipimo vingine viwili vinakubaliana). Wastani (katika takwimu inayoitwa maana ya hesabu) ya vipimo vile huchukuliwa ili kuboresha usahihi wa matokeo. Kupotoka kwa kawaida (SD) ya replicates tatu lazima pia kuhesabiwa ili kutoa ripoti juu ya kutofautiana kati ya data. Kupotoka kwa kiwango cha chini ni bora. Usisahau kuingiza vitengo katika vipimo vyako. Ulinganisho wa kuhesabu maana ya hesabu na kupotoka kwa kawaida huonyeshwa hapa chini:

Ambapo: $\ bar {x} $ = maana ya hesabu

$_1, _2, _3, _n$ = maadili ya mtu binafsi katika kuweka data = idadi ya pointi za data katika seti (idadi ya maadili ya ‘x’)

Ambapo:

= kupotoka kwa kawaida

Σ = alama ya summation

Misri = kila thamani ya mtu binafsi katika kuweka data

minsor = maana ya hesabu

= idadi ya pointi za data katika seti (idadi ya maadili ya ‘x’)

Kwa nini kufuatilia?

Uhitaji wa ufuatiliaji katika aquaponics unatoka kwa maoni mawili: sheria nausimamizaji. Hali kamili ya aquaponics ina maana kwamba inaanguka katika makundi kadhaa ya sheria kuhusiana na sera katika ngazi ya EU. The Sera ya Uvuvi wa kawaida (CFP) na Kilimo cha kawaida Sera (CAP), pamoja na sera za usalama wa chakula, afya ya wanyama na ustawi, afya ya mimea, na sheria za mazingira, miongoni mwa wengine, zinaweza kuomba, kulingana na sifa za uendeshaji wa mfumo. Sheria na kanuni ambazo zinahitajika kuzingatiwa wakati wa uzalishaji wa maji ni pamoja na, lakini sio tu:

• Maelekezo ya Mfumo wa Maji (2000/60/EC) (WFD) - Miongoni mwa mambo mengine, WFD inaweka sheria za ufuatiliaji, sampuli, na kuchambua kutokwa kwa majivu katika maji ya maji. Pia inahitaji nchi wanachama kuanzisha utawala wa ufuatiliaji ndani ya nchi yao, ambayo mara nyingi hujumuisha ukaguzi katika maeneo ya kutokwa ili kuchambua majivu

• Maelekezo ya Nitrati (91/676/EEC) inataja mipaka ya parameter ya majivu ambayo yanaweza kutolewa

• Kanuni za usalama wa chakula, ambazo zitafunikwa kwa undani zaidi katika Sura ya 10 ya kitabu hiki

• Kanuni za Ustawi wa wanyama na Afya ya Samaki, kama vile Maelekezo 91/496/EEC, ambayo huweka kanuni zinazosimamia shirika la hundi za mifugo juu ya wanyama wanaoingia EU kutoka nchi za tatu

Katika nchi nyingi msaada utapatikana kutoka kwa mashirika ya serikali ili kuweka wakulima wa maji ya maji kulingana na sheria, na kwa hiyo wanapaswa kutafuta taarifa kamili kutoka kwa mamlaka husika kuhusiana na hali yao fulani (Joly 2018).

Ufuatiliaji wa mara kwa mara wa vigezo ni sehemu muhimu ya usimamizi, uendeshaji, na matengenezo ya mfumo wa aquaponic. Ufuatiliaji ubora wa maji, na afya ya samaki na mimea, itaonyesha jinsi mfumo unavyofanya vizuri na una faida kubwa za gharama. Kuweka kumbukumbu nzuri za vipimo vyako kunaweza kusaidia sana katika kuchunguza mwenendo na kugundua matatizo ya baadaye. Ni muhimu kurekodi masomo yako yote. Vigezo kama vile amonia, nitriti, oksijeni iliyoharibika, na pH inaweza kutoa dalili ya kama mfumo haufanyi kazi.

Kutambua parameter ambayo ni tatizo (yaani nje ya aina inayotaka) husaidia operator kurekebisha tatizo haraka na kurejesha utendaji wa mfumo wa aquaponic nyuma kwa viwango vyema, ambayo itasababisha mavuno makubwa ya samaki na mimea.

Mbinu tofauti za ufuatiliaji

Njia za ufuatiliaji za kupima ubora wa maji ya maji ya maji kutoka rahisi sana na ya bei nafuu kwa ngumu na kuwashirikisha vifaa vya uchambuzi wa gharama kubwa. Njia rahisi na ya gharama nafuu ni kutumia vipande vya mtihani, ambavyo huingia ndani ya maji. Hizi zina reagent ambayo mabadiliko ya rangi wakati inakuja katika kuwasiliana na maji. Upeo wa majibu haya unaweza kulinganishwa na chati ya rangi iliyotolewa na kit, ambayo itatoa kipimo sahihi cha kile kinachojaribiwa. Kits hizi mara nyingi ni za bei nafuu na rahisi kutumia, ingawa kwa kuwa ni nyenzo zinazoweza kutumika, hifadhi zitahitaji kuwa mara kwa mara kujazwa tena. Hizi, hata hivyo, zinaweza kutumika tu kwa aina ndogo. Kwa mfano, baadhi ya vipande vya mtihani kwa pH hufanya kazi tu ndani ya pH mbalimbali kutoka 5 hadi 8. Ikiwa pH katika mfumo wa aquaponic iko nje ya aina hii (chini ya 5 au zaidi ya 8), basi vipande vya mtihani vinaweza kutoa matokeo ya uongo.

Ngazi inayofuata kwa suala la utata na gharama ni vipimo vya kutumia vitendanishi vya kemikali na chati ya rangi. Hapa sampuli imewekwa kwenye tube ndogo ya mtihani na matone ya reagents huongezwa kulingana na maelekezo. Mmenyuko hutokea na rangi ya suluhisho katika tube ya mtihani inalinganishwa na chati ya rangi inayokuja na kit. Bei ya vipimo hivi inatofautiana. Toleo sahihi zaidi na la juu la vipimo hivi linapima rangi na spectrophotometers.

Spectrometry ni njia ya uchambuzi wa kiasi ambacho hutumia upungufu wa mwanga. Kawaida sampuli ya maji ni centrifuged ili kuondoa yabisi suspended na reagent maalum kwa mtihani taka ni aliongeza. Hii ni kisha kuwekwa ndani ya spectrophotometer kwa ajili ya uchambuzi. Kusoma iliyotolewa na spectrophotometer inaweza kisha kuhusiana na curves ya kawaida inayojulikana kwa parameter fulani ya kemikali ili kutoa mkusanyiko. Wazalishaji wengine pia hutoa kits za mtihani kwa uchambuzi wa haraka, bila ya haja ya kutumia curves za calibration, na hizi zinapatikana kwa vigezo mbalimbali vya ubora wa maji.

Njia ya juu na ya gharama kubwa ya ufuatiliaji inahusisha kutumia probes na mita za elektroniki. Hizi zipo katika usanidi wa parameter moja, au katika mazungumzo ya mita moja ya multiprobe. Probes huunganishwa na mita ya elektroniki ya digital na imeingia ndani ya maji. Wachunguzi wa mtandaoni wanaoendelea pia wanaweza kuwekwa ndani ya tank ya samaki, na uchunguzi daima unawasiliana na maji. Wanagharimu zaidi kwa kulinganisha na vipimo vilivyoelezwa hapo awali, hata hivyo, ni vyombo sahihi zaidi vya ufuatiliaji, na huwa na upeo mkubwa wa kupima (Klinger-Bowen et al. 2011).

Mbinu ya ufuatiliaji iliyochaguliwa mara nyingi huhusishwa na ukubwa wa mfumo wa aquaponic na kiwango cha tija. Mifumo ya kibiashara ya kawaida huajiri wachunguzi wa kuendelea mtandaoni kwa oksijeni iliyoharibiwa (DO), kiwango cha maji na usambazaji wa umeme. Kwa upande mwingine, mifumo ya mashamba ya hobby mara nyingi hutegemea njia rahisi na rahisi zaidi, kama vile vipande vya mtihani, au hata ukaguzi wa kuona wa maji machafu, oksijeni katika biofilter, mimea na afya ya samaki.

Uainishaji wa vigezo vya ufuatiliaji

Vigezo vinavyotakiwa kufuatiliwa katika mfumo wa aquaponic ni ubora wa maji, afya ya samaki, na afya ya mimea, na inaweza kuainishwa katika aina zifuatazo: 1) kemikali, 2) kimwili, na 3) kibiolojia. Vigezo vya kemikali vinahusiana na ubora wa maji na ni pamoja na pH, DO, amonia, nitriti, nitrati, maudhui ya fosforasi, na ugumu wa maji. Vigezo vya kimwili ni pamoja na joto la maji na hewa, unyevu wa jamaa, na kiwango cha mwanga cha U Vigezo vya kibaiolojia hutoa ufahamu wa moja kwa moja kwa utendaji wa mfumo, na ni pamoja na kila kitu kutoka kwa wingi na afya ya samaki na mimea, upungufu wa virutubisho katika mimea, uchafuzi wa mwani, na vigezo vingine vya microbiological. Kila kiumbe katika kitengo cha aquaponics — samaki, mimea, na bakteria katika biofilter — kina aina maalum ya kuvumiliana kwa kila parameter ya physico-kemikali (Jedwali 1). Safu za uvumilivu zinafanana kiasi kwa viumbe vyote vitatu, lakini kuna haja ya maelewano na kwa hiyo viumbe vingine haviwezi kufanya kazi kwa kiwango chao cha juu (Somerville et al. 2014a).

Jedwali 1: Mipangilio bora ya vigezo vya physio-kemikali kwa samaki (maji ya joto na baridi), mimea na bakteria ya nitrifying

Lengo ni kudumisha mazingira ya afya na physico-kemikali pamoja na vigezo vingine kwamba kukidhi mahitaji kwa ajili ya kupanda samaki, mboga, na bakteria wakati huo huo. Kuna matukio ambapo ubora wa maji utahitaji kutumiwa kikamilifu ili kufikia vigezo hivi na kuweka mfumo utendakazi vizuri.

Marudio ya ufuatiliaji

Upepo wa ufuatiliaji unatofautiana kulingana na parameter kufuatiliwa. Kama kanuni ya jumla, mifumo ya kuanza (katika hifadhi ya awali ya mimea na wanyama) inapaswa kupimwa kila siku ili marekebisho yanaweza kufanywa haraka wakati inahitajika. Kwa mfano, viwango vya kulisha vinaweza kupunguzwa, aeration inaweza kuongezeka, au maji yanaweza kupunguzwa kwa kukabiliana na viwango vya juu vya amonia. Mara baada ya mzunguko wa virutubisho ni uwiano (baada ya wiki 4 bila mabadiliko makubwa katika vigezo), ufuatiliaji wa kila wiki ni kawaida ya kutosha kudumisha ubora mzuri wa maji. Hata hivyo, ikiwa tatizo linashukiwa (mabadiliko katika kuonekana au tabia ya samaki, viashiria vya upungufu katika mimea), basi ufuatiliaji wa mara kwa mara wa ubora wa maji unapaswa kuanza tena. Kwa hiyo, ufuatiliaji wa kila siku wa afya ya samaki na mimea ni muhimu ili kugundua matatizo ya uwezo mapema. Pia ni muhimu sana kuweka rekodi nzuri ya vigezo ufuatiliaji, kwa mfano muonekano na tabia ya samaki (kawaida/nje ya kawaida), muonekano wa mimea (kawaida/mbaya kuangalia), na vigezo maji kemia (pH, DO, amonia, nitriti, nitrati). Kwa njia hii, sababu ya tatizo linaloweza kutambuliwa kwa urahisi zaidi na, ikiwa tatizo linatokea tena, marekebisho ambayo hapo awali yalifanya vizuri yanaweza kutekelezwa haraka (Sallenave 2016; Somerville et al. 2014a). Mfano wa kitabu cha logi ya data huonyeshwa kwenye Mchoro 1.

Kielelezo 1: Mfano wa meza ya logi ya data ya ufuatiliaji. SS katika meza anasimama kwa ‘sampuli’ tovuti

*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) . *