آکواپونیک چیست
آکواپونیک چیست
اساسا، آکواپونیک ادغام آبزی پروری ماهی و هیدروپونیک رشد گیاهان در محیط آبی میباشد. آکواپونیک بهترین تکنیک است. بیایید با جزئیات بیشتری بررسی کنیم.
آکواپونیک، سیستم زیستی یکپارچه میباشد که شامل دو عنصر اصلی است.
- زیر سیستم آبزی پروری، متشکل از ماهی و سایر محیط های حیوانات آبزی.
- زیر سیستم هیدروپونیک، متشکل از گیاهان رشد یافته به صورت هیدروپونیک.
این دو اجزاء در محیط آبی با یکدیگر برهم کنش داشته و در چرخه آن آکواپونیک رخ میدهد. آب حاوی زباله های حیوانات میباشد که مواد مغذی مورد نیاز برای رشد گیاهان را فراهم میکند. در مقابل، گیاهان نیتروژن زیاد را مصرف کرد و آب تصفیه شده را به مخزن میرساند. برای این که تمام داستان را بگویم، باید اشاره کنم که جوامع زنده زیادی در سیستم آکواپونیک وجود دارد که از آن جمله میتوان به جامعه میکروبی اشاره کرد. باکتریهای تولید کننده نیتروژن معمولا در فیلترهای زیستی مناسب قرار میگیرند. با ترکیب و اتصال این جوامع مختلف، یک سیستم بسته ایجاد میشود که میتواند محصولات گیاهی و حیوانات منحصربفرد در آن رشد کند. برای درک آکواپونیک و انگیزه توسعه آن، باید به تاریخ آن نگاه کنیم.
آکوآپونیک (Aquaponic) یک سیستم بیولوژیکی است که کشت آکوآی (Aquaculture) (پرورش ماهی) چرخشی را با هیدروپونیک که در آن سبزی، صیفی یا گل کاشته شده است؛ پیشرفت های اخیر پژوهشگران و تولیدکنندگان، سیستم آکوآپونیک را به عنوان مدلی، در آورده که برای تولید پایدار موفق بوده است.
تاریخچه Aqua Ponics:
مشخص شده که طغیان رودخانه باعث حاصلخیزی خاک کشاورزی میشود. بزرگترین و سازنده ترین سازه انسانی در سیلابهای رودخانه های بزرگ، دلتای رود نیل میباشد که توسعه یافته است. به طور طبیعی، افراد شروع به دیدن و مطالعه مکانیک پشت این پدیده میکنند که برای تولید کنترل شده استفاده میگردد. اولین علامت فعالیت مشابه با آکواپونیک در تمدن آزتک (یک تمدن سرخپوستی در مکزیک بودند) (1000 سال قبل از میلاد) یافت شده است. این گیاهان روی سطح جزایر قایق مانند که در برخی از کانالهای شناور ویژه قرار داشتند، رشد میکردند. آب، ضایعات و لجن برای آبیاری و بارور کردن محصولات جزایر استفاده میشدند. این سیستم تحت عنوان “کینامپس” شناخته میشود.
شاخه ای کاملا جداگانه از آکواپونیک که در آسیا توسعه یافته است. سطوح بزرگ آن در زیر نواحی اصلی کشت برنج، موجب توسعه آکواپونیک شده است. اگرچه پایه مشابه است، اما فعالیت آکواپونیک تا حدودی از سیستمهای اولیه متفاوت میباشد.
برای نخستین بار اقوامی به نام ازتک ساکن آمریکای جنوبی توانستند کشاورزی را با تلفیقی از آبزیپروری به نمایش بگذارند. آنها از طریق آبگیرهای راکد که سرشار از مواد مغذی ناشی از وجود مواد دفعی آبزیان بود را از طریق کانالهای آبرسانی به اراضی کشاورزی اطراف میرساندند.
در چین اندونزی، هند نیز پرورش آبزیان در مزارع برنج قدمتی بسی طولانی دارد. توجه داشته باشید که اجرای سیستماتیک آکواپونیک از اوایل دهه 80 میلادی آغاز شد.
برخی از نکات برجسته تاریخ آکواپونیک در قرن بیست و یکم میباشند که عبارتند از:
- در سال 1969، جان تاد، نانسی تاد و ویلیام مکلارنی، موسسه جدید آلکمی را تاسیس کردند که پروژه های اصلی باری ایجاد پناهگاه خورشیدی و خودکفا را انجام میداد. علاوه بر پناهگاه، “قوس” طراحی شده بود تا نیازهای یک خانواده چهار نفره را با استفاده از روشهای جامع ارائه ماهی و سبزیجات فراهم کند.
- در دهه 1970، دکتر جیمز راکوسی و همکاران در جزایر ویرجین، تحقیقی را در مورد استفاده از گیاهان به عنوان سیستم تصفیه طبیعی در سیستم مزرعه ماهی انجام دادند. این تیم تا سال 1997 بستر رشد هیدروپونیک را در سطح وسیع برای سیستم آکواپونیک تهیه کردند.
- پس از آزمایش موفق در سال 1978، ویلیام لوئیس و همکاران ترکیبی از آبزیپروری، فیلتراسیون زیستی و رشد گوجه فرنگی را با موفقیت انجام دادند.
- در دهه 1980، مارک مک مارتری و داگ ساندرز با موفقیت اولین سیستم آکواپونیک را طراحی کردند که در آن آب از مخزن ماهی برای آبیاری بستر خیار و گوجه فرنگی، متشکل از شن و ماسه استفاده شده و ماسه نیز به عنوان فیلتر زیستی بکار گرفته شده بود؛ آب حاصل از فیلتر مجدد برای ماهیها استفاده میشد.
سیستم آکواپونیک
آکوآپونیک به تولید محصولات کشاورزی به طور پایدار و طرق زیر کمک میکند:
- تولیدات هرز و دفع شونده یک سیستم، به عنوان غذا یا سوخت برای سیستم بیولوژیک دیگر عمل میکند.
- ترکیب ماهی و گیاه، نوعی چند کشتی است که تنوع را افزایش داده است. بنابراین پایداری سیستم را بیشتر میکند.
- فیلترسازی آب به طریق بیولوژیک انجام میشود، بدین ترتیب که فضولات و عناصر غذایی قبل از ترک سیستم هیدروپونیک توسط گیاه جذب شده، آب تصفیه شده به سیستم پرورش ماهی باز میگردد.
در آکواپونیک محلول غذایی هرز از مخازن ماهی برای تغذیه بسترهای تولید هیدروپونیکی از طریق آب آبیاری به کار میرود. این برای ماهی مطلوب است، زیرا ریشه های گیاهی و محیط درایزوفره باکتریایی مرتبط با آن مواد غذایی موجود در آب را حذف میکند. این مواد غذایی که از کود ماهیها (فضولات ماهی)، جلبکها و تجزیه غذای ماهیها حاصل میشود، به عنوان آلوده کننده محیط رشد ماهی محسوب شده، در صورتی که توسط گیاهان جذب نشود؛ موجب ایجاد سطوح سمی در مخازن ماهی میشود.
بدین ترتیب فضولات ماهی (مواد زائد) به عنوان کود مایع برای گیاهان کشت شده هیدروپونیکی عمل میکند. از طرفی دیگر، بستر هیدروپونیکی به عنوان فیلتر زیستی (Biofilter) که آب تصفیه شده را به مخازن ماهی برمیگرداند؛ عمل میکند. باکتری هایی که در داخل بستر هیدروپونیکی (سنگریزه ها) موجود بوده، در ارتباط با ریشههای گیاهی است، نقش بسیار مهمی در بازیابی محلول غذایی ایفا میکند. درواقع بدون این میکروارگانیسمها، تمامی سیستم غیرفعال میشود. تولیدکنندگان گلخانهای از آکوآپونیک به دلایل ذیل استقبال میکنند:
- تولیدکنندگان هیدروپونیکی، آب آبیاری حاوی فضولات ماهی را به عنوان کود آلی که موجب رشد خوب گیاه میشود؛ در نظر میگیرند.
- تولیدکنندگان ماهی، هیدروپونیک را به عنوان فیلتراسیون زیستی در نظر میگیرند. این فیلتراسیون چرخش متراکم آکوآکالچر را موجب میشود.
- تولیدکنندگان غذای گلخانهای، دو محصول را از یک واحد تولیدی برداشت میکنند، ضمن اینکه محصولات تولیدی ارگانیک، طبیعی و سالم است.
- در مناطق خشک که محدودیت آب وجود دارد، آکوآپونیک تکنولوژی مناسبی است که امکان تولید غذا و بازیابی آب را فراهم میکند.
- آکوآپونیک مدلی از تولید غذای پایدار است که گیاه و ماهی در هم ادغام شده، چرخش مواد غذایی و تصفیه آب فعال میشود.
- علاوه بر کاربردهای تجاری یاد شده، آکوآپونیک یک سیستم زیستی مطلوب برای آموزش دانش آموزان دبیرستانی است.
چگوگی کار سیستم آکواپونیک
انواع سیستم های باغبانی اکواپونیک:
بدون وجود اطلاعات، افراد معمولا نمیتوانند از حداکثر قابلیت آکواپونیک استفاده کنند. انواع مختلفی از تکنیکهای آکواپونیک وجود دارد که در زیر ارائه شده اند. انواع سیستم های آکواپونیک را میتوان بر اساس پیچیدگی، نوع فیلتراسیون و فاکتورهای متفاوت طبقه بندی کرد. ساده ترین سیستم برای آکواپونیک خانگی، سان پوند است. سان پوند یک حوض ماهی یا یک مخزن است که در آن گیاهان در سطح آب شناور بوده و ریشه ها در آب قرار دارند (پشتیبانی میشوند) اگر ماهی ها را همزمان با گیاهان پرورش میدهید، بایستی ریشه ها از لحاظ فیزیکی محافظت شوند تا ماهیها به آنها آسیب نزنند. اصل سان پوند همانند سیستمهای آکواپونیک قدیمی است که توسط آزتکها استفاده میشد.
سیستمهای پیچیده تر عمدتا دارای پنج عنصر اصلی هستند:
- مخزن ماهی
- بستر گیاه
- تشتک رسوب برای زباله های جامد
- فیلتر زیستی یا نیتریفیکاسیون
- پمپ ها برای گردش آب
توجه داشته باشید که تعداد کل عناصر اساسی ممکن است بسته به طراحی متفاوت باشد. با توجه به اینکه آکواپونیک توسط مخترعان مختلف
سراسر جهان توسعه یافته است، مفاهیم تا حدود زیادی میتوانند متفاوت باشند. چه چیزی باعث میشود که در تنظیم آکواپونیک خاص، سیستم هیدروپونیک ایستادگی داشته باشد. بیشترین شیوه های تولید و روشهای تولید محصول در سیستمهای هیدروپونیک عبارتند از:
- بستر محیط
- شناورها
- تکنیک فیلم مواد مغذی (NFT)
- برجهای عمودی
- بسترهای ویکینگ
- سطل ها
ماهی تیلاپیا مناسب سیستم آکواپونیک
انتخاب نوع ماهی:
همه گونه های ماهی برای کشت آکواپونیک مناسب نیستند. ماهی باید قادر باشد:
- در شرایط شلوغ رشد کند.
- در برابر نوسانات سطح اکسیژن محلول و همچنین اشباع نیترات و نوسانات pH مقاوم باشد.
- به بیماریها و انگلها مقاوم باشد.
- استفاده از مواد مغذی کارآمد منجر به رشد سریع شود.
- خوراکی یا زینتی باشد.
اینکه چه نوع ماهی در این سیستم خوب عمل میکند نیز مهم است. نام اسپرانو در آمریکا سیستم ساده آکوآپونیک را که به ماهی تیلاپیا کار میکرد، ابداع نمود، ماهی تیلاپیا به بیماری و علف خواری مقاوم است. این ماهی بعد از ماهی کپور، بیشترین کشت را در جهان را دارد. این ماهی یک نوع ماهی گوشتی بوده، به طوری که 44 درصد وزن بدنش را فیله تشکیل میدهد. گیاه انتخابی (نام اسپرانو) ریحان بود. وی از سیستم هیدروپونیک قطرهای با بستر ریشهای که حاوی سنگریزههایی به اندازه نخود است؛ استفاده نمود. ریشههای گیاه حدود 7.5 سانتیمتر بالای این بستر را استفاده میکنند.
بدین ترتیب، مواد مغذی قطرات وارد شده در محیط ریشه، مصرف شده، بقایای آن به طرف پایین زهکش شده، در آنجا باکتریها مواد مضر تولید شده توسط ماهیها (آمونیاکها) را حذف میکنند و در نتیجه آب برگشتی به مخزن ماهیها 96 تا 98 درصد خالص است.
در این سیستم هرگز نباید ماهی را تنها و بدون گیاه گذاشت. ضمن اینکه لازم است از تکثیر بیش از حد ماهی و شلوغ شدن آنها در مخازن نیز جلوگیری نمود. در روش آکوآپونیک تنظیم pH با میزان مصرف پروتئین برای تغذیه ماهی تنظیم میشود. بدین ترتیب که با برنامهریزی تغذیه ماهی نسبت به تنظیم اسیدیته محلول غذایی هیدروپونیک اقدام میشود.
میتوان لوله PVC را با قطر 2.5 سانتیمتر برای پمپ کردن محلول غذایی غیر تصفیه شده (مخزن ماهی) به بستر رشد گیاه استفاده کرد. از پمپهای با نیم اسب بخار برای جریان چرخشی آب میتوان استفاده کرد. فاصله زمانی بین چرخش را میتوان بین 2 تا 15 دقیقه در نظر گرفت. در صورتی که ابتدا 500 لیتر از یک مخزن پمپ شود، بازگشت آن با طی کردن مسیر بستر ریشهای گیاه، حدود 10 دقیقه به طول میانجامد.
یک سطل، حاوی یک پمپ در انتهای هر کدام از بسترهای گیاهی قرار دارد که حدود 50 لیتر گنجایش دارد. زمانی که این سطل پر از آب شود، به داخل مخزن ماهی پمپ و برگشت داده میشود. تام برای برگشت آب به مخزن از لولههای پلاستیکی سوراخدار که حالتی شبیه آبپاش به وجود میآورد، استفاده کرد. با این روش، اکسیژن کافی برای ماهی با آب مخلوط میشود. با توجه به جریان چرخشی آب و حفظ آن، حدود 7.5 درصد آب جایگزینی در هر ماه که ناشی از جذب آن توسط گیاه و تبخیر است، نیاز هست.
انواع ماهی های باغبانی اکواپونیک:
در اینجا برخی از گونه های ماهی به منظور استفاده در آکواپوینک معرفی شده است :
تیلاپیا:
در سیستم آکواپونیک ماهی تیلاپیا به طور گسترده استفاده میشود. این ماهی از نظر اندازه، سختی، تحمل انواع دما و شرایط آب و تولید گوشت نرم بسیار مناسب است. تیلاپیا دارای اشتهای زیادی بوده و رشد سریعی دارد و برای پرورش مناسب است.
قزل آلا:
قزل آلا به خانواده سالمون تعلق دارد و گوشت آن بسیار ارزشمند است. آنها شکارچیان آب سرد هستند و دمای مطلوب برای رشد آنها حدود 15 درجه سانیتگراد است و نیازمند رژیم غذایی پر پروتئین و آب تمیز هستند. به دلیل ترجیح دماهای سرد، در هوای سرد و معتدل رشد ایده آلی دارند. برخی از تولید کنندگان ماهی قزل آلا تنها در ماههای زمستان آنها را پرورش میدهند. توجه داشته باشید که آب سرد ممکن است باعث محدودیت در انتخاب گیاهان شود. رایجترین گونه نگهداری شده ماهی قزل آلای رنگین کمان است.
گربه ماهی:
دو گونه گربه ماهی، گربه ماهی کانل (Ictalurus punctatus) و گربه ماهی آفریقایی (Clarias gariepinus) برای سیستم آکواپونیک مناسب هستند که به دلیل تحمل زیاد نوسانات اکسیژن، نیتریت و pH و مقاومت در برابر انگلها و بیماریها میباشد. این ماهیها به غذاهای غرق شده نیاز دارند و به همین دلیل بیشتر در پایین مخزن زندگی میکنند و به عنوان ماهی کم چگال در نظر گرفته میشوند. این ماهیها را میتواند در ترکیب با گونههایی که در لایه های بالایی آب زندگی میکنند رشد داد.
گربه ماهی مناسب سیستم آکواپونیک
کپور:
کپور به طور گسترده در جهان پرورش داده میشود. در محیط آکواپونیک، سه گونه رایج کپور، شامل کپور معمولی (Cyprinus carpio)، کپور نقره ای (Hypophthalmichthys molitrix) و آمور (Ctenopharyngodon idella) میتوانند با همدیگر رشد کنند، زیرا تمام مواد غذایی را پوشش میدهند و از منابع غذایی و همچنین ضایعات استفاده میکنند. آنها میتوانند در محدوده دمایی شگفت انگیز (34-4 درجه سانتیگراد / 93-39 درجه فارنهایت)، با دمای بالایی 20 درجه سانتیگراد (حدود 84-77 درجه فارنهایت) رشد سریعی داشته باشند.
ماهی لب بزرگ:
با وجود اینکه ماهی لب بزرگ نسبت به تیلاپیا حساسیت بیشتری دارد؛ با این حال، نسبت به سطوح اکسیژن محلول و سطوح بالای نیترات تحمل بالایی دارد. ماهی لب بزرگ در محدوده دماهای مختلف رشد کرده و در طول یک سال بسیار بزرگ میشود.
ماهی زینتی:
ماهی زینتی مانند کوئی و ماهی طلایی انتخابهای خوبی هستند؛ به ویژه هنگامی که شما سیستم خود را شروع کرده و میخواهید آن را آزمایش کنید. در صورتی که مایل نیستند ماهی را به عنوان منبع غذایی استفاده کنید، از ماهیهای زینتی بهره ببرید. در استرالیا، گونه های بومی، نظیر بارامانودی، پرچ نقره ای و موری کد، رشد داده میشود.
بی مهرگان:
اگرچه در حوزه پرورش آبزی رشد بیمهرگان نادر است، اما میتوانند در مخزن ماهی نیز استفاده شوند. به عنوان مثال، میگو از غذاهای باقی مانده ماهیها، مواد زائد و سایر مواد آلی موجود در مخزن تغذیه کرده و سیستم را سالم نگه داشته و باعث افزایش تجزیه ضایعات میشود.
نکته مهم: هر گونه ای از ماهی که برای رشد انتخاب میکنید، هرگز آنها را در آب جاری رها نکنید. من توصیه میکنم که گونه ای را انتخاب کنید که بومی منطقه شما باشد
مزایا استفاده از سیستم آکواپونیک:
به صورت کلی میتوان اذعان نمود که کشت گیاهان از طریق آکواپونیک همان تلفیق پرورش آبزیان با محصولات کشاورزی است مزایایی به قرار زیر دارد که عبارتاند از:
کارآیی استفاده از آب:
با توجه به ماهیت چرخشی آن، آکواپونیک به صورت کارآمد از آب استفاده میکنید. یک مزرعه آکواپونیک به حدود 2 درصد آب منظم نیاز دارد. این امر به دلیل این واقعیت است که آب از طریق تبخیر از زمین از دسترس خارج نمیشود. در مقایسه با آبزی پروری استاندارد، سیستم آکوآپوینک تولید تیلاپیا تنها به یک درصد آب برای تولید منظم نیاز دارد. استفاده از این روش باعث صرفهجویی در مصرف آب میشود به قول معروف با یک تیر دو نشان را به هدف میزنید تولید دو محصول از طریق یک منبع آب
حساسیت و انعطاف پذیری:
یکی از مزایای اصلی آکواپونیک این است که شما میتوانید سیستم بسته ای را ایجاد کنید که نیاز به ورودی کمی دارد. شما بایستی غذای ماهی را تهیه کنید و آن نیز به نوبه خود غذای بستر گیاه را ایجاد میکند. همچنین، آکواپونیک برای تولید مواد غذایی شخصی و خانوادگی ایده آل است، زیرا سبزیجات و پروتئینهای با کیفیتی را برای شما تولید میکند. برخی از پروژه ها نظیر، موسسه آلکمی، از آکواپونیک به عنوان سیستمی برای تامین غذای مورد نیاز خود استفاده میکند.
نکتهای که وجود دارد این است اکواپونیک برای آبزیان نیز مفید است، چرا که اگر این دفع مواد زائد آبزیان صرف گیاهان نشود در بستر استخر تجمع میکند و این تجمع و پسماند مواد سم ایجاد میکند. این حالی است که در روش اکواپونیک این پسماند صرف گیاهان میشود.
امنیت غذایی محلی و جهانی:
آکواپونیک ممکن است بخشی از راه حل افزایش تقاضای جهانی مواد غذایی باشد. با افزودن اجزای آبزی پروری به رشد گیاهان هیدروپونیک، آکواپونیک پروتئین بسیاری را توسط ماهی فراهم میکند. کارآیی سیستم آکواپونیک یک مزیت بزرگ بوده و باعث تولید غذای بیشتری میشود.
سبزیجات سالادی مناسب سیستم آکواپونیک
مزایای زیست محیطی:
علاوه بر کارآیی مصرف آب، آکواپونیک دارای مزایای زیست محیطی دیگری نیز میباشد. نیازی به زمینهای کشاورزی نداشته و از اثرات منفی روی خاک اجتناب میشود و تبدیل زمین (جنگل زدایی) مورد نیاز نیست. آفتکش و کودی در آن استفاده نمیشوده و در نتیجه زمینهای اطراف و اکوسیستم آب را آلوده نمیکند. همچنین، بسیاری از فضاهای “محیط زیست مرده” مانند انبارها را به مزارع زنده تبدیل میکند. مزایای گسترده ای با هدف توسعه پایدار برای تولید مواد غذایی داشته و باعث دسترسی آسان به غذاهای سالم و بهبود اقتصاد محلی میشود.
آکواپونیک باعث بهبود کیفیت آب استخرهای پرورش ماهی به همراه کاهش آلودگی محیط زیست میشود. همچنین این روش باعث صرفهجویی در مصرف کودهای شیمیایی میشود.
تنوع سفارش در بازار:
ترکیبی از ماهی همیشه تازه و سبزیجات میتواند شما را به یک رقیب جذاب در بازار کشاورزان تبدیل کند، به ویژه در مورد مصرف کنندگان که مواد غذایی محلی و پایدار نیاز دارند.
همچنین:
- در آکواپونیک هزینهها کاهش می یابد.
- باعث بهبود طعم و کیفیت محصولات کشاورزی ای میشود که از طریق آب واحد تولید آبزیان به عمل آمدهاند.
- آکواپونیک باعث میشود مواد مغذی آبزیان به گیاه منتقل شود.
- در اکواپونیک عناصر غذایی موجود در ماهی به عنوان کود مصرفی در بستر گیاهان مورد استفاده قرار میگیرد.
معایب باغبانی اکواپونیک:
سیستم های آبی همانند هر نوع سیستم دیگری دارای نقاط ضعف و محدودیتهایی هستند. شما میتوانید با سیستمهای کوچک مقیاس برای مقدار پول نسبتا کمی آزمایش کنید. آغاز تولید صنعتی در مقیاس بزرگ میتواند هزینه های زیادی را در پی داشته باشد و هزینه آن از 2000 تا 10000 دلار آمریکا متفاوت است.
- اگر میخواهید محصول خود را در زمستان حفظ کنید، آکواپونیک به انرژی زیادی نیاز دارد. پمپهای آب، نور و گرمایش انرژی زیادی را مصرف میکنند. نیاز برق را میتوان با استفاده از منبع تجدیدپذیر، مانند باد و خورشید، تامین کرد.
- اجزای آبزی پروری فضای بیشتری را اشغال میکنند و همانند سیستم هیدروپونیک تنظیمی نیستند. برخلاف آن، تاسیسات هیدروپونیک عمودی و آبزی پروری حجم زیادی داشته و نیاز به فضای خاص دارد. با این حال، هنوز هم برای آبزی پروری و کشاورزی کارآمد است.
- کیفیت آب نیاز به آزمایش و نظارت مکرر دارد و شما باید به طور مرتب بررسی کنید که آیا تمام قسمتهای مکانیکی سیستم به شکل مناسب است یا خیر. شما باید به بیماری ماهی ها نظارت داشته باشید که همیشه آسان نیست. بطورکلی، بایستی بسیاری از کنترلهای معمول انجام شود.
- اگر شما قصد ورود به بازار مواد غذایی را دارید، محصولات را به بازارچه و یا بازارهای منحصربفرد ارسال نمایید.
رشد سبزیجات در سیستم باغبانی اکواپونیک:
یکی دیگر از اجزای ضروری سیستم آکواپونیک سبزیجات هستند. درست مانند هیدروپونیک، برخی از انواع خاصی از گیاهان در آکواپونیک رشد میکنند. ما قصد داریم برخی از سبزیجات پیشنهاد شده برای آکواپونیک را معرفی کنیم.
گیاهانی که با سیستمهای هیدروپونیک سازگار هستند، در اکثر موارد با سیستمهای آکواپونیک نیز سازگاری دارند. سبزیجات برگ سبز با موفقیت رشد میکنند. در اغلب موارد خیار و گوجه فرنگی استفاده میشود، اما برای یک مبتدی ممکن است پیشرفته باشد.
بر اساس نظرسنجی صورت گرفته در سال 2015، اغلب گیاهان تولید شده در میان تولیدکنندگان بزرگ قرار دارند و عبارتند از:
- ریحان (Ocimum basilicum)
- سبزی های سالاد
- سایر گیاهان
- گوجه فرنگی (Solanum lycopersicum)
- کاهو (Lactuca sativa)
- کلم (Brassica oleracea)
- چغندر (Beta vulgaris subspecies cicla)
- بوک چوی (Brassica rapa spp. Chinensis)
- فلفل (Capsicum annuum)
- خیار (Cucumis sativus)
تمام موجودات، چه سبزیجات و چه ماهی ها، هرگز بدون افزودن مواد مغذی، فیلترهای زیستی و نحوه استفاده از آن ها در سیستم های آکواپونیک، به درستی رشد نمیکنند.
بوک چوی مناسب سیستم آکواپونیک
مواد مغذی و فیلتر زیستی در باغبانی اکواپونیک:
نکته آکواپونیک این است که یک سیستم چرخشی بسته را ایجاد میکند نیاز به افزود کود به گیاهان نیست. آب موجود در مخزن ماهی قادر است تمام مواد مغذی مورد نیاز محصولات هیدروپونیک را تامین کند. به منظور درک چگونگی حرکت مواد مغذی در آکواپونیک، بایستی به چرخه نیتروژن و ستون شیمیایی اصلی آکواپونیک نگاه کنیم.
نیتروژن (N) یک عنصر شیمیایی بوده و ایجاد کننده تمام اشکال زندگی است. نیتروژن یک منبع غذایی مهم برای گیاهان است. یکی از مهمترین منابع نیتروژن موجود در طبیعت، تجزیه زباله های حیوانی و متابولیتها است. در اکوسیستمهای طبیعی که سیستمهای آکواپونیک از آن تقلید میکنند، هیچ چیزی هدر نمیرود. ضایعات حیوانی (ادرار) عمدتا از آمونیاک (NH3) ساخته شده اند. سایر مواد آلی، نظیر مواد غذایی باقیمانده یا حیوانات مرده، توسط عملکرد میکروارگانیسمها به آمونیاک تبدیل میشوند.
آمونیاک به تنهایی سمی بوده و در دسترس گیاهان نیست. در این صورت، گروه خاصی از باکتریهای تولید کننده نیتروژن دخالت میکنند. این باکتریها متعلق به نیتروسوموناس و نیتروباکتر بوده و کلونیهایی را در سطح بیوفیلم و مواد موجود در سطح آب تشکیل میدهند.
در طول فرآیند نیتریفیکاسیون، مواد مغذی چگونه تولید میشوند ؟
در شرایط هوازی، ابتدا باکتریهای اکسید کننده آمونیاک، آمونیاک را به نیتریت (NO2) تبدیل میکنند. سپس، باکتریهای اکسید کننده نیتریت نیز نیتریت را جذب کرده و آنها را به ترکیبات نیترات (NO3) تبدیل میکنند. سپس، گیاهان به راحتی از نیترات استفاده میکنند. همچنین، اگر نیاز به افزایش pH باشد، یک فرآیند جانبی مفید بایستی انجام شود که آن اضافه کردن مواد مغذی بیشتر میباشد. اگر از هیدروکسید کلسیم و هیدروکسید پتاسیم استفاده شود، pH تا حد خنثی (7) افزایش مییابد. اگر آب به همراه کلسیم و پتاسیم باشد، گاهی اوقات باعث کمبود عناصر لازم برای رشد و افزایش عملکرد میشود. کل فرآیند بهینه سازی مواد مغذی – از نیتریفیکاسیون تا pH – در داخل سیستم بیوفیلترها صورت میگیرد.
بیوفیلتر (فیلتر زیستی):
اگرچه نام آن قوی به نظر میرسد، اما فیلترهای زیستی تنظیمات بیسار ساده ای دارند. این فیلترها شامل یک مخزن متصل به پمپ هوا و یک نوع سوبسترا میباشد که سطح مورد نیاز برای رشد باکتریهای تولید کننده نیتروژن را فراهم میکند. سطح بیشتر برای تشکیل بیوفیلم به معنی باکتری بیشتر است که فرآیند نیتریفیکاسیون کارآمدتری را دارد. فیلتراسیون زیستی خوب، ستون کلیدی بوده و باعث پایداری شیمیایی آکواپونیک میشود. حتی در محیط های ساده نیز این فرآیند را انجام میدهد. محیط هایی که در بیوفیلترها استفاده میشوند ماسه، شن، محیطهای پلاستیکی تخصصی و بیوبالها هستند. از آنجا که باکتریهای تولید کننده نیتروژن هوازی هستند، این بدان معنی است که آنها برای زندگی و رشد به اکسیژن نیاز دارند.
چگونگی کار بیوفیلترها:
بیوفیلتراسیون از طریق سه مرحله اصلی رخ میدهد:
- پمپ هوا آب را از مخزن ماهی خارج کرده و به بیوفیلتر منتقل میکند.
- آب از طریق فرآیند نیتریفیکاسیون در فیلتر جریان مییابد.
- آب حاوی مواد شیمیایی و مواد مغذی به گیاهان ارسال میشود.
توجه داشته باشید که این یک طرح کلی برای تنظیم آکواپونیک رایج میباشد و میدانیم که بسته به طراحی مراحل ممکن است متفاوت باشد. در برخی از سیستمها، آب از طریق جاذبه زمین وارد مخزن میشود. در سایر سیستمهای فیلتراسیون، واحد هیدروپونیک توسط محیط هیدروپونیک به عنوان زیستگاه باکتری، ترکیب میشود.
سبزیجات در سیستم آکواپونیک
انواع بیوفیلترها:
چهار نوع رایج از بیوفیلترها عبارتند از:
- چرخش کنتاکتورهای بیولوژیکی
- فیلترهای محیط قابل ارتقاء
- فیلترهای بستر مایع
- برجهای بسته بندی شده، یا فیلترها
شما میتوانید بیوفیلتر را خریده یا سفارش دهید و یا اینکه خودتان بخرید. بیوفیلترهای خانگی از کیفیت بهتری نسبت به فیلترهای شناور تجاری برخوردار هستند.
نکاتی در مورد بیوفیلتراسیون موفق:
دمای ایده آل برای رشد و عملکرد باکتریها 17 تا 34 درجه سانتیگراد است. در عین حال، این ناحیه دمای مناسبی را برای گونه های گیاهی و ماهیها فراهم میکند.
pH مطلوب برای نیتریفیکاسیون 7 تا 9 است. pH خنثی حدود 7 نقطه مناسب برای نیازهای گیاهان و نیازهای ماهیها در سیستم است. برای کنترل سلامت بیولوژیکی و عملکرد مناسب، سطوح آمونیاک و نیتریت بایستی آزمایش شود. مقدار قابل تحمل بستگی به گونه های ماهی دارد. علاوه بر ماهیهایی که نیاز به اکسیژن محلول در آب دارند، باکتریها نیز به آن نیاز دارند. سطح مطلوب DO برای حمایت از فعالیت باکتریهای سالم، 8-4 میلیگرم در لیتر است. باکتریها به نور UV حساس هستند و به این نور به عنوان باکتریکش شناخته شده است. بنابراین، بیوفیلترها نیاز به حفاظت از نور آفتاب دارند. این حفاظت تا زمانی صورت میگیرد که بیوفیلم به خوبی استقرار یافته است.
آکواپونیک چگونه رشد میکند؟
قدرت اصلی آکواپونیک این است که نقاط ضعف هر دو گونه آبزی پروری و هیدروپونیک را برطرف میکند. این امر چگونه است؟ آبزی پروری معمولا در منابع بسیار سنگین استفاده میشود. افزایش تعداد ماهی نیاز به حجم زیادی از آب دارد که با مواد زائد و شیمیایی مضر اشباع میشود و نیاز به تغییرات زیادی در آب دارد. از سوی دیگر، آب خالص دارای مقدار اندکی مواد مغذی بوده و گیاهان پرورش یافته در هیدروپونیک، به ویژه گیاهان زراعی، به افزود کودهای رشد نیاز دارند. با این حال، یکی از مواد مغذی مورد نیاز برای رشد گیاهان، نیتروژن میباشد که در بسیاری از فاضلابهای آبزی پروری به همراه بسیاری از عناصر ثانویه وجود دارد.
اینجا، جایی است که هم افزایی کامل آکواپونیک صورت میگیرد.
- با توجه به دفع فاضلاب، آب ماهی غنی از ترکیبات معدنی است.
- آب از یک فیلتر زیستی گردش کرده و یک کلونی باکتریایی تثبیت کننده نیتروژن و تبدیل آمونیک و نیتریت به نیترات برای رشد گیاه حاصل میشود.
- گیاهان نیترات و سایر عناصر کمیاب را مصرف کرده و با استفاده از آنها رشد میکنند.
- آب خالص شده به مخزن ماهی برگردانده شده و محیط سالم برای ماهیها حاصل میشود.
این چرخه ادامه داشته و محصول زیادی از ماهی و سبزیجات حاصل میشود.
نگاهی بر سیستم آکواپونیک
چرخه نیتروژن آکواپونیک:
همانطور که قبلا گفته شد، علاوه بر حیوانات و گیاهان آبزی، گروه سوم از موجودات نقش کلیدی را در آکواپونیک ایفا میکنند.
گروه مورد نظیر موجودات و باکتریهایی هستند که باعث تثبیت نیتروژن شده و منجر به ایجاد چرخه نیتروژن در سیستم آکواپونیک میشوند. فرآیند نیتروژن حاصل از باکتری (منبع) تحت عنوان “جادو” نشاخته میشود که کارآیی آکواپونیک را نشان میدهد.
چرا نیتریفیکاسیون برای آکواپونیک حیاتی است؟ استفاده از باکتریهای تولید کننده نیتروژن، یک جنبه کلیدی برای موفقیت در آکواپونیک میباشد که به دو دلیل است:
- ایجاد آمونیوم و نیتریت در آب برای ماهیان سمی است. فیلتراسیون مکانیکی در حوضچه های ماهی باعث از بین رفتن رسوب میشود، اما نمیتواند ذرات میکروسکوپی یا ترکیبات موجود در آب را حذف کند. این وظیفه به عهده فیلترهای زیستی میباشد که حاوی باکتری مورد نیاز هستند.
- گیاهان برای رشد به نیتروژن نیاز دارند. اگرچه آنها قادر به استفاده از آمونیاک و نیترات برای انجام فرآیندهای رشد خود هستند، اما نیترات مطلوبتر میباشد. زیرا به راحتی توسط ریشه گیاهان جذب شده و استفاده میشود.
نتیجه گیری باغبانی اکواپونیک:
امیدوارم که شما یک ایده اساسی در مورد چگونگی کار آکواپونیک، چگونگی کمک به تولید کنندگان مواد غذایی و جامعه داشته باشید. البته، در این مورد هنوز موارد بسیار متنوعی وجود دارد. شما میتوانید از این مقاله به عنوان مقدمه، پایه و الهام بخش تحقیقات بیشتر استفاده کنید. از آنجا که آکواپونیک به صورت مستقل و غیر تجاری توسعه داده میشود، منابع زیادی وجود دارد – مانند راهنمای تولید FAO برای آکواپونیکهای کوچک در سطح کوچک.
