4- طراحی واحدها یا سیستمهای آکواپونیک

این بخش در مورد تئوری و طراحی سیستمهای آکواپونیک به بحث می پردازد. جنبه های مختلف طرحی که عملاً بتواند مورد بهره برداری قرار گیرد و نیز جنبه های محیطی و فاکتورهای بیولوژیکی که بر روی اکوسیستم آکواپونیک تاًثیر می گذارند نیز مورد بررسی قرار می گیرند. هدف این بخش ارایه و توضیح این جنبه ها و موارد در بهترین و قابل دسترس ترین راهها است و نیز توضیحات کاملی در مورد هریک از اجزاء و ترکیبات بکار گرفته شده در این سیستم ارایه می گردد.
دربخش 1-4 هنگامی که یک سایت یا محل برای یک واحد آکواپونیک در نظر گرفته می شود فاکتورها و موارد ضروری آن مورد بحث و بررسی قرار می گیرد، که این موارد عبارتند از دسترسی به نور خورشید، حفاظت در موارد در معرض باد و باران قرار گرفتن، میانگین یا میزان مناسب درجه حرارت و غیره. بخش 2-4 موارد عمومی و تجهیزات و ترکیباتی که برای هر نوعی از سیستمهای آکواپونیک لازم و ضروری است مورد بررسی قرار می گیرد که این موارد عبارتند از: تانک ماهی، پمپ های آب و پمپ های هوا، بیوفیلتر(فیلتر زیستی)، روشهای پرورش گیاه و نوع و جنس لوله ها و شیرآلات بکار رفته شده در لوله کشی این سیستم. سپس اجزاء و ترکیبات هیدروپونیکی این سیستم با جزئیات بیشتر مورد بحث و بررسی قرار می گیرد که تمرکز این بخش بیشتر بر روی متدها و روشهایی است که انحصاراً  در آکواپونیک کاربرد دارند و عبارتند از: روش مدیا یا بسترهای واسطه ای (تصاویر 1-4 تا 5-4) ، روش لایه نازک(NFT ) (تصاویر 6-4 تا 9-4 ) ، روش جریان عمیق(DWC ) (تصاویر10-4 تا 13-4).

بخش	نام روش یا سیستم	نام های دیگر	نام به اختصار	محل رشد گیاه
4-3	جریان عمیق	شناور	DWC	بشکه یا ظروف پلاستیکی
4-4	لایه نازک		NFT	لوله های پی وی سی
4-5	مدیا یا واسطه ای	ویژه	n/a	بسترهای بزرگ پلاستیکی

                                                        محل درج شکل 1-4

در بخشی ویژه نوعی از سیستم DWC با مواد خام قابل فراهم در همه مناطق مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. در قسمت نهایی و آخر جدولی بصورت خلاصه این سیستم را مقایسه نموده و معایب و مزایای آن مورد سنجش قرار خواهد گرفت.
این بخش بنا دارد فقط اجزاء و ترکیبات اساسی و متفاوتی که در این سیستمها بکار برده شده را توضیح دهد، سپس این سه سیستم متفاوت را نیز مورد بررسی و واکاهی قرار دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر در ارتباط با اندازه و طراحی های ویژه و نیز اجزاء متفاوت این سیستمها از قبیل شکل و طراحی و نقشه هایی که برای طرح اولیه  ساخت واحدهای کوچک آکواپونیک مورد نیاز است، لطفاً با شماره 09023408496 تماس بگیرید

4-1 انتخاب سایت یا محل نصب دستگاه

انتخاب محل یکی از مهمترین عواملی است که باید قبل از نصب یک واحد آکواپونیک مورد بررسی قرار گیرد. این بخش در کل مختص ساخت واحدهای آکواپونیک در فضای باز می باشد که خارج از یک واحد گلخانه ای قرار می گیرد.  اما در مورد گلخانه ها و توری های سایه بان برای واحدهای بزرگ نیز به طور خلاصه مورد بحث قرار می گیرد.  مهمتر تر از همه اینکه بیاد داشته باشیم که بعضی از اجزاء سازنده این سیستمها مثل آب و مدیاهای سنگی، سنگین هستند و حمل و نقل آنها مشکل است و بهتر است تا آنها را در یک مکان نهایی و مورد نظر ساخته وقرار داده شوند که احتیاج به جابجایی نداشته باشند. محل ها و سایت های انتخابی باید صاف، مسطح، محکم و استوار باشند تا در مقابل آب و هوای نامناسب مقاومت کنند و نیز هنگام در معرض قرارگرفتن آفتاب طاقت فرسا راهکاری برای رهایی از گرمای شدید در نظر گرفته شود.

4-1-1 پایداری وثبات(دوام و استحکام)

مطمئن شوید که سایت یا محلی را انتخاب کنید که محکم، صاف و مسطح باشد. بعضی از اجزاء مهم و عمده سیستم آکواپونیک سنگین می باشند و این خطر وجود دارد که پایه های آن در زمین فرو رود و در صورت وقوع چنین عملی  می تواند باعث اختلا ل در عبور جریان آب گردد و نیز ممکن است آب درون سیستم با شدت از آن خارج شده و در نهایت باعث در هم شکستن و بوجود آمدن فاجعه ای اسف بار گردد. تلاش کنید تا سیستم را بر روی سطحی کاملاً محکم و استوار قرار دهید. بلوک های سیمانی برای این کار مناسب می باشند، اما سعی کنید تا هیچکدام از این قالبهای سیمانی در زمین فرو نرود و مدفون نشود که در صورت  وقوع چنین عملی سیستم با خطر واژگونی مواجه می گردد. اگر سیستم باید بر روی خاک قرار گیرد، نوع خاک یا زمین را از نوع محکم انتخاب کنید و یا ساختار آنرا با افزودن مواد سخت محکم کنید تا در مقابل سنگینی سیستم تحمل داشته باشد.  علاوه بر این زیر پایه های بستر رشد سیمان کنید و یا بلوک های سیمانی کوچک قرار دهید تا بر استحکام سیستم افزوده گردد. همچنین از تکه های سنگ ویا تخته سنگ اغلب برای مسطح و ثبات و پایداری سیستم در مناطق خاکی بکار برده می شود. بعلاوه ضروری است که بشکه ماهی را بر روی زمین صاف قرار داده شود تا باعث استحکام  و پایداری و حفظ آن گردد و عملیات لوله کشی مورد نیاز بهتر صورت گیرد که برگشت آب به آن بخوبی صورت گیرد و باعث بالا رفتن جریان آب گرم ته بشکه ماهی به بالا گردد.

4-1-2 مواجه شدن با طوفان، باد، باران و برف

شرایط نامساعد زیست محیطی می تواند باعث استرس، تنش و درهم فرو ریختن ساختار گیاهان شود(تصویر14-4). بادهای متداول و یا موسمی قوی می تواند تاًثیر مخرب بسیار شدید و قابل توجه ای بر تولید گیاهان داشته باشد و نیز می تواند باعث صدمه دیدن ساقه ها و جوانه های گیاه شود. بعلاوه باران های شدید به گیاهان آسیب وارد می نماید و باعث صدمه دیدن پریزهای بی حفاظ برق نیزمی گردد. مقدار زیاد از حد باران می تواند باعث به هم خوردن و نامتعادل شدن محلول غذایی موجود درآب سیستم گردد. ونیز می تواند باعث شود در صورتی که هیچ نوع مکانیزمی برای خروج آب اضافی وجود نداشته باشد آب از سیستم  لبریز و به سرعت به بیرون از سیستم جاری گردد. برف نیز می تواند باعث همان مشکلات و صدماتی که باران سنگین ایجاد می کند، گردد که علاوه برآن صدمات ناشی از سرما هم به آن اضافه می شود. توصیه می شود که سیستم در جایی نصب شود که در مقابل باد محافظت شود. اگربارانهای سنگین درآن منطقه معمول باشد باید از پلاستیکهایی استفاده شود که بصورت طاق های حلقه ای پیرامون سیستم قرار می گیرد و از آن حفاظت می کند، در عین حالی که ممکن است در بسیاری از مناطق نیازی به چنین مواردی نباشد.
محل درج تصویر 14-4 دراین محل

4-1-3 در معرض آفتاب و سایه

نور آفتاب برای گیاهان حیاتی است و در نتیجه گیاهان در طول روز به مقدار لازم و مناسب نیازمند به نور آفتاب هستند. بیشتر گیاهانی که بطور معمول در سیستم آکواپونیک بخوبی رشد می کنند نیازبه آفتاب مستقیم دارند، اما در صورتی که نور آفتاب شدید باشد می توان از یک ساختار و یا استراکچر سایه ای و یا سایه بان بر روی بستر رشد استفاده نمود. بعضی از گیاهان مانند کاهو و سبزیجات سالادی و بعضی از کلم ها در برابر آفتاب زیاد و شدید به سرعت به مرحله تخم دهی تغییر ماهیت می دهند و مزه آنها نامطبوع و تلخ می شود. بعضی دیگر از گیاهان حاره ای که مانند turnmeric و اکثر گیاهان تزئینی که معمولاً محل بومی آنها در جنگل بوده است بر روی برگهایشان در مقابل نور اضافی  شدید آفتاب حالتی از سوختگی ایجاد می شود و بهتر است تا بر روی آنها سایه بان قرار داده شود. از طرف دیگر در صورتی که نور خورشید به اندازه کافی بر روی گیاهان تابیده نشود بر میزان رشد آنها تاًثیر می گذارد و از رشدشان کاسته می شود. برای اجتناب از چنین مواردی باید واحدهای آکواپونیک را در محل هایی که در معرض نور آفتاب هستند قرار داد. در صورتی که چاره ای جز قرار دادن این سیستمها در سایه نباشد، توصیه می شود که از نمونه گیاهانی استفاده شود که سایه و نور غیز مستقیم را بهتر تحمل می کنند.
سیستمهای آکواپونیک باید طوری طراحی و نصب شوند تا گیاهان بتوانند از چرخش و حرکت خورشید که از طرف شرق تا غرب در آسمان نوسان و حرکت می کند حداکثر استفاده از نور آن بنمایند. معمولاً بسترهای رشد باید به نحوی طراحی شوند تا قسمت درازای آن به طرف محور شمال به جنوب باشد. این عمل باعث می شود که حداکثر استفاده مؤثر از نور خورشید در طول روز امکان پذیر گردد. از طرف دیگر در صورتی که نیاز به نور زیاد خورشید نباشد بسترهای رشد، لوله ها و کانالها را می توانید در سمت محور شرق به غرب قرار دهید. در ضمن بررسی کنید که کجا و چه موقع سایه های بوجود آمده از محل مورد نظر عبور می کنند. دقت کنید که هنگام کاشت و جابجایی گیاهان از روی عدم توجه و بی مبالاتی، بر روی یکدیگر سایه نیندازند. اما از این حالت می توان استفاده نمود و گیاهانی را که بلند قد می باشند و طالب نور خورشید هستند را در مقابل گیاهان کوتاه و بی نیاز از نور مستقیم و شدید خورشید قرار داد که نحوه کاشت آنها بدین صورت است که گیاهان بلند قامت را در طرف غرب می کارند تا نور شدید بعدالظهربه گیاهان مربوطه نتابد و یا اینکه بصورت پراکنده در لابلای هم قرار داده شوند. بر خلاف گیاهان، ماهیان نیازی به نور مستقیم خورشید ندارند. در حقیقت تانکهای حاوی ماهی بهتر و لازم است که در سایه قرار گیرند. بطور طبیعی تانک های ماهی را با پارچه ها و یا پوشش هایی که در بالای تانک قرار می گیرند و قابل حرکت و انتقال هستند مورد پوشش قرار می دهند(تصویر15-4). البته هر کجا لازم باشد بهتر است که تانکهای ماهی با استفاده از استراکچر و یا ساختارهای سایه بان عایق بندی و یا پوشش داده شوند. این عمل باعث می گردد تا از رشد جلبکها جلوگیری شود(بخش 3 را مشاهده کنید) و نیز کمک می کند تا دمای آب در طول روز ثابت و یا در حد متعادل باقی بماند. همچنین این عمل باعث جلوگیری از فروریختن برگها و ورود آشغال به  درون تانک می گردد که در صورتی که از این حالت جلوگیری نشود برگهای ورودی می گندند و حالت آب را تغییر داده و بر حالت شیمیایی آن اثر گذاشته و نیز باعث انسداد لوله ها می گردند. همچنین سیستم را در محلهایی که گیاهان بلند قرار دارند و برگهای آنها آویزان است قرار ندهید و یا اینکه با یک پرده، توری و یا پارچه روی تانک را بپوشانید.  علاوه بر این تانک های ماهی در مقابل حیوانات شکارگر آسیب پذیر می باشند. استفاده و قرار دادن سایه بانهای توری، برزنت و مشمع و یا دیگر پوششها بر روی تانک ماهی تمام این خطرات را برطرف می سازد.
محل درج تصویر15-4 در این محل

4-1-4 تسهیلات، پرچین و سهولت دسترسی

در هنگام انتخاب سایت و یا محل نصب سیستم ضروری است قابلیت های موجود محیط مورد بررسی قرار گیرد.    پریزهای برق برای پمپ های آب و هوا مورد نیاز می باشد. این پریزها باید در مقابل پاشش آب محافظت شود و در محفظه های مخصوص(RCD ) نگهداری شود. این جعبه ها با مواد عایق تجهیز می گردد تا از ایجاد شوک الکتریکی جلوگیری شود؛ آداپتورهای RCD (residual-current device ) را می توان از فروشگاه های ابزارفروشی معتبر خریداری نمود. بعلاوه منابع آبی باید به آسانی قابل دسترس باشند، حال فرقی نمی کند که این منابع از آب لوله کشی شهری باشد و یا آب بارانی که در مخازن جمع آوری شده است. در ضمن توجه شود فاضلاب و پساب خروجی از سیستم که گاهاً باید خارج شود و مازاد است در کجا باید تخلیه شود. در عین حالی که آب موجود در سیستم آکواپونیک فوق العاده مغذی و مؤثر در تغذیه گیاهان است، هر از چند مدتی ضروری است که آب سیستم تعویض شود و نیز اجزاء داخل فیلترها و کلاریفایرها تمیز و شستشو شود. در صورتی که در نزدیکی سیستم گیاهانی وجود داشته باشند که در خاک رشد می کنند بهترین راهکار آبیاری این گیاهان با این آبهایی است که لزوماً باید پس از مدتی از سیستم خارج شود. محل نصب سیستم باید در نزدیکی محل سکونت باشد، زیرا توجه و بازرسی روزانه از سیستم ضروری است. به ماهیها هرروز چند نوبت باید خوراک داده شود و نیز سلامت کل سیستم هم باید تحت نظر باشد.  سرانجام بررسی کنید که آیا ضروری است که دور کل سیستم حفاظ و یا پرچین قرار دهید. پرچین و یا حفاظ در بعضی از مواقع ضروری است تا از سرقت، تخریب، ویرانگری و نیز دسترسی حیوانات خانگی جلوگیری شود و نیز از محصولات ومیوه های به عمل آمده مراقبت گردد.

4-1-5 مراقبت ها و ملاحظات ویژه: آکواپونیک های پشت بام

پشت بام های مسطح جا و محل مناسبی برای نصب سیستمهای آکواپونیک می باشند، زیرا با ثبات، محکم و مسطح هستند و دسترسی به نور کافی خورشید آسان و فراهم می باشد و از همه مهمتر اینکه بیشتر پشت بامها خالی است و تاکنون مورد استفاده جهت تولیدات کشاورزی قرار نگرفته است(شکل16-4 تا 18-4). اما هنگامی که مقرر شد تا سیستم را بر روی پشت بام نصب نمایید بسیار حائز اهمیت است تا وزن سیستم را مورد بررسی قرار دهید تا  مشخص شود که آیا آن پشت بام توانایی تحمل وزن آنرا دارد یا خیر. برای این منظور بهترین راهکار این است که با یک آرشیتکت یا مهندس معمار قبل از اینکه به نصب یک سیستم پشت بامی روی بیاوریدُ، رجوع و مشورت کنید. بعلاوه مطمئن شوید که مواد و لوازم مورد نیاز ساخت سیستم به راحتی و سالم و بدون آسیب رسیدن به آن در پشت بام قرار گیرد.
محل درج تصاویر 16-4 و 17-4 و 18-4

4-1-6 گلخانه ها و ساختارهای سایه بان توری شکل

گلخانه ها برای واحدهای آکواپونیک کوچک ضروری نمی باشند، درعین حال ممکن است در صورتی که بخواهید در فصل های مختلف به تولید و رشد و توسعه گیاهان در بعضی مناطق ادامه دهید مفید واقع خواهد شد( تصویر19-4و20-4)، بخصوص در نواحی معتدل و نیز دیگر نقاط سرد کره زمین می توان از گلخانه به نحو احسن استفاده نمود که در این صورت می توان از آب گرم در طول ماههای سرد برای حفظ موجودات حاضر در سیستم استفاده نمود و در این حالت تولید محصولات در تمام طول سال ادامه پیداخواهد کرد.
گلخانه ها از فلز، چوب یا از فریم ها و استراکچرهای پلاستیکی ساخته شده اند که بر روی آنها پوششی از نایلون، شیشه یا پلاستیکهای شفاف کشیده شده است. هدف از این استراکچرها و یا ساختارها هدایت نورخورشید(اشعه خورشید) به درون گلخانه ها می باشد، به نحوی که این اشعه ها درون گلخانه به دام افتند و در نتیجه باعث گرم شدن هوای درون آنها گردند. هنگامی که خورشید در صبحگاهان طلوع می کند و گرما و نور خورشید ادامه پیدا می کند، گرما و حرارت گرفته شده از خورشید در گلخانه بوسیله سقف و دیواره های آن حفظ و نگاه داشته می شود و باعث می شود که در طول مدت 24 ساعت هوا به تدریج گرم تر شود و حالتی از ثبات و پایداری حرارتی ایجاد گردد. گلخانه ها دارای ساختارهای محافظتی پیرامونی در مقابل باد، برف و بارانهای سنگین هستند. گلخانه ها باعث گسترش ادامه تولید و رشد گیاهان در طول فصول مختلف سال بخاطر محبوس نمودن گرما و حرارت  دریافتی از خورشید می گردند، اما در داخل گلخانه ها نیز می توان از دستگاه های تولید حرارت استفاده نمود. گلخانه ها باعث می گردند که حیوانات وحشی و نیز حیوانات دست آموز دور نگاه داشته شوند و نیز می توانند عاملی باشند برای جلوگیری از سرقت و دزدی. گلخانه ها عاملی مناسب و بی دردسر در فصول سرد به شمار می روند و باعث رشد و نمو بهترموجودات داخل آن گشته و آنها را از آب و هوای نامناسب محفوظ نگاه می دارند. فریم ها و آویزه های گلخانه ها نیز می توانند مورد استفاده گیاهان بالارونده به عنوان ساپورت قرار گیرند و یا اینکه سایه بان ها را به وسیله  آنها آویزان نمود. این مزیت های گلخانه ها باعث بالا رفتن تولید و زایش بیشتر می گردد و فصول تولید محصولات را به مراتب افزایش می دهد به نحوی که در تمام فصول و در آب و هوای مختلف می توان هر نوع محصولی را کشت نمود.
البته باید در نظر گرفت با توجه به این مزایا  هزینه ای که برای تولید محصولات صرف شده است و نیز سودی که از محصول بدست می آید همخوانی دارد یا خیر. هزینه اولیه ای که باید صرف ساخت یک گلخانه نمود می تواند در حد بالا باشد که البته بستگی به میزان تکنولوژی بکار رفته در آن و پیچیدگی و فنی بودن آن هم دارد. گلخانه ها نیاز به تجهیزات اضافی هم پیدا می کنند که باعث بالا رفتن هزینه ها می گردد، مثلا نیاز به فن ضرورت پیدا می کند تا هوای موجود در آن به جریان اندازد و از ایجاد رطوبت بالا جلوگیری کند. بعضی از انواع بیماری ها  و حشرات موذی معمولاً در گلخانه ها وجود دارند و باید مدیریت خاصی بکار رود تا از توسعه و رشد و نمو آنها جلوگیری شود(مثلاً استفاده کردن از توری در مقابل درها و پنجره ها)، البته برای حفظ محیط سالم و دور نگاهداشتن آفت ها از محیط گلخانه باید از راهکارها و ترفندهای لازم کنترل آفت استفاده نمود.
محل درج تصویرها 19-4 و 20-4

بقیه مطالب فوق بزودی پس از آماده شدن آپلود خواهد شد
لازم به یادآوری است که تصاویر نیز بصورت رنگی در قسمت های مختلف این بخش درج می گرد
با تشکراز مترجم توانمند کشورمون اقای سید محمد رضا حمیدی