Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Аквапоническая теплица в Апаге
сельское хозяйство
Maler der Grabkammer des Sennudem 001.jpg
История
На земле
Гидрокультура
  • Аквакультура
  • Аквапоника
  • Гидропоника
  • Аэропоника
Связанный
  • Агробизнес
  • Агротехника
  • Сельскохозяйственная техника
  • Сельскохозяйственная наука
  • Сельскохозяйственная техника
  • Агроэкология
  • Агролесоводство
  • Агрономия
  • Без животных
  • Разнообразие культур
  • Экология
  • Домашний скот
  • Механизация
  • Пермакультура
  • Стабильный
  • Городской


Списки
  • Государственные министерства
  • Университеты и колледжи
Категории
  • сельское хозяйство
    • по стране
    • компании
  • Биотехнологии
  • Домашний скот
  • Мясная промышленность
  • Птицеводство
 Портал сельского хозяйства
  • v
  • т
  • е

Aquaponics ( / æ к ш ə р ɒ п ɪ к с / ) относится к системе производства пищевых продуктов , которая соединяет аквакультуры (повышение водных животных , таких как рыбы , ракообразных , моллюсков или креветки в цистернах) с гидропоники (выращивания растений в воде) при этом богатая питательными веществами вода для аквакультуры подается на растения, выращиваемые на гидропонике, с участием нитрифицирующих бактерий для преобразования аммиака в нитраты.

Поскольку существующие методы земледелия на гидропонике и аквакультуре составляют основу всех систем аквапоники, размер, сложность и типы продуктов, выращиваемых в системе аквапоники, могут варьироваться в той же степени, что и любая система, применяемая в любой отдельной сельскохозяйственной дисциплине. [1]

История [ править ]

Дополнительная информация: Историческая гидрокультура
Ксилография из китайского руководства по сельскому хозяйству XIII века «Книга о сельском хозяйстве Ван Чжэня» (王 禎 農 書), изображающая рис, выращенный в плотовой плантаторной системе (架 田, освещенный «обрамленный рис») в пруду.

Аквапоника имеет древние корни, хотя есть некоторые споры о ее первом появлении:

  • Ацтеки культивировали сельскохозяйственные острова, известные как чинампы, в системе, которую некоторые считают ранней формой аквапоники для сельскохозяйственного использования [2] [3], где растения выращивали на стационарных (или иногда передвижных) островах на мелководье озер, а отходы извлекались из каналы Чинампа и близлежащие города использовались для ручного орошения растений. [2] [4]
  • Южный Китай и вся Юго-Восточная Азия, где рис выращивался и выращивался на рисовых полях в сочетании с рыбой, приводятся в качестве примеров ранних систем аквапоники, хотя технология была принесена китайскими поселенцами, которые мигрировали из Юньнани около 5 года нашей эры. [5] Эти поликультурной системы земледелия существовали во многих дальневосточных странах и рыбин , такие как восточные гольца (泥鳅,ドジョウ), [6] болотный угря (黄鳝,田鰻), карп (鯉魚,コイ) и карасей (鯽魚) [7], а также прудовые улитки (田螺) на рисовых полях. [8] [9]
  • В китайском сельскохозяйственном руководстве 13-го века «Книга о земледелии» Ван Чжэня (王 禎 農 書) описываются плавающие деревянные плоты, которые были завалены грязью и грязью и которые использовались для выращивания риса , дикого риса и фуража. Такие плавающие сеялки использовались в регионах, составляющих современные провинции Цзянсу , Чжэцзян и Фуцзянь . Эти плавающие плантаторы известны как jiatian (架 田) или fengtian (葑 田), что переводится как «обрамленный рис» и « brassica».рисовые поля », соответственно. Сельскохозяйственные работы также ссылаются на более ранние китайские тексты, которые указывают на то, что выращивание риса на плавучих плотах использовалось еще во времена династии Тан (6 век) и династии Северная Сун (8 век) в истории Китая. [10]

Плавучие системы аквапоники на поликультурных рыбоводных прудах были установлены в Китае в последние годы в больших масштабах. Они используются для выращивания риса, пшеницы, лилии канна и других культур [11], при этом площадь некоторых установок превышает 2,5 акра (10 000 м 2 ). [12]

Схема системы коммерческой аквапоники Университета Виргинских островов, рассчитанной на производство 5 тонн тилапии в год. [13]

Развитие современной аквапоники часто связывают с различными работами Института Новой Алхимии и работами доктора Марка МакМёртри и др. из Университета штата Северная Каролина , который разработал «Интегрированную систему аквакультуры» (iAVs), основанную на сочетании аквакультуры и грядок на основе песка. [8] Вдохновленные успехами Нового института алхимии и iAV Макмертри, другие институты вскоре последовали его примеру. Начиная с 1979 года доктор Джеймс Ракоци и его коллеги из Университета Виргинских островов исследовали и разработали использование глубоководных гидропонных грядок в крупномасштабной системе аквапоники. [13]Другие институты сосредоточили свои исследования на системах «приливов и отливов» (также известных как «затопления и отливы»), которые частично основывались на оригинальных идеях, разработанных в Университете штата Северная Каролина , но в которых использовались грубые среды (такие как гравий или керамзит) заменили песок, в то время как колоколообразные сифоны позволили ирригационный цикл с приливом и отливом [14], такие системы также известны как «Системы Сперанео», потому что они основаны на идеях, разработанных в 1990-х годах Томом и Паулой Сперанео, владельцами аквапонической фермы. в Миссури. [15]

Первое исследование в области аквапоники в Канаде было небольшой системой, добавленной к существующим исследованиям в области аквакультуры на исследовательской станции в Летбридже , Альберта . В 90-х годах в Канаде наблюдался рост установок для аквапоники, в основном это были коммерческие установки, выращивающие такие ценные культуры, как форель и салат. Установка на основе глубоководной системы, разработанной в Университете Виргинских островов, была построена в теплице в Бруксе, Альберта.где доктор Ник Савидов и его коллеги исследовали аквапонику на фоне науки о растениях. Команда сделала выводы о быстром росте корней в системах аквапоники и о закрытии контура твердых отходов и обнаружила, что благодаря определенным преимуществам системы по сравнению с традиционной аквакультурой, система может хорошо работать при низком уровне pH, который предпочитают растения. но не рыбу. [ необходима цитата ]

Части аквапонической системы [ править ]

Коммерческая система аквапоники. Электрический насос перемещает богатую питательными веществами воду из аквариума через фильтр твердых частиц, чтобы удалить частицы, которые растения не могут поглотить. Затем вода обеспечивает растения питательными веществами и очищается перед возвращением в аквариум ниже.

Аквапоника состоит из двух основных частей: аквакультуры для выращивания водных животных и гидропоники для выращивания растений. [16] [17] Водные стоки, возникающие в результате несъеденного корма или выращивания животных, таких как рыба, накапливаются в воде из-за замкнутой системы рециркуляции большинства систем аквакультуры. Обогащенная сточными водами вода в высоких концентрациях становится токсичной для водных животных, но она содержит питательные вещества, необходимые для роста растений. [16] Несмотря на то, что системы аквапоники состоят в основном из этих двух частей, они обычно сгруппированы в несколько компонентов или подсистем, отвечающих за эффективное удаление твердых отходов, за добавление оснований для нейтрализации кислот или за поддержаниенасыщение воды кислородом . [16] Типичные компоненты включают:

  • Разведение бака : резервуары для выращивания и кормления рыб ;
  • Отстойник : установка для улавливания несъеденной пищи и отслоившихся биопленок , а также для осаждения мелких частиц;
  • Биофильтр : место, где нитрификационные бактерии могут расти и превращать аммиак в нитраты , которые используются растениями; [16]
  • Подсистема гидропоники : часть системы, в которой растения выращивают за счет поглощения избыточных питательных веществ из воды;
  • Отстойник : самая низкая точка в системе, откуда вода течет и из которой перекачивается обратно в резервуары для выращивания.

В зависимости от сложности и стоимости системы аквапоники, устройства для удаления твердых частиц, биофильтрации и / или подсистема гидропоники могут быть объединены в один блок или подсистему [16], что предотвращает вытекание воды непосредственно из аквакультурной части аквакультуры. систему в часть гидропоники. При использовании гравия или песка в качестве поддерживающей среды для растений твердые частицы улавливаются, и среда имеет достаточную площадь поверхности для нитрификации фиксированной пленки. [16] Способность сочетать биофильтрацию и гидропонику позволяет во многих случаях использовать аквапоническую систему, устраняя необходимость в дорогостоящем отдельном биофильтре. [ необходима цитата ]

Живые компоненты [ править ]

Успешная работа аквапонической системы зависит от различных живых компонентов. Три основных живых компонента - это растения, рыбы (или другие водные существа) и бактерии. Некоторые системы также включают дополнительные живые компоненты, такие как черви.

Растения [ править ]

Дополнительная информация: ризофильтрация
Система гидропоники глубоководной культуры, при которой растения растут прямо в сточных водах без почвенной среды. Растения можно расположить ближе друг к другу, потому что корням не нужно расширяться наружу, чтобы выдержать вес растения.
Растение помещено в водный канал, богатый питательными веществами, в системе с использованием технологии питательной пленки (NFT).

Многие растения подходят для аквапонических систем, однако, какие из них подходят для конкретной системы, зависит от зрелости и плотности посадки рыбы. Эти факторы влияют на концентрацию питательных веществ из сточных вод и количество этих питательных веществ, поступающих в корни растений через бактерии. Зеленые овощи листовые с низким и средним потребности в питательных веществах хорошо приспособлены к Aquaponic систем, в том числе китайская капуста , салат , базилик , шпинат , зеленый лук , травы и кресс . [17] [18]

Саженцы шпината, 5-дневные, от аквапоники

Другие растения, такие как помидоры, огурцы и перец, имеют более высокие потребности в питательных веществах и будут хорошо себя чувствовать только в зрелых аквапонических системах с высокой плотностью посадки рыбы. [18]

Растения, которые часто используются в салатах, имеют наибольший успех в аквапонике, включая огурцы , лук-шалот , помидоры , салат , перец , красный салатный лук и снежный горошек . [19]

Некоторые прибыльные растения для систем аквапоники включают пекинскую капусту , салат , базилик , розы , помидоры , окра , дыню и болгарский перец . [17]

Другие виды овощей, которые хорошо растут в аквапонической системе, включают кресс-салат , базилик , кориандр , петрушку , лемонграсс , шалфей , фасоль , горох , кольраби , таро , редис , клубнику , дыни , лук , репу , пастернак , сладкий картофель , цветную капусту , капусту. , брокколи и баклажаны, а такжеchoys , которые используются для жаркого. [19]

Рыба (или другие водные существа) [ править ]

Фильтрованная вода из гидропонной системы сливается в резервуар для сома для рециркуляции.
Основная статья: Аквакультура

Пресноводные рыбы - наиболее распространенные водные животные, выращиваемые с использованием аквапоники, из-за их способности переносить тесноту, хотя иногда используются также и пресноводные раки и креветки. [20] [16] Есть ветвь аквапоники с использованием морской рыбы, называемая морской аквапоникой . Есть много видов тепловодных и холодноводных рыб, которые хорошо адаптируются к системам аквакультуры.

На практике тилапия - самая популярная рыба для домашних и коммерческих проектов, предназначенных для выращивания съедобной рыбы, потому что это теплопроводный вид рыб, который может переносить скопление и изменение водных условий. [18] Баррамундите , серебро окунь , угорь хвост сом или tandanus сом, нефрит окунь и Мюррей трески также используется. [17] Для умеренного климата, когда нет возможности или желания поддерживать температуру воды, синие жабры и сом являются подходящими видами рыб для домашних систем.

Также можно использовать кои и золотую рыбку , если рыба в системе не является съедобной.

К другим подходящим рыбам относятся канальный сом , радужная форель , окунь , карп , арктический голец , большеротый окунь и полосатый окунь . [18]

Бактерии [ править ]

Дополнительная информация: Азотный цикл

Нитрификация, аэробное преобразование аммиака в нитраты, является одной из наиболее важных функций в аквапонической системе, поскольку она снижает токсичность воды для рыб и позволяет растениям удалять образующиеся нитратные соединения для питания. [16] Аммиак постоянно попадает в воду через экскременты и жабры рыб в качестве продукта их метаболизма, но его необходимо отфильтровывать из воды, поскольку более высокие концентрации аммиака (обычно от 0,5 до 1 ppm ) [ необходима цитата ] могут ухудшают рост, вызывают обширное повреждение тканей, снижают сопротивляемость болезням и даже убивают рыбу. [21]Хотя растения могут до некоторой степени поглощать аммиак из воды, нитраты усваиваются легче [17], тем самым эффективно снижая токсичность воды для рыб. [16] Аммиак может быть преобразован в более безопасные азотсодержащие соединения посредством объединения здоровых популяций двух типов бактерий: Nitrosomonas, которые превращают аммиак в нитриты , и Nitrobacter, которые затем превращают нитриты в нитраты. Хотя нитрит по-прежнему вреден для рыб из-за его способности создавать метгемоглобин, который не может связывать кислород, присоединяясь к гемоглобину, рыбы могут переносить высокие уровни нитратов. [21]Большая площадь поверхности обеспечивает больше места для роста нитрифицирующих бактерий. Выбор материала для грядки требует тщательного анализа площади поверхности, цены и удобства обслуживания.

Подсистема гидропоники [ править ]

Основная статья: Гидропоника

Растения выращивают так же, как в системах гидропоники, при этом их корни погружаются в сточные воды, богатые питательными веществами. Это позволяет им отфильтровывать токсичный для водных животных аммиак или его метаболиты. После того, как вода прошла через гидропонную подсистему, она очищается и насыщается кислородом и может возвращаться в суда для аквакультуры. Этот цикл непрерывен. Общие аквапонические применения гидропонных систем включают:

  • Глубоководный плот Aquaponics : пенополистирол плотыплавающие в относительно глубокой аквакультуры бассейна в желобах. Плотные резервуары могут быть довольно большими и позволяют пересаживать саженцы в один конец резервуара, а полностью выращенные растения собирать в другом, что обеспечивает оптимальное использование площади пола. [22]
  • Рециркуляционная аквапоника : твердая среда, такая как гравий или глиняные шарики, хранится в контейнере, залитом водой из аквакультуры. Этот тип аквапоники также известен как аквапоника с обратной связью . [ необходима цитата ]
  • Возвратно-поступательная аквапоника : твердая среда в контейнере, который попеременно заливается и опорожняется с использованием различных типов сифонных стоков. Этот тип аквапоники также известен как аквапоника с затоплением и отливом или аквапоника с отливом и отливом . [ необходима цитата ]
  • Каналы с технологией питательной пленки : растения выращивают в длинных узких каналах, при этом пленка воды, наполненной питательными веществами, постоянно проходит мимо корней растений. Из-за небольшого количества воды и узких каналов полезные бактерии не могут там жить, поэтому для этого метода требуется биофильтр. [22]
  • В других системах используются башни с капельной подачей сверху, горизонтальные трубы из ПВХ с отверстиями для горшков, пластиковые бочки, разрезанные пополам с гравием или плотами в них. У каждого подхода есть свои преимущества. [23]

Поскольку растениям на разных стадиях роста требуется разное количество минералов и питательных веществ, сбор урожая происходит в шахматном порядке, когда саженцы растут одновременно со зрелыми растениями. Это обеспечивает стабильное содержание питательных веществ в воде за счет постоянного симбиотического очищения воды от токсинов. [24]

Биофильтр [ править ]

В системе аквапоники бактерии, ответственные за преобразование аммиака в нитраты, пригодные для использования в растениях, образуют биопленку на всех твердых поверхностях по всей системе, которые находятся в постоянном контакте с водой. Подводные корни овощей вместе имеют большую площадь поверхности, на которой может скапливаться множество бактерий. Вместе с концентрацией аммиака и нитритов в воде площадь поверхности определяет скорость, с которой происходит нитрификация. Уход за этими бактериальными колониями важен для регулирования полного усвоения аммиака и нитрита. Вот почему большинство систем аквапоники включает в себя биофильтрующий блок, который способствует росту этих микроорганизмов . Обычно после стабилизации системы аммиакуровни варьируются от 0,25 до 0,50 ppm; уровни нитрита колеблются от 0,0 до 0,25 частей на миллион, а уровни нитратов - от 5 до 150 частей на миллион. [ необходима цитата ] Во время запуска системы могут наблюдаться всплески уровней аммиака (до 6,0 частей на миллион) и нитритов (до 15 частей на миллион), при этом уровни нитратов достигают пика позже на этапе запуска. [ необходима цитата ] В процессе нитрификации аммиак окисляется до нитрита, который выделяет ионы водорода в воду. Сверхурочная рН человека будет медленно падать, так что они могут использовать не- натрия основания , такие как гидроксид калия или гидроксид кальция для нейтрализации воды рН [16]если в воде естественным образом присутствует недостаточное количество для защиты от подкисления. Кроме того, в дополнение к рыбным отходам, которые служат основным источником питательных веществ для растений, можно добавлять отдельные минералы или питательные вещества, такие как железо. [16]

Хороший способ борьбы с накоплением твердых частиц в аквапонике - использование червей, которые разжижают твердое органическое вещество, чтобы оно могло использоваться растениями и / или другими животными в системе. Для метода выращивания только червей см. Vermiponics . [ необходима цитата ]

Операция [ править ]

Пять основных входов в систему - это вода, кислород, свет, корм для водных животных и электричество для перекачивания, фильтрации и обогащения воды кислородом. Могут быть добавлены нерестилища или мальков , чтобы заменить выращенную рыбу, которую вынимают из системы для сохранения стабильной системы. Что касается результатов, система аквапоники может постоянно давать растения, такие как овощи, выращиваемые в гидропонике, и съедобные водные виды, выращиваемые в аквакультуре. Типичные коэффициенты построения составляют от 0,5 до 1 квадратного фута площади для выращивания на каждый 1 галлон США (3,8 л) воды для аквакультуры в системе. 1 галлон США (3,8 л) воды может выдержать от 0,5 фунта (0,23 кг) до 1 фунта (0,45 кг) рыбного стада, в зависимости от аэрации и фильтрации. [25]

Десять основных руководящих принципов для создания успешных систем аквапоники были опубликованы доктором Джеймсом Ракоци, директором исследовательской группы по аквапонике в Университете Виргинских островов , на основе обширных исследований, проведенных в рамках программы аквакультуры Сельскохозяйственной экспериментальной станции . [26]

  • Используйте коэффициент подачи для расчетов конструкции
  • Поддерживайте постоянство подачи корма
  • Добавка с кальцием , калием и железом
  • Обеспечьте хорошую аэрацию
  • Удалить твердые частицы
  • Будьте осторожны с агрегатами
  • Негабаритные трубы
  • Используйте биологическую борьбу с вредителями
  • Обеспечьте адекватную биофильтрацию
  • Контрольный pH

Источник фида [ править ]

Как и в большинстве систем, основанных на аквакультуре, корм для скота часто состоит из рыбной муки, полученной из менее ценных видов. Продолжающееся истощение запасов диких рыб делает эту практику неустойчивой. Органические корма для рыб могут оказаться жизнеспособной альтернативой, которая снимает эту проблему. Другие альтернативы включают выращивание ряски с помощью системы аквапоники, которая питает ту же рыбу, выращенную в этой системе, [27] избыточных червей, выращенных в результате компостирования вермикультуры , с использованием подготовленных кухонных отходов [28], а также выращивание личинок черной солдатской мухи для кормления рыб. с использованием производителей компоста. [29]

Питательные вещества для растений [ править ]

Как и в гидропонике , для улучшения роста растений можно добавить несколько минералов и микроэлементов. Железо является наиболее дефицитным питательным веществом в аквапонике, но его можно добавить, смешав порошок хелата железа с водой. Калий можно добавлять в виде сульфата калия через опрыскивание листьев . Менее важные питательные вещества включают магний в виде английской соли, кальций в виде хлорида кальция и бор. [30]Биологическая фильтрация отходов аквакультуры дает высокие концентрации нитратов, что отлично подходит для листовой зелени. Для цветущих растений с высокими требованиями к питательным веществам рекомендуется вводить дополнительные питательные вещества, такие как магний, кальций, калий и фосфор. Обычными источниками являются сульфат калия, бикарбонат калия, моноаммонийфосфат и т. Д. Дефицит питательных веществ в сточных водах от рыбного компонента (УЗВ) можно полностью замаскировать с помощью сырого или минерализованного ила, обычно содержащего в 3-17 раз более высокие концентрации питательных веществ. Стоки УЗВ (сточные воды и ил вместе взятые) содержат достаточное количество азота, фосфора, магния, кальция, серы, железа, цинка, меди, никеля, чтобы удовлетворить потребности большинства сельскохозяйственных культур в аквапонике. Калия обычно не хватает, что требует полноценного удобрения. Микронутриентов B, Mo частично достаточно, и их можно легко улучшить, увеличив выделение осадка.Предположение об «определенных» фитотоксичных уровнях натрия в сточных водах УЗВ должно быть пересмотрено - также доступны практические решения. Угрозы накопления тяжелых металлов в контуре аквапоники не существует.[31]

Использование воды [ править ]

Аквапонические системы обычно не сбрасывают и не заменяют воду при нормальной работе, а вместо этого очень эффективно рециркулируют и повторно используют воду. Система полагается на отношения между животными и растениями, чтобы поддерживать стабильную водную среду, которая испытывает минимальные колебания в уровнях питательных веществ и кислорода в окружающей среде. Растения способны извлекать растворенные питательные вещества из циркулирующей воды, а это означает, что сбрасывается меньше воды, а скорость водообмена может быть минимизирована. [32] Вода добавляется только для возмещения потерь воды из-за поглощения и транспирации растениями, испарения в воздух из поверхностных вод , перелива из системы из-за дождя., и удаление биомассы, такой как осевшие твердые отходы, из системы. В результате аквапоника использует примерно 2% воды, которая требуется обычным орошаемым фермам для выращивания тех же овощей. [33] Это позволяет производить аквапонику как сельскохозяйственных культур, так и рыбы в районах, где мало воды или плодородных земель. Аквапонические системы также могут использоваться для воспроизведения контролируемых условий водно-болотных угодий . Построенные водно-болотные угодья могут использоваться для биофильтрации и очистки обычных бытовых сточных вод . [34]Наполненная питательными веществами переливная вода может накапливаться в водосборных резервуарах и повторно использоваться для ускорения роста посевов, посаженных в почву, или ее можно перекачивать обратно в аквапоническую систему для пополнения уровня воды. [ необходима цитата ]

Использование энергии [ править ]

Система аквапоники, использующая нисходящее движение воды и тепличный свет для снижения потребления энергии.

Аквапонические установки в той или иной степени полагаются на искусственную энергию, технологические решения и контроль окружающей среды для достижения рециркуляции и температуры воды / окружающей среды. Однако, если система спроектирована с учетом энергосбережения, с использованием альтернативных источников энергии и уменьшенного количества насосов, позволяя воде течь вниз, насколько это возможно, она может быть очень энергоэффективной. Хотя тщательное проектирование может минимизировать риск, системы аквапоники могут иметь несколько «единых точек отказа», где такие проблемы, как сбой в электросети или засорение трубы, могут привести к полной потере рыбных запасов. [ необходима цитата ]

Зарыбление [ править ]

Чтобы аквапонические системы были финансово успешными и приносили прибыль, а также покрывали свои эксплуатационные расходы, компоненты гидропонных установок и компоненты для выращивания рыбы должны почти постоянно находиться на максимальной производственной мощности. [16] Чтобы поддерживать биомассу рыбы в системе на максимуме (без ограничения роста рыбы), существует 3 основных метода зарыбления, которые могут помочь поддерживать этот максимум.

  • Последовательное выращивание: несколько возрастных групп рыб используют один аквариум для выращивания, и когда возрастная группа достигает рыночных размеров, их выборочно отлавливают и заменяют таким же количеством молоди. [16] Недостатки этого метода включают в себя нагрузку на весь бассейн рыбы во время каждого вылова, пропажу рыбы, приводящую к расточительству пищи / места, а также сложность ведения точного учета при частом вылове. [16]
  • Разделение стада: большое количество молоди зарыбивается сразу, а затем делится на две группы, когда аквариум достигает максимальной емкости, что легче регистрировать и исключает «забвение» рыбы. Легкий способ выполнить эту операцию - использовать «плавучие каналы», которые соединяют различные резервуары для выращивания, и серию люков / движущихся экранов / насосов, которые перемещают рыбу. [16]
  • Несколько единиц выращивания: целые группы рыб перемещаются в большие резервуары для выращивания, как только их текущий резервуар достигает максимальной емкости. Такие системы обычно имеют 2–4 резервуара, которые имеют общую систему фильтрации, и когда вылавливается самый большой резервуар, каждая из других групп рыб перемещается в резервуар большего размера, в то время как самый маленький резервуар пополняется молодью. [16] Также часто бывает, что имеется несколько резервуаров для выращивания, но нет способов перемещать рыбу между ними, что устраняет трудоемкость перемещения рыбы и позволяет не беспокоить каждый резервуар во время вылова, даже если использование пространства неэффективно, когда рыба молодь. [16]

В идеале биомасса рыбы в резервуарах для выращивания не превышает 0,5 фунта / галлон, чтобы снизить стресс от скученности, эффективно кормить рыбу и способствовать здоровому росту. [16]

Борьба с болезнями и вредителями [ править ]

Хотя пестициды обычно можно использовать для борьбы с насекомыми на сельскохозяйственных культурах, в аквапонической системе использование пестицидов может угрожать экосистеме рыб. С другой стороны, если рыбы заражаются паразитами или болезнями, терапевтические средства нельзя использовать, так как растения поглотят их. [16] Для поддержания симбиотических отношений между растениями и рыбами для борьбы с вредителями следует использовать нехимические методы, такие как ловушки, физические барьеры и биологический контроль (например, паразитические осы / божьи коровки для борьбы с белокрылками / тлей). . [16] Самый эффективный органический пестицид - масло нима , но только в небольшом количестве, чтобы свести к минимуму разлив воды с рыбой. [ необходима цитата ]. Коммерциализация аквапоники часто останавливается из-за узких мест в борьбе с вредителями и болезнями. Использование химических методов контроля очень сложно для всех систем. Хотя инсектициды и гербициды можно заменить хорошо зарекомендовавшими себя коммерческими мерами биоконтроля, фунгициды и нематоциды по-прежнему актуальны в аквапонике. Мониторинг и культурный контроль являются первыми подходами к сдерживанию популяции вредителей. Биологические меры контроля, как правило, можно адаптировать в большей степени. Нехимические профилактические меры очень эффективны для предотвращения вредителей и болезней во всех конструкциях. [35]

Автоматизация, мониторинг и контроль [ править ]

Многие пытались создать системы автоматического управления и мониторинга, и некоторые из них продемонстрировали определенный успех. Например, исследователи смогли внедрить автоматизацию в небольшую систему аквапоники, чтобы получить рентабельную и устойчивую систему ведения сельского хозяйства. [36] [37] Также появилась коммерческая разработка технологий автоматизации. Например, компания разработала систему, способную автоматизировать повторяющиеся задачи сельского хозяйства, и имеет алгоритм машинного обучения , который может автоматически обнаруживать и устранять больные или недоразвитые растения. [38] Завод аквапоники площадью 3,75 акра, который утверждает, что он является первой крытой лососевой фермой в Соединенных Штатах, также включает автоматизированную технологию. [39]Аквапоника добилась заметных успехов в документировании и сборе информации, касающейся аквапоники. [ необходима цитата ]

Экономическая жизнеспособность [ править ]

Aquaponics предлагает разнообразную и стабильную систему поликультуры, которая позволяет фермерам одновременно выращивать овощи и рыбу. Имея два источника прибыли, фермеры могут продолжать зарабатывать деньги, даже если рынок рыбы или растений проходит через низкий цикл. [21] Гибкость системы аквапоники позволяет выращивать большое разнообразие культур, включая обычные овощи, травы, цветы и водные растения, чтобы удовлетворить широкий спектр потребителей. [21] Травы, салат и зелень, такие как базилик или шпинат, особенно хорошо подходят для аквапонических систем из-за их низкой потребности в питательных веществах. [21]Для растущего числа потребителей, заботящихся об окружающей среде, продукты из систем аквапоники не содержат органических веществ и пестицидов, а также оставляют небольшой экологический след. [21] Аквапонические системы также экономически эффективны из-за низкого расхода воды, эффективного круговорота питательных веществ и необходимости небольшого количества земли для работы. [21] Поскольку почва не нужна, а требуется лишь немного воды, аквапонические системы могут быть установлены в районах с традиционно плохим качеством почвы или загрязненной водой. [21] Что еще более важно, аквапонические системы обычно свободны от сорняков, вредителей и болезней, которые могут повлиять на почву, что позволяет им постоянно и быстро производить высококачественные культуры для продажи. [21]

Текущие примеры [ править ]

  • Европа
    • Urban Farming Company [40] , организация, базирующаяся в Швейцарии , была создана для того, чтобы предложить предприятиям метод выращивания аквапоники на крыше. Его цель - предлагать свежие экологически чистые продукты в местные городские районы.
    • В марте 2018 года среди европейских стран была создана Европейская ассоциация аквапоники [41] . Это открыло возможность для европейских стран продолжить исследования в области аквапоники и внедрить методы аквапоники.
    • EcoPonics [42] - компания, занимающаяся аквапоникой, базирующаяся в Исландии, которая присоединяется к аналогичным компаниям из Исландии, Дании и Испании, чтобы выступать за внедрение коммерческих и конкурентоспособных систем аквапоники в европейских странах .
    • Карибский остров Барбадос выступил с инициативой по запуску систем аквапоники в домашних условиях, называемых аквапоническими машинами, с доходом от продажи продукции туристам в целях снижения растущей зависимости от импорта продуктов питания. [ необходима цитата ]
      Производство овощей - часть недорогой системы Backyard Aquaponics, разработанной в Бангладешском сельскохозяйственном университете.
  • Азия
    • В Бангладеш , самой густонаселенной стране мира , большинство фермеров используют агрохимикаты для увеличения производства и срока хранения продуктов питания, хотя в стране отсутствует надзор за безопасными уровнями химикатов в пищевых продуктах для потребления людьми. [43] Для решения этой проблемы группа под руководством М.А. Салама из Департамента аквакультуры Бангладешского сельскохозяйственного университета разработала планы по созданию недорогой системы аквапоники для обеспечения людей, живущих в неблагоприятных климатических условиях, таких как соленость, органическими продуктами и рыбой. - южный район, подверженный наводнениям, а восточный - подверженный наводнениям . [44] [45] Работа Салама представляет собой новаторскую формуНатуральное сельское хозяйство для целей микропроизводства на уровне сообщества и на индивидуальном уровне, тогда как проектные работы Чоудхури и Граффа были нацелены исключительно на коммерческий уровень, последний из двух подходов основан на экономии за счет масштаба .
    • Поскольку более трети палестинских сельскохозяйственных земель в секторе Газа превратилось в буферную зону Израилем , разработана система аквапонического озеленения, подходящая для использования на крышах в городе Газа . [46]
    • В Малайзии, Алор Гаджа, Малакка, организация Persatuan Akuakutur Malaysia применяет инновационный подход в аквапонике, выращивая омаров в аквапонике. [ необходима цитата ]
    • Aquaponics в Индии стремится предоставить начинающим фермерам решения для аквапоники для коммерческих предприятий и приусадебных участков. [47]
  • Северная Америка
    • В колледже Дакоты в Боттино в Боттино, штат Северная Дакота, есть программа по аквапонике, которая дает студентам возможность получить сертификат или степень AAS по аквапонике. [ необходима цитата ]
    • Учреждение Smith Road в Денвере начало пилотную программу аквапоники, чтобы накормить от 800 до 1000 заключенных в тюрьме Денвера и в соседнем учреждении в центре города, которое состоит из 1500 заключенных и 700 офицеров. [48]
    • VertiFarms в Новом Орлеане нацелена на вертикальное земледелие на крышах корпораций, в 2013 году к ним присоединилось до 90 корпоративных клиентов для вертикального земледелия на крышах [49].
    • Windy Drumlins Farm в Висконсине модернизирует аквапонико-солнечную теплицу для экстремальных погодных условий, которые могут выдерживать чрезвычайно холодный климат. [50]
    • Волонтерская организация Amigos for Christ в Никарагуа управляет своей плантацией для кормления 900+ бедных школьников с использованием питательных веществ из метода аквапоники. [50]
    • Вертикультура в Бедстуй использует старый завод Pfizer для производства базилика в промышленных масштабах с помощью аквапоники, производя 30-40 фунтов базилика в неделю. [51]
    • Upward Farms в Нью-Йорке расширяется до полномасштабного коммерческого предприятия, которое будет производить 130 000 фунтов зелени и 50 000 фунтов рыбы в год. [52]
    • Произошел сдвиг в сторону интеграции аквапоники в сообщества, например, некоммерческий фонд Growing Power, который предлагает молодежи Милуоки возможности трудоустройства и обучения, одновременно выращивая продукты для своего сообщества. Модель породила несколько спутниковых проектов в других городах, таких как Новый Орлеан, где сообщество вьетнамских рыбаков пострадало от разлива нефти Deepwater Horizon , и в Южном Бронксе в Нью-Йорке . [53]
    • Whispering Roots - это некоммерческая организация в Омахе, штат Небраска, которая поставляет свежую, выращенную на месте, здоровую пищу социально и экономически неблагополучным сообществам, используя аквапонику, гидропонику и городское сельское хозяйство . [54] [55]
    • В последнее время аквапоника движется в сторону производственных систем внутри помещений. В таких городах, как Чикаго, предприниматели используют вертикальные конструкции для выращивания продуктов питания круглый год. Эти системы можно использовать для выращивания продуктов питания круглый год с минимальными отходами или без них. [56]
  • Разное
    • Кроме того, садовники по аквапонике со всего мира собираются на сайтах онлайн-сообществ и форумах, чтобы поделиться своим опытом и способствовать развитию этой формы садоводства [57], а также создать обширные ресурсы о том, как построить домашние системы.
    • Существуют различные модульные системы, предназначенные для населения, которые используют системы аквапоники для производства органических овощей и трав и в то же время обеспечивают внутреннее оформление. [58] Эти системы могут служить источником трав и овощей в помещении. Университеты продвигают исследования этих модульных систем, поскольку они становятся все более популярными среди горожан. [59]

См. Также [ править ]

  • Гидропоника
  • Вертикальное земледелие

Ссылки [ править ]

  1. ^ Rakocy, Джеймс Э .; Бейли, Дональд С. «Последние данные о выращивании тилапии и овощей в аквапонической системе UVI» (PDF) . Экспериментальная сельскохозяйственная станция Университета Виргинских островов . Архивировано 2 марта 2011 года из оригинального (PDF) .
  2. ^ Б Boutwelluc, Хуанита (15 декабря 2007). «Обновленная аквапоника ацтеков» . Реестр долины Напа . Архивировано 20 декабря 2013 года . Проверено 24 апреля 2013 года .
  3. ^ Рогоза, Эли. "Как работает аквапоника?" . Архивировано 25 мая 2013 года . Проверено 24 апреля 2013 года .
  4. Перейти ↑ Crossley, Phil L. (2004). «Дополнительное орошение в водно-болотных угодьях» (PDF) . Сельское хозяйство и человеческие ценности . 21 (2/3): 191–205. DOI : 10,1023 / Б: AHUM.0000029395.84972.5e . S2CID 29150729 . Архивировано 6 декабря 2013 года (PDF) . Проверено 24 апреля 2013 года .  
  5. ^ Интегрированное сельское хозяйство-аквакультура: учебник, выпуск 407 . ФАО . 2001. ISBN 9251045992. Архивировано 9 мая 2018 года.
  6. ^ Tomita-Yokotani, K .; Анилир, С .; Katayama, N .; Hashimoto, H .; Ямасита, М. (2009). «Космическое сельское хозяйство для жизни на Марсе и устойчивой цивилизации на Земле». Последние достижения в космических технологиях : 68–69.
  7. ^ "Карась Карась" . Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций . Департамент рыболовства и аквакультуры. Архивировано 1 января 2013 года . Проверено 24 апреля 2013 года .
  8. ^ а б Макмертри, MR; Нельсон, П.В. Сандерс, округ Колумбия (1988). «Системы Аква-Вегекультуры» . Международное агросито . 1 (3). Архивировано 19 июня 2012 года . Проверено 24 апреля 2013 года .
  9. ^ Бочек, Алекс. «Введение в рыбоводство на рисовых полях» . Сбор воды и аквакультура для развития сельских районов . Международный центр аквакультуры и водной среды. Архивировано из оригинального 17 -го марта 2010 года . Проверено 24 апреля 2013 года .
  10. ^ "王 禎 農 書 :: 卷十一 :: 架 田 - 维基 文库 ， 自由 的 图书馆" (на китайском языке). Архивировано 9 мая 2018 года . Проверено 30 ноября 2017 г. - через Wikisource .
  11. ^ "Плавающий биофильтр Aquaponics выращивает рис на рыбных прудах" . Том Дункан. Архивировано 8 января 2014 года . Проверено 20 января 2014 .
  12. ^ «Управление отходами и окружающая среда - новые идеи» . Журнал WME. Архивировано из оригинала на 2009-10-25 . Проверено 20 января 2014 .
  13. ^ a b Ракоци, Джеймс Э. "Аквакультура - Аквапонические системы" . Экспериментальная сельскохозяйственная станция Университета Виргинских островов . Архивировано из оригинала на 4 марта 2013 года . Проверено 11 марта 2013 года .
  14. ^ Фокс, Брэдли К .; Хауертон, Роберт; Тамару, Клайд (июнь 2010 г.). "Строительство автоматических колокольных сифонов для садовых аквапонических систем" (PDF) . Гавайский университет в Маноа, факультет молекулярной биологии и биоинженерии. Архивировано (PDF) из оригинала 16 августа 2013 года . Проверено 12 марта 2013 года .
  15. ^ "Аквапоника - интеграция гидропоники с аквакультурой" . Программа устойчивого сельского хозяйства ATTRA. Архивировано 03.10.2019 . Проверено 14 июля 2020 .
  16. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t Rakocy, James E .; Массер, Майкл П .; Лосордо, Томас М. (ноябрь 2006 г.). «Системы производства рециркуляционных резервуаров для аквакультуры: Аквапоника - интеграция рыбоводства и растениеводства» (PDF) (454). Южный региональный центр аквакультуры. Архивировано из оригинального (PDF) 15 сентября 2012 года . Проверено 24 апреля 2013 года . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  17. ^ a b c d e Дайвер, Стив (2006). «Аквапоника - интеграция гидропоники и аквакультуры» (PDF) . ATTRA - Национальная информационная служба по устойчивому сельскому хозяйству . Национальный центр соответствующих технологий. Архивировано 2 марта 2013 года (PDF) . Проверено 24 апреля 2013 года .
  18. ^ a b c d "NMSU: Подходит ли вам аквапоника?" . aces.nmsu.edu . Архивировано 01 января 2016 года . Проверено 1 января 2016 .
  19. ^ a b «Какие растения легче всего выращивать с помощью аквапоники» . aquaponicsideasonline.com . Архивировано 3 января 2016 года . Проверено 2 января 2016 .
  20. ^ Backyard Aquaponics. «Важность рыбы» . Архивировано 9 апреля 2013 года . Проверено 24 апреля 2013 года .
  21. ^ a b c d e f g h я Блидариу, Флавий; Grozea, Адриан (01.01.2011). «Повышение экономической эффективности и устойчивости домашнего рыбоводства с помощью аквапоники - обзор» . Научные статьи Животноводство и биотехнологии . 44 (2): 1–8. ISSN 2344-4576 . Архивировано 15 апреля 2017 года. 
  22. ^ а б "Методы аквапоники | Nelson & Pade, Inc." . aquaponics.com . Архивировано 9 апреля 2017 года . Проверено 8 апреля 2017 .
  23. ^ Леннард, Уилсон А .; Леонард, Брайан В. (декабрь 2006 г.). «Сравнение трех различных гидропонных подсистем (техника гравийного слоя, плавающей и питательной пленки) в испытательной системе Aquaponic». Международная аквакультура . 14 (6): 539–550. DOI : 10.1007 / s10499-006-9053-2 . S2CID 23176587 . 
  24. ^ Rakocy, Джеймс Э .; Шульц, Р. Чарли; Бейли, Дональд С .; Томан, Эрик С. (2004). М.А. Николс (ред.). «Аквапоническое производство тилапии и базилика: сравнение серийной и ступенчатой ​​систем выращивания» (PDF) . Acta Horticulturae . Международное общество садоводческих наук (648): 63–69. DOI : 10,17660 / ActaHortic.2004.648.8 . Архивировано из оригинального (PDF) 12 июня 2013 года . Проверено 24 апреля 2013 года .
  25. ^ Аквапоника (видео). Университет Пердью . 2011. Архивировано 06.03.2013 . Проверено 23 мая 2013 .
  26. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 07.11.2017 . Проверено 1 ноября 2017 . CS1 maint: archived copy as title (link)
  27. ^ Рогоза, Эли. «Органическая аквапоника» . Архивировано 29 мая 2013 года . Проверено 24 апреля 2013 года .
  28. ^ Amadori, Майкл (5 июля 2011). «Рыба, салат и пищевые отходы - новый виток в аквапонике» . Newswise. Архивировано 26 февраля 2013 года . Проверено 24 апреля 2013 года .
  29. ^ Royte, Элизабет (5 июля 2009). «Уличный фермер» . Компания New York Times. Архивировано 6 декабря 2011 года . Проверено 8 марта 2011 года .
  30. ^ https://www.youtube.com/watch?v=Lgtue6tbbhc&list=PLAPahqrfGZZmLPh4vXzRDqWrXP7L9mnWT
  31. ^ Лунда, Роман; Рой, Кушик; Масилко, Ян; Мраз, янв (сентябрь 2019 г.). «Понимание количества питательных веществ в производственных сточных водах фермы УЗВ для поддержки полукоммерческой аквапоники: возможность простой модернизации вне всяких сомнений». Журнал экологического менеджмента . 245 : 255–263. DOI : 10.1016 / j.jenvman.2019.05.130 . PMID 31158677 . 
  32. ^ Rakocy, Джеймс (ноябрь 2006). «Системы производства рециркуляционных резервуаров для аквакультуры: аквапоника - интеграция рыбных и растительных культур» (PDF) . SRAC . Архивировано из оригинального (PDF) 17 мая 2017 года . Проверено 9 апреля 2017 .
  33. ^ «Аквапоника: гибрид аквакультуры и гидропоники» . Ноябрь 2017. Архивировано 07.11.2017. Cite journal requires |journal= (help)
  34. ^ Hygnstrom, Ян Р .; Скиптон, Шэрон О .; Уолдт, Уэйн. «Очистка бытовых сточных вод: построенные водно-болотные угодья для очистки сточных вод» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 14 июля 2014 года . Проверено 15 июня 2014 года .
  35. ^ Фолорунсо, Эвуми Азиз; Рой, Кушик; Гебауэр, Радек; Бохата, Андреа; Мраз, янв (2020). «Комплексная борьба с вредителями и болезнями в аквапонике: обзор на основе метаданных» . Обзоры в аквакультуре . DOI : 10.1111 / raq.12508 .
  36. ↑ Менон, Рашми; Sahana, GV; Шрути В. "Малая аквапоническая система". Международный журнал сельского хозяйства и пищевых технологий . 4 : 941–946.
  37. ^ Бенуа, Сталпорт; Фредерик, Лебо; Хайссам, Джиджаклы (2018). «Smart Aquaponics: разработка интеллектуальных инструментов управления для систем аквапоники, адаптированных для профессионалов, городских сообществ и образования» . Cite journal requires |journal= (help)
  38. ↑ Саймон, Мэтт (20 ноября 2017 г.). «Будущее гидропоники и робототехники в теплицах» . ПРОВОДНОЙ . Проверено 22 ноября 2018 .
  39. ^ KC, Браун (1 сентября 2017 г.). «Уокер празднует открытие завода по аквапонике» . Новости WEAU . Проверено 22 ноября 2018 .
  40. ^ Городская сельскохозяйственная компания (( https://www.smartcitiesdive.com/ex/sustainablecitiescollective/urban-farming-co-takes-aquaponic-farming-europe-s-rooftops/442951/ ))
  41. ^ Европейская ассоциация аквапоники ((www.europeanaquaponicsassociation.org/))
  42. ^ EcoPonics (( https://ec.europa.eu/environment/eco-innovation/projects/en/projects/ecoponics ))
  43. ^ Некоторые важные переговоры по борьбевредителями ( বালাই দমন সংক্রান্ত জরুরি কিছু কথা архивации 2013-12-13 в Wayback Machine ). На бенгальском . Сангбад , 29 января 2011 г.
  44. ^ "এ্যাকোয়াপনিক্স প্রযুক্তিতে মাছ-সবজি চাষ" [ Выращивание рыбы и овощей с помощью технологии аквапоники]. Daily Janakantha (на бенгали). 28 января 2012 года архив с оригинала на 11 апреля 2013 года . Проверено 1 октября 2019 года .
  45. ^ Инновация исследователя BAU: «Технология аквапоники», производимая в три раза бесплатно, без каких-либо затрат ( বাকৃবি গবেষকের উদ্ভাবন 'একোয়াপনিক্স প্রযুক্তি' খরচ ছাড়াই উৎপাদন তিন গুণ Архивировано 12 декабря 2013 г. на Wayback Machine ). На бенгальском . The Daily Kalerkantho , 25 января 2011 г.
  46. ^ Кандиль, Ala (24 января 2015). «Сады на крышах - это« ответ Газе » » . Аль-Джазира . Архивировано 24 февраля 2015 года . Проверено 24 января 2015 года .
  47. ^ "Услуги | Аквапоника в Индии" . Аквапоника в Индии . Архивировано 18 апреля 2017 года . Проверено 17 апреля 2017 .
  48. ^ Эрнандес, Элизабет (2014-10-19). «Денверская тюрьма, выращивающая продукты питания с помощью аквапоники» . Денвер Пост . Архивировано 18 апреля 2017 года . Проверено 17 апреля 2017 .
  49. ^ «Идеалисты в действии» VertiFarms » . blog.en.idealist.org . Архивировано из оригинала на 2017-04-18 . Проверено 17 апреля 2017 .
  50. ^ a b «Наши студенты, изучающие аквапонику - дружелюбная аквапоника» . Дружественная аквапоника . Архивировано 17 апреля 2017 года . Проверено 17 апреля 2017 .
  51. ↑ Potenza, Алессандра (15.06.2016). «На аквапонической ферме в Бруклине будущее за базиликом, выращенным с тилапией» . Грань . Архивировано 18 апреля 2017 года . Проверено 17 апреля 2017 .
  52. ^ Маги, Кристина (2015-09-01). «Edenworks строит будущее еды на городских крышах» . TechCrunch . Архивировано 19 апреля 2017 года . Проверено 17 апреля 2017 .
  53. ↑ Харрис, Л. Касиму (19 декабря 2011 г.). «Аквапоника преподается во вьетнамском сообществе» . Еженедельник Луизианы . Архивировано 22 января 2012 года . Проверено 13 февраля 2012 года .
  54. ^ "Миссия | Шепчущие корни" . Whisperingroots.org . Архивировано 18 октября 2015 года . Проверено 2 января 2016 .
  55. ^ Ли, Шерил. «Дети и сотрудничество» . Архивировано из оригинального 11 декабря 2013 года . Проверено 25 августа 2013 года .
  56. ↑ Вебер, Кристофер (25 мая 2011 г.). «Аквапонное земледелие укореняется» . Чикаго Трибьюн . Архивировано 11 июня 2013 года . Проверено 9 июня 2013 года .
  57. ^ «Рыбоводство в высотном мире» . BBC News США и Канада . 29 апреля 2012 года. Архивировано 30 января 2013 года . Проверено 24 апреля 2013 года .
  58. ^ «Системы аквапоники, которые заставляют вас самостоятельно питаться» . Идеи небольшого сада . Архивировано 2 января 2016 года . Проверено 2 января 2016 .
  59. ↑ Гольдштейн, Гарри (3 июня 2013 г.). "Крытая аквапоническая ферма" . IEEE Spectrum . Архивировано 8 июня 2013 года . Проверено 3 июня 2013 года .

Внешние ссылки [ править ]