Aquaponics

Aquaponics, er et produktionssystem fødevareproduktion, der kombinerer traditionel akvakultur med hydroponics i et symbiotisk miljø. Ved normal akvakultur, idet ekskreter fra de dyr, der opdrættes kan ophobes i vandet, stigende toksicitet. I et aquaponic system er vand fra et akvakultur-system tilføres et hydroponiske system, hvor biprodukterne er opdelt efter kvælstoffikserende bakterier i nitrat og nitrit, som bruges af planterne som næringsstoffer. Vandet recirkuleres derefter tilbage til akvakultursystemet.

Som eksisterende hydroponiske og akvakulturprodukter dyrkningsteknikker danner grundlag for alle Aquaponics systemer, den størrelse, kompleksitet og typer af fødevarer dyrket i et aquaponics systemet kan variere så meget som ethvert system findes i enten særskilt landbrug disciplin.

Historie

Aquaponics har gamle rødder, selv om der er en vis debat om dens første forekomst:

  • Aztec dyrkede landbrugs- øer kendt som chinampas i et system anses af nogle for at være den første form for aquaponics til anvendelse i landbruget, hvor planter blev rejst på stationære øer i søen vandkanten og affaldsmaterialer opgravet fra chinampa kanaler og omkringliggende byer blev brugt til manuelt at overrisle planter.
  • Sydlige Kina, Thailand og Indonesien, som dyrkes og opdrættede ris rismarker i kombination med fisk nævnes som eksempler på tidlige Aquaponics systemer. Disse polycultural landbrugssystemer eksisteret i mange fjernøstlige lande og opvokset fisk som den orientalske Loach, sump ål, Common og karuds samt dam snegle i paddies.

Flydende Aquaponics systemer på polycultural fiskedamme blev installeret i Kina i de senere år i stor skala voksende ris, hvede og Canna lilje og andre afgrøder, med nogle installationer, der overstiger 2,5 acres. Den verdener største aquaponics-system over 4 acres i størrelse blev installeret i 2004, ved hjælp af Aqua Biofilter ™ produkt med Canna_ på Lake_Tai, Kina ved hjælp af materialer, herunder en kombination af polyurethan åbne celler filter skum, lukket celle polyethylen floatation skum, bambus, med en unik kokos fiber og filterskum blandes med væge evne til at levere vand til planternes rødder.

Udviklingen af ​​moderne aquaponics er ofte tilskrives de forskellige værker af New Alchemy Institute og værker af Dr. Mark McMurtry et al. på North Carolina State University. Inspireret af de gode resultater fra den nye Alchemy Institute, og tilbagegående Aquaponics teknikker udviklet af Dr. Mark McMurtry et al., Andre institutter snart fulgte trop. Begyndende i 1997, Dr. James Rakocy og hans kolleger ved University of Virgin Islands forsket og udviklet brugen af ​​dybe vand kultur hydroponiske vokse senge i et storstilet aquaponics system.

Den første aquaponics forskning i Canada var et lille system, tilføjet på den eksisterende akvakultur forskning på et forskningsstation i Lethbridge, Alberta. Canada oplevede en stigning i Aquaponics opsætninger i hele 90'erne, hovedsageligt som kommercielle installationer hæve højværdiafgrøder såsom ørred og salat. En opsætning baseret på det dybe vand system udviklet på University of Virgin Islands blev bygget i et drivhus ved Brooks, Alberta, hvor Dr. Nick Savidov og kolleger forsket aquaponics fra en baggrund af plante videnskab. Holdet gjorde resultater om hurtig vækst rod i Aquaponics systemer og lukning af fast affald loop, og fandt, at på grund af visse fordele i systemet over traditionelle akvakultur, kan systemet køre godt ved en lav pH-niveau, som er begunstiget af planter men ikke fiske.

Den caribiske ø Barbados skabt et initiativ til at starte Aquaponics systemer derhjemme, med indtægter fra salg af produkter til turister i et forsøg på at reducere voksende afhængighed af importerede fødevarer.

I Bangladesh, verdens tættest befolkede land, de fleste landmænd bruger landbrugskemikalier at øge fødevareproduktionen og holdbarhed, selvom landet mangler tilsyn på sikre niveauer af kemikalier i fødevarer til konsum. For at bekæmpe dette problem et hold ledet af professor Dr. MA Salam ved Institut for Akvakultur Bangladesh Agricultural University, har Mymensingh skabt planer for et billigt aquaponics system til at levere kemikaliefri råvarer og fisk til mennesker, der bor i ugunstige klimatiske forhold sådanne som saltholdigheden-tilbøjelige sydlige område og oversvømmelsestruede haor område i den østlige region. Dr. Salam arbejde innoverer en form for subsistenslandbrug til mikro-produktion mål på samfundet og personlige niveauer mens design arbejde ved Chowdhury og Graff udelukkende var rettet mod det kommercielle plan, sidstnævnte af de to tilgange udnytte stordriftsfordele.

Der har været et skift i retning af fællesskab integration af aquaponics, såsom nonprofit fundament voksende magt, der tilbyder Milwaukee ungdom jobmuligheder og uddannelse samtidig vokser mad til deres samfund. Modellen har skabt flere satellit-projekter i andre byer, såsom New Orleans, hvor Vietnamesisk fisker samfund har lidt fra Deepwater Horizon olieudslippet, og i South Bronx i New York.

Whispering Rødder er en non-profit organisation i Omaha, Nebraska, der giver friske, lokalt dyrkede, sund mad til socialt og økonomisk dårligt stillede lokalsamfund ved hjælp aquaponics, hydroponics og urbane landbrug.

Desuden har aquaponic gartnere fra hele verden samledes i online community sites og fora til at dele deres erfaringer og fremme udviklingen af ​​denne form for havearbejde samt skabe omfattende ressourcer på, hvordan man opbygger hjem systemer.

For nylig har aquaponics bevæget sig i retning af indendørs produktionssystemer. I byer som Chicago, er iværksættere udnytter lodrette designs til at dyrke fødevarer året rundt.

Komponenter

Aquaponics består af to hoveddele, med akvakultur del for at hæve vanddyr og hydroponics del til dyrkning af planter. Akvatiske spildevand, som følge af levnet foder eller opdrætter dyr som fisk, ophobes i vand på grund af det lukkede system recirkulation af de fleste akvakultur-systemer. Spildevandet-rige vand bliver giftigt for vandlevende dyr i høje koncentrationer, men disse spildevand er næringsstoffer afgørende for planternes vækst. Selvom der primært består af disse to dele, der Aquaponics systemer normalt inddelt i flere komponenter eller delsystemer, der er ansvarlige for en effektiv fjernelse af fast affald, til at tilføje baser til at neutralisere syrer, eller for at opretholde vand iltning. Typiske komponenter omfatter:

  • Opdræt tanken: tankene for at hæve og fodre fiskene;
  • Settling bækkenet: en enhed til at fange levnet mad og fritliggende biofilm og for bundfældning fine partikler;
  • Biofilter: et sted, hvor nitrifikations- bakterier kan vokse og konvertere ammoniak til nitrat, som er anvendelige for planter;
  • Hydroponics delsystem: den del af systemet, hvor planterne dyrkes ved at absorbere overskydende næringsstoffer fra vandet;
  • Sump: det laveste punkt i systemet, hvor vandet strømmer til, og hvorfra det pumpes tilbage til tankene opdræt.

Afhængigt af raffinement og udgifterne til aquaponics system kan enhederne for fjernelse af faste stoffer, biofiltrering, og / eller hydroponics delsystem kombineres i én enhed eller delsystem, som forhindrer vandet i at løbe direkte fra akvakultur del af systemet til hydroponics del.

Planter: hydroponics

Planter dyrkes som i hydroponics systemer, med deres rødder nedsænket i næringsrige spildevand. Dette giver dem mulighed for at bortfiltrere ammoniakken, der er giftigt for de vanddyr, eller dets metabolitter. Efter at vandet har passeret gennem hydroponiske delsystem det renset og iltet, og kan vende tilbage til akvakultur fartøjer. Denne cyklus er kontinuerlig. Almindelige aquaponic anvendelser af hydroponiske systemer omfatter:

  • Dybt vand tømmerflåde aquaponics: styrofoam flåder flydende i en relativt dyb akvakultur bassin i trug.
  • Recirkulerende aquaponics: faste medier såsom grus eller ler perler, der blev afholdt i en beholder, der er fyldt med vand fra akvakultur. Denne type af aquaponics er også kendt som lukkede kredsløb aquaponics.
  • Tilbagegående aquaponics: faste medier i en beholder, der er skiftevis oversvømmet og drænet udnytte forskellige typer af lugtspærre afløb. Denne type af aquaponics er også kendt som oversvømmelse-and-drain aquaponics eller ebbe-og-flow aquaponics.
  • Andre systemer bruger tårne, der sive-fodret fra toppen, næringsstof film teknik kanaler, vandrette PVC-rør med huller til gryder, plast tønder skåret i halve med grus eller flåder i dem. Hver metode har sine egne fordele.

De fleste grønne bladgrøntsager vokse godt i den hydroponiske delsystem, selv om de fleste rentable er sorter af kinakål, salat, basilikum, roser, tomater, okra, cantaloupe og peberfrugt. Andre arter af grøntsager, der vokser godt i et aquaponic system, omfatter bønner, ærter, kålrabi, brøndkarse, taro, radiser, jordbær, meloner, løg, majroer, pastinakker, søde kartofler og urter. Da planter på forskellige vækststadier kræver forskellige mængder af mineraler og næringsstoffer, er anlægget høst forskudt i seedings vokser på samme tid som modne planter. Dette sikrer en stabil næringsindhold i vandet på grund af kontinuerlig symbiotiske udrensning af toksiner fra vandet.

Dyr: akvakultur

Freshwater fisk er den mest almindelige vanddyr rejst hjælp aquaponics, selv om der også undertiden bruges krebs og rejer. I praksis tilapia er de mest populære fisk til hjemmet og kommercielle projekter, der er beregnet til at hæve spisefisk, selvom barramundi, sølv aborre, ål-tailed havkat eller tandanus havkat, jade aborre og Murray torsk også bruges. For tempererede klimaer, når der ikke er mulighed for eller ønske om at opretholde vandets temperatur, Blågællet og havkat er egnede fiskearter til hjemmet systemer. Koi og guldfisk kan også anvendes, hvis fiskene i systemet ikke behøver at være spiselige.

Bakterier

Nitrifikation den aerobe omdannelse af ammoniak til nitrat, er en af ​​de vigtigste funktioner i et aquaponics system, da det reducerer toksiciteten af ​​vandet for fisk, og tillader de resulterende nitratforbindelser, der skal fjernes af planter til næring. Ammoniak er støt frigives i vandet gennem ekskrementer og gællerne af fisk som et produkt af deres metabolisme, men skal filtreres ud af vandet, da højere koncentrationer af ammoniak kan dræbe fisk. Selv planter kan absorbere ammoniak fra vandet til en vis grad, er nitrater sidestilles lettere, hvorved effektivt at reducere toksiciteten af ​​vandet til fiskene. Ammoniak kan omdannes til andre kvælstofforbindelser gennem sunde bestande af:

  • Nitrosomonas: bakterier, der omdanner ammoniak til nitrit, og
  • Nitrobacter: bakterier, der omdanner nitrit til nitrat.

I et aquaponics system bakterierne, der er ansvarlige for denne proces danner en biofilm på alle faste overflader i hele systemet, der er i konstant kontakt med vand. De undersøiske rødder grøntsager tilsammen har en stor overflade, således at mange bakterier kan samle sig der. Sammen med koncentrationerne af ammoniak og nitrit i vandet, overfladearealet bestemmer den hastighed, hvormed nitrifikation finder sted. Pleje disse bakteriekolonier er vigtigt at regulere den fulde assimilering af ammoniak og nitrit. Dette er grunden til de fleste Aquaponics systemer omfatter en biofiltering enhed, som hjælper med at lette væksten af ​​disse mikroorganismer. Typisk, efter et system har stabiliseret ammoniak niveauer spænder fra 0,25 til 2,0 ppm; nitrit niveauer fra 0,25 til 1 ppm, og nitratindholdet området fra 2 til 150 ppm. Under opstart af systemet, kan der opstå pigge i niveauerne af ammoniak og nitrit, nitratindhold topper senere i opstartsfasen. Eftersom nitrifikationsprocessen forsurer vandet, kan ikke-natrium baser såsom kaliumhydroxid eller calciumhydroxid tilsættes til neutralisering vandets pH, hvis utilstrækkelige mængder er naturligt til stede i vandet for at give en buffer mod forsuring. Desuden valgte mineraler eller næringsstoffer såsom jern kan tilsættes i tillæg til fiskeaffald, der tjener som den vigtigste kilde til næringsstoffer til planter.

En god måde at håndtere faste stoffer buildup i aquaponics er anvendelsen af ​​orme, som liquefy fast organisk materiale, således at den kan udnyttes af planterne og / eller dyr.

Betjening

De fem vigtigste input til systemet, er vand, oxygen, lys, foder, der gives til de vanddyr, og elektricitet til at pumpe, filter og ilte vandet. Spawn eller yngel kan tilsættes for at erstatte voksne fisk som er taget ud fra systemet at bibeholde et stabilt system. Med hensyn til output, kan et aquaponics-system hele tiden giver planter såsom grøntsager dyrket i hydroponics og spiselige akvatiske arter rejst i en akvakultur. Typiske bygge nøgletal are.5 til 1 kvadratfod af vokse plads for hver 1 US gal vand akvakultur i systemet. 1 US gal vand kan understøtte between.5 lb og 1 lb af fiskebestanden afhængig beluftning og filtrering.

Ti primære vejledende principper for at skabe succesfulde Aquaponics systemer blev udstedt af Dr. James Rakocy, direktør for aquaponics forskerholdet på University of Jomfruøerne, baseret på omfattende forskning udført som en del af Landbrugsraadet Experiment Station akvakultur program.

  • Brug en fodring sats ratio for konstruktionsberegninger
  • Hold input foder relativt konstant
  • Supplement med calcium, kalium og jern
  • Sørg for god udluftning
  • Fjerne faste stoffer
  • Vær forsigtig med aggregater
  • Oversize rør
  • Brug biologisk skadedyrsbekæmpelse
  • Sørg for tilstrækkelig biofiltration
  • Kontrol pH

Feed kilde

Som i alle akvakultur baserede systemer, stock-feed består normalt af fiskemel afledt af lavere værdi arter. Løbende udtynding af vilde fiskebestande gør denne praksis uholdbar. Organiske fiskefoder kan vise sig at være et levedygtigt alternativ, der lindrer denne bekymring. Andre alternativer omfatter voksende andemad med et aquaponics system, der fodrer den samme fisk dyrket på systemet, overskydende orme vokset fra vermiculture kompostering, hjælp forberedte køkken scraps, samt voksende sort soldat flyve larver at fodre til fiskene ved hjælp af kompostering grub avlere.

Vandforbrug

Aquaponic systemer typisk ikke aflade eller bytte vand under normal drift, men i stedet recirkulere og genbruge vand meget effektivt. Systemet er baseret på forholdet mellem dyr og planter til at opretholde et stabilt vandmiljø, der oplever et minimum af udsving i omgivende næringsstoffer og ilt niveauer. Tilsættes vand kun at erstatte vandtab fra absorption og transpiration af planter, fordampning i luften fra overfladevand, overløb fra systemet fra nedbør, og fjernelse af biomasse såsom afviklede Fast affald fra systemet. Som et resultat, aquaponics bruger ca. 2% af det vand, et konventionelt vandede farm kræver for det samme vegetabilske produktion. Dette giver mulighed for aquaponic produktion af både afgrøder og fisk i områder, hvor vand eller frugtbar jord er knappe. Aquaponic systemer kan også anvendes til at gengive kontrollerede vådområder betingelser. Konstruerede vådområder kan være nyttige for biofiltrering og behandling af typiske husspildevand. Næringsstof-fyldte overløbsvand det kan akkumuleres i afstrømningsområder tanke, og genbruges til at accelerere væksten af ​​afgrøder plantet i jorden, eller den kan pumpes tilbage i aquaponic systemet til top op vandstanden.

Energiforbrug

Aquaponic installationer afhængige i varierende grader på menneskeskabte energi, teknologiske løsninger, og miljøkontrol for at opnå recirkulation og vand / omgivelsestemperaturer. Men hvis et system er designet med energibesparelse for øje, under anvendelse af alternativ energi og et reduceret antal pumper ved at lade vandstrømmen nedad så meget som muligt, kan det være meget energieffektiv. Mens omhyggelig design kan minimere risikoen, kan Aquaponics systemer har flere "single points of failure", hvor problemer som en elektrisk fejl eller et rør blokering kan føre til et fuldstændigt tab af fiskebestanden.

  0   0
Forrige artikel Bernoulli ordning
Næste artikel 2009 Paris-Nice

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha