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.

1. زیر سیستم آبزی­ پروری، متشکل از ماهی و سایر محیط­ های حیوانات آبزی.
2. 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.

بذر ریحان

برخی از نکات برجسته تاریخ آکواپونیک در قرن بیست و یکم می­باشند که عبارتند از:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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:

1. تولیدات هرز و دفع شونده یک سیستم، به عنوان غذا یا سوخت برای سیستم بیولوژیک دیگر عمل می‌کند.
2. ترکیب ماهی و گیاه، نوعی چند کشتی است که تنوع را افزایش داده است. بنابراین پایداری سیستم را بیشتر می‌کند.
3. 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.

در طی ده سال گذشته، تکنولوژی آکوآپونیک به طور قابل ملاحظه ای بهبود یافته و نتایج زیر به دست آمد: تحقیقات در زمینه تعیین نسبت مطلوب تانک (مخزن) ماهی و حجم فیلتر زیستی (هیدروپونیک) در سرعت رشد ماهی و کیفیت آب نشان داد که این نسبت بسته به اهداف مورد نظر تولیدکنندگان فرق می‌‌کند.

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:

1. مخزن ماهی
2. بستر گیاه
3. تشتک رسوب برای زباله­ های جامد
4. فیلتر زیستی یا نیتریفیکاسیون
5. 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:

1. بستر محیط
2. شناورها
3. تکنیک فیلم مواد مغذی (NFT)
4. برج­های عمودی
5. بسترهای ویکینگ
6. سطل ­ها

روش­های متعددی می­توانند ترکیب شوند. جالب است که سیستم­های آکواپونیک عمدتا توسط کشاورزان طراحی شده ­اند. انتظار می­رود که مهندسان و مشاوران حرفه­ای نیز نقش بزرگی را ایفا کنند، زیرا پروژه ­های آکواپونیک بسیار بزرگ و پیچیده هستند.

ماهی تیلاپیا مناسب سیستم آکواپونیک

انتخاب نوع ماهی:

همه گونه ­های ماهی برای کشت آکواپونیک مناسب نیستند. ماهی باید قادر باشد:

1. در شرایط شلوغ رشد کند.
2. در برابر نوسانات سطح اکسیژن محلول و همچنین اشباع نیترات و نوسانات pH مقاوم باشد.
3. به بیماری­ها و انگل­ها مقاوم باشد.
4. استفاده از مواد مغذی کارآمد منجر به رشد سریع شود.
5. 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.

خاک چمن آبی آمازون

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.

بذر کاهو

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.

1. 1. 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.
   2. 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.
   3. 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.
   4. 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:

1. ریحان (Ocimum basilicum)
2. سبزی­ های سالاد
3. سایر گیاهان
4. گوجه ­فرنگی (Solanum lycopersicum)
5. کاهو (Lactuca sativa)
6. کلم (Brassica oleracea)
7. چغندر (Beta vulgaris subspecies cicla)
8. بوک چوی (Brassica rapa spp. Chinensis)
9. فلفل (Capsicum annuum)
10. 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.

بذر فلفل

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:

1. پمپ هوا آب را از مخزن ماهی خارج کرده و به بیوفیلتر منتقل می­کند.
2. آب از طریق فرآیند نیتریفیکاسیون در فیلتر جریان می­یابد.
3. 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:

1. چرخش کنتاکتورهای بیولوژیکی
2. فیلترهای محیط قابل ارتقاء
3. فیلترهای بستر مایع
4. 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.

1. با توجه به دفع فاضلاب، آب ماهی غنی از ترکیبات معدنی است.
2. 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.
3. گیاهان نیترات و سایر عناصر کمیاب را مصرف کرده و با استفاده از آن­ها رشد می­کنند.
4. 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:

1. 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.
2. 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. اگر شما علاقه ­مند هستید و می­خواهید در خانه خود آکواپونیک را داشته باشید، این پست می­تواند مفید باشد.

آیا تجربه ­ای در استفاده از آکواپونیک دارید؟ آیا راهنمایی­ هایی را برای به اشتراک گذاشتن دارید؟ آیا این مقاله مفید بود؟ به ما اطلاع دهید.