Aquaponics: nó là gì, hoạt động như thế nào, lợi ích và các dự án công nghiệp

La aquaponics Đó là một hệ thống kết hợp các đặc tính của cây trồng de peces của phương pháp nuôi trồng thủy sản truyền thống với trồng thủy canhHệ thống thủy canh là hệ thống trong đó cây được trồng mà không cần bất kỳ loại giá thể nào; nó được sử dụng cho mục đích này nước có chứa chất dinh dưỡng hòa tanKỹ thuật này thúc đẩy một sự cân bằng cộng sinh giữa thực vật, vi khuẩn và cá, trong đó mỗi sinh vật đều đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe của hệ thống.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết Aquaponics là gì? và những đặc điểm chính của nó là gì, ngoài việc đi sâu hơn vào nó hoạt động kỹ thuật, tiêu chí cân bằng, yêu cầu lọcquản lý bệnh tật và các ví dụ về các dự án công nghiệp.

chăn nuôi de peces trong nuôi trồng thủy sản-1

Aquaponics là gì

Nó là một hệ thống bền vững có khả năng sản xuất đồng thời cả thực vật và cá, kết hợp nuôi trồng thủy sản (nuôi dưỡng các sinh vật thủy sinh) và hydroponics (trồng cây trong nước không cần đất). Hai yếu tố này là nền tảng cho việc nuôi động vật thủy sinh và trồng rau với mục đích sử dụng cực kỳ hạn chế. tiết kiệm nướcVới chất thải phát sinh từ chăn nuôi de peces Nước được làm giàu với các hợp chất chứa nitơ, trong các hệ thống kín và tuần hoànChúng có thể được chuyển hóa bởi vi khuẩn và được thực vật sử dụng.

Mặc dù nước giàu chất thải có thể dẫn đến độc hại với cá Nếu amoniac hoặc nitrit tích tụ, chúng sẽ trở thành một chất tuyệt vời nguồn dinh dưỡng cho cây trồng sau quá trình nitrat hóa. Sự cộng sinh này cho phép đóng chu trình dinh dưỡngGiảm thiểu chất thải và cải thiện tính bền vững của cây trồng. Trong thực tiễn hiện đại, những điều sau đây nổi bật: hệ thống tuần hoàn (RAS trong nuôi trồng thủy sản và hệ thống thủy canh tuần hoàn) là khuôn khổ công nghệ thúc đẩy nuôi trồng thủy canh ở quy mô trong nước và công nghiệp, tích hợp đổi mới và bền vững trong chăn nuôi de peces.

Como funciona

Aquaponics hoạt động nhờ vào một số các thành phần hoặc hệ thống con hoạt động một cách phối hợp. Các yếu tố cơ bản được mô tả dưới đây và được mở rộng thêm với các tiêu chí kỹ thuật chính để tối ưu hóa hiệu suất:

Bể nhân giống: là nơi mà cá ăn và lớn lênNó hoạt động như môi trường sống chính của nó và phải có tốt sục khíKiểm soát nhiệt độ và chuyển động của nước để tránh căng thẳng và cải thiện quá trình chuyển đổi thức ăn.
Loại bỏ chất rắn: đơn vị được thiết kế để loại bỏ thức ăn thừa và trầm tích mịnNó có thể bao gồm bể lắng, bộ lọc cơ học hoặc thiết bị tách ly tâm. Việc loại bỏ chất rắn làm giảm tải trọng hữu cơ nếu không sẽ ảnh hưởng đến bộ lọc sinh học và oxy hòa tan.
Lọc sinh học: hỗ trợ nơi chúng được phát triển vi khuẩn nitrat hóa chuyển đổi amoni (NH4+/NH3) thành nitrit (NO2−) và sau đó thành nitrat (NO3−), một dạng mà thực vật có thể đồng hóa và ít độc hơn đối với cá.
Hệ thống phụ thủy canh: khu vực trồng trọt không có giá thể nơi cây trồng hấp thụ các chất dinh dưỡngChúng có thể là loại luống cao (sỏi hoặc đất sét nở có dòng chảy không liên tục), NFT (kỹ thuật màng dinh dưỡng) hoặc DWC (bể chứa nước sâu) tùy theo mục tiêu sản xuất và không gian có sẵn.
Bể phốt: bể chứa ở tầng dưới thu thập nước sau khi nuôi cấy và đưa trở lại, bằng máy bơm, vào bể chứa de pecesNó tạo điều kiện kiểm soát tổng khối lượng, ổn định thủy lực và liều lượng.

Trái tim của hệ thống là chu kỳ nitơCá thải ra amoniac, một chất độc hại ở nồng độ cao. Vi khuẩn trong bộ lọc sinh học chuyển hóa amoniac thành nitrit (cũng độc hại) rồi thành nitrat. có thể sử dụng được bởi thực vậtĐến lượt mình, cây trồng sẽ hấp thụ các chất dinh dưỡng này từ nước, nước sẽ trở về bể sạch hơn và có hàm lượng nitơ thấp hơn. Việc duy trì chu trình này đòi hỏi oxy hòa tan caođộ pH vừa phải, độ kiềm ổn định và nhiệt độ nước phù hợp với các loài thực vật và de peces.

La hệ thống ổn định Nó phụ thuộc vào sự cân bằng giữa ba yếu tố: sinh khối de peces, công suất lọc sinh học y nhu cầu dinh dưỡng của cây trồngKhi bất kỳ yếu tố nào trong số này mất cân bằng, các vấn đề sẽ phát sinh và cần được xác định và khắc phục:

Mất cân bằng do dư thừa de peces (Trường hợp A): nếu sinh khối de peces Nếu vượt quá công suất của bộ lọc sinh học, amoniac và nitrit sẽ tích tụ, làm tăng độc tính của nước.
Bộ lọc sinh học có kích thước tốt nhưng ít cây (Trường hợp B)Hệ thống tích lũy nitrat không được cây hấp thụ đủ, là dấu hiệu mất cân bằng về phía cá.
Nhiều cây và ít cá (Trường hợp C)Amoniac đã được xử lý, nhưng sẽ thiếu hụt nitrat và các chất dinh dưỡng khác để cây phát triển bình thường, xuất hiện các triệu chứng thiếu hụt.
Cân bằng lý tưởng (Trường hợp D)Việc sản xuất chất thải của cá điều chỉnh theo nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng và bộ lọc sinh học Nó chuyển hóa hoàn toàn các hợp chất độc hại.

Để đo lường sự cân bằng này, người ta dùng đến tỷ lệ cây-cá và tốc độ nạp liệu. Là tài liệu tham khảo kỹ thuật cho các đơn vị nhỏ:

Mật độ trồng: rau ăn lá, 20–25 cây/m²; cây ăn quả (cà chua, ớt), 4–8 cây/m².
Thức ăn hàng ngày trên mỗi m²: lá xanh, 40–50 g thức ăn/m²/ngày; cây ăn quả, 50–80 g thức ăn/m²/ngày.
Tiêu thụ cáTrong giai đoạn tăng trưởng, cá tiêu thụ khoảng 1–2% trọng lượng của bạn trọng lượng cơ thể hàng ngày; điều này cho phép ước tính lượng sinh khối cần thiết để xử lý lượng thực phẩm đã lên kế hoạch.
Mật độ bểĐối với các hệ thống đơn giản, tối đa 20 kg cá trên 1.000 LMật độ cao hơn yêu cầu sục khí tiên tiến và lọc phức tạp hơn.

Ngoài sự cân bằng sinh học, kích thước lọc Nó tạo nên sự khác biệt về hiệu suất:

Lượng lọc sinh họcTrong hệ thống nuôi trồng thủy sản đá/đất sét nở, sử dụng 1 lít lọc sinh học cho mỗi gam thức ăn mỗi ngày. Trong hệ thống NFT hoặc DWC, sử dụng khoảng 0,5 lít cho mỗi gam thức ăn.
Tách cơ họcBộ lọc chất rắn phải có thể tích 10–30% của bể de peces để giữ lại các hạt mà không bị sụp đổ.
Vật liệu lọc sinh họcCàng lớn thì diện tích bề mặt riêng Môi trường càng xốp thì khả năng xâm chiếm của vi khuẩn càng hiệu quả; nếu tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích thấp, bộ lọc sinh học phải được mở rộng quy mô.

Những gì cần thiết để làm aquaponics

Để có thể thực hiện phương pháp thủy canh, bạn cần một yếu tố rất quan trọng: nitrat hóaNitrat hóa là chuyển đổi hiếu khí của amoniac thành nitrit và sau đó thành nitrat. Nitrat làm giảm độc tính của nước cho cá và được thực vật sử dụng làm chất dinh dưỡng. Cá liên tục bài tiết amoniac như một sản phẩm của trao đổi chấtDo đó, một bộ lọc sinh học chức năng là rất quan trọng.

Hầu hết amoniac này nên được đã xử lývì nồng độ cao có thể gây tử vong cho cá. Aquaponics tận dụng khả năng của vi khuẩn nitrat hóa để chuyển đổi chúng thành các hợp chất ít độc hại hơn. Hơn nữa, cần phải duy trì oxy hòa tan cao (thông qua sục khí), kiểm soát pH (lý tưởng nhất là giữa 6,6 và 7,2 để cân bằng quá trình nitrat hóa và khả năng cung cấp chất dinh dưỡng), đảm bảo độ kiềm đủ và điều chỉnh nhiệt độ từ nước đến các loài đã chọn.

Để làm aquaponics bạn cần một hệ thống thủy canh bao gồm hai hệ thống con chính:

Trồng cây thủy canh, đại diện cho bể chứa chất dinh dưỡng và ổn định chất lượng nước.
Văn hóa de peces trong bể cá nuôi trồng thủy sản, nguồn dinh dưỡng và protein động vật chất lượng cao.

Trong nhiều trường hợp, nó nên được bổ sung bằng nguyên tố vi lượng chẳng hạn như sắt (được chelate hóa để có thể hấp thụ tối đa), canxi và kali, vì chế độ ăn của cá và nguồn nước có thể không cung cấp đủ lượng cần thiết. Cũng nên có bộ dụng cụ thử nghiệm để đo amoni/amoniac, nitrit, nitrat và pH, cũng như sử dụng máy bơm tuần hoàn và sục khí dự phòng để ngăn ngừa hỏng hóc.

Cách làm aquaponics tại nhà

Nhiều người muốn làm aquaponics tại nhà. Họ nên biết rằng họ cần một số thứ. vật liệu cơ bản Để thực hiện, các vật liệu cần có như sau:

Bàn trồng trọt
Hai bể nước
bơm từ nguồn nước
Nước
Cây cảnh
Cá
Một ống xi phông vệ sinh (chuông cho dòng chảy gián đoạn)
Arlita (đã giặt trước đó)

Bước đầu tiên là đặt bể lên bàn trồng. Có thể khoan một lỗ có kích thước bằng bẫy vệ sinh và đặt giữa bàn và bể. Bể phải được đặt bên dưới bể cá, sau đó... máy bơm nước sẽ dâng lên khu vực mà cây sẽ mọc. Tiếp theo, một ống đục lỗ được đặt vào bảo vệ ống xi phông của cốt liệu đất sét nở. Cốt liệu đất sét nở phải được rửa sạch để tránh bụi làm vẩn đục nước.

Cây được đặt trong những viên sỏi đất sét nở ra và đổ đầy nước để nước có thể bắt đầu lọc. Cá sẽ không được thả vào bể cho đến khi khoảng 3 tuần trôi qua.Khi hệ thống đang hoạt động tuần hoàn và có một quần thể vi khuẩn đang hoạt động trong bộ lọc sinh học, nên bổ sung một lượng nhỏ nguồn amoniac (thức ăn). de peces hoặc amoniac cho bể cá) cho điều hòa quá trình nitrat hóaSự kiên nhẫn trong quá trình tuần hoàn sẽ ngăn ngừa sự gia tăng đột biến mức amoniac và nitrit nguy hiểm, có thể gây hại cho sinh vật thủy sinh.

Để tối đa hóa thành công trong nước, cá là thực phẩm đặc biệt tốt. mộc mạc chẳng hạn như cá rô phi, cá chép hoặc cá da trơn, và các loại cây tăng trưởng nhanh chẳng hạn như rau diếp, húng quế hoặc rau bina. Trong các hệ thống có dòng chảy gián đoạn sử dụng xi phông chuông, lũ lụt và thoát nước (ngập nước và thoát nước) cung cấp oxy cho rễ và hỗ trợ quần thể vi khuẩn mạnh mẽ trong môi trường.

Cùng với tỷ lệ thức ăn và kích thước bộ lọc sinh học, có hai phương pháp đơn giản giúp duy trì sự cân bằng:

kiểm tra sức khỏe de peces và thực vậtCây có sinh trưởng kém, lá vàng hoặc rễ kém phát triển cho thấy thiếu hụt chất dinh dưỡng hoặc mất cân bằng về phía thực vật. Cá thở hổn hển trên mặt nước, cọ xát cơ thể hoặc có vùng đỏ trên vây, mắt và mang cho thấy tích tụ amoni/nitrit.
Kiểm tra nitơ: nếu amoni hoặc nitrit cao (> 1mg / L), lọc sinh học không đủ và diện tích phải được tăng lên bề mặt vi khuẩn hoặc giảm sinh khối/thức ăn.

La quản lý sức khỏe thực vật Aquaponics khác với nông nghiệp thông thường ở chỗ nó liên quan đến cá và vi khuẩn nhạy cảm. Một số phương pháp hay bao gồm:

Phòng ngừa và quản lý bệnh tật

RH: kiểm soát thông qua thông gió động (cửa sổ và quạt) để tạo luồng không khí ngang và ngăn ngừa ngưng tụ trên lá.
Mật độ trồngMật độ rất cao làm giảm thông gió bên trong và Chúng làm tăng độ ẩm, tạo điều kiện cho nấm mốc, bệnh tật và thối rữa.
Lựa chọn giống: thích hơn giống kháng bệnh khi chúng tồn tại; nếu bệnh tái phát (ví dụ, Pythium ở rau diếp), có thể thay thế bằng các loài có khả năng kháng thuốc cao hơn. chấp thuận như húng quế trong thời điểm quan trọng.
Kiểm tra và loại trừKiểm tra cây thường xuyên và loại bỏ các mô Những người bị ảnh hưởng ngay từ nghi ngờ nhỏ nhất. Kiểm soát vector (ruồi trắng, rệp) và khử trùng dụng cụ để tránh lây lan mầm bệnh.

Trong trường hợp can thiệp, xử lý vô cơ Chúng nên được sử dụng hết sức thận trọng và tốt nhất là chỉ trên lá để tránh tích tụ trong hệ thống. Trong số những người được phép nhập viện một cách thận trọng: đất sétmuối đồng hoặc lưu huỳnh, canxi sunfua và hydroxit, và kali hoặc natri bicacbonat. Ngoài ra, kiểm soát sinh học với các tác nhân như Trichoderma spp., Ampelomyces spp. hoặc Bacillus subtilis Nó có thể được áp dụng cho lá hoặc vùng rễ để giảm bệnh sương mai và mầm bệnh trong đất, thậm chí tiêm chủng cho luống gieo hạt để bảo vệ sớm.

lợi ích

Như mong đợi, việc thực hành này có lợi ích rất lớn môi trường, kinh tế và hiệu quả. Chúng ta hãy cùng phân tích những lợi ích của phương pháp thủy canh.

Hiệu suất có thể vượt quá để canh tác thủy canh thuần túy và nuôi trồng thủy sản truyền thống, với điều kiện là hệ thống ổn định và có kích thước phù hợp.
Tiêu thụ nước tối thiểu thông qua quá trình tái tuần hoàn của nó; nó chủ yếu thay thế những gì bị mất đi sự bốc hơi và thoát hơi nướcTrong điều kiện được kiểm soát, mức tiết kiệm so với hệ thống trên mặt đất là rất cao.
Giảm phân bón Khoáng chất và sản phẩm phụ: quá trình trao đổi chất của cá tạo ra chất dinh dưỡng; chúng chỉ đơn giản được điều chỉnh vi chất dinh dưỡng thiếu hụt các chất dinh dưỡng như sắt, canxi hoặc kali khi cần thiết.
Giảm tác động môi trường: ngăn chặn việc xả nước thải nuôi trồng thủy sản vào sông hoặc biển, làm giảm sự phú dưỡngĐồng thời, nó phân phối đất và làm giảm nhẹ suy thoái.
Sức khỏe và chất lượngCá được nuôi trong nguồn nước được kiểm soát và cây được cung cấp dung dịch dinh dưỡng. tự nhiênkhông cần sử dụng thuốc trừ sâu mạnh hoặc thuốc diệt nấm toàn thân.
Sản xuất kép trong cùng một không gian: rau chu kỳ ngắn và protein động vật chất lượng cao, lý tưởng cho môi trường đô thị hoặc những khu vực có diện tích đất hạn chế.
Khả năng chống chịu sâu bệnh nhờ vào sự đa dạng sinh học của hệ thống, dòng chảy liên tục và khả năng điều chỉnh mật độ cây trồng.
An toàn thực phẩmNó cung cấp rau tươi và cá địa phương, với ít Dấu chân nước và vận tải, hỗ trợ nền kinh tế dạng hình tròn.

Dự án aquaponics công nghiệp

Dự án nuôi trồng thủy canh quy mô công nghiệp lớn nhất được đặt tại Trung Quốc. Nó bao phủ hơn 4 hecta và sử dụng công nghệ hiện đại kết hợp với vật liệu truyền thống như treNó đóng vai trò như một nền tảng cho các buổi diễn tập trồng lúa trong ao với cá, cho phép việc học được mở rộng sang cây trồng trên đất liền và phục hồi sinh học chất dinh dưỡng đấtLoại sáng kiến này chứng minh rằng thủy canh có thể mở rộng mà không mất đi sự tập trung vào hiệu quả sử dụng nước và tái sử dụng chất dinh dưỡng.

Ngoài trường hợp đó, còn có trang trại đô thị trên mái nhà và nhà kính tích hợp kết hợp RAS và kênh thủy canh nước sâuGiá trị của nó nằm ở việc đưa sản xuất đến gần hơn với tiêu dùng, giảm chi phí hậu cần và tận dụng năng lượng tái tạo cho điều hòa không khí và bơm. Các chương trình cũng đang được thúc đẩy cho phát triển địa phương với nhiều nhà kính mô-đun, nơi lực lượng lao động được đào tạo và tạo ra việc làm ổn định xung quanh chuỗi cung ứng ngắn.

Trong tất cả các dự án công nghiệp, chìa khóa nằm ở thiết kế thủy lực tốtdự phòng năng lượng, một chiến lược an ninh sinh học giám sát liên tục, mạnh mẽ (oxy, amoniac, nitrit, pH, nhiệt độ) và một kế hoạch Mercado kết hợp các sản phẩm có biên lợi nhuận cao (thảo mộc thơm, lá non) với cá sử dụng thức ăn hiệu quả. Việc tích hợp thông tin vận hành cho phép điều chỉnh tỷ lệ cho ăn, mật độ thả giống và bổ sung vi chất dinh dưỡng để duy trì số dư của hệ thống và lợi nhuận.

Với tất cả những điều trên, aquaponics được định vị như một công cụ linh hoạt để sản xuất nhiều hơn với ít nước hơn, khép kín chu trình dinh dưỡng và đa dạng hóa thu nhập, từ vườn nhà đến các nền tảng công nghiệp quy mô lớn, miễn là sinh học của hệ thống và được định cỡ theo tiêu chuẩn kỹ thuật.