RMAquaponics.JPG
RMAquaponics.JPG

"Nuôi trồng thủy sản hiện là ngành sản xuất thực phẩm cho động vật phát triển nhanh nhất và sẽ sớm cung cấp hơn một nửa lượng hải sản trên thế giới để con người tiêu dùng". [1] Nó đã được sử dụng trong nhiều nền văn hóa khác nhau, chủ yếu để sản xuất thực phẩm và loại bỏ chất thải độc hại, như chất thải từ bãi chôn lấp. [2] Nhiều loại vi khuẩn và tảo khác nhau đã được sử dụng để xử lý nước thải này (chẳng hạn như tảo Gracilaria birdiae). [3] Aquaponics là một phần mới nổi của nuôi trồng thủy sản sử dụng sự tương tác tự nhiên giữa vi khuẩn, cá và thực vật để biến chất thải thành nước sạch.

Aquaponics là gì?

Aquaponics là phương pháp sản xuất thực phẩm kết hợp nuôi trồng thủy sản với thủy canh . Mối quan hệ cộng sinh này tạo điều kiện cho một hệ thống bền vững với ít đầu vào cần thiết. Vi khuẩn có lợi tích tụ, sau đó chuyển đổi các chất độc được tạo ra từ chất thải của cá thành chất dinh dưỡng mà cây trồng sử dụng. Bằng cách hấp thụ các chất dinh dưỡng này, cây trồng lọc nước, tạo cho cá một môi trường sống. Chu trình này giúp duy trì bể cá trong tình trạng tốt cho cả cá và cây trồng.

Sản xuất thực phẩm bằng phương pháp này gần như là hữu cơ nhất mà bạn có thể có được. Với cách thiết lập này, không cần phân bón vì chất thải của cá là tất cả những gì cần thiết cho cây phát triển. Thuốc diệt cỏ cũng không cần thiết vì không có đất để trồng cây và thậm chí có thể gây hại cho cá. Hệ thống này đặc biệt tuyệt vời cho những khu vực có chất lượng đất kém vì nó không chịu trách nhiệm cung cấp chất dinh dưỡng cho cây. Bạn có thể trồng một lượng lớn cây trên diện tích nhỏ mà không cần nhiều đất. Aquaponics là một cách tuyệt vời để trồng cá và rau tươi bền vững cho một gia đình, để nuôi sống một ngôi làng hoặc tạo ra lợi nhuận trong khối lượng nông nghiệp thương mại. Chưa kể đến thực tế là bạn có thể tự sản xuất bữa tối và món ăn kèm trong một hệ thống. Điều tuyệt vời nhất là khi cá của bạn đủ lớn, bạn có thể ăn chúng! [4]

Lịch sử

Aquaponics gần đây đã trở nên phổ biến trở lại, [5] tuy nhiên, kiệt tác về kỹ thuật và sinh học này lần đầu tiên được các nền văn minh cổ đại sử dụng [6] Vào khoảng thế kỷ thứ mười ba, nền văn minh Aztec là nền văn minh đầu tiên sử dụng aquaponics. Họ đã tạo ra các đảo nông nghiệp phức tạp gọi là chinampas. Những hòn đảo thực vật này nằm trong vùng nước nông của hồ và được trộn lẫn với chất thải của động vật. Thiết lập này cho phép người Aztec tận dụng cả khả năng loại bỏ chất thải và cung cấp thực phẩm của aquaponics. [7] Các nền văn hóa đa canh cũng được tạo ra ở Trung Quốc và Thái Lan, nơi cá (cũng như các loài khác như lươn đầm lầy và ốc ao) được đưa vào ruộng lúa để hỗ trợ sản xuất cây trồng và làm nguồn thực phẩm khác. [6]

Aquaponics được sử dụng ở đâu?

Kể từ khi aquaponics trở nên phổ biến trở lại, nhiều quốc gia trên thế giới đã bắt đầu hưởng lợi; những quốc gia này bao gồm Hoa Kỳ, những quốc gia ở Nam Mỹ, nhiều nơi ở Châu Á, Úc và một số nơi ở Châu Phi. [5] [8] [9] [10] Ngay cả ở vùng nước lợ ở sa mạc Negev cũng đã có những hệ thống aquaponics được thiết lập với sự phát triển thành công của cây trồng và cá. [11] Hầu hết các hoạt động đều thuộc một trong các loại sau: nghiên cứu, giáo dục, phi lợi nhuận, thương mại hoặc sở thích cá nhân. [1] Mặc dù hầu hết các hệ thống hiện nay đều có quy mô nhỏ, nhưng sự tiến bộ của công nghệ đã dẫn đến "sự gia tăng ổn định về số lượng các ứng dụng thương mại, hai lĩnh vực quan tâm chính là lợi nhuận và quản lý chất thải, đã kích thích sự quan tâm đến aquaponics như một phương tiện có thể tăng lợi nhuận trong khi sử dụng một số sản phẩm thải". Một lời giải thích chi tiết hơn về cách hệ thống aquaponics đã được triển khai ở các quốc gia khác nhau này có thể được tìm thấy trong các phần sau.

So sánh các phương pháp

Để hiểu đầy đủ về aquaponics, điều bắt buộc là phải hiểu rằng nó sử dụng cả hai phương pháp nuôi trồng thủy sản và thủy canh để trồng các loại cây trồng bền vững. Bằng cách tìm hiểu về hai phương pháp, bạn có thể đánh giá đầy đủ những ưu điểm và nhược điểm của ba phương pháp canh tác này.

Nuôi trồng thủy sản

Nuôi trồng thủy sản là việc sử dụng mối quan hệ tự nhiên giữa thực vật và động vật thủy sinh để đạt được năng suất cao theo cách bền vững. Làm thế nào để đạt được điều này? Bằng cách thiết kế thông minh, đó chính là mục đích của nuôi trồng thủy sản bền vững.

Bây giờ tôi xin nhường lời cho Bill Mollison, cha đẻ của phương pháp canh tác bền vững, bằng cách trích dẫn từ Sổ tay thiết kế canh tác bền vững, Chương 13.2, trang 459 "Lập luận ủng hộ nuôi trồng thủy sản":

"Cho đến vài thập kỷ gần đây, chúng ta vẫn có thể thu hoạch đủ cá, động vật thân mềm và thực vật từ các hệ thống nước tự nhiên. Hiện nay, điều này không còn nữa và động lực mới thể hiện rõ trong việc tạo ra và nuôi cấy các sinh vật trong môi trường nước.

Nuôi trồng thủy sản có tính ổn định đã được thử nghiệm lâu dài và không thể nghi ngờ, và nhiều hệ thống đã tồn tại mà không cần đầu vào bên ngoài trong hàng ngàn năm. Tính ổn định và năng suất của các hệ thống nuôi trồng thủy sản vượt trội hơn các hệ thống nuôi trồng trên cạn đã phát triển cho đến nay. Với cùng một đầu vào về năng lượng hoặc chất dinh dưỡng, chúng ta có thể mong đợi năng suất từ ​​nước cao gấp 4-20 lần so với năng suất từ ​​đất liền kề.

Tóm lại, nuôi trồng thủy sản là một nghề tương lai ổn định của các xã hội có trách nhiệm như rừng, và giữa hai hệ thống có lợi này, chúng ta sẽ thấy sự suy giảm lớn các khu vực hiện đang dành cho chăn thả gia súc (lưu ý: ông ấy đang đề cập đến việc chăn thả quá mức có hại) và độc canh (lưu ý: về cơ bản là diệt chủng sinh thái). Cả hai nghề sau này đều là những doanh nghiệp ngày càng ít được xã hội ưa chuộng, và sản phẩm của chúng là một rủi ro rõ ràng theo bất kỳ quan điểm nào mà người ta quan tâm (tài chính, y tế, phúc lợi xã hội, hiệu quả năng lượng hoặc sự ổn định cảnh quan nói chung).

Nuôi trồng thủy sản không còn giá trị như một nền độc canh sử dụng nhiều năng lượng hơn so với những người tiền nhiệm trong lịch sử của nó - các trang trại ngũ cốc lớn hoặc một loại cây trồng. Nó thú vị nhất, vui vẻ nhất và có giá trị xã hội nhất khi được coi là nền văn hóa ruộng bậc thang khoai môn cộng đồng, và buồn nhất khi là các trang trại nuôi tôm hoặc cá da trơn thâm canh 100 ha. Do đó, thái độ của tôi trong suốt quá trình là nhấn mạnh vào năng suất và quy trình hợp lý, nhưng không khuyến khích quan điểm "năng suất tối đa của một loài".

Thủy canh

Thủy canh là phương pháp trồng cây trong dung dịch nước khoáng không có đất. Hệ thống này cho phép phương pháp trồng hiệu quả hơn, được trang bị ít không gian, ít lao động và nước hơn. Vì cây trồng trong điều kiện nước lý tưởng nên chúng không cần nước dư thừa, trong khi thông thường phần lớn nước bị lãng phí. Loại hệ thống này đòi hỏi phải có chất dinh dưỡng đầu vào.

Thuận lợiNhược điểm
Nông nghiệp hữu cơ
  • Nông nghiệp hữu cơ đã trở nên phổ biến trên thị trường vì người ta cho rằng đây là cách trồng trọt thực phẩm lành mạnh hơn.
  • Sử dụng chất thải làm phân bón.
  • Sử dụng biện pháp diệt trừ sâu bệnh tự nhiên.
  • Hệ thống sinh học tạo ra các loại cây trồng có hương vị ngon hơn và đôi khi giàu dinh dưỡng hơn.
  • Sử dụng nhiều đất hơn so với phương pháp canh tác truyền thống.
  • Trong hầu hết các trường hợp, chi phí trồng trọt và chứng nhận cây trồng hữu cơ cao hơn so với các phương pháp canh tác khác.
  • Chứng nhận của USDA đang mất dần giá trị khi ngành kinh doanh nông nghiệp thay thế sản xuất hữu cơ ở các trang trại nhỏ.
Thủy canh vô cơ (sử dụng phân bón khai thác và sản xuất)
  • Sản xuất được khối lượng lớn cây trồng trong một không gian nhỏ.
  • Kết hợp với phương pháp nông nghiệp có kiểm soát sẽ mang lại sản lượng ổn định quanh năm.
  • Phụ thuộc vào phân bón sản xuất và khai thác có giá thành cao, giá ngày càng tăng và khó kiếm hơn do nhu cầu trên toàn thế giới tăng.
Nuôi trồng thủy sản tuần hoàn
  • Sản xuất được số lượng lớn cá trong một không gian nhỏ.
  • Hệ thống tuần hoàn có tỷ lệ hỏng hóc cao do mật độ thả giống cao và biên độ sai sót thấp.
  • Tạo ra dòng chất thải lớn.
Aquaponics (Thủy canh hữu cơ)
  • Aquaponics có tất cả các ưu điểm của canh tác hữu cơ, thủy canh và nuôi trồng thủy sản! Thêm vào đó:
  • Chất thải của cá cung cấp phân bón cho cây trồng.
  • Cá không mang các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn e-coli và vi khuẩn salmonella như các loài động vật máu nóng.
  • Lượng nước cao trong hệ thống thủy canh bè giúp giảm rủi ro cho sản xuất cá.
  • Aquaponics thể hiện chu trình tự nhiên giữa cá và thực vật và là phương pháp bền vững nhất trong bốn phương pháp được trình bày ở đây.
  • Với khối lượng sinh học ổn định trong bể cá, cây sẽ phát triển tốt.
  • Người quản lý cần có người được đào tạo về nuôi cả cá và trồng cây.
  • Sự mất mát lớn trong bể cá có thể làm gián đoạn sản xuất của cây trồng.

Sản xuất thực phẩm Aquaponic: Nuôi cá và cây trồng để có thực phẩm và lợi nhuận, Rebecca L. Nelson với sự đóng góp của John S. Pade

Thiết kế: Các tính năng và thành phần chính

Một trong những đặc điểm đáng chú ý của hệ thống aquaponic là số lượng lớn các cách khác nhau có thể được xây dựng. Mặc dù có sự đa dạng này, có năm thành phần chính trong bất kỳ thiết lập aquaponic nào: bể nuôi, loại bỏ chất rắn, bộ lọc sinh học, hệ thống phụ thủy canh và một bể chứa (Hình 1; [5] Tất cả các thành phần chính này đều thực hiện các chức năng sau, "sản xuất cá và thực vật, loại bỏ chất rắn lơ lửng và nitrat hóa vi khuẩn. [1]

Hình 1: Sơ đồ không theo tỷ lệ của các thành phần quan trọng khác nhau trong hệ thống aquaponics.

Bể nuôi: nơi cá được nuôi

Có ba loại kỹ thuật nuôi khác nhau: nuôi tuần tự, chia đàn và nhiều đơn vị nuôi. Mỗi kỹ thuật khác nhau này đều có lợi ích, nhược điểm và yêu cầu cách bố trí khác nhau. Ví dụ, nuôi tuần tự yêu cầu nhiều nhóm cá có độ tuổi khác nhau trong một bể. Thiết lập này ít phức tạp hơn các kỹ thuật nuôi khác. Tuy nhiên, nó có thể gây căng thẳng cho những con cá chưa trưởng thành hoàn toàn để bán ra thị trường khi những con khác bị bắt, nó cũng khiến việc theo dõi hồ sơ đàn trở nên khó khăn và những con cá còi cọc tránh bị đánh bắt. Một kỹ thuật nuôi khác được gọi là chia đàn. Trong kỹ thuật chia đàn, cá được chia ngẫu nhiên vào hai bể khác nhau khi bể đầu tiên đạt sức chứa. Mặc dù kỹ thuật này giúp tránh việc chuyển cá còi cọc, nhưng căng thẳng do việc chuyển cá có thể gây ra cho sự phát triển tổng thể của chúng. Kỹ thuật phổ biến cuối cùng là hệ thống có nhiều đơn vị nuôi. Trong hệ thống này, quần thể bắt đầu ở các độ tuổi khác nhau và được chuyển đến các bể lớn hơn khi cá đủ lớn.

Loại bỏ chất rắn: loại bỏ chất thải hữu cơ lớn hơn

Loại hệ thống loại bỏ chất rắn phụ thuộc vào lượng chất thải hữu cơ được tạo ra trong hệ thống (tức là số lượng cá được nuôi và số lượng cây được trồng). Nếu có nhiều chất thải của cá hơn mức có thể duy trì được của số lượng cây trong hệ thống, thì cần có thiết bị loại bỏ chất rắn như trống sàng siêu nhỏ.

Các bộ lọc trung gian này giúp thu thập chất rắn và "tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuyển đổi amoniac và các sản phẩm thải khác trước khi đưa vào rau thủy canh". [10] Điều này phát huy tác dụng trong các hệ thống quy mô thương mại và các bể lắng đã được sử dụng (Hình 2). Hệ thống bể lắng thu thập chất rắn ở đáy hình nón. Nó yêu cầu cá phải ở trong bể để ăn chất thải có thể ở gần đỉnh và giữ cho đường ống sạch sẽ. Lưới cũng được thiết lập sau bể lắng để hứng chất thải hữu cơ dư thừa đã thoát ra khỏi bể lắng. Lưới này cần được vệ sinh một đến hai lần một tuần. Điều quan trọng là phải tháo những tấm lưới này ra vì sự tích tụ của vật liệu hữu cơ có thể dẫn đến điều kiện kỵ khí có thể giết chết cá. [5] Một số thông số chất lượng nước nhất định là cần thiết để nuôi cá và cây bao gồm độ pH, nồng độ oxy hòa tan, carbon dioxide, amoniac, clo, nitrit và nitrat nhất quán. [10] Bùn thu được từ lưới có thể được sử dụng để bón cho các loại cây trồng khác hoặc ở các khu vực đô thị, có thể được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước thải để làm sạch nước. [5] Ở quy mô nhỏ hơn, việc loại bỏ chất thải của hệ thống có thể không cần thiết (khi có lượng cá nhỏ so với diện tích trồng cây). [5] Trong các hệ thống này, thường có dòng nước chảy trực tiếp từ bể nuôi cá đến "bể rau thủy canh trồng sỏi". [10]

Hình 2: A) Máy làm trong hoạt động bằng cách nước đầu tiên đi vào B) vách ngăn trung tâm sau đó nước di chuyển ra ngoài qua C) vách ngăn xả hoặc vào D) cửa ra của bể lọc hoặc ra ngoài qua E) ống thoát bùn. [5]

Lọc sinh học: sử dụng vi khuẩn

Một phần quan trọng của hệ thống aquaponics là loại bỏ amoniac được bài tiết như một sản phẩm chất thải trao đổi chất từ ​​mang cá. [5] Nếu nồng độ amoniac quá cao thì cá sẽ chết. [5] Điều này được ngăn ngừa thông qua quá trình nitrat hóa amoniac. Trong quá trình này, amoniac được oxy hóa thành nitrit và sau đó thành nitrat. Aquaponics tận dụng các vi khuẩn nitrat hóa tự nhiên này, Nitrosomonas và Nitrobacter, làm trung gian cho quá trình này. [5]

Hình 3: Sơ đồ về chu trình tự nhiên mà nitơ trải qua trong tự nhiên. Sơ đồ này đặc biệt cho thấy điểm mà vi khuẩn nitrat hóa, Nitrosomonas và Nitrobacter, đóng vai trò chính trong việc chuyển đổi nitrit độc hại thành nitrat tương đối không độc hại. [12]

Những vi khuẩn nitrat hóa tự nhiên này thích phát triển trong màng sinh học dọc theo các bề mặt khác nhau. Để tối đa hóa sự phát triển của vi khuẩn, các bộ lọc sinh học trong hệ thống thủy canh thường được xây dựng từ cát, đá trân châu hoặc sỏi. [5] [10]

Hình 4: Sơ đồ đơn giản về cách thiết lập hệ thống aquaponics

Hệ thống thủy canh: nơi cây được trồng

Những bộ lọc sinh học khác nhau này cũng quan trọng để nhận biết khi phân biệt các loại hệ thống thủy canh khác nhau. Trong các thiết lập nhỏ hơn, sỏi được sử dụng vì lợi ích canxi của nó đối với cây trồng. [5] Loại hệ thống này cần nước lên xuống liên tục. Những nhược điểm của hệ thống này bao gồm tắc nghẽn từ rễ cây còn sót lại, sự phát triển của vi khuẩn và thiếu lưu thông nước hoàn toàn (thiếu lưu lượng dẫn đến vùng kỵ khí và sản xuất cây trồng kém). [5] Việc thiếu lưu lượng cũng có thể dẫn đến chất lượng nước kém và cá chết. [10] Nếu hệ thống thủy canh lớn hơn và không có dòng nước liên tục, thì hệ thống cát là một lựa chọn tốt. [5] Nên sử dụng hạt cát lớn hơn để tránh tắc nghẽn ống. Nếu cả cát và sỏi đều không phải là lựa chọn, thì đá trân châu là một lựa chọn tuyệt vời khác. [5] Các hệ thống dựa trên đá trân châu tốt nếu cây có rễ nhỏ đang được trồng và người trồng sẵn sàng loại bỏ tất cả các chất rắn trước khi chúng đi vào phần thủy canh. Nếu không làm như vậy, các phần kỵ khí sẽ hình thành. [5]

Hố chứa nước: nơi thu thập nước sạch

Bể chứa là nơi duy nhất mà nước được bơm vào hệ thống. Đây là nơi tốt để thêm nước nếu hệ thống bị mất nước. [5]

Lý thuyết khoa học: hệ thống aquaponics hoạt động như thế nào

Aquaponics là một hệ thống tuần hoàn tận dụng các quá trình sinh học tự nhiên. Dưới đây, từng phần của hệ thống (cây trồng, cá, nước và vi khuẩn) được giải thích:

Cây trồng: chúng cần gì và làm thế nào để phát triển tốt nhất?

Trước tiên, điều quan trọng là phải giải quyết các loại cây thích nghi tốt nhất với hệ thống thủy canh. Hệ thống này hỗ trợ tốt nhất cho các loại cây có nhu cầu dinh dưỡng thấp như cải xoong, húng quế, hẹ, rau bina, rau thơm và rau diếp. [10] Tuy nhiên, cà chua và dưa chuột cũng đã được trồng. [13] Nếu tạo ra điều kiện yếm khí do dòng nước chảy kém, thì những vùng này cũng có thể dẫn đến tình trạng cây không phát triển. [5]

Một ví dụ về cây cà chua trong hệ thống chứa đầy giá thể. Ảnh cá nhân của tác giả.

Cây trồng lấy củ

Mặc dù phát triển trong môi trường đá, chẳng hạn như sỏi đất sét hoặc sỏi, các loại cây lấy rễ được cho là phát triển khá tốt trong hệ thống aquaponics. Một danh sách ngắn các loại cây có thể trồng bằng aquaponics bao gồm rau diếp, hẹ, cải xoong, húng quế, bắp cải, cà chua, bí và dưa. Vào giai đoạn đầu phát triển aquaponics, người ta nghĩ rằng chỉ có thể trồng các loại cây có lá. Hiện nay, hơn 60 loại thực phẩm khác nhau đã được trồng thành công, như đã được Trung tâm đa dạng hóa cây trồng ở Alberta, Canada thử nghiệm. [14]

Rễ xâm lấn

Không nên trồng các loài có rễ phát triển nhanh như bạc hà. Hệ thống rễ hung hăng sẽ phát triển vào đường ống và lấn át hệ thống. [4]

Hệ thống chứa đầy phương tiện truyền thông

Vì hệ thống chứa đầy môi trường là phổ biến nhất đối với sản xuất thực phẩm tại nhà, phần này sẽ được trình bày chi tiết hơn, vì nó liên quan đến phương pháp chứa đầy môi trường. Nhiều thành phần của phương pháp này cũng được sử dụng trong hệ thống bè và NFT. Các thành phần cơ bản của hoạt động chứa đầy môi trường là luống trồng, bể cá và bể lắng. Tất nhiên, cũng cần có máy bơm riêng, cơ chế sục khí, máy nước nóng/làm lạnh, hệ thống nguồn điện dự phòng và nhiều hệ thống ống nước sử dụng ống PVC.

Môi trường phát triển

Sỏi, đá trân châu hoặc hydroton tiêu chuẩn 1/4 inch (0,66 cm), một loại sỏi đất sét thường được sử dụng trong thủy canh, có thể được sử dụng làm môi trường trồng trọt. Sỏi rẻ hơn một chút, nhưng hydroton cho phép trồng dễ dàng hơn trong một số trường hợp vì tính đồng nhất của nó.

Âm lượng

Một con cá cần khoảng 10 lít, hoặc 2,5 gallon không gian cho riêng nó. Vì vậy, nếu bạn có một bể cá 50 gallon, bạn có thể nuôi 20 con cá. Tuy nhiên, càng có nhiều nước thì hệ thống càng ổn định. Kích thước bể tối thiểu được khuyến nghị là 250 gallon, hoặc 1000 lít. Thể tích luống trồng phải bằng thể tích bể cá. [4] Các hệ thống nhỏ hơn đã được tạo ra với các mức độ thành công khác nhau.

Hệ thống xả/làm đầy

Khi sử dụng luống trồng, môi trường phải được ngập nước và thoát nước định kỳ. Có một số phương pháp để thực hiện việc này.

Một dòng chảy thích hợp là rất quan trọng để cung cấp oxy cho rễ cây và quần thể vi khuẩn. [4] Có một số phương pháp để di chuyển nước từ luống trồng trở lại bể cá. Chúng bao gồm một xi phông chuông, một tràn, một van bồn cầu hoặc chỉ cần một máy bơm được đặt trên một bộ hẹn giờ. Có thể sử dụng bất kỳ số lượng cách nào để cung cấp lượng nước, chất dinh dưỡng và oxy thích hợp cho nước trong Hệ thống chứa đầy môi trường. Điều quan trọng là phải có tốc độ dòng chảy sẽ tuần hoàn nước qua hệ thống và không cho phép mức amoniac và nitrit độc hại tích tụ.

Chất dinh dưỡng cho cây trồng

Tùy thuộc vào hệ thống của bạn, có thể cần phải thêm một số chất dinh dưỡng nhất định vào nước. Sắt, canxi, magiê, kali và bo. Những chất này có thể được thêm vào nước dưới dạng chelate khoảng ba tuần một lần. Bổ sung aquaponics bằng nuôi giun đất , như mô tả ở trên , có thể tránh được nhu cầu này.

Friendly Aquaponics đã tạo ra một hướng dẫn để xác định tình trạng thiếu hụt chất dinh dưỡng của cây trồng

Cá: yêu cầu để sản xuất cá tốt nhất

Một số loài cá tốt hơn vì chúng có khả năng chịu đựng tốt hơn với những thay đổi. Cá rô phi là loài cá được sử dụng phổ biến nhất trong hệ thống. [10] [5] Các loài cá được đưa vào hệ thống bao gồm "cá rô phi, cá hồi, cá rô, cá hồi Bắc Cực và cá vược… cá rô phi có khả năng chịu đựng các điều kiện nước thay đổi như độ pH, nhiệt độ, oxy và chất rắn hòa tan". [10] Những điều kiện khác nhau được đề cập trước đó (amoniac, nitrit, nitrat, độ pH, oxy hòa tan, carbon dioxide) rất quan trọng để theo dõi nhằm đảm bảo tốc độ tăng trưởng cao nhất của cá. [10] Những điều kiện này có thể được đo trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua "mật độ thả cá, tốc độ tăng trưởng của cá, tốc độ cho ăn và thể tích". [10]

Cá làm thực phẩm

Tùy thuộc vào khí hậu nơi bạn sống, tốt nhất là sử dụng cá bản địa ở khu vực của bạn. Điều này cho phép sử dụng ít năng lượng nhất để sưởi ấm hoặc làm mát bể cá. Bạn cũng nên chọn giống cá khỏe mạnh có thể sống sót qua những thay đổi về chất lượng nước hoặc nhiệt độ. Hãy nhớ rằng một số loài cá ăn bạn đồng hành của chúng khi chúng lớn hơn và phải được phân loại vào các bể riêng biệt. [4]

Cho ăn

Thức ăn cho cá là nguồn đầu vào chính của hệ thống nuôi trồng thủy canh, vì vậy việc lựa chọn thức ăn rất quan trọng đối với tính bền vững. [14]

Có một số lựa chọn để cung cấp thức ăn cho cá của bạn. Hầu hết các hệ thống có thể kết hợp một cách có lợi một số trong số những lựa chọn này -

  • Thức ăn viên cho cá . Bạn có thể cho cá ăn thức ăn viên chất lượng cao làm từ cá và đậu nành. Đây là cách cho cá ăn phổ biến nhất và đã được thử nghiệm kỹ lưỡng trong các hệ thống aquaponic, nhưng nó có nhược điểm là đòi hỏi đầu vào bên ngoài liên tục, làm tăng đáng kể chi phí vận hành của hệ thống. Có thể sử dụng các tùy chọn sau để đưa hệ thống đến gần hơn với hệ thống vòng kín hoàn toàn
  • Tảo . Tảo sẽ phát triển theo kiểu bản địa ở hầu hết mọi vùng nước tĩnh và cung cấp một số thức ăn cho cá. Đặt một tấm lưới nhựa (như thùng đựng trái cây rỗng) vào bể cá của bạn sẽ tạo ra bề mặt cho tảo phát triển. Thật không may, ngay cả trong những trường hợp tốt nhất, cũng khó có thể đáp ứng đầy đủ nhu cầu thức ăn của cá chỉ bằng tảo.
  • Thức ăn cho cá có thể được sản xuất trong luống nuôi nếu giống cá được chọn ăn rau lá xanh.
  • Bèo tấm cũng là một lựa chọn tuyệt vời vì nó có thể được trồng trên bề mặt của bể phụ, sau đó được thu hoạch và đông lạnh khi cần thiết. [4] Bèo tấm phát triển nhanh, có hàm lượng protein và chất dinh dưỡng cao cho cá và có một số loài phù hợp với hầu hết các loại khí hậu. Ngoài ra, bèo tấm hấp thụ amoniac, một sản phẩm phụ của cá, cung cấp thức ăn giàu protein có thể được cho một số loại cá ăn. [15]
  • Giun . Một số người thực hành nuôi giun cùng với nuôi thủy canh. Điều này cho phép các bộ phận không ăn được của cây trồng (hoặc các chất thải hữu cơ khác mà bạn có xung quanh, như cỏ cắt hoặc bất cứ thứ gì) được cho giun ăn. Sau đó, giun có thể được cho cá ăn. Phân hữu cơ được tạo ra trong trại giun có thể được sử dụng để trồng cây bên ngoài hệ thống thủy canh hoặc có thể được sử dụng để làm trà phân hữu cơ có thể được thêm vào thành phần thủy canh của hệ thống. Điều này đa dạng hóa các chất dinh dưỡng mà cây nhận được, đặc biệt là cung cấp boron mà nếu không có nó có thể bị thiếu.

Vườn ươm

Mặc dù có thể mua cá giống, nhưng chúng không nhất thiết phải là nguồn duy nhất để nuôi trong bể cá. Để tiếp tục với ý tưởng về hệ thống vòng kín, có thể thiết lập bể ương và tạo điều kiện cho việc giao phối để quần thể cá có thể tự duy trì. Trong một số trường hợp, điều quan trọng là phải chuyển cá con sang một bể riêng vì cá trưởng thành sẽ ăn chúng. [4]

Nước

Trong hệ thống aquaponics, chất lượng nước có mối tương quan trực tiếp với chất lượng cây trồng. Cây trồng cần một số khoáng chất nhất định để phát triển và các khoáng chất này được cung cấp từ chất thải của cá. Trong tình huống trồng trọt không phải thủy canh, các khoáng chất có nguồn gốc từ đất. Trong hệ thống thủy canh khép kín, chẳng hạn như aquaponics, các khoáng chất đi vào hệ thống được kiểm soát chặt chẽ. Khi trồng cây trong đất, bạn có nguy cơ cây hấp thụ các khoáng chất độc hại, [16] và sau đó tiêu thụ những khoáng chất đó trong sản phẩm cuối cùng của bạn. Do đó, aquaponics là một hình thức canh tác hữu cơ tinh khiết hơn, cung cấp mức độ kiểm soát cao hơn, tạo ra sản phẩm chất lượng cao hơn.

Máy làm trong, khoáng hóa, khử khí và lọc sinh học

Thùng ở giữa trong hệ thống này, được chôn dưới đất, đóng vai trò là chất làm trong. Các luống trồng được nâng lên phía sau nó, và bể cá được chôn ở phía trước. Ảnh cá nhân của tác giả.

Việc duy trì chất lượng nước là rất quan trọng đối với tất cả các bộ phận của hệ thống. Một yếu tố đặc biệt quan trọng là độ cân bằng pH, vì các bộ phận khác nhau của hệ thống phát triển mạnh ở một độ pH nhất định. Do đó, cần phải có một số thỏa hiệp. Cá thường thích độ pH từ 7,5-8, trong khi thực vật phát triển tốt nhất ở mức 6,0-6,5 và quần thể vi khuẩn hoạt động hiệu quả nhất ở mức 7,0-8,0. Sự đồng thuận về độ pH tổng thể là 7,0 để hệ thống hoạt động tốt nhất. [14]

Để đạt được mức chất lượng nước chấp nhận được, cần có các thành phần khác nhau tùy thuộc vào loại thiết lập aquaponic được lắp đặt. Có ba loại chính: bè, Kỹ thuật màng dinh dưỡng (NFT) và luống chứa đầy giá thể. Hệ thống bè, còn được gọi là phao, kênh sâu và dòng chảy sâu, trồng cây trong các tấm xốp nổi trong bể tách biệt với bể cá. NFT trồng cây trong các kênh dài, hẹp với một lớp màng nước mỏng chảy qua chúng để đưa chất dinh dưỡng đến rễ cây. Luống chứa đầy giá thể chỉ đơn giản là các thùng chứa chứa đầy chất trồng, như sỏi, đá trân châu hoặc hydroton, trong đó rễ cây được giữ, sau đó chúng trải qua trình tự ngập và thoát nước để đưa chất dinh dưỡng đến rễ. [14] Hai phương pháp đầu tiên phổ biến hơn trong các hoạt động quy mô thương mại, trong khi phương pháp cuối cùng thường được sử dụng nhất trong các hoạt động sân sau, sản xuất thực phẩm ở quy mô nhỏ để nuôi sống khoảng một gia đình.

Một chất làm trong được sử dụng để loại bỏ chất rắn khỏi cột nước. Điều này có thể được thực hiện theo nhiều cách. Chất làm trong hình nón và bể lắng tạo điều kiện cho chất rắn lắng ra khỏi cột nước; chúng dựa trên khái niệm về trọng lượng riêng cao, so với nước mà chúng ở trong. [14] Về cơ bản, điều này có nghĩa là chúng chìm xuống và có thể được thu lại ở đáy của một thiết bị làm trong, cho dù đó là bể lắng hay chất làm trong hình nón. Một cách khác để loại bỏ chất rắn là bộ lọc trống màn hình siêu nhỏ loại bỏ chất hữu cơ trong quá trình rửa ngược. Chỉ cần loại bỏ chất rắn trong các hệ thống bè và NFT vì trong một lớp chứa đầy vật liệu, chất rắn bị giữ lại trong vật liệu, sau đó chúng có thể phân hủy sinh học mà không ảnh hưởng đến chức năng của bất kỳ thành phần nào khác của hệ thống. [14] Thỉnh thoảng, việc có một chất làm trong trong hệ thống chứa đầy vật liệu sẽ hữu ích khi có nhiều chất thải rắn.

Bây giờ, bạn có thể tự hỏi hệ thống hoạt động như thế nào nếu các chất rắn, về cơ bản là phân bón của hệ thống, bị loại bỏ. Trước bể lắng, hệ thống bè và NFT cần một bể khoáng hóa chứa đầy một số loại vật liệu xốp. Trong khu vực này, vi khuẩn dị dưỡng chuyển đổi chất thải thành các nguyên tố mà cây trồng dễ dàng sử dụng. Quá trình này cũng tạo ra các loại khí như hydro sunfua, mêtan và nitơ. Do đó, cần có một bể khử khí để giúp giải phóng những chất này vào không khí. [14] Một lần nữa, điều này không cần thiết trong một lớp vật liệu chứa đầy vì các chất rắn vẫn ở trong hệ thống bị giữ lại trong vật liệu.

Lọc sinh học cung cấp một nơi cho khuẩn lạc vi khuẩn sống. Nó không cần thiết trong các hệ thống bè và chứa đầy vật liệu vì có đủ diện tích bề mặt để vi khuẩn xâm chiếm đến mức khỏe mạnh. Tuy nhiên, trong hệ thống NFT, phải cung cấp thêm không gian xâm chiếm để khuẩn lạc khỏe mạnh ổn định. Phần mở rộng này được gọi là bộ lọc sinh học. [14]

Sục khí

Việc sục khí thích hợp vào nước là rất quan trọng đối với chất lượng cuộc sống của cá. Nếu không có đủ oxy, cá có thể chết trong vòng 45 phút. [4] Ngay cả khi không chết ngay lập tức, tổn thương mang có thể là vĩnh viễn và quần thể cá sẽ giảm dần. Đây chính là lý do tại sao việc có một hệ thống điện dự phòng lại quan trọng. Máy sục khí nước có thể được mua tại một cửa hàng cung cấp đồ dùng cho bể cá nhưng phải chạy bằng điện. Vì vậy, nếu mất điện, oxy sẽ ngừng cung cấp cho nước và quần thể cá sẽ bị tổn hại.

Máy sục khí kiểu bể cá không phải là cách duy nhất để bổ sung oxy vào bể cá. Trong hệ thống chứa đầy môi trường, nước chảy ra từ luống trồng có thể được sắp xếp sao cho nước rơi từ độ cao đủ để bắn ngược trở lại bể cá, trộn không khí vào nước. Một lần nữa, nếu mất điện, máy bơm tạo ra quá trình sục khí cũng sẽ hỏng; bất kể áp dụng biện pháp nào để cung cấp đủ oxy, cần phải có nguồn điện dự phòng.

Vi khuẩn: những loại vi khuẩn này có tác dụng gì?

Một phần quan trọng của hệ thống aquaponics là loại bỏ amoniac được bài tiết dưới dạng chất thải trao đổi chất từ ​​mang cá. [5] Nếu nồng độ amoniac quá cao thì cá sẽ chết. [5] Điều này được ngăn ngừa thông qua quá trình nitrat hóa amoniac. Trong quá trình này, amoniac được oxy hóa thành nitrit và sau đó thành nitrat. Aquaponics tận dụng các vi khuẩn nitrat hóa tự nhiên này, Nitrosomonas và Nitrobacter, làm trung gian cho quá trình này [5] ). Vi khuẩn từ rễ của các loại cây aquaponics khác nhau đã được phân lập để xác định các chủng vi khuẩn hiện diện và chức năng của chúng trong hệ thống. [17] [10] [18] [5] Trong một loại rễ xử lý nước thuộc họ sậy, Phragmites communis, một nghiên cứu phân loại đã được thực hiện và xác định một chủng Nitrosomonascommunis và Nitrosomas europaea (cả hai đều là vi khuẩn oxy hóa amoni) hiện diện trên rễ. [17]

Hình 5: Sơ đồ không theo tỷ lệ của hệ thống thủy canh UVI. [19]

Thuộc địa vi khuẩn

Thuộc địa vi khuẩn cư trú trong toàn bộ hệ thống chịu trách nhiệm chuyển đổi nitrit và amoniac thành nitrat, sau đó có thể được thực vật sử dụng. Nếu không có quá trình chuyển đổi này, nitrit và ở một mức độ nào đó là amoniac sẽ đạt đến mức độ độc hại và giết chết cá và thực vật. [14]

Xây dựng Thuộc địa Tự nhiên

Những vi khuẩn này được tìm thấy tự nhiên trong không khí và nước, chúng không cần phải được thêm vào hệ thống. Sự tích tụ của khuẩn lạc tự nhiên có thể mất 20-30 ngày, [14] đôi khi lên đến 8 tuần. [4] Cuối cùng, giống như tất cả các hệ thống tự nhiên, các thành phần sẽ cân bằng và duy trì ổn định với ít bảo dưỡng.

Bắt đầu của riêng bạn

Tuy nhiên, để đẩy nhanh quá trình xâm chiếm, có thể thêm phân urê với lượng rất nhỏ làm nguồn amoniac. [4]

Hệ thống Aquaponic không có hoặc công suất thấp

Nếu muốn xây dựng một hệ thống với ít hoặc không cần điện (như khi thúc đẩy thủy canh ở một quốc gia đang phát triển) thì có thể sử dụng "Van xả lũ". [20] Hệ thống này chỉ hoạt động với một máy bơm bơm nước từ bể cá đến "Van xả lũ… [và] nó sẽ hoạt động với lưu lượng thấp hơn 100 gallon mỗi giờ". [20] Thiết kế cụ thể cho hệ thống này vẫn chưa được đưa ra nhưng nó hoạt động theo cách tương tự như "van xả bồn cầu tiêu chuẩn". [20]

Các thiết kế khác không có van mà thay vào đó, phải sử dụng lao động thủ công. Một hệ thống aquaponics được xây dựng miễn phí ở Thái Lan và không yêu cầu đầu vào điện. [21] Cần có các vật dụng sau: một bể chứa cá (như một bồn nhựa lớn), thùng chứa cây, phương tiện để nâng cây lên trên bể cá và một thiết bị tưới nước. [21] Để khởi động hệ thống này, điều quan trọng là phải thả cá vào ít nhất một tuần trước. Ngoài ra, trước khi tưới cây, hãy xoay tròn bể nuôi cá rồi đổ đầy bình tưới. Trong hệ thống này, bể nuôi cá sẽ cần được vệ sinh định kỳ. Cuối cùng, điều quan trọng là phải làm ngập các thùng chứa ít nhất ba lần một ngày. [21]

Vận hành và bảo trì

Hoạt động và bảo trì sẽ khác nhau giữa tất cả các thiết kế khác nhau. Nhìn chung, các mức độ dinh dưỡng và độ pH khác nhau phải được theo dõi. [22] Điều quan trọng là phải loại bỏ bất kỳ "bùn" nào tích tụ trong các đường ống giữa các thành phần khác nhau của hệ thống. [23] Trong các phần khác có đề cập đến các hệ thống khác nhau, có nhiều chi tiết hơn về các kỹ thuật bảo trì.

Đánh giá hệ thống

Nhiều nơi trên thế giới không dễ dàng tiếp cận với rau xanh hoặc cá tươi. [21] Một số nơi này nằm ngay trong sân sau nhà chúng ta, ở những khu vực trung tâm đô thị không có cửa hàng tạp hóa gần đó. Việc đánh giá hệ thống thủy canh phải tính đến tầm quan trọng mà những nguồn tài nguyên này, có thể khan hiếm (cá tươi và rau xanh), có thể mang lại cho cộng đồng. [24] Cá rô phi chứa chất béo, protein và sắt, tất cả đều là những thành phần quan trọng trong chế độ ăn của con người. [25]

Nếu cố gắng đánh giá lợi ích kinh tế của hệ thống, "cho đến nay, rất ít nghiên cứu đánh giá lợi nhuận của các hoạt động quy mô nhỏ và lớn". [1] Vẫn chưa rõ liệu an toàn thực phẩm có phải là mối quan tâm hay không vì có "nguy cơ lây nhiễm chéo, bao gồm cả sự lây lan của Salmonella và Escherichia coli khi cá và các động vật khác ở gần sản phẩm". [1] Tuy nhiên, người ta biết rằng lợi nhuận tăng lên vì những lý do sau: 1) chất dinh dưỡng thực vật được cá sản xuất "miễn phí" 2) bộ lọc sinh học lớn thường không cần thiết 3) nhu cầu về nước giảm 4) tổng chi phí để vận hành hệ thống và cho cơ sở hạ tầng được chia sẻ bởi cả hai hệ thống. [26]

Một cách khác để đánh giá hệ thống là phân tích hiệu quả loại bỏ chất dinh dưỡng của cây trồng. Điều này đã được nhiều nhà khoa học thực hiện. Trong một thí nghiệm như vậy, các nhà khoa học đã kiểm tra quá trình bài tiết và hấp thụ nitơ trong các hệ thống aquaponic bằng cách xem xét hiệu suất tăng trưởng, năng suất rau diếp và khả năng giữ lại chất dinh dưỡng. [27] Trong một thí nghiệm khác, hệ thống aquaponic được thiết lập để phân tích quá trình loại bỏ nitơ của cà chua và dưa chuột. Người ta thấy rằng lượng nitơ bị loại bỏ cao nhất là của cà chua và toàn bộ hệ thống có "69% lượng nitơ bị loại bỏ của toàn bộ hệ thống do đó có thể được chuyển đổi thành trái cây ăn được". [28] Năng suất của một số loại cây trồng nhất định cũng có thể được sử dụng để đánh giá năng suất của hệ thống. Trong Graber et al., họ đã phân tích bốn loại cà chua khác nhau và thấy năng suất của chúng cao hơn ở hệ thống aquaponic khi so sánh với hệ thống thủy canh (Hình 6).

Hình 6: Năng suất của các loài cây cà chua khác nhau được trồng trong hai hệ thống khác nhau; thủy canh hoặc thủy canh. [29]

Để có được lợi ích kinh tế lớn nhất thông qua việc hấp thụ nhiều chất dinh dưỡng nhất, một nghiên cứu đã phát hiện ra rằng "sự phát triển của cây lớn nhất được quan sát thấy trong hệ thống bể tuần hoàn, nơi tốc độ cho cá ăn và các chất dinh dưỡng hòa tan sau đó cao hơn. Trong hệ thống đó, sản lượng sinh khối cỏ dây - Spartina cao hơn 25% so với đầm lầy nhân tạo và lượng nitơ hấp thụ gấp đôi so với đầm lầy tự nhiên. Phân tích kinh tế sơ bộ cho thấy sản lượng cây có thể tạo ra thu nhập bổ sung vì cây có giá trị tương đối cao". [23]

Tác động

Các tổ chức khác nhau trên thế giới đã thiết lập hệ thống aquaponic ở một số vùng của thế giới đang phát triển để cung cấp cây trồng và cá tươi cho các cộng đồng chưa được đại diện đầy đủ. Một tổ chức như vậy, Ủy ban Cứu hộ Quốc tế, đã xây dựng một hệ thống aquaponic với hai bể nuôi cá 700 gallon thả cá rô phi và sử dụng nước thải được tạo ra để trồng cây tươi. [30]

Ở các cộng đồng thành thị, thủy canh đã được sử dụng để cung cấp sản phẩm tươi giá rẻ cho những cá nhân không dễ dàng tiếp cận và trong một số trường hợp, cá nhân đã kiếm được lợi nhuận từ các hệ thống thủy canh thành thị. [31] Hiện tại, Đại học Amherst Massachusetts đang thực hiện một dự án thủy canh ở Uganda nhằm cung cấp protein chất lượng cao cho cư dân trong cộng đồng. [32] Xem video tại https://www.cns.umass.edu/about/news/2012/danylchuk-holingsworth-develop-aquaponics-for-developing-countries . Viện Công nghệ Massachusetts cũng đang thực hiện một dự án tại Việt Nam nhằm cung cấp cá rô phi và gạo cho một tỉnh địa phương có tên là Hòa Bình. [33]

Sự phổ biến

Sự thật và thông tin về aquaponics có thể được tìm thấy trên khắp internet (chẳng hạn như tại đây: http://theaquaponicsource.com/learn-about-aquaponics/ ), nơi một cá nhân có thể tìm hiểu về khoa học đằng sau hệ thống, cách thiết lập hệ thống aquaponics của riêng bạn và trao đổi (thông qua blog) với những cá nhân khác đã thử nghiệm hệ thống aquaponics của riêng họ. Kể từ khi aquaponics trở nên thú vị trở lại, các quốc gia trên thế giới đã bắt đầu được hưởng lợi từ hệ thống aquaponics. Tại Hoa Kỳ, Đại học Bang North Carolina và Đại học Quần đảo Virgin đã đóng vai trò lớn trong việc thúc đẩy công nghệ này. [5] Các quốc gia ở Nam Mỹ, nhiều quốc gia trong số đó đang phải chịu tình trạng thiếu nước trầm trọng, là ứng cử viên hàng đầu cho hệ thống nuôi trồng thủy sản và làm vườn tích hợp này vì khả năng sử dụng nước hiệu quả của nó (Bishop, 2009). Nhật Bản, Đài Loan, Bangladesh cũng như nhiều quốc gia khác ở Châu Á đã áp dụng aquaponics vì khả năng sản xuất thực phẩm hữu cơ giá rẻ trong một không gian cô đọng. Ở Úc, các nhà khoa học đã thử nghiệm nuôi nhiều loài cá khác nhau vì lệnh cấm cá rô phi (loài cá được sử dụng phổ biến nhất trong hệ thống). [10] Các hệ thống aquaponics dễ bảo trì, giá rẻ và hiệu quả đã được xây dựng ở Châu Phi. [20] Aquaponics hiện diện ở hầu hết mọi châu lục trên toàn cầu. [10] [21] [20] [5] [34] Hầu hết các hoạt động đều thuộc một trong các loại sau: nghiên cứu, giáo dục, phi lợi nhuận, thương mại hoặc sở thích cá nhân (hầu hết các hệ thống đều có quy mô nhỏ). [1]

Những thách thức với việc phổ biến

Một trong những hạn chế chính của hệ thống này là nó có thể có chi phí khởi động khá lớn, đòi hỏi diện tích đất lớn cho các hệ thống quy mô thương mại và thường "thiếu các mô hình quy mô lớn và nhân sự được đào tạo". [1]

Thiết kế lại

Lượng chất dinh dưỡng do cá cung cấp không thể được vi khuẩn nitrat hóa chuyển đổi đủ nhanh trong một số trường hợp từ nitrat thành nitơ có thể được thực vật sử dụng (Tyson et al., 2007). Người ta biết rằng độ pH làm thay đổi tốc độ nitrat hóa, nhưng sự cân bằng giữa độ pH "tốt" cho vi khuẩn, cá và thực vật là khó khăn trong hệ thống hiện tại, nghĩa là mỗi loại có độ pH lý tưởng khác nhau. [35] [36]

Hệ thống xây dựng tại nhà

Có nhiều cách để xây dựng hệ thống aquaponics tại nhà. Đây có thể là một dự án thú vị và bổ ích, đặc biệt là khi được sử dụng để dạy trẻ em về khoa học sự sống. Đầu tư vào một hệ thống tự xây dựng cho mục đích sản xuất thực phẩm là một điều hoàn toàn khác. Có nhiều thứ có thể xảy ra sai sót trong hệ thống aquaponics vì có rất nhiều biến số trong hệ thống. Chất lượng nước là mối quan tâm hàng đầu trong aquaponics và nó có thể bị thay đổi lớn nếu chỉ một phần của hệ thống mất cân bằng hoặc trục trặc. Vì vậy, điều quan trọng đối với khoản đầu tư này, giống như bất kỳ khoản đầu tư nào khác, là phải hiểu những rủi ro trước khi bạn bắt đầu một dự án. Dưới đây là một số điều cần lưu ý và cách giúp thiết kế một hệ thống hiệu quả. Nhưng điều này, giống như bất kỳ tài liệu nào, vẫn chưa đầy đủ. Nếu bạn quyết định xây dựng hệ thống của riêng mình, chắc chắn bạn sẽ gặp phải những vấn đề mới. Tuy nhiên, đừng nản lòng, các giải pháp vẫn ở ngoài kia và nếu bạn tiếp tục đọc và tiếp tục làm việc, các câu trả lời cho sản xuất thực phẩm giá cả phải chăng sẽ ở ngoài kia.

Để lắp ráp một hệ thống aquaponics, bạn sẽ cần một số vật dụng. Bạn có thể mua một bộ dụng cụ từ các tổ chức như www.backyardaquaponics.com. [37] Hệ thống cũng có thể được xây dựng bằng vật liệu của riêng bạn. Các thành phần cơ bản là một bể cá hoặc một bồn tắm cũ, một máy bơm chìm, ống PVC để di chuyển nước từ máy bơm đến buồng vi khuẩn, một máy bơm khí và đá khí. [38] Các hệ thống quy mô nhỏ cũng tạo nên các dự án lớp học tuyệt vời. Học sinh có thể học các kỹ năng giải quyết vấn đề liên quan đến các công nghệ đang được sử dụng. [39] Các khía cạnh giáo dục khác bao gồm chu trình tự nhiên, quá trình nitrat hóa, sinh học, giải phẫu cá, dinh dưỡng, nông nghiệp, toán học và kinh doanh. Các trường học trên khắp Hoa Kỳ và các quốc gia khác đang sử dụng aquaponics cho các trải nghiệm giáo dục từ cấp tiểu học đến cấp đại học. [14]

Thùng trồng trọt

Hướng dẫn sử dụng Barrelponics . Barrelponics là aquaponics trong thùng. Nhỏ, nhưng có thể mở rộng. Nếu bạn muốn có mô tả đầy đủ về cách xây dựng hệ thống barrelponics,pdf [1] do Hughey cung cấp. [40]

Đây là ví dụ về hệ thống tại Cao đẳng Sierra Nevada. Hãy thưởng thức nhé!

mqdefault.jpgBiểu tượng YouTube.svg
Hệ thống Aquaponics của Cao đẳng Sierra Nevada

Đài phun nước trang trại

Đài phun nước trang trại kết hợp giữa thủy canh và điêu khắc. Nó áp dụng thủy canh như một phương pháp canh tác thẳng đứng để tiết kiệm không gian. Cách xây dựng đài phun nước của riêng bạn

Lời khuyên cuối cùng

Khi thiết kế một hệ thống mới, điều quan trọng là phải hiểu rằng chất lượng nước thực sự sẽ là mạch máu của hệ thống. Nếu không có lưu lượng dòng chảy và khả năng dẫn nước thích hợp, hệ thống sẽ hoạt động kém nếu có. Trong video hướng dẫn Aquaponics Made Easy của mình, Murry Hallam chỉ ra rằng trong các hệ thống aquaponics nhỏ, tốt nhất là không nên có hệ thống nhỏ hơn 1000L (265 gallon). Điều này là do lượng nước trong hệ thống dưới mức đó sẽ kém ổn định hơn, với ít nước hơn để đóng vai trò như một chất đệm khi nhiệt độ thay đổi hoặc khi có sự gia tăng đột biến trong chất thải của cá.

Việc di chuyển lượng nước đó xung quanh cũng có thể sử dụng rất nhiều năng lượng, vì vậy khi thiết kế một hệ thống tự chế, hãy tập trung vào các cách sử dụng trọng lực để thúc đẩy quá trình truyền nước từ một phần của hệ thống sang phần khác. Một cách tốt để thực hiện việc này trong giai đoạn lập kế hoạch là vẽ sơ đồ cho thấy chính xác mực nước sẽ ở đâu trong mỗi bể. Theo cách này, bạn biết vị trí nào trong hệ thống để sắp xếp mọi thứ và ở cuối sơ đồ, bạn sẽ biết được lực nâng thẳng đứng cần đạt được để di chuyển nước qua hệ thống.

Các dự án liên quan

Đọc thêm

Tài liệu tham khảo

  1. Nhảy lên tới:1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Klinger, D., và R. Naylor. "Tìm kiếm giải pháp trong nuôi trồng thủy sản: Vạch ra lộ trình bền vững." [Bằng tiếng Anh]. Đánh giá thường niên về môi trường và tài nguyên, Tập 37 37 (2012): 247-+.
  2. Linky, EJ, Janes, H. và Cavazzoni, J. (2005), Công nghệ giá cả phải chăng để sử dụng mêtan trong môi trường bãi chôn lấp: Một ví dụ về mảng công nghệ tích hợp và mạng lưới tổ chức đang phát triển. Diễn đàn Tài nguyên Thiên nhiên, 29: 25–36. doi: 10.1111/j.1477-8947.2005.00110.x
  3. Marinho-Soriano, E., SO Nunes, MAA Carneiro, và DC Pereira. "Loại bỏ chất dinh dưỡng khỏi nước thải nuôi trồng thủy sản bằng cách sử dụng tảo lớn Gracilaria Birdiae." [Bằng tiếng Anh]. Biomass & Bioenergy 33, số 2 (tháng 2 năm 2009): 327-31
  4. Nhảy lên tới:4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 Aquaponics Made Easy của Murray Hallam, Flashtoonz Films, 2009
  5. Nhảy lên tới:5.00 5.01 5.02 5.03 5.04 5.05 5.06 5.07 5.08 5.09 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19 5.20 5.21 5.22 5.23 5.24 Rakocy, J. 2006. "Aquaponics--Tích hợp Thủy canh với Nông nghiệp ." ATTRA-Dịch vụ Thông tin Nông nghiệp Bền vững Quốc gia. http://www.aces.edu/dept/fisheries/education/documents/aquaponics_Integrationofhydroponicswaquaculture.pdf
  6. Nhảy lên tới:6.0 6.1 Crossley, Phil L. (2004), "Tưới tiêu phụ trong nông nghiệp đất ngập nước", Nông nghiệp và Giá trị con người (21): 191-205
  7. Boutwell, J. (2007, ngày 16 tháng 12). Hệ thống thủy canh của người Aztec được cải tiến. Napa Valley Register
  8. Bishop, M., Bourke, S., Connolly, K., Trebic, T. (2009). Dự án aquaponics Baird's Village: Kế hoạch phát triển bền vững AGRI 519/CIVE 519. Holetown, Barbados: Đại học McGill
  9. Hughey, T. 2005. "Aquaponics ở các nước đang phát triển." Tạp chí Aquaponics 38, số 16-18. doi: http://web.archive.org/web/20210126183035/http://www.aquaponicsjournal.com/
  10. Nhảy lên tới:10,00 10,01 10,02 10,03 10,04 10,05 10,06 10,07 10,08 10,09 10,10 10,11 10,12 10,13 Diver, Steve (2006), "Aquaponics — tích hợp thủy canh với nuôi trồng thủy sản", ATTRA - Dịch vụ thông tin nông nghiệp bền vững quốc gia (Trung tâm công nghệ thích hợp quốc gia)
  11. Kotzen, Benz và Samuel Appelbaum. 2010. "Một cuộc điều tra về Aquaponics sử dụng tài nguyên nước lợ ở sa mạc Negev." Tạp chí nuôi trồng thủy sản ứng dụng 22 (4): 297-320. doi: http://dx.doi.org/10.1080/10454438.2010.527571 . http://search.proquest.com/docview/853477088?accountid=28041
  12. http://www.nano-reef.com/forums/lofiversion/index.php/t296246.html
  13. Rana, S., SK Bag, D. Golder, S. Mukherjee (Roy), C. Pradhan, và BB Jana. 2011. "Tái chế nước thải sinh hoạt đô thị bằng phương pháp thủy canh của cây cà chua." Kỹ thuật sinh thái 37 (6): 981-988. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoleng.2011.01.009 . http://search.proquest.com/docview/886128723?accountid=28041 .
  14. Nhảy lên tới:14.00 14.01 14.02 14.03 14.04 14.05 14.06 14.07 14.08 14.09 14.10 Nelson, L. Rebecca. "Sản xuất thực phẩm thủy canh: Nuôi cá và cây trồng để có thực phẩm và lợi nhuận." Montello: Nelson và Pade, Inc, 2008.
  15. http://www.growseed.org/ Growingpower.html
  16. Marschner, Petra. Dinh dưỡng khoáng chất của thực vật bậc cao của Marschner. Ấn bản lần thứ hai. London: Elsevier Science, 2002. Bản in.
  17. Nhảy lên tới:17.0 17.1 Tokuyama, T., A. Mine, K. Kamiyama, R. Yabe, K. Satoh, H. Matsumoto, R. Takahashi và K. Itonaga. "Nitrosomonas Communis Strain Ynsra, một loại vi khuẩn oxy hóa amoniac, được phân lập từ rễ cây sậy trong một cây trồng thủy canh." [Bằng tiếng Anh]. Tạp chí Khoa học sinh học và Kỹ thuật sinh học 98, số 4 (tháng 10 năm 2004): 309-12.
  18. Tham khảo
  19. Rakocy, J. 2006. "Hệ thống sản xuất bể nuôi thủy sản tuần hoàn: Aquaponics tích hợp nuôi cá và thực vật." Trung tâm thủy sinh khu vực phía Nam. http://ces3.ca.uky.edu/westkentuckyaquaculture/Data/Hệ thống sản xuất bể nuôi thủy sản tuần hoàn/SRAC 454 Nuôi thủy sản tuần hoàn.pdf
  20. Nhảy lên tới:20.0 20.1 20.2 20.3 20.4 Hughey, T. 2005. "Aquaponics ở các nước đang phát triển." Tạp chí Aquaponics 38, số 16-18. doi: http://web.archive.org/web/20210126183035/http://www.aquaponicsjournal.com/
  21. Nhảy lên tới:21.0 21.1 21.2 21.3 21.4 Bird, JS 2010. "Một cỗ máy thực phẩm xanh nhỏ." Natural Life, 26-29. http://search.proquest.com/docview/523022471?accountid=28041 .
  22. Tyson, RV, DD Treadwell, và EH Simonne. "Cơ hội và thách thức đối với tính bền vững trong hệ thống Aquaponic." [Bằng tiếng Anh]. Horttechnology 21, số 1 (tháng 2 năm 2011): 6-13.
  23. Nhảy lên tới:23.0 23.1 Nghiên cứu và Giáo dục Nông nghiệp Bền vững (SARE), 2012. "Tăng cường tính bền vững về kinh tế và môi trường của các hệ thống sản xuất nuôi trồng thủy sản thông qua nuôi trồng thực vật thủy sinh." http://web.archive.org/web/20140324145934/http://mysare.sare.org:80/mySARE/ProjectReport.aspx?do=viewRept&pn=LNE05-224&y=2008&t=1
  24. Jorgensen, Beth, Edward Meisel, Chris Schilling, David Swenson và Brian Thomas. 2009. "Phát triển hệ thống sản xuất thực phẩm tại các trung tâm dân số." Biocycle 50 (2): 27-29. http://search.proquest.com/docview/236946982?accountid=28041 .
  25. Cá, cá rô phi, nấu chín, nhiệt khô. (nd). Thông tin dinh dưỡng. Truy cập ngày 29 tháng 11 năm 2010 từ http://nutritiondata.self.com/facts/finfish-and-shellfish-products/9244/2
  26. Rakocy, J. 2007. "Thiết kế và vận hành hệ thống Aquaponics." Panorama Acuicola 12 (4): 28-34. http://search.proquest.com/docview/20381216?accountid=28041 .
  27. Dediu, L., V. Cristea, và A. Docan. "Biện pháp xử lý sinh học đối với nước thải của hệ thống tuần hoàn như một phương pháp để có được các sản phẩm nuôi trồng thủy sản chất lượng cao." [Bằng tiếng Anh]. Tạp chí Bảo vệ Môi trường và Sinh thái 13, số 1 (2012): 275-88.
  28. Graber, A., và R. Junge. "Hệ thống thủy canh: Tái chế chất dinh dưỡng từ nước thải cá bằng sản xuất rau." [Bằng tiếng Anh]. Khử muối 246, số 1-3 (30 tháng 9 năm 2009): 147-56.
  29. Graber, A., và R. Junge. "Hệ thống thủy canh: Tái chế chất dinh dưỡng từ nước thải cá bằng sản xuất rau." [Bằng tiếng Anh]. Khử muối 246, số 1-3 (30 tháng 9 năm 2009): 147-56.
  30. "Kết thúc vòng lặp bằng phân cá." 2010.Biocycle 51 (12): 18-19. http://search.proquest.com/docview/851374343?accountid=28041 .
  31. Yepsen, Rhodes. 2008. "Ủ phân và Thực phẩm địa phương kết hợp tại Vườn đô thị." Biocycle 49 (11): 31-33. http://search.proquest.com/docview/236933875?accountid=28041 .
  32. Danylchuk, A. 2012 "Danylchuk, Hollingsworth phát triển aquaponics cho các nước đang phát triển." Đại học Massachusetts Amherst. https://www.cns.umass.edu/about/news/2012/danylchuk-holingsworth-develop-aquaponics-for-developing-countries
  33. "Nhiệm vụ 2014: Nuôi sống thế giới." Aquaponics. MITMassachusetts Institute of Technology. http://12.000.scripts.mit.edu:80/mission2014/solutions/aquaponics
  34. Bishop, M., Bourke, S., Connolly, K., Trebic, T. (2009). Dự án thủy canh Baird's Village: Kế hoạch phát triển bền vững AGRI 519/CIVE 519. Holetown, Barbados: Đại học McGill.
  35. Tyson, RV, EH Simonne, M. Davis, EM Lamb, JM White, và DD Treadwell. "Ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng, nồng độ nitrat-nitơ và độ pH lên tốc độ nitrat hóa trong môi trường đá trân châu." [Bằng tiếng Anh]. Tạp chí dinh dưỡng thực vật 30, số 4-6 (2007): 901-13.
  36. Tyson, RV, DD Treadwell, và EH Simonne. "Cơ hội và thách thức đối với tính bền vững trong hệ thống Aquaponic." [Bằng tiếng Anh]. Horttechnology 21, số 1 (tháng 2 năm 2011): 6-13.
  37. www.backyardaquaponics.com
  38. Johanson, Erik K. "Aquaponics và Hydroponics on a Budget." Tech Directions 69.2 (2009): 21-23. In.
  39. Childress, Vincent W. "Những giải pháp thay thế đầy hứa hẹn trong công nghệ nông nghiệp: Aquaponics." Giáo viên công nghệ 62.4 (2002): 17. In.
  40. http://www.aces.edu/dept/fisheries/education/documents/barrel-ponics.pdf
Biểu tượng thông tin FA.svgBiểu tượng góc xuống.svgDữ liệu trang
Một phần củaEngr308 Công nghệ và Môi trường
Từ khóasản xuất thực phẩm , nông nghiệp , nông nghiệp bền vững , nước
Mục tiêu phát triển bền vữngSDG02 Không còn nạn đói
Tác giảKristine Nachbor , Cassandra Ruff , Ibrahim Sail , Alison Morse
Giấy phépCC-BY-SA-3.0
Tổ chứcHBCSL
Ngôn ngữTiếng Anh (en)
Bản dịchTiếng Hy Lạp , tiếng Thổ Nhĩ Kỳ , tiếng Nga , tiếng Tây Ban Nha, tiếng Việt , tiếng Hàn , tiếng Litva , tiếng Trung , tiếng Đức , tiếng Ả Rập
Có liên quan11 trang con , 53 trang liên kết ở đây
Bí danhHệ thống thủy canh
Sự va chạm18.342 lượt xem trang ( thêm )
TạoNgày 20 tháng 9 năm 2007 bởi Anonymous1
Lần sửa đổi cuối cùngNgày 18 tháng 6 năm 2024 bởi Felipe Schenone
Cookies help us deliver our services. By using our services, you agree to our use of cookies.