Source material
نظرة عامة
يقوم تصميم النظام المائي بقنوات المياه الغنية بالمغذيات من نظام الاستزراع السمكي من خلال أسرة نباتية على اتصال مباشر مع الجذور لإطعام النباتات بشكل فعال. في المقابل، تتم إزالة النفايات النيتروجينية من خلال امتصاص النباتات للنمو. وهكذا، يتم تنظيف المياه بشكل فعال وجاهزة لإعادة استخدامها في الاستزراع السمكي.
- [1.1 التعريف] (./1.1-التعريف .md)
- [1.2 السياق] (./1.2-context.md)
- [1.3 أهمية] (./1.3-importance.md)
- [1.4 أنواع النظام] (./1.4-system-types.md)
- المصدر: جانيل هاغر، لي آن برايت، جوش دوسي، جيمس تيدويل. 2021. جامعة ولاية كنتاكي دليل إنتاج Aquaponics: دليل عملي للمزارعين. *
Kentucky State University — Janelle Hager, Leigh Anne Bright, Josh Dusci, and James Tidwell.
أُعيد تنسيق هذه النسخة من المكتبة ودمجها من المصدر الأصلي.
1-1 التعريف
Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Kentucky State University
Aquaponics (AP) هو نظام ذاتي الدعم لإنتاج الأغذية يجمع بين إعادة تدوير الاستزراع المائي والاستزراع النباتي في غياب التربة (المائية). ينتج عن إنتاج الأسماك الكبير الحجم مياه غنية بالمغذيات يمكن استخدامها لتوفير المغذيات لزراعة النباتات.
- المصدر: جانيل هاغر، لي آن برايت، جوش دوسي، جيمس تيدويل. 2021. جامعة ولاية كنتاكي دليل إنتاج Aquaponics: دليل عملي للمزارعين. *
1-2 السياق
Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Kentucky State University
وقد نتج تطوير النظم المائية عن الحاجة إلى خفض التكاليف المرتبطة بالنفايات السائلة ذات المغذيات العالية التي يتم تصريفها من نظم الاستزراع المائي المعاد تدويرها. ومن المعروف أن الاستزراع المائي المكثف، يمكن أن ينتج كميات كبيرة من الأسماك في كمية صغيرة من المياه. يتم تفريغ بعض المياه واستبدالها في النظام مع مرور الوقت، حيث تتراكم النفايات الصلبة والمنتجات الثانوية النيتروجين السامة (الأمونيا (NH ~ 3 ~ -N) والنتريت (NO~ 2 ~ -N) والنترات (NO~ 3 ~ -N)). ويشكل التصريف المركّز من الاستزراع المائي المكثف عائقاً أمام إدراك المستهلك الإيجابي للاستزراع المائي. ومع ذلك، فإن هذه العناصر الغذائية المتراكمة يمكن أن تكون مماثلة في التركيب والتركيز لمحاليل المغذيات المائية وغالبا ما تكون موجودة في الشكل الذي تفضله النباتات (Rackocy et al. 2006). ويوفر الجمع بين هاتين التقنيتين الإنتاجية طريقة فعالة ومستدامة لزراعة الأسماك والمنتجات.
- المصدر: جانيل هاغر، لي آن برايت، جوش دوسي، جيمس تيدويل. 2021. جامعة ولاية كنتاكي دليل إنتاج Aquaponics: دليل عملي للمزارعين. *
1-3 الأهمية
Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Kentucky State University
كل من الهيدروبونيات والكثافة RAS لها عيوب إيكولوجية واقتصادية عند النظر فيها بشكل فردي. و تعتمد المحاصيل المائية على أسمدة كيميائية باهظة الثمن و يصعب مصدرها, و تستمد في بعض الحالات من الموارد الطبيعية التي تختفي بسرعة. وفي الإنتاج المكثف للأسماك، يتم توليد النفايات المركزة (أي النفايات السائلة) التي تتطلب أساليب معالجة باهظة الثمن، مما يؤدي إلى سوء إدراك المستهلك للآثار البيئية. وقد يكون الاستثمار الأولي المرتفع مثقلا لل منتجين المحتملين أيضا. يوفر Aquaponics الفرصة للاستفادة من النفايات السائلة للاستزراع المائي في الوقت الذي تزرع فيه النباتات ذات المصادر الغذائية المستدامة والفعالة من حيث التكلفة وغير الكيميائية.
ويمكن أن يتيح تكامل الاستزراع السمكي والإنتاج النباتي عدة فرص للمزارعين أو المنتجين، بما في ذلك الزراعة المستدامة، وتعدد التسويق، وتوليد مصادر الدخل المتعددة. ومن الناحية البيئية، يمكن لنمو النبات والعائد في علم الأحياء المائية أن يلبي، أو يتجاوزا في بعض الحالات، قيم نواتج الزراعة المائية أو الزراعة القائمة على التربة (Pantanella et al. 2011، Savidov et al. 2005). أدت المفاهيم الأساسية المشتركة لاستخدام المياه والأراضي بكفاءة، والقدرة على تكثيف إنتاج المحاصيل على مدار السنة، واستخدامها في المناطق الجغرافية غير المناسبة للزراعة التقليدية إلى زيادة شعبية الأحياء المائية مؤخرا (Somerville et al. 2014).
وفي حين تبين أن قيم الإنتاج مماثلة لكل من الزراعة المائية وRAS (Pantanella 2013, Savidov et al. 2005)، فإن تكامل هذه النظم يمكن أن يزيد من صعوبة إدارتها. يتم ردع العديد من المجموعات المهتمة بالإنتاج المائي بسبب ارتفاع تكلفة بدء التشغيل وعدم وجود نماذج ثبت نجاحها. فهم أن الأحياء المائية هي نظام بيئي كامل أمر ضروري لتوفير الظروف الصحيحة للأسماك والنباتات والبكتيريا، والتي هي المجموعات الرئيسية الثلاث للكائنات الحية التي تقود أنظمة AP.
- المصدر: جانيل هاغر، لي آن برايت، جوش دوسي، جيمس تيدويل. 2021. جامعة ولاية كنتاكي دليل إنتاج Aquaponics: دليل عملي للمزارعين. *
1.4 أنواع الأنظمة
Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Kentucky State University
هناك نوعان رئيسيان من أنظمة AP، إلى جانب وفصل. ويستخدم النهج المقترن على نطاق واسع ويستند إلى تغذية النظام المعروف كميات/قيم مدخلات المغذيات. و يأتي دعم نمو النباتات و الاستهلاك البكتيري (في المرشح الحيوي) عادة من الأغذية السمكية التجارية و يجب أن يؤخذ في الاعتبار في متطلبات مدخلات النظام. وتستخدم هذه النسب لضمان عدم تراكم منتجات النفايات السامة الناتجة عن النفايات السائلة (بسبب عدم كفاية المرشح الحيوي)، وعدم حدوث النترات الزائدة (من النباتات غير الكافية)، وعدم حدوث نقص في النترات (من فائض من النباتات). و سيتم تغطية نسب التشغيل الموصى بها لل أنظمة المائية في قسم الهيكل و التصميم.
وبالنظر إلى اتساع نطاق ظروف النمو بين الأسماك والنباتات والبكتيريا، فإن النظم المقترنة لا تعمل بالقيم المثلى سواء بالنسبة للأسماك أو النباتات. وعادة ما تكون البيئة الغذائية المثالية للأسماك غير كافية من الناحية التغذوية لمعظم النباتات، كما أن مستوى المغذيات المثالي للنباتات سيكون ساماً لمعظم الأسماك. ولهذا السبب، يجري استكشاف النظم المنفصلة، رغم أن استخدامها ليس واسع الانتشار. في نظام أكوابوني فصل، يتم ربط مكونات راس والمائية ولكن تعمل كنظم منفصلة التي يمكن التحكم فيها بشكل مستقل (Goddek et al. 2016، بانتانيلا 2013). عادة، المياه التي تغذي النظام المائي لا تدخل مرة أخرى إلى خزانات الاستزراع السمكي بعد تصفيتها من قبل النباتات. بدلا من ذلك، يتم استبدال المياه المفقودة على الرغم من النتح والتبخر في الوحدة المائية بالمياه من RAS، والتي يتم استبدالها بدورها بمياه جديدة (Kloas et al. 2015). يوفر هذا الإعداد تحكمًا أكبر على النظام الفردي ويسمح بتشغيل كل منها في نطاقه الأمثل. كما أن معالجة الأمراض ونقص المغذيات (أو السمية) تتم بسهولة أكبر. إن الأنظمة المنفصلة ليست موضع بحث جيد مثل النظم المقترنة، وتتطلب من المنتجين أن يكون لديهم مستوى أعلى من الخبرة في مجال الزراعة المائية، وإدارة المغذيات النباتية، وتصميم نظم الاستزراع المائي.
- المصدر: جانيل هاغر، لي آن برايت، جوش دوسي، جيمس تيدويل. 2021. جامعة ولاية كنتاكي دليل إنتاج Aquaponics: دليل عملي للمزارعين. *
ذا بيغ بيتشر
Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Kentucky State University
ويقدر عدد سكان العالم بنحو 7.7 بلايين نسمة، ومن المتوقع أن يصل إلى 10 بلايين نسمة بحلول عام 2050. ولإطعام هذا العدد المتزايد من السكان في العالم، يجب أن يزيد إنتاج الأغذية بنسبة 30-50٪. وستتطلب هذه الزيادة توسيع الأراضي المستخدمة في زراعة المحاصيل بما يقرب من 1.5 بليون فدان؛ أي حوالي ¾ من حجم القارة الأمريكية.
في عام 2020، استخدمت الزراعة ما يقرب من 50٪ من الأراضي النباتية في العالم. ومن شأن الزيادة المستمرة في مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، التي تؤدي إلى زيادة الاحترار العالمي، أن تتفاقم بفعل تحويل الأراضي الحرجية على نطاق واسع إلى أراضي زراعية ضرورية لإنتاج الأغذية. وبالإضافة إلى ذلك، يمثل الإنتاج الزراعي الحالي 90 في المائة من جميع المياه التي تستخدمها البشرية. و هذا النمو و الاستهلاك لل موارد غير مستدامين. وهناك حاجة إلى طرق بديلة لزيادة إنتاج الأغذية؛ ولا يمكننا ببساطة أن نفعل المزيد مما نقوم به الآن.
نشر معهد الموارد العالمية مؤخراً تقريراً بعنوان «خلق مستقبل غذائي مستدام» (Searchinger et al 2014). ويقترح المؤلفون خمس «دورات» أو طرق لإنتاج المزيد من الأغذية دون زيادة الآثار البيئية. Aquaponics هو مفهوم يتناول العديد من هذه المبادرات.
و تتمثل إحدى دورات المعهد في زيادة الإنتاج الغذائي دون توسيع الأراضي الزراعية. ولتحقيق ذلك، تؤكد أن «زيادة كفاءة استخدام الموارد الطبيعية هي الخطوة الوحيدة الأكثر أهمية نحو تحقيق أهداف الإنتاج الغذائي والبيئة على حد سواء». و على عكس معظم التوصيات, فإنها تقترح زيادة كثافة الإنتاج كطريق لل استدامة. Aquaponics هي واحدة من أنظمة إنتاج الأغذية الأكثر كفاءة وكثافة المتاحة. وهو فعال من حيث كمية الأغذية المنتجة لكل وحدة المساحة، ووحدة المياه، ووحدة المغذيات المضافة إلى النظام، وخاصة في المناخات المدارية أو شبه الاستوائية حيث يتم تقليل تكاليف التدفئة إلى أدنى حد.
ومن الحلول الأخرى المقترحة في التقرير زيادة إمدادات الأسماك. وهناك مؤشر على توقع ارتفاع استهلاك الأسماك بنسبة 58% بحلول عام 2050 (Searchinger et al 2014). غير أن دراسة المعهد تفترض أن الإنتاج من مصايد الأسماك سينخفض بالفعل بنسبة 10 في المائة خلال نفس الفترة. ولتلبية الطلب الاستهلاكي، ستحتاج تربية الأحياء المائية إلى مضاعفة الناتج على الأقل. بيد أن ذلك سيزيد من المسائل المتعلقة باستخدام الأراضي من خلال بناء 50 مليون فدان من أحواض الإنتاج الجديدة. ويرى المؤلفون أن الاستزراع المائي يجب أن يصبح أكثر كفاءة في استخدام الأراضي، وأن تكنولوجيات إعادة تدوير المياه يمكن أن تساعد على تكثيف الإنتاج، والحد من استخدام الأراضي، وتوفير مكافحة أفضل للتلوث.
ويعد إنتاج أكوابونك نموذجا واعدا لإعادة استخدام الموارد وكفاءتها؛ وهذا إلى جانب التقنيات الزراعية التجديدية الأخرى يمكن أن يكون له آثار محلية على العديد من هذه المشاكل الملحة ويكون بمثابة نموذج للتكنولوجيات والتطورات المستقبلية.
- المصدر: جانيل هاغر، لي آن برايت، جوش دوسي، جيمس تيدويل. 2021. جامعة ولاية كنتاكي دليل إنتاج Aquaponics: دليل عملي للمزارعين. *