Source material

Sura ya 13 Mlo wa Samaki katika Aquaponics

1. 13.1 Utangulizi

   Original publication 2019 · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   Chakula cha majini kinatambuliwa kuwa na manufaa kwa lishe ya binadamu na afya na kitakuwa na jukumu muhimu katika mlo wa afya endelevu (Beveridge et al. 2013). Ili kufikia hili, sekta ya ufugaji wa samaki duniani inapaswa kuchangia kuongeza wingi na ubora wa vifaa vya samaki kati ya sasa na 2030 (Thilsted et al. 2016). Ukuaji huu unapaswa kukuzwa si tu kwa kuongeza uzalishaji na/au idadi ya spishi lakini pia kwa mifumo ya mseto. Hata hivyo, samaki kutoka ufugaji wa samaki hivi karibuni wamejumuishwa katika mjadala wa usalama wa chakula na lishe (FSN) na mikakati na sera za baadaye, kuonyesha jukumu muhimu la uzalishaji huu ili kuzuia utapiamlo katika siku zijazo (Bénét et al. 2015), kama samaki hutoa chanzo kizuri cha protini na isokefu mafuta, pamoja na madini na vitamini. Ni muhimu kutambua kwamba mataifa mengi ya Afrika yanaendeleza kilimo cha maji kama jibu la baadhi ya changamoto zao za sasa na za baadaye za uzalishaji wa chakula. Hata katika Ulaya, ugavi wa samaki kwa sasa haujitosheleza (pamoja na ugavi wa ndani usio na usawa), unazidi kutegemea uagizaji. Kwa hiyo, kuhakikisha maendeleo mafanikio na endelevu ya ufugaji wa maji duniani ni ajenda muhimu kwa uchumi wa kimataifa na Ulaya (Kobayashi et al. 2015). Uendelevu kwa ujumla unahitajika kuonyesha mambo matatu muhimu: kukubalika kwa mazingira, usawa wa kijamii na uwezekano wa kiuchumi. Mifumo ya Aquaponic inatoa fursa ya kuwa endelevu, kwa kuchanganya mifumo yote ya uzalishaji wa wanyama na mimea kwa njia za gharama nafuu, za kirafiki na za kijamii. Kwa Staples na Funge-Smith (2009), maendeleo endelevu ni usawa kati ya ustawi wa kiikolojia na ustawi wa binadamu, na katika kesi ya ufugaji wa maji, mbinu ya mazingira imekuwa tu hivi karibuni kueleweka kama eneo kipaumbele kwa ajili ya utafiti.

   Ufugaji wa maji umekuwa sekta ya uzalishaji wa chakula inayokua kwa kasi zaidi katika kipindi cha miaka 40 iliyopita (Tveterås et al. 2012), kuwa moja ya shughuli za kilimo zinazoahidi kukidhi mahitaji ya chakula duniani karibu na siku zijazo (Kobayashi et al. 2015). Takwimu za jumla za uzalishaji kutoka kwa ufugaji wa maji (FAO 2015) zinaonyesha ongezeko la kila mwaka la uzalishaji wa asilimia 6, ambalo linatarajiwa kutoa hadi 63% ya matumizi ya samaki duniani ifikapo mwaka 2030 (FAO 2014), kwa wastani wa idadi ya watu bilioni tisa mwaka 2050. Katika kesi ya Ulaya, ongezeko la kutabiriwa halionekani tu ndani ya sekta ya baharini lakini pia katika bidhaa zinazozalishwa duniani. Baadhi ya changamoto zilizotarajiwa kwa ukuaji wa ufugaji wa maji katika miaka ijayo ni kupunguza matumizi ya antibiotics na matibabu mengine ya pathological, maendeleo ya mifumo bora ya ufugaji wa samaki na vifaa, pamoja na aina ya mseto na kuongezeka kwa uendelevu katika

   eneo la uzalishaji wa chakula na matumizi ya kulisha. Kuhama kutoka fishmeal (FM) katika kulisha vyanzo vingine vya protini pia ni changamoto muhimu, pamoja na uwiano wa 'samaki-katika-nje'. Kuna historia ndefu, inayofikia nyuma hadi miaka ya 1960, ya kukuza ukuaji wa sekta ya ufugaji wa maji kuelekea uendelevu sahihi ikiwa ni pamoja na faraja ya kukabiliana na kuunda formula mpya na endelevu zaidi za kulisha, kupunguza ufugaji wa chakula na kupunguza uwiano wa uongofu wa chakula (FCR). Ingawa ufugaji wa maji unatambuliwa kama sekta ya uzalishaji wa wanyama yenye ufanisi zaidi, ikilinganishwa na uzalishaji wa wanyama duniani, bado kuna nafasi ya kuboresha kwa ufanisi wa rasilimali, mseto wa aina au mbinu za uzalishaji, na zaidi ya hayo haja ya wazi ya mfumo wa mazingira kuchukua faida kamili ya uwezo wa kibiolojia wa viumbe na kutoa kuzingatia kutosha ya mambo ya mazingira na kijamii (Kaushik 2017). Ukuaji huu katika uzalishaji wa maji ya maji utahitaji kuungwa mkono na ongezeko la uzalishaji wa jumla wa kulisha. Takriban tani milioni tatu za ziada za malisho zitahitajika kuzalishwa kila mwaka ili kusaidia ukuaji wa maji unaotarajiwa kufikia mwaka 2030. Aidha, kuchukua nafasi ya mafuta ya samaki na samaki (FO) na substitutes ya mimea na duniani inahitajika ambayo inahitaji utafiti muhimu katika kulisha formula kwa ajili ya kilimo cha wanyama.

   Viwanda vya wanyama na maji ya maji ni sehemu ya sekta ya uzalishaji wa kimataifa, ambayo pia ni lengo la mikakati ya maendeleo ya baadaye. Utafiti wa kila mwaka wa Alltech (Alltech 2017) unaonyesha kwamba jumla ya uzalishaji wa wanyama ulivunja tani za tani bilioni 1, na ongezeko la 3.7% la uzalishaji kutoka 2015 licha ya kupungua kwa 7% kwa idadi ya viwanda vya kulisha. China na Marekani inaongozwa uzalishaji katika 2016, uhasibu kwa 35% ya jumla ya uzalishaji wa chakula duniani. Utafiti unaonyesha kuwa nchi 10 zinazozalisha zina zaidi ya nusu ya viwanda vya kulisha duniani (56%) na akaunti ya 60% ya jumla ya uzalishaji wa chakula. Mkusanyiko huu katika uzalishaji ina maana kwamba wengi wa viungo muhimu jadi kutumika katika michanganyiko kwa feeds kibiashara aquaculture ni bidhaa kimataifa kufanyiwa biashara, ambayo masomo aquafeed uzalishaji kwa tete yoyote ya soko la kimataifa. Fishmeal kwa mfano inatarajiwa mara mbili kwa bei ifikapo mwaka 2030, ilhali mafuta ya samaki yanaelekea kuongezeka kwa zaidi ya 70% (Msangi et al. 2013). Hii inaonyesha umuhimu wa kupunguza kiasi cha viungo hivi katika kulisha samaki huku ikiongeza maslahi na kuzingatia vyanzo vipya au mbadala (García-Romero et al. 2014a, b; Robaina et al. 1998, 1999; Terova et al. 2013; Torrecillas et al. 2017).

   Wakati majukwaa mapya ya pwani yametengenezwa kwa ajili ya uzalishaji wa maji, pia kuna mtazamo mkubwa katika mifumo ya maji ya baharini na maji safi ya kurejea majini (RAS), kwa vile mifumo hii inatumia maji kidogo kwa kila kilo kulisha samaki kutumika, ambayo huongeza uzalishaji wa samaki huku kupunguza athari za mazingira ya ufugaji wa samaki ikiwa ni pamoja na kupunguza matumizi ya maji (Ebeling na Timmons 2012; Kingler na Naylor 2012). RAS inaweza kuunganishwa na uzalishaji wa mimea katika mifumo ya aquaponic, ambayo inafaa kwa urahisi katika mifano ya mfumo wa chakula wa ndani na wa kikanda (angalia Chap. 15) ambayo inaweza kutumika katika au karibu na vituo vikubwa vya idadi ya watu (Upendo et al. 2015a). Maji, nishati na samaki kulisha ni tatu kubwa kimwili pembejeo kwa ajili ya mifumo ya aquaponic (Upendo et al. 2014, 2015b). Takriban asilimia 5 ya malisho hayatumiki na samaki waliolimwa, wakati 95% iliyobaki inaingizwa na kuchimbwa (Khakyzadeh et al. 2015). Kati ya sehemu hii, 30— 40% ni kubakia na kuongoka katika majani mapya, wakati

   Aquaponic Feed Maendeleo na Bioeconomy Circular

   

   Kielelezo 13.1 Uwakilishi wa mchoro wa mbinu mbalimbali za ndani ya nchi valorize bio-byproducts kwa ajili ya mlo wa aquaponic. (Kulingana na 'R+D+I kuelekea maendeleo ya aquaponic katika visiwa Ultraperic na uchumi wa mzunguko'; mradi ISLANDAP, Interreg Mac/1.1A/2072014-2019)

   iliyobaki 60— 70% hutolewa kwa njia ya nyasi, mkojo na amonia (FAO 2014). Kwa wastani, kilo 1 cha malisho (30% ya protini isiyosafishwa) duniani hutoa kuhusu 27.6 g ya N, na kilo 1 cha majani ya samaki hutoa kuhusu 577 g ya BOD (mahitaji ya oksijeni ya kibiolojia), 90.4 g ya N na 10.5 g ya P (Tyson et al. 2011).

   Aquaponics kwa sasa ni sekta ndogo lakini kukua kwa kasi ambayo ni wazi inafaa kuchukua faida ya yafuatayo ya kisiasa na kijamii na kiuchumi, ambapo 1) mazao ya majini yanakidhi haja ya usalama wa chakula na lishe, 2) mikoa ya samaki yenye kutosha imeanzishwa duniani kote, 3) ufugaji wa majini ni sekta muhimu lakini viungo kimataifa na uzalishaji wa chakula duniani huja chini ya lengo, 4) uvumbuzi katika kilimo kukuza viumbe hai katika njia endelevu zaidi na kama sehemu ya uchumi mviringo na 5) kuna kuchukua zaidi ya vyakula zinazozalishwa ndani ya nchi. Masuala haya yanajiunga na mapendekezo kutoka kwa Umoja wa Kimataifa wa Uhifadhi wa Nature (Le Gouvello et al. 2017), kuonekana uendelevu wa ufugaji wa samaki na samaki, ambayo imependekeza kwamba juhudi zinapaswa kufanywa kwa localize uzalishaji wa maji na mbinu ya mviringo, na kwa kuweka mpango wa kudhibiti ubora kwa bidhaa mpya na kwa-bidhaa, pamoja na usindikaji wa kulisha samaki ndani ya mikoa. Hadi sasa, aquaponics kama 'mashamba madogo ya mifugo' inaweza kutoa mifano kwa ajili ya utekelezaji wa uchumi wa biouchumi na uzalishaji wa ndani, hivyo kukuza njia za kutumia bidhaa na bidhaa kutoka kwa viumbehai visivyofaa kwa matumizi kwa madhumuni mengine, k.m. wadudu waliolimwa na minyoo, macroand microalgae, samaki na hidrolysates na-bidhaa, mimea mpya ya kilimo na mazingira na bioactives zinazozalishwa ndani ya nchi na micronutrients, wakati kupunguza footprint mazingira na ubora wa chakula (samaki na mimea) uzalishaji na kusonga kuelekea uzalishaji sifuri taka. Aidha, aquaponics hutoa mfano mzuri wa kukuza njia mbalimbali za kujifunza kuhusu uzalishaji endelevu na valorization ya bioresource, kwa mfano 'Mradi wa Islandap '(INTERREG V-A MAC 20142020) (Kielelezo 13.1).

   Sehemu zifuatazo za sura hii huhakiki hali ya sanaa ya vyakula vya samaki, viungo na viungio, pamoja na changamoto za lishe/endelevu za kuzingatia wakati wa kuzalisha feeds maalum ya aquaponic.

2. 13.2 Maendeleo endelevu ya Lishe ya Samaki

   Original publication 2019 · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   Uendelezaji endelevu wa lishe ya samaki katika ufugaji wa maji utahitaji kuendana na changamoto ambazo aquaponics hutoa kuhusiana na haja kubwa ya kuzalisha chakula cha juu. Kudhibiti nitrojeni, fosforasi na maudhui ya madini ya vyakula vya samaki kutumika katika aquaponics ni njia moja ya kushawishi viwango vya mkusanyiko wa virutubisho, na hivyo kupunguza haja ya nyongeza bandia na nje ya virutubisho. Kwa mujibu wa Rakocy et al. (2004), samaki na taka za kulisha hutoa virutubisho vingi vinavyotakiwa na mimea ikiwa uwiano bora kati ya pembejeo za kila siku za kulisha samaki na maeneo ya kupanda mimea huendelezwa. Mango taka samaki inayoitwa 'sludge' katika mifumo ya aquaponic husababisha kupoteza takriban nusu ya virutubisho inapatikana pembejeo, hasa fosforasi, ambayo kinadharia inaweza kutumika kwa ajili ya uzalishaji wa mimea lakini habari bado ni mdogo (Delaide et al. 2017; Goddek et al. 2018). Wakati lengo la uendelevu katika lishe ya samaki katika ufugaji wa maji litafikiwa kwa kutumia mlo uliofanywa, kulisha samaki katika aquaponics inahitaji kutimiza mahitaji ya lishe kwa samaki na kwa mimea. Ongezeko la uendelevu katika sehemu hupata kutoka chini utegemezi wa samaki (FM) na mafuta ya samaki (FO) na riwaya, high-nishati, chini carbon footprint viungo asili ghafi. Ili kulinda viumbe hai na matumizi endelevu ya maliasili, matumizi ya FM na FO yenye makao ya samaki ya mwitu yanahitaji kupunguzwa katika aquafeeds (Tacon na Metian 2015). Hata hivyo, utendaji wa samaki, afya na ubora wa bidhaa za mwisho zinaweza kubadilishwa wakati wa kubadilisha FM ya chakula na viungo mbadala. Hivyo, utafiti wa lishe ya samaki unalenga matumizi bora na mabadiliko ya vipengele vya malazi ili kutoa virutubisho muhimu muhimu ambavyo vitaongeza utendaji wa ukuaji na kufikia ufugaji wa maji endelevu na wenye nguvu. Kubadilisha FM, ambayo ni chanzo bora lakini cha gharama kubwa cha protini katika mlo wa samaki, sio moja kwa moja kutokana na maelezo yake ya kipekee ya amino asidi, digestibility ya juu ya virutubisho, high palatability, kiasi cha kutosha cha micronutrients, pamoja na kuwa na ukosefu wa jumla wa mambo ya kupambana na lishe (Gatlin et al. 2007).

   Tafiti nyingi zimeonyesha kuwa FM inaweza kubadilishwa kwa ufanisi na unga wa soya katika aquafeeds, lakini unga wa soya una mambo ya kupambana na lishe kama vile inhibitors ya trypsini, agglutinin ya soya na saponini, ambayo hupunguza matumizi yake na asilimia kubwa badala katika kilimo cha samaki carnivorous. High FM uingizwaji na milo ya mimea katika mlo wa samaki pia inaweza kupunguza virutubisho bioavailability katika samaki, ambayo husababisha mabadiliko ya virutubisho katika ubora wa mwisho wa bidhaa (Gatlin et al. 2007). Inaweza pia kusababisha misukosuko isiyofaa kwa mazingira ya majini (Hardy 2010) na kupunguza ukuaji wa samaki kutokana na viwango vilivyopungua vya asidi amino muhimu (hasa methionine na lysine), na kupunguzwa kwa palatability (Krogdahl et al. 2010). Gerile na Pirhonen (2017) walibainisha kuwa ubadilishaji wa 100% wa FM na unga wa mahindi wa gluten ulipunguza kiwango cha ukuaji wa trout ya upinde wa mvua lakini badala ya FM haukuathiri matumizi ya oksijeni

   Viwango vya juu vya vifaa vya mimea vinaweza pia kuathiri ubora wa kimwili wa pellets, na inaweza kusumbua mchakato wa utengenezaji wakati wa extrusion. Wengi wa vyanzo mbadala kupanda inayotokana virutubisho kwa ajili ya milisho ya samaki vyenye aina mbalimbali ya mambo ya kupambana na lishe ambayo kuingilia kati na samaki protini kimetaboliki kwa kuharibika digestion na matumizi, hivyo kusababisha kuongezeka N kutolewa katika mazingira ambayo inaweza kuathiri afya ya samaki na ustawi. Aidha, mlo ikiwa ni pamoja na viwango vya juu vya asidi phytic kubadilishwa fosforasi na protini digestion kwamba kusababisha high N na P kutolewa katika mazingira ya jirani. Kulisha ulaji na palatability, madini digestibility na retention inaweza kutofautiana kulingana na uvumilivu aina ya samaki 'na viwango na inaweza kubadilisha wingi na muundo wa taka samaki. Kuzingatia matokeo haya, michanganyiko ya chakula cha samaki katika aquaponics inapaswa kuchunguza viwango vya 'uvumilivu 'vya chakula vya mambo ya kupambana na lishe (yaani phytate) kwa viungo tofauti vya kulisha na kwa kila aina ya samaki kutumika katika aquaponics na pia madhara ya kuongeza madini kama vile Zn na phosphate katika mlo. Pia ni lazima ieleweke kwamba hata kama vifaa vya mimea vinaonekana kama chaguo la kiikolojia la kuchukua nafasi ya FM katika aquafeeds, mimea inahitaji umwagiliaji, na hivyo inaweza kusababisha athari za kiikolojia kwa njia ya maji na nyayo za mazingira (Pahlow et al. 2015) kutokana na kukimbilia virutubisho kutoka mashamba.

   Bidhaa za wanyama duniani kama vile protini zisizo na ruminant kusindika wanyama (PAPs) zinazotokana na wanyama monogastric kulimwa (kwa mfano kuku, nyama ya nguruwe) ambazo zinafaa kwa matumizi ya binadamu wakati wa kuchinjwa (Jamii 3 vifaa, EC kanuni 142/2011; CEC kanuni 52/2013) pia inaweza kuchukua nafasi ya FM na kusaidia uchumi wa mviringo. Wana maudhui ya protini ya juu, maelezo mazuri zaidi ya amino asidi na wanga wachache ikilinganishwa na viungo vya kulisha mimea huku pia kukosa sababu za antinutritional (Hertrampf na Piedad-Pascual 2000). Imekuwa umeonyesha kuwa nyama na mifupa milo inaweza kutumika kama chanzo kizuri cha fosforasi inapojumuishwa katika mlo wa Nile Tilapia (Ashraf et al. 2013), ingawa imepigwa marufuku kabisa katika malisho ya wanyama ruminant kutokana na hatari ya kuanzisha bovine ubongo wa spongiform (ugonjwa wa ng'ombe). Aina fulani za wadudu, kama vile askari mweusi kuruka (Hermetia illucens), zinaweza kutumika kama chanzo mbadala cha protini kwa mlo endelevu wa kulisha samaki. Faida kubwa ya mazingira ya kilimo cha wadudu ni kwamba (a) chini ya ardhi na maji yanahitajika, (b) kuwa uzalishaji wa gesi chafu ni wa chini na kwamba (c) wadudu wana ufanisi mkubwa wa kubadilika kwa malisho (Henry et al. 2015). Hata hivyo, kuna haja inayoendelea ya utafiti zaidi ili kutoa ushahidi juu ya masuala ya ubora na usalama na uchunguzi wa hatari kwa samaki, mimea, watu na mazingira.

   Ni muhimu kutambua kwamba samaki hawawezi kuunganisha virutubisho kadhaa muhimu zinazohitajika kwa kimetaboliki na ukuaji wao na hutegemea malisho ya ugavi huu. Hata hivyo, kuna makundi fulani ya wanyama ambayo yanaweza kutumia mlo usio na virutubisho, kwa vile hubeba microorganisms ambazo zinaweza kutoa misombo hii (Douglas 2010), na hivyo, samaki wanaweza kupata faida kubwa wakati ugavi wa microbial wa virutubisho vyao muhimu hupandwa kwa mahitaji. Undersupply mipaka ukuaji wa samaki, wakati oversupply inaweza kuwa na madhara kutokana na haja ya samaki neutralize sumu unasababishwa na misombo yasiyo ya muhimu. Kiwango ambacho kazi ya microbial inatofautiana na mahitaji ya aina tofauti za samaki na ni nini taratibu za msingi hazijulikani kwa kiasi kikubwa. Muhimu, microbiota ya mnyama wa majini inaweza kwa nadharia kuwa na jukumu muhimu katika kutoa virutubisho muhimu na kupata uendelevu katika ufugaji wa samaki (Kormas et al. 2014; Mente et al. 2016). Utafiti zaidi katika uwanja huu itasaidia kuwezesha uteuzi wa viungo kutumika katika milisho ya samaki ambayo kukuza gut microbiota utofauti kuboresha ukuaji wa samaki na afya.

   Utafiti katika matumizi ya vyanzo mbadala vya mimea na wanyama protini na chini trophic viungo kulisha samaki unaendelea. Kubadilishwa kwa viungo vya mbichi vilivyotengenezwa baharini katika kulisha samaki, ambayo inaweza kutumika moja kwa moja kwa madhumuni ya chakula cha binadamu inapaswa kupunguza shinikizo la uvuvi na kuchangia kuhifadhi viumbe hai. Viumbe vya chini vya trophic, kama vile askari mweusi kuruka, ambayo inaweza kutumika kama viungo vya aquafeed vinaweza kupandwa kwa bidhaa na kupoteza mazoea mengine ya kilimo ya viwanda kutokana na chakula tofauti cha lishe, na hivyo kuongeza faida za ziada za mazingira. Hata hivyo, jitihada za kufanikiwa na uchumi wa mviringo na kuchakata virutubisho vya kikaboni na isokaboni zinapaswa kushughulikiwa kwa uangalifu kwani misombo isiyofaa katika malighafi na bidhaa za dagaa inaweza kuongeza hatari kwa afya ya wanyama, ustawi, utendaji wa ukuaji na usalama wa bidhaa ya mwisho kwa walaji. Utafiti na ufuatiliaji kuendelea na kutoa taarifa juu ya uchafu wa wanyama kulima majini kuhusiana na mipaka ya kiwango cha juu katika viungo kulisha na mlo ni muhimu kuwajulisha marekebisho katika na utangulizi wa kanuni mpya.

3. 13.3 Chakula Viungo na Additives

   Original publication 2019 · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   13.3.1 Vyanzo vya protini na Lipid kwa Aquafeeds

   Tangu mwisho wa karne ya ishirini, kumekuwa na mabadiliko makubwa katika muundo wa maji ya maji lakini pia maendeleo katika utengenezaji. Mabadiliko haya yametokana na haja ya kuboresha faida ya kiuchumi ya ufugaji wa maji pamoja na kupunguza athari zake za mazingira. Hata hivyo, vikosi vya kuendesha gari nyuma ya mabadiliko haya ni haja ya kupunguza kiasi cha samaki (FM) na mafuta ya samaki (FO) katika milisho, ambayo kijadi kilitokana idadi kubwa ya milisho, hasa kwa samaki carnivorous na shrimp. Sehemu kwa sababu ya kupita kiasi lakini hasa kutokana na ongezeko la kuendelea kwa kiasi cha ufugaji wa maji duniani, kuna haja ya kuongezeka kwa protini mbadala na mafuta kuchukua nafasi ya FM na FO katika aquafeeds.

   

   Mtini. 13.2 Samaki-katika-Samaki-out uwiano (bluu line, kushoto y-mhimili) na kiasi cha mafuta ya samaki kutumika (mstari wa njano, haki y-mhimili) kwa ajili ya upinde wa mvua trout kulisha nchini Finland kati ya 1990 na 2013. (Data kutoka www.raisioagro. com)

   Utungaji wa milisho ya samaki umebadilika sana kwani uwiano wa FM katika mlo umepungua kutoka\ > 60% katika miaka ya 1990 hadi\ 20% katika mlo wa kisasa kwa samaki carnivorous kama vile samaki ya Atlantiki (Salmo salar), na maudhui ya FO yamepungua kutoka 24% hadi 10% (Ytrestøyl et al. 2015). Kwa sababu hiyo, kinachojulikana samaki-katika-nje (FIFO) uwiano umepungua chini ya 1 kwa samaki na upinde wa mvua trout maana kwamba kiasi cha samaki zinahitajika katika kulisha kuzalisha kilo 1 cha nyama ya samaki ni chini ya kilo 1 (Kielelezo 13.2). Kwa hiyo, utamaduni wa samaki wa carnivorous katika karne ya ishirini na moja ni mtayarishaji wa samaki. Kwa upande mwingine, milisho kwa ajili ya aina ya chini trophic omnivorous samaki (kwa mfano carp na tilapia) inaweza vyenye chini ya 5% FM (Tacon et al. 2011). Kilimo aina hiyo ya chini ya samaki trophic ni endelevu kiikolojia kuliko kwa aina ya juu trophic, na FIFO kwa Tilapia ilikuwa 0.15 na kwa cyprinids (aina ya carp) tu 0.02 katika 2015 (IFFO). Ikumbukwe kwamba jumla ya FM badala katika mlo wa Tilapia (Koch et al. 2016) na lax (Davidson et al. 2018) haiwezekani bila kuathiri kwa kiasi kikubwa vigezo vya uzalishaji.

   Leo hii, ugavi mkubwa wa protini na lipids katika kulisha samaki hutoka kwa mimea, lakini pia kwa kawaida kutoka sekta nyingine, ikiwa ni pamoja na chakula na mafuta kutoka nyama na bidhaa za kuku na chakula cha damu (Tacon na Metian 2008). Zaidi ya hayo, taka na bidhaa kutoka kwa usindikaji wa samaki (trimmings offal na taka) hutumiwa kuzalisha FM na FO. Hata hivyo, kutokana na kanuni za EU (EC 2009), matumizi ya FM ya spishi hayaruhusiwi kama kulisha kwa spishi moja, k.mf. samaki haiwezi kulishwa FM iliyo na trimmings ya lax.

   FM na FO replacements na viungo vingine inaweza kuathiri ubora wa bidhaa kwamba ni kuuzwa kwa wateja. Samaki ina sifa ya kuwa chakula cha afya, hasa kutokana na maudhui yake ya juu ya asidi nyingi na mafuta yasiyotokana sana. Jambo muhimu zaidi, dagaa ni chanzo pekee cha EPA (asidi eicosapentaenoic) na DHA (asidi docosahexaenoic), zote mbili ambazo ni omega-3 fatty kali, na virutubisho muhimu kwa kazi nyingi katika mwili wa binadamu. Kama FM na FO ni kubadilishwa na bidhaa kutoka asili ya nchi kavu, itakuwa moja kwa moja kuathiri ubora wa nyama ya samaki, zaidi ya utungaji wake mafuta asidi, kama uwiano wa omega-3 fatty kali (hasa EPA na DHA) itapungua wakati kiasi cha omega-6 fatty kali itaongezeka pamoja na ongezeko la nyenzo za mimea ambazo zinachukua nafasi ya FM na FO (Lazzarotto et al. 2018). Kwa hivyo, faida za afya za matumizi ya samaki zinapotea kwa sehemu, na bidhaa inayoishia kwenye sahani sio lazima watumiaji wanaotarajia kununua. Hata hivyo, ili kuondokana na tatizo la kupungua kwa asidi ya mafuta ya omega-3 katika bidhaa ya mwisho kutokana na viungo vya chini vya samaki katika aquafeeds, wakulima wa samaki wanaweza kuajiri kile kinachojulikana kumaliza vyakula na maudhui ya juu ya FO wakati wa hatua za mwisho za kilimo (Suomela et al. 2017).

   Chaguo jipya la kuvutia kwa kuchukua nafasi ya FO katika milisho ya samaki ni uwezekano wa uhandisi wa maumbile, yaani mimea yenye vinasaba ambayo inaweza kuzalisha EPA na DHA, kwa mfano mafuta kutoka vinasaba Camelina sativa (jina la kawaida la camelina, dhahabu-ya-radhi au laini ya uongo ambayo inajulikana kuwa na viwango vya juu vya omega-3 fatty kali) ilitumiwa kwa mafanikio kukua lax, kuishia na mkusanyiko mkubwa sana juu ya EPA na DHA katika samaki (Betancor et al. 2017). Matumizi ya viumbe vinasaba katika uzalishaji wa chakula cha binadamu, hata hivyo, ni chini ya idhini ya udhibiti na inaweza kuwa chaguo katika muda mfupi.

   Uwezekano mwingine mpya wa kuchukua nafasi ya FM katika aquafeeds ni protini zilizotengenezwa na wadudu (Makkar et al. 2014). Chaguo hili jipya limewezekana ndani ya EU hivi karibuni tu wakati EU ilibadilisha sheria, kuruhusu chakula cha wadudu katika aquafeeds (EU 2017). Aina inaruhusiwa kutumika ni askari mweusi kuruka (Hermetia illucens), housefly kawaida (Musca domestica), mealworm njano (Tenebrio molitor), mdogo mealworm (Alphitobius diaperinus), kriketi ya nyumba (Acheta domesticus), krikus_), kriketi iliyofungwa (_griketi (Grylworm sigillatus) na kriketi ya shamba (Gryllus assimilis). Vidudu vinapaswa kuzalishwa kwenye substrates fulani zilizoruhusiwa. Majaribio ya ukuaji uliofanywa na aina tofauti za samaki yanaonyesha kuwa kuchukua nafasi ya FM na chakula kilichotengenezwa na askari mweusi kuruka mabuu sio lazima kuathiri ukuaji na vigezo vingine vya uzalishaji (Van Huis na Ooninckx 2017). Kwa upande mwingine, chakula kilichofanywa kwa nyama ya manjano kinaweza kuchukua nafasi ya FM kwa sehemu tu ili kuepuka kupungua kwa ukuaji (Van Huis na Ooninckx 2017). Hata hivyo, badala ya FM na mlo wa wadudu inaweza kusababisha kushuka kwa asidi ya mafuta ya omega-3, kwa kuwa hayana EPA na DHA (Makkar na Ankers 2014).

   Tofauti na wadudu, microalgae huwa na maelezo mazuri ya amino asidi na asidi ya mafuta (ikiwa ni pamoja na EPA na DHA) lakini pia kuna tofauti kubwa kati ya spishi katika suala hili. Uingizaji wa sehemu ya FM na FO katika aquafeeds na microalgae fulani wametoa matokeo ya kuahidi (Camachorodríguez et al. 2017; Shah et al. 2018) na baadaye matumizi ya microalgae katika aquafeeds yanaweza kutarajiwa kuongezeka (White 2017) ingawa matumizi yao yanaweza kupunguzwa kwa bei.

   Hii muhtasari mfupi wa viungo uwezo kulisha inaonyesha kuwa kuna aina mbalimbali ya uwezekano wa angalau sehemu kuchukua nafasi ya FM na FO katika milisho ya samaki. Kwa ujumla, maelezo ya asidi ya amino ya FM ni bora kwa aina nyingi za samaki na FO ina DHA na EPA ambazo haziwezekani kutoa kutoka kwa mafuta ya nchi kavu, ingawa uhandisi wa maumbile unaweza kubadilisha hali katika siku zijazo. Hata hivyo, bidhaa za GMO zinahitaji kwanza kukubaliwa katika sheria na kisha kwa wateja.

   13.3.2 Matumizi ya Vidonge vya Kulisha Mtaalamu Kulengwa kwa Aquaponics

   Ushonaji aquafeeds ambayo ni maalum kwa mifumo ya aquaponic ni changamoto zaidi kuliko kawaida aquaculture kulisha maendeleo, kama asili ya mifumo ya aquaponic inahitaji kwamba aquafeeds si tu ugavi lishe kwa wanyama cultured lakini pia kwa mimea cultured na jamii microbial wanaoishi mfumo. Sasa aquaponic mazoezi hutumia aquafeeds yaliyoandaliwa kutoa lishe bora kwa wanyama cultured majini; Hata hivyo, kama kubwa madini pembejeo katika mifumo ya aquaponic (Roosta na Hamidpour 2011; Tyson et al. 2011; Junge et al. 2017), feeds pia haja ya kuzingatia mahitaji ya madini ya sehemu ya uzalishaji wa mimea. Hii ni muhimu hasa kwa ajili ya mifumo ya kibiashara wadogo aquaponic, ambapo tija ya mfumo wa uzalishaji wa mimea ina athari kubwa kwa ujumla mfumo faida (Adler et al. 2000; Palm et al. 2014; Upendo et al. 2015a) na ambapo kuboresha utendaji wa uzalishaji wa sehemu ya kupanda inaweza kwa kiasi kikubwa kuboresha mfumo wa jumla faida.

   Hivyo, lengo la jumla la kuendeleza kulengwa feeds aquaponic itakuwa kubuni malisho ambayo mgomo uwiano kati ya kutoa virutubisho ziada kupanda, wakati kudumisha kukubalika aquaponic mfumo wa operesheni (yaani ubora wa maji ya kutosha kwa ajili ya uzalishaji wa wanyama, biofilter na anaerobic digester utendaji, na virutubisho ngozi na mimea). Ili kufikia hili, mwisho kulengwa aquaponic kulisha inaweza kuwa bora kwa ama mnyama majini au uzalishaji wa mimea mmoja mmoja, lakini ni afadhali kuwa bora kwa mfumo wa aquaponic kwa ujumla. Hatua mojawapo ingeamua kulingana na vigezo vya utendaji wa mfumo wa jumla, kwa mfano hatua za kiuchumi na/au mazingira endelevu.

   Moja ya changamoto kubwa katika kuongeza uzalishaji wa pato kutoka mifumo ya pamoja aquaponic ni viwango vya chini ya virutubisho wote macro- na micro kupanda (hasa katika mfumo isokaboni) katika maji recirculating, ikilinganishwa na mifumo ya kawaida hydroponic. Viwango hivi vya chini vya virutubisho vinaweza kusababisha upungufu wa virutubisho katika mimea na viwango vya uzalishaji wa mimea (Graber na Junge 2009; Kloas et al. 2015; Goddek et al. 2015; Bittsanszky et al. 2016; Delaide et al. 2017). Changamoto zaidi ni kiasi kikubwa cha kloridi ya sodiamu katika aquafeeds ya kawaida ya samaki na mkusanyiko wa uwezo wa sodiamu katika mifumo ya aquaponic (Treadwell et al. 2010). Mbinu tofauti zinaweza kuendelezwa ili kukabiliana na changamoto hizi kama vile ufumbuzi wa teknolojia, kwa mfano mifumo ya aquaponic iliyokatwa (Goddek et al. 2016) (pia angalia Chap. 8, nyongeza ya virutubisho moja kwa moja katika mfumo wa uzalishaji wa mimea kupitia dawa au kuongeza maji ya recirculating (Rakocy et al. 2006; Roosta na Hamidpour 2011), au utamaduni wa mmea bora wa chumvi (angalia Chap. 12). Njia mpya ni maendeleo ya aquafeeds kulengwa hasa kwa ajili ya matumizi katika aquaponics.

   Ili kukabiliana na uhaba wa virutubisho wa mimea katika aquaponics, feeds ya aquaponic inayofaa inahitaji kuongeza kiasi cha virutubisho vinavyopatikana, ama kwa kuongeza viwango vya virutubisho maalum baada ya kutolewa na wanyama waliopandwa, au kwa kutoa virutubisho zaidi ya bio-inapatikana baada ya excretion na biotransformation, kwa ajili ya matumizi ya haraka na mimea. Kufikia excretion hii iliyoongezeka ya virutubisho ni, hata hivyo, si rahisi kama kuongezea kiasi kikubwa cha virutubisho vinavyotakiwa kwenye mlo wa maji, kwa kuwa kuna mambo mengi (mara nyingi yanayopingana) ambayo yanahitaji kuchukuliwa katika mfumo wa jumuishi wa maji. Kwa mfano, ingawa uzalishaji bora wa mimea utahitaji kuongezeka kwa viwango vya virutubisho maalum, madini fulani, k.m. aina fulani za chuma na seleniamu, zinaweza kuwa na sumu kwa samaki hata kwenye viwango vya chini na kwa hiyo ingekuwa na viwango vya juu halali katika maji yanayozunguka (Endut et al. 2011; Tacon 1987). Mbali na viwango vya virutubisho vya jumla, uwiano kati ya virutubisho (kwa mfano uwiano wa P:N) pia ni muhimu kwa uzalishaji wa mimea (Buzby na Lin 2014), na kukosekana kwa usawa katika uwiano kati ya virutubisho unaweza kusababisha mkusanyiko wa virutubisho fulani katika mifumo ya aquaponic (Kloas et al. 2015). Aidha, hata kama kulisha aquaponic kuongezeka kupanda viwango virutubisho, mfumo wa jumla ubora wa maji na pH bado inahitaji iimarishwe ndani ya mipaka kukubalika ili kuhakikisha uzalishaji wa wanyama kukubalika, ufanisi madini ngozi na mizizi ya mimea, operesheni mojawapo ya biofilters na digesters anaerobic ( Goddek et al. 2015b; Rakocy et al. 2006) na kuepuka mvua ya virutubisho fulani muhimu kama phosphates, kwa kuwa hii itawapa hazipatikani kwa mimea (Tyson et al. 2011). Ili kufikia uwiano huu wa jumla hakuna feat maana, kama kuna mwingiliano tata kati ya aina mbalimbali za nitrojeni katika mfumo (NH<sub3/sub, NHsub4/subsup+/sup, nosub2/subsup-/sup, nosub3/subsup-/sup), mfumo pH na usawa wa metali na ions nyingine zilizopo katika mfumo (Tyson et al. 2011; Goddek et al. 2015; Bittsanszky et al. 2016).

   Uhaba wa kawaida wa madini katika mifumo ya Aquaponic

   Mimea inahitaji aina mbalimbali za macro- na micronutrients kwa ukuaji na maendeleo. Mifumo ya Aquaponic ni kawaida upungufu katika kupanda macronutrients potassium (K), fosforasi (P), chuma (Fe), manganese (Mn) na sulphur (S) (Graber na Junge 2009; Roosta na Hamidpour 2011). Nitrojeni (N) iko katika aina tofauti katika mifumo ya aquaponic, na hutolewa kama sehemu ya kimetaboliki ya protini ya wanyama wa majini (Rakocy et al. 2006; Roosta na Hamidpour 2011; Tyson et al. 2011) baada ya hapo inaingia mzunguko wa nitrojeni katika mazingira jumuishi ya maji. (Nitrogen inajadiliwa kwa undani katika Chap. 9 na kwa hiyo hutolewa kwenye mjadala wa sasa.)

   Matumizi ya viungio vya malisho ya mtaalam aliyechaguliwa yanaweza kuchangia maendeleo ya maji ya maji yaliyofaa hasa kwa ajili ya aquaponics, kwa kutoa virutubisho vya ziada kwa wanyama wa majini na/au mimea, au kwa kurekebisha uwiano wa virutubisho. Vidonge vya kulisha maji ni tofauti, na kazi mbalimbali na taratibu za kufanya kazi. Kazi zinaweza kuwa na lishe na zisizo za lishe, na viungio vinaweza kulengwa kuelekea hatua katika milisho au kuelekea michakato ya kisaikolojia ya wanyama wa majini wenye cultured (Encarnação 2016). Kwa madhumuni ya sura hii, msisitizo ni juu ya aina tatu maalum ya livsmedelstillsatser ambayo inaweza kusaidia ushonaji wa mlo aquaponic: (1) madini aliongeza moja kwa moja kwa milisho, (2) madini ambayo ni aliongeza ushirikiano kwa bahati kama sehemu ya livsmedelstillsatser kwamba kumtumikia madhumuni yasiyo ya madini na (3) livsmedelstillsatser ambayo kutoa madini, ambayo tayari iko katika feeds, inapatikana zaidi kwa wanyama cultured majini na/au mimea katika mifumo ya aquaponic.

   1. Direct madini nyongeza katika feeds aquaponic_

   Kuongezea madini moja kwa moja katika mlo wa aquaponic unaotumiwa katika mifumo ya maji ya maji ni njia moja inayoweza kuongeza kiasi cha madini kilichotengwa na wanyama waliopandwa au kuongeza madini maalum yanayotakiwa na mimea katika mifumo ya maji ya maji. Madini ni mara kwa mara aliongeza katika mfumo wa premixes madini kwa aquaculture mlo, ugavi cultured wanyama majini na mambo muhimu zinazohitajika kwa ajili ya ukuaji na maendeleo (Ng et al. 2001; NRC 2011). Madini yoyote ambayo si kufyonzwa na samaki wakati wa digestion ni excreted, na kama haya ni katika mumunyifu (hasa ionic) fomu katika mfumo wa aquaponic, hizi zinapatikana kwa matumizi ya mimea (Tyson et al. 2011; Goddek et al. 2015). Haijulikani jinsi njia inayowezekana kama hiyo ingekuwa, kwa kuwa kuna habari kubwa kuhusu ufanisi wa kuongeza virutubisho vya madini kwa maji ya maji kwa lengo la kuimarisha uzalishaji wa mimea ya maji. Kwa ujumla, mahitaji ya madini na kimetaboliki katika ufugaji wa maji hazieleweki vizuri ikilinganishwa na uzalishaji wa wanyama duniani, na uwezekano wa mbinu hii haujaelezewa vizuri. Uwezekano wa faida kwa njia hii itakuwa kwamba inaweza kuthibitisha kuwa kuingilia haki rahisi kuboresha utendaji wa mfumo wa jumla, inaweza kuruhusu nyongeza ya mbalimbali ya virutubisho, na ni uwezekano wa kuwa na gharama ya chini. Hata hivyo, utafiti mkubwa bado unahitajika ili kuepuka pitfalls yoyote kubwa ya uwezo ambayo yanaweza kutokea. Moja ya vituo hivi juu ya ukweli kwamba madini ya kuongezewa yaliyotarajiwa kwa mimea kwanza yanahitaji kupitisha njia ya utumbo wa wanyama wa majini wenye mazao na haya yanaweza kufyonzwa kikamilifu au sehemu wakati wa kifungu hiki. Hii inaweza kusababisha mkusanyiko zisizohitajika wa madini katika wanyama wa majini, au kuingiliwa katika virutubisho kawaida INTESTINAL na/au madini ngozi na michakato ya kisaikolojia (Oliva-Teles 2012). Mwingiliano mkubwa unaweza kutokea kati ya madini malazi katika mlo aquaculture (Davis na Gatlin 1996), na hizi haja ya kuamua kabla ya moja kwa moja nyongeza ya madini katika mlo aquaponic inaweza kuajiriwa. Madhara mengine yanaweza kujumuisha muundo wa kimwili na sifa za chemosensory za milisho, ambayo kwa upande inaweza kuathiri malisho palatability. Kwa wazi, bado kuna utafiti mkubwa unaohitajika kabla ya njia hii ya kusambaza feeds aquaponic inaweza kuchukuliwa.

   2. Co-muafaka kuongeza madini kwa njia ya livsmedelstillsats

   Masomo fulani ya vidonge vya kulisha huongezwa kwa aquafeeds kwa namna ya misombo ya ionic na ambapo moja tu ya ions huchangia shughuli inayotarajiwa. Ioni nyingine hutazamwa kama nyongeza ya ushirikiano na isiyoweza kuepukika kwa aquafeed na mara nyingi haizingatiwi katika utafiti wowote wa ufugaji wa maji. Mfano mmoja maalum wa darasa kama hilo la livsmedelstillsatser ya kulisha mara nyingi hutumika ni chumvi hai asidi, ambapo lengo kingo kazi katika aquafeed ni anion ya asidi kikaboni (kwa mfano formatate, acetate, butyrate au lactate) na cation kuandamana mara nyingi kupuuzwa katika lishe ya wanyama cultured '. Hivyo, kama cation kuandamana ni kuchaguliwa kwa makusudi kuwa muhimu macro- au micro kupanda madini, kuna uwezekano kwamba inaweza kuwa excreted na wanyama cultured katika mfumo wa maji na kuwa inapatikana kwa matumizi ya mimea.

   Short mnyororo asidi kikaboni na chumvi zao kuwa maalumu na mara nyingi kutumika katika livsmedelstillsatser kulisha katika wote duniani lishe wanyama na katika aquaculture, ambapo misombo ni kuajiriwa kama enhancers utendaji na mawakala kuboresha upinzani ugonjwa. Misombo hii inaweza kuwa na utaratibu tofauti wa utendaji kazi, ikiwa ni pamoja na kaimu kama antimicrobials, antibiotics au mapromota ukuaji, kuimarisha madini digestibility na matumizi na kaimu kama moja kwa moja metabolizable chanzo nishati (Partanen na Mroz 1999; Lückstädt 2008; Ng na Koh 2017). Aidha asili asidi kikaboni au chumvi yao inaweza kutumika katika mlo aquaculture, lakini aina chumvi ya misombo mara nyingi kuliko wazalishaji kama wao ni chini babuzi kulisha vifaa vya viwanda, ni chini ya pungent na zinapatikana katika fomu imara (poda), ambayo simplifies kuongeza yaliyoandaliwa kulisha wakati wa viwanda (Encarnação 2016; Ng na Koh 2017). Kwa mapitio ya kina juu ya matumizi ya asidi za kikaboni na chumvi zao katika maji ya maji, wasomaji wanajulikana kwa kazi ya Ng na Koh (2017).

   Kuajiri chumvi hai asidi katika aquaponics ina uwezo wa kuwa na faida mbili katika mfumo, ambapo anion inaweza kuongeza utendaji na ugonjwa upinzani wa wanyama cultured majini, wakati cation (kwa mfano potassium) inaweza kuongeza kiasi cha virutubisho muhimu kupanda excreted. faida ya uwezo wa mbinu hii ni kwamba malazi ushirikishwaji ngazi ya chumvi hai asidi inaweza kuwa ya juu kiasi kwa kulisha livsmedelstillsats, na utafiti mara kwa mara taarifa jumla asidi kikaboni chumvi ushirikishwaji wa hadi 2% kwa uzito (Encarnação 2016), ingawa wazalishaji wa kibiashara huwa na kupendekeza viwango vya chini vya takriban 0.15— 0.5% (Ng na Koh 2017). Cation ya chumvi hai asidi inaweza kuwa sehemu kubwa ya uzito wa jumla wa chumvi, na kama hizi ni kulishwa kila siku kwa wanyama cultured, wanaweza kuchangia kiasi kikubwa cha virutubisho kwa mimea katika mfumo wa aquaponic wakati wa msimu wa kupanda. Hakuna utafiti kuchapishwa kwa sasa inapatikana kwamba ripoti ya matokeo kwa ajili ya mstari huu wa uchunguzi na kama na nyongeza ya moja kwa moja ya madini kwa feeds aquaponic, mbinu hii inahitaji kuthibitishwa kupitia utafiti wa baadaye kuamua hatima ya cations aliongeza kama sehemu ya chumvi hai asidi (kama ni excreted au kufyonzwa na wanyama majini), na kama kuna mwingiliano wowote na madini au virutubisho. Bado, hata hivyo, kusisimua baadaye avenue ya uchunguzi.

   3. Feed viungio kwamba kutoa virutubisho zaidi bio-inapatikana kwa mimea

   Kuongezeka kwa kiasi cha viungo vya mimea hutumiwa katika aquafeeds yaliyoandaliwa, lakini madini kutoka kwa malighafi ya mimea hayapatikani kwa wanyama wa majini, hasa kutokana na kuwepo kwa sababu za kupambana na lishe katika viungo vya chakula vya mimea (Naylor et al. 2009; Kumar et al. 2012; Prabhu et al. 2016). Hii ina maana kwamba idadi kubwa ya madini ni excreted katika nyasi katika fomu amefungwa, wanaohitaji 'ukombozi' kabla ya kuwa inapatikana kwa matumizi ya mimea. Mfano mmoja wa kawaida ni fosforasi ya kikaboni inayotokea kama phytate, ambayo inaweza kumfunga kwa madini mengine ili kuunda misombo isiyo na mumunyifu, ambapo hatua ya microbial katika mazingira inahitajika kabla ya fosforasi kutolewa kama mimea inayopatikana, phosphate ya mumunyifu (Kumar et al. 2012).

   Matumizi ya enzymes exogenous katika mlo kulengwa aquaponic inaweza uwezekano wa kuchangia katika kutolewa kiasi kuongezeka kwa virutubisho kutoka high-kupanda aquafeeds kwa ajili ya wanyama na mimea lishe katika mifumo ya aquaponic. Enzymes zilizoajiriwa mara nyingi katika aquafeeds ni proteases, wanga na phytases, wote kuboresha digestion ya virutubisho na kuharibu misombo ya kupambana na lishe kama phytate (Encarnação 2016), ambayo inaweza kusababisha virutubisho vya ziada kutolewa kutoka kwa maji ya maji. Ingawa inajulikana kuwa nyongeza exogenous enzyme inaongoza kwa kuboresha matumizi ya virutubisho katika wanyama cultured, haijulikani kama virutubisho ziada itakuwa excreted katika mfumo wa kupanda inapatikana, hivyo kuepuka hatua tofauti remineralization katika mifumo ya aquaponic (tazama Chap. 10). Zaidi ya hayo, mwingiliano kati ya enzymes exogenous na virutubisho katika sehemu mbalimbali za njia ya utumbo wa samaki inawezekana (Kumar et al. 2012), ambayo itakuwa na matokeo zaidi kwa kiasi cha virutubisho excreted kwa ukuaji wa mimea. Kwa hiyo utafiti zaidi unahitajika pia kuamua matumizi ya enzymes exogenous hasa kwa ajili ya matumizi katika feeds aquaponic.

4. 13.4 Rhythms ya Kisaikolojia: Kufanana na samaki na Lishe

   Original publication 2019 · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   Kubuni ya milisho kwa samaki ni muhimu katika aquaponics kwa sababu kulisha samaki ni moja au angalau pembejeo kuu ya virutubisho kwa wanyama wote (macronutrients) na mimea (madini) (Kielelezo 13.3).

   Nitrojeni huletwa na mfumo wa aquaponic kupitia protini katika malisho ya samaki ambayo ni metabolized na samaki na excreted kwa namna ya amonia. Ushirikiano wa recirculating aquaculture na hydroponics unaweza kupunguza utekelezaji wa virutubisho zisizohitajika kwa mazingira pamoja na kuzalisha faida. Katika utafiti mapema kiuchumi, fosforasi kuondolewa katika trout jumuishi na lettuce/Basil aquaponic mfumo imeonekana kuwa gharama ya kuokoa (Adler et al. 2000). Kuunganisha viwango vya kulisha samaki pia ni muhimu kutimiza mahitaji ya lishe ya mimea. Kweli, wakulima wanahitaji kujua kiasi cha chakula kilichotumiwa katika kitengo cha maji ya maji ili kuhesabu ni kiasi gani cha virutubisho kinachohitajika kuongezewa ili kukuza ukuaji wa mimea katika kitengo cha hydroponic. Kwa mfano, katika mfumo tilapia-strawberry aquaponic, jumla ya chakula required kuzalisha ions (kwa mfano Nosub3/subsup—, /sup casub2/subsupu+/sup, Hsub2/subposub4/subsup—/sup na Ksup+/sup) kwa ajili ya mimea ilikuwa mahesabu katika msongamano tofauti samaki, na matokeo bora kwa wadogo 2 kg 3/sup kupunguza gharama ya nyongeza hydroponic ufumbuzi (Villarroel et al. 2011).

   

   Mtini. 13.3 Nutrient mtiririko katika mfumo aquaponic. Kumbuka kuwa kulisha samaki, kwa njia ya maji machafu kutoka mfumo wa ufugaji wa maji, hutoa madini yanayotakiwa kwa mimea kukua katika mfumo wa hydroponic. Muda wa chakula unapaswa kuundwa ili kufanana na midundo ya kulisha/excretion katika samaki na rhythms ya matumizi ya virutubisho katika mimea

   Inajulikana kuwa mimea ina midundo ya kila siku na rhythmicity ya sikadiani katika harakati za majani mara ya kwanza ilivyoelezwa katika mimea na de Mairan mapema karne ya kumi na nane (McClung 2006). Miundo ya sikadiani katika mimea hudhibiti kila kitu tangu wakati wa maua hadi kupanda lishe na hivyo mitindo hii inahitaji kuzingatiwa hasa wakati wa kutumia taa za maua bandia. Samaki pia amefungwa katika mitindo ya kila siku katika kazi nyingi za kisaikolojia, ikiwa ni pamoja na kulisha na matumizi ya virutubisho. Haipaswi kushangaza kwamba samaki huonyesha midundo ya kulisha kwa sababu upatikanaji wa chakula na tukio la wadudu ni vigumu mara kwa mara lakini vikwazo kwa wakati fulani wa siku/usiku (López-Olmeda na Sánchez-Vázquez 2010). Hivyo, samaki wanapaswa kulishwa kwa wakati mzuri kulingana na dalili zao za hamu: chakula kilichopangwa wakati wa mchana kwa aina ya samaki ya diurnal, na usiku kwa samaki ya usiku. Inajulikana kuwa samaki huonyesha mifumo ya kila siku ya uharibifu wa protini na taka za nitrojeni zinazohusiana na hali yao ya lishe na sauti za kulisha (Kaushik 1980). Kulisha wakati huathiri nitrojeni excretion, kama Gelineau et al. (1998) The amonia uzalishaji na protini catabolism walikuwa chini katika samaki kulishwa alfajiri (katika awamu na kulisha rhythm yao) kuliko katika wale kulishwa usiku wa manane (nje ya awamu). Jambo la kushangaza zaidi, urea excretion inaonyesha rhythmicity circadian ambayo yanaendelea katika samaki njaa chini ya hali ya mara kwa mara (Kajimura et al. 2002), akifunua asili yake endogenous. Zaidi ya hayo, urea upenyezaji (imedhamiriwa kama yaliyomo ya urea ya mwili baada ya kuzamishwa katika suluhisho la urea) lilikuwa sambamba na acrophase, yaani kilele cha rhythm ya kila siku ya excretion, ikionyesha kuwa urea haipenyezi seli kwa utbredningen rahisi lakini kuna udhibiti wa sikadiani. Mimea pia kuonyesha mitindo ya kila siku katika matumizi ya nitrojeni, kama mapema ilivyoelezwa na Pearson na Bad (1977), ambaye alipata mfano wa kila siku wa matumizi ya nitrate na reductase nitrate katika pilipili naendelea katika mazingira ya mara kwa mara. Mkusanyiko wa nitrati katika majani ya mchicha pia uliongezeka wakati wa usiku kama kiwango cha matumizi ya nitrati na ongezeko la mizizi wakati huo (Steingrover et al. 1986). Katika aquaponics, ushahidi hivyo unaonyesha haja ya kulinganisha mitindo excretion katika samaki na virutubisho matumizi mdundo katika mimea. Ili kuongeza utendaji na ufanisi wa gharama za mifumo ya aquaponic, vyakula vya samaki na ratiba za kulisha vinapaswa kuundwa kwa makini ili kutoa virutubisho kwa kiwango cha kulia na wakati mzuri wa kuimarisha samaki na mimea.