Source material
Sura ya 21 Aquaponics katika Mazingira yaliyojengwa
Gundula Proksch, Alex Ianchenko, na Benz Kotzen
**Uwezo wa Aquaponics wa kubadilisha uzalishaji wa chakula wa miji umeandikwa katika ongezeko la haraka la utafiti wa kitaaluma na maslahi ya umma katika shamba hilo. Ili kutafsiri utangazaji huu kuwa athari halisi ya ulimwengu, kuundwa kwa mashamba ya kibiashara na uhusiano wao na mazingira ya miji lazima kuchunguzwa zaidi. Utafiti huu unapaswa kuziba pengo kati ya fasihi zilizopo juu ya utendaji wa mfumo wa kukua na mtiririko wa metabolic wa miji kwa kuzingatia aina iliyojengwa ya mashamba ya maji. Kutathmini uwezekano wa ushirikiano wa miji ya aquaponics, masomo ya kesi yaliyopo yanawekwa na typolojia ya jengo lao, na makundi mawili makuu kuwa greenhouses na mazingira ya ndani. Uainishaji huu unaruhusu baadhi ya mawazo kuhusu utendaji wa mashamba katika mazingira yao, lakini tathmini ya kina zaidi ya mzunguko wa maisha (LCA) ni muhimu kutathmini usanidi tofauti. Mbinu ya LCA imewasilishwa kama njia ya vigezo vya kubuni hesabu na mikakati husika ambayo inaweza kuathiri athari za mazingira za mifumo ya aquaponic katika mazingira ya mazingira ya miji iliyojengwa.
Maneno muhimu Uainishaji wa Aquaponics · Aquaponics ya Mijini · Typolojia ya Ufungaji · Greenhouses · Kuongezeka kwa ndani · Udhibiti wa mazingira · Tathmini ya mzunguko wa maisha
Yaliyomo
- 21.1 Utangulizi
- 21.2 Uainishaji wa Udhibiti wa Mazingira Aquaponics
- 21.3 Ua Typolojia na Uchunguzi Masomo ya Mashamba ya Biashara
- 21.4 Kutathmini Ua Typolojia na Maombi Uwezekano
- 21.5 Tathmini ya Athari kama Mfumo wa Kubuni
- 21.6 Integrated Mijini Aquaponics
- 21.7 Hitimisho
- Marejeo
—
[G. proksch](mailto: prokschg@uw.edu) · A. Ianchenko
Idara ya Usanifu, Chuo cha Mazingira yaliyojengwa, Chuo Kikuu cha Washington, Seattle
[B. Kotzen](mailto: b.kotzen@greenwich.ac.uk)
Shule ya Kubuni, Chuo Kikuu cha Greenwich, London, Uingereza
© Mwandishi 2019 523
Goddek et al. (eds.), Mifumo ya Uzalishaji wa Chakula cha Aquaponics, https://doi.org/10.1007/978-3-030-15943-6_21
—
Marejeo
Ackerman K (2012) Uwezo wa kilimo cha miji katika jiji la New York: uwezo wa kukua, usalama wa chakula na ripoti ya miundombinu ya kijani Chuo Kikuu cha Columbia, New York
Alsanius BW, Khalil S, Morgenstern R (2017) Rooftop aquaponics. Katika: Rooftop kilimo mikubwa, kilimo cha miji. Springer, Cham, pp 103—112. https://doi.org/10.1007/978-3-319-57720-3_7 Astee LY, Kishnani NT (2010) Kujenga kilimo jumuishi: kutumia paa kwa ajili ya kilimo endelevu cha mazao ya chakula nchini Singapore. J Green Kujenga 5:105 —113. https://doi.org/10.3992/jgb.5.2. 105
Benis K, Ferrão P (2017) Kupunguza uwezo wa athari za mazingira za mifumo ya chakula kupitia kilimo cha miji na mijadi-miji (UPA) - mbinu ya tathmini ya mzunguko wa maisha. J Safi Prod 140:784 —795. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.05.176
Benis K, Ferrão P (2018) Kilimo cha kibiashara ndani ya mazingira ya miji iliyojengwa — kuchukua hisa ya uwanja unaoendelea katika nchi za kaskazini. Glob Food Sec 17:30 -37. https://doi.org/10.1016/j.gfs. 2018.03.005
Benis K, Reinhart C, Ferrão P (2017a) Maendeleo ya simulation makao uamuzi msaada workflow kwa utekelezaji wa jengo-jumuishi kilimo (BIA) katika mazingira ya miji. J Safi Prod 147:589 —602. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.01.130
Benis K, Reinhart C, Ferrão P (2017b) Jengo-jumuishi kilimo (BIA) katika mazingira ya miji: kupima simulation makao uamuzi msaada workflow. Iliyotolewa katika Simulation ya Ujenzi 2017, San Francisco, Marekani, p 10. https://doi.org/10.26868/25222708.2017.479
Benke K, Tomkins B (2017) Future mifumo ya chakula uzalishaji: kilimo wima na kilimo controlledenvironment. Kuendeleza Sci Pract Sera 13:13 -26. https://doi.org/10.1080/15487733. 2017.1394054
Bregnballe J (2015) mwongozo wa recirculation aquaculture: kuanzishwa kwa mpya mazingira ya kirafiki na yenye uzalishaji imefungwa mifumo ya ufugaji samaki. Shirika la Chakula na Kilimo la Umoja wa Mataifa: Eurofish, Copenha
Buehler D, Junge R (2016) mwenendo wa kimataifa na hali ya sasa ya biashara ya kilimo miji-paa. Uendelevu 8:1108. https://doi.org/10.3390/su8111108
Ceron-Palma I, Sanyé-Mengual E, Oliver-Solà J, Rieradevall J (2012) Vikwazo na fursa kuhusu utekelezaji wa rooftop eco.greenhouses (RTEG) katika miji ya Mediterranean ya Ulaya. J Mijini Technol 19:87 —103. https://doi.org/10.1080/10630732.2012.717685
Kudhibiti Mazingira Kilimo (1973) mapitio ya kimataifa ya uzalishaji wa chakula chafu
(No 89), Huduma ya Utafiti wa Kiuchumi. Idara ya Kilimo de Graaf PA (2012) Chumba cha kilimo cha miji huko Rotterdam: kufafanua fursa za anga kwa kilimo cha miji ndani ya jiji lililotengenezwa. katika: mipango endelevu chakula: kutoa nadharia na mazoezi. Wageningen Academic Publishers, Wageningen, pp 533—546. https://doi.org/10. 3920/978-90-8686-187-3_42
De La Salle JM, Holland M (2010) Urbanism Kilimo. Green Frigate Vitabu
Despommier D (2013) Kilimo juu ya mji: kupanda kwa mashamba ya miji wima. Mwenendo Biotechnol
31:388 —389. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2013.03.008 dos Santos MJPL (2016) Smart miji na maeneo ya mijini—aquaponics kama ubunifu wa kilimo mikubwa. Mijini kwa Kijani Mijini 20:402 —406. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2016.10.004
EU Aquaponics Hub (2017) GHARAMA Action FA1305, ramani ya Aquaponics (Gharama FA1305), [https://www. google.com/maps/d/u/0/ viewerll=50 .77598474809961% 2C12.6213119697971\ &z=4& mid=1BJUBJUBCGAUBctUFE_BCGAFE_BCGAFE_BCGAFE_CPT0](https://www.google.com/maps/d/u/0/viewer?ll=50.77598474809961%2C12.62131196967971&z=4&mid=1bjUUbCtUfE_BCgaAf7 ABMxYCPT0)
Fang Y, Hu Z, Zou Y, Zhang J, Zhu Z, Zhang J, Nie L (2017) Kuboresha nitrojeni matumizi ufanisi wa aquaponics kwa kuanzisha muungano algal-bakteria. Bioresour Technol 245:358 —364. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.08.116
Gao L-H, Qu M, Ren H-Z, Sui X-L, Chen Q-Y, Zhang Z-X (2010) Muundo, kazi, matumizi, na faida ya kiikolojia ya moja mteremko, nishati ya nishati ya jua chafu nchini China. HortTechnology 20:626 —631
Goddek S (2017) Fursa na changamoto za mifumo mbalimbali kitanzi aquaponic. Chuo Kikuu cha Wageningen, Wageningen
Goddek S, Delaide B, Mankasingh U, Ragnarsdottir KV, Jijakli H, Thorarinsdottir R (2015) Changamoto za Aquaponics endelevu na kibiashara. endelevu 7:4199 —4224. https://doi.org/10.3390/su7044199
Goddek S, Schmautz Z, Scott B, Delaide B, Keesman KJ, Wuertz S, Junge R (2016) athari za anaerobic na aerobic samaki sludge supernatant juu ya saladi hydroponic. Kilimo 6:37. https://doi.org/10.3390/agronomy6020037
Goldstein BP (2017) Kutathmini mji wa chakula: matokeo ya mazingira ya kilimo cha miji katika Kaskazini Mashariki mwa Marekani. Chuo Kikuu cha Ufundi cha Denmark, Ly
Goldstein B, Hauschild M, Fernández J, Birkved M (2016) Kupima utendaji wa mazingira ya kilimo cha miji kama usambazaji wa chakula katika hali ya hewa ya kaskazini. J Safi Prod 135:984 -994. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.07.004
Gould D, Caplow T (2012) Jengo-jumuishi kilimo: mbinu mpya ya uzalishaji wa chakula. katika: Metropolitan endelevu: uelewa na kuboresha mazingira ya miji. Woodhead Publishing Limited, Cambridge, pp
Graamans L, Baeza E, van den Dobbelsteen A, Tsafaras I, Stanghellini C (2018) Kupanda viwanda dhidi ya greenhouses: kulinganisha ufanisi wa matumizi ya rasilimali. Kilimo Syst 160:31 -43. https://doi. org/10.1016/j.agsy.2017.11.003
Hassanien RHE, Ming L (2017) Mvuto wa greenhouse-jumuishi nusu ya uwazi photovoltaics juu ya microclimate na saladi ukuaji. Int J Agric Biol Eng 10:11 -22. https://doi.org/10.25165/ ijabe.v10i6.3407
Yeye X, Qiao Y, Liu Y, Dendler L, Yin C, Martin F (2016) Tathmini ya athari za mazingira ya uzalishaji hai na kawaida nyanya katika greenhouses miji ya Beijing mji, China. J Safi Prod 134:251 —258. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.12.004
Hitaj C, Suttles S (2016) Mwelekeo wa matumizi ya kilimo Marekani na uzalishaji wa nishati: nguvu mbadala, nishati shale, na selulosic majani, Uchumi habari bulletin, hakuna. 159. USDA/Huduma ya Utafiti wa Kiuchumi, Washington
Hochmuth GJ, Hanlon EA (2010) kanuni za mbolea za mboga za kibiashara 17
INAPRO - Nya Aquaponics kwa Professional Maombi (2018). http://inapro-project.edu
Ishii M, Sase S, Moriyama H, Okushima L, Ikeguchi A, Hayashi M, Kurata K, Kubota C, Kacira M, Giacomelli GA (2016) Udhibiti wa mazingira ya kilimo kwa ajili ya mifumo bora ya uzalishaji wa mimea katika chafu cha nusu. JARQ 50:101 —113. https://doi.org/10.6090/jarq.50.101
Junge R, Wilhelm S, Hofstetter U (2014) Aquaponic katika madarasa kama chombo cha kukuza mfumo wa kufikiri. katika: Uhamisho wa ubunifu, ujuzi na uzoefu wa vitendo katika mazoezi ya kila siku. Iliyotolewa katika Mkutano wa VIVUS — juu ya kilimo, mazingira, kilimo cha maua na floristics, uzalishaji wa chakula na usindikaji na lishe, Naklo, Slovenia, p 11
Junge R, König B, Villarroel M, Komives T, Jijakli MH (2017) pointi Mkakati katika aquaponics. Maji 9:182. https://doi.org/10.3390/w9030182
Khandaker M, Kotzen B (2018) Uwezekano wa kuchanganya ukuta hai na mifumo ya kilimo wima na aquaponics na msisitizo maalum juu ya substrates. Aquac Res 49:1454 —1468. https://doi.org/10.1111/are.13601
König B, Junge R, Bittsanszky A, Villarroel M, Komives T (2016) Juu ya uendelevu wa aquaponics. Ecocycles 2 (1) :26—32. https://doi.org/10.19040/ecocycles.v2i1.50
Körner O, Gutzmann E, Kledal PR (2017) mfano wa nguvu simulating madhara symbiotic katika mifumo ya aquaponic. Acta Hortic 1170:309 -316. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2017. 1170.37
Kozai T, Niu G, Takagaki M (2015) Kiwanda cha kupanda: mfumo wa kilimo wa ndani wa wima kwa uzalishaji bora wa chakula. Academic
Kulak M, Makaburi A, Chatterton J (2013) Kupunguza uzalishaji wa gesi chafu na kilimo mikubwa: mzunguko wa maisha tathmini mtazamo. Mpango wa Landsc Mijini 111:68 -78. https://doi.org/10. 1016/j.landurbplan.2012.11.007
Lastiri DR, Geelen C, Cappon HJ, Rijnaarts HHM, Baganz D, Kloas W, Karimanzira D, Keesman KJ (2018) Mfano makao usimamizi mkakati wa rasilimali ufanisi kubuni na uendeshaji wa mfumo wa aquaponic. Aquac Eng 83:27. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2018.07.001
Llorach-Massana P, Lopez-Capel E, Peña J, Rieradevall J, Montero JI, Puy N (2017) Uwezekano wa kiufundi na carbon footprint ya biochar ushirikiano uzalishaji na nyanya kupanda mabaki. Taka Manag 67:121 —130. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.05.021
Maucieri C, Forchino AA, Nicoletto C, Junge R, Pastres R, Sambo P, Borin M (2018) Tathmini ya mzunguko wa maisha ya mfumo mdogo wa aquaponic kwa madhumuni ya elimu kujengwa kwa kutumia nyenzo zilizopatikana. J Safi Prod 172:3119 —3127. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.11.097
Mohareb E, Heller M, Novak P, Goldstein B, Fonoll X, Raskin L (2017) Mazingatio ya kupunguza mahitaji ya nishati ya mfumo wa chakula wakati wa kuongeza kilimo cha miji. Environ Res Lett 12:125004. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aa889b
Molin E, Martin M (2018a) Kutathmini utendaji wa nishati na mazingira ya kilimo cha hydroponic wima (No. C 299). ICL Swedish Taasisi ya Utafiti wa Mazingira, ICL Sweden Taasisi
Molin E, Martin M (2018b) Kupitia nishati na utendaji wa mazingira ya mifumo ya kilimo wima katika mazingira ya miji (No. C 298). ICL Swedish Taasisi ya Utafiti wa Mazingira, ICL Sweden Taasisi
Monsees H, Kloas W, Wuertz S (2017) Mifumo iliyopigwa kwa jaribio: kuondoa vikwazo ili kuboresha michakato ya aquaponic. Plos One 12:e0183056. https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0183056
Nadal A, Llorach-Massana P, Cuerva E, López-Capel E, Montero JI, Josa A, Rieradevall J, Royapoor M (2017) Jengo-jumuishi paa greenhouses: nishati na mazingira tathmini katika mazingira ya Mediterranean. Appl Nishati 187:338 -351. https://doi.org/10.1016/j. apenergy.2016.11.051
Orsini F, Dubbeling M, de Zeeuw H, Prosdocimi Gianquinto GG (2017) Rooftop kilimo mijini, kilimo Mijini (springer (kampuni)). Springer, Cham
Palm HW, Knaus U, Appelbaum S, Goddek S, Strauch SM, Vermeulen T, Jijakli M, Kotzen B (2018) Kuelekea aquaponics kibiashara: mapitio ya mifumo, miundo, mizani na utaratibu wa majina. Aquac Int 26 (3) :813—842. ISSN 0967-6120. https://doi.org/10.1007/s10499-018-0249-z
Pattillo DA (2017) maelezo ya jumla ya mifumo ya aquaponic: vipengele aquaculture (No. 20), NCRAC Ufundi Bulletins. Kituo cha Aquaculture cha Mkoa wa Kaskazini Kati
Payen S, Basset-Mens C, Perret S (2015) LCA ya nyanya ndani na nje: nishati na maji biashara-off. J Safi Prod 87:139 —148. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.10.007
Pearson LJ, Pearson L, Pearson CJ (2010) kilimo endelevu ya miji: stocktake na fursa. Int J Kilimo Kuendeleza 8:7 -19. https://doi.org/10.3763/ijas.2009.0468
Proksch G (2017) Kujenga mifumo ya kilimo miji: mbinu jumuishi ya kubuni. Routledge, New York
Quagrainie KK, Flores RMV, Kim H-J, McClain V (2018) Uchambuzi wa kiuchumi wa aquaponics na uzalishaji hydroponics katika Marekani Midwest. J Appl Aquac 30:1 -14. https://doi.org/10.1080/ 10454438.2017.1414009
Rothwell A, Ridoutt B, Page G, Bellotti W (2016) Utendaji wa mazingira wa chakula cha ndani: biashara za biashara na athari za ustahimilivu wa hali ya hewa katika mji ulioendelea. J Safi Prod 114:420 —430. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.04.096
Sanjuan-Delmás D, Llorach-Massana P, Nadal A, Ercilla-Montserrat M, Muñoz P, Montero JI, Josa A, Gabarrell X, Rieradevall J (2018) Tathmini ya mazingira ya chafu jumuishi paa kwa ajili ya uzalishaji wa chakula katika miji. J Safi Prod 177:326 -337. https://doi.org/10.1016/j. jclepro.2017.12.147
Sanyé-Mengual E (2015) Tathmini ya uendelevu ya kilimo cha paa la miji kwa kutumia mbinu mbalimbali. Chuo Kikuu cha Autónoma de Barcelona, Bellaterra
Sanyé-Mengual E, Oliver-Solà J, Montero JI, Rieradevall J (2015) Tathmini ya mazingira na kiuchumi ya mzunguko wa maisha ya dari ya chafu (RTG) utekelezaji huko Barcelona, Hispania. Kutathmini aina mpya za kilimo cha miji kutoka kwa muundo wa chafu hadi ngazi ya mwisho ya bidhaa. Int J Mzunguko wa Maisha Tathmini 20:350 —366. https://doi.org/10.1007/s11367-014-0836-9
Sanyé-Mengual E, Martinez-Blanco J, Finkbeiner M, Cerdà M, Camargo M, Otto AR, Velásquez LS, Villada G, Niza S, Pina A, Ferreira G, Oliver-Solà J, Montero JI, Rieradevall J (2018) kilimo cha maua ya miji katika mbuga za rejareja rejareja rejareja: ticulture: ticulture: ticulture: ticulture rooftop greenhouses katika Ulaya na miji ya Amerika ya Kusini. J Safi Prod 172:3081 —3091. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.11.103
Simonen K (2014) mzunguko wa maisha tathmini. Routledge, London
Speccht K, Siebert R, Hartmann I, Freisinger UB, Sawicka M, Werner A, Thomaier S, Henckel D, Walk H, Dierich A (2014) Kilimo Mijini ya baadaye: maelezo ya jumla ya masuala endelevu ya uzalishaji wa chakula katika na juu ya majengo. Kilimo Hum Maadili 31:33 -51. https://doi.org/10.1007/ s10460-013-9448-4
Stadler MM, Baganz D, Vermeulen T, Keesman KJ (2017) Uchumi wa Circular na uwezekano wa kiuchumi wa mifumo ya aquaponic: kulinganisha matukio ya miji, vijiumbe na peri-miji chini ya hali ya Uholanzi. Acta Hortic 1176:101 —114. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2017.1176.14
Stewart ID, Oke TR (2010) Thermal upambanuzi wa maeneo ya ndani ya hali ya hewa kwa kutumia uchunguzi joto kutoka maeneo ya miji na vijiumbe shamba Iliwasilishwa katika kongamano la tisa kuhusu mazingira ya miji, Keystone, CO, p 8
Suhl J, Dannehl D, Kloas W, Baganz D, Ajira S, Scheibe G, Schmidt U (2016) Aquaponics ya juu: tathmini ya uzalishaji mkubwa wa nyanya katika aquaponics dhidi ya hydroponics ya kawaida. Maji ya Kilimo Manag 178:335 —344. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.10.013
Thomaier S, Specht K, Henckel D, Dierich A, Siebert R, Freisinger UB, Sawicka M (2015) Kilimo ndani na juu ya majengo ya miji: mazoezi ya sasa na mambo mapya maalum ya kilimo cha sifuri (ZKilimo). Mbadala Kilimo Chakula Syst 30:43 -54. https://doi.org/10.1017/ S1742170514000143
Van Woensel L, Archer G, Panades-Estruch L, Vrscaj D, Bunge la Ulaya, Mkurugenzi Mkuu wa Huduma za Utafiti wa Bunge (2015) Teknolojia kumi ambazo zinaweza kubadilisha maisha yetu: athari na matokeo ya sera: katika uchambuzi wa kina. Tume ya Ulaya/EPRs Bunge la Ulaya Huduma ya Utafiti,
Zabalza Bribián I, Aranda Usón A, Scarpellini S (2009) Tathmini ya mzunguko wa maisha katika majengo: hali ya-sanaa na rahisi LCA mbinu kama inayosaidia kwa ajili ya kujenga vyeti. Kujenga Environ 44:2510 —2520. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2009.05.001
Zhang H, Burr J, Zhao F (2017) Tathmini ya mzunguko wa maisha (LCA) ya teknolojia za taa kwa uzalishaji wa mazao ya chafu. Journal of Cleaner Production, Kuelekea eco-ufanisi kilimo na mifumo ya chakula: karatasi kuchaguliwa kushughulikia changamoto ya kimataifa kwa ajili ya mifumo ya chakula, ikiwa ni pamoja na wale iliyotolewa katika Mkutano “LCA kwa Kulisha sayari na nishati kwa ajili ya maisha” (6—8 Oktoba 2015, Stresa & Milan Expo, Italia) 140:705 -713. https://doi.org/10.1016/j.jclepro. 2016.01.014
Open Access sura hii ni leseni chini ya masharti ya Creative Commons Attribution 4.0 International License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), ambayo vibali kutumia, kugawana, kukabiliana na hali, usambazaji na uzazi katika kati yoyote au format, kama muda mrefu kama wewe kutoa mikopo sahihi kwa mwandishi wa awali (s) na chanzo, kutoa kiungo kwa leseni Creative Commons na kuonyesha kama mabadiliko yalifanywa.
Picha au vifaa vingine vya tatu katika sura hii ni pamoja na katika leseni ya Creative Commons sura, isipokuwa ilivyoonyeshwa vinginevyo katika mstari wa mikopo kwa nyenzo. Ikiwa nyenzo hazijumuishwa kwenye leseni ya Creative Commons ya sura na matumizi yako yaliyokusudiwa hayaruhusiwi na kanuni za kisheria au zinazidi matumizi yanayoruhusiwa, utahitaji kupata ruhusa moja kwa moja kutoka kwa mwenye hakimiliki.

Aquaponics Food Production Systems contributors.
Tazama toleo la chanzo asili · Creative Commons Attribution 4.0
Toleo hili la maktaba limepangwa upya na kuunganishwa kutoka chanzo asili.
21.1 Utangulizi
Original publication · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems
Aquaponics imetambuliwa kama moja ya “teknolojia kumi ambazo zinaweza kubadilisha maisha yetu” kwa sifa ya uwezo wake wa kuleta mapinduzi ya jinsi tunavyowalisha wakazi wanaoongezeka wa miji (Van Woensel et al. 2015). Hii soilless recirculating mfumo kuongezeka imechochea kuongeza utafiti wa kitaaluma katika miaka michache iliyopita na riba aliongoza kwa wanachama wa umma kama kumbukumbu na uwiano mkubwa wa Google kwa Google Scholar matokeo ya utafutaji katika 2016 (Junge et al. 2017). Kwa muda mrefu, aquaponics imekuwa hasa mazoezi kama hobby mashamba. Kwa sasa inazidi kutumiwa kibiashara kutokana na maslahi makubwa ya walaji katika mbinu za kikaboni, endelevu za kilimo. Utafiti uliofanywa na timu ya CITYFOOD katika Chuo Kikuu cha Washington mwezi Julai 2018 unaonyesha kwamba idadi ya shughuli za aquaponic za kibiashara imeongezeka kwa kasi zaidi ya miaka 6 iliyopita. Utafutaji huu umakini kwa shughuli aquaponic kutambuliwa 142 kazi kwa ajili ya faida aquaponic shughuli katika Amerika ya Kaskazini. Kulingana na habari za mtandaoni, 94% ya mashamba yameanza operesheni yao ya kibiashara tangu 2012; mashamba tisa tu ya biashara ya aquaponic yamekuwa yakifanya kazi kwa zaidi ya miaka 6 (Mchoro 21.1).
Wengi wa shughuli za aquaponic zilizofanyiwa utafiti ziko katika maeneo ya vijiumbe na mara nyingi huunganishwa na mashamba yaliyopo ili kuchukua faida ya bei ya chini ya ardhi, inapatikana
img src=” https://www.fao.org/3/i4626e/i4626e.pdf "style="zoom: 48%;”/
mtini. 21.1 Watendaji zilizopo aquaponic katika Amerika ya Kaskazini, 142 makampuni ya kibiashara (nyekundu) na
17 vituo vya utafiti (bluu), (CITYFOOD, Julai 2018)
img src=” https://www.fao.org/3/i4626e/i4626e.pdf "style="zoom: 75%;”/
Mtini. 21.2 Aquaponics kote Ulaya: 50 vituo vya utafiti (bluu) na makampuni 45 ya kibiashara (nyekundu). (EU Aquaponics Hub 2017)
miundombinu, na codes mazuri ya kujenga kwa ajili ya miundo Bila kujali, idadi kubwa ya shughuli za aquaponic pia iko katika miji. Kutokana na mguu wao mdogo wa kimwili na uzalishaji wa juu, shughuli za aquaponic zinafaa kufanya mazoezi katika mazingira ya miji (Junge et al. 2017). Uchunguzi uliofanywa chini ya mwamvuli wa Umoja wa Ulaya (EU) Aquaponics Hub mwaka 2017 ulibainisha vituo vya utafiti 50 na makampuni 45 ya kibiashara yanayofanya kazi katika Umoja wa Ulaya (Kielelezo 21.2). Makampuni haya mbalimbali katika ukubwa kutoka ndogo na ukubwa wa kati.
21.1.1 Aquaponics katika mazingira ya Mijini
Nafasi ni bidhaa muhimu katika miji. Mashamba ya miji yanapaswa kuwa na busara kupata maeneo yanayopatikana kama vile kura zisizo wazi, paa zilizopo, na maghala yasiyotumiwa ambayo yana bei nafuu kwa biashara ya kilimo (de Graaf 2012; De La Salle na Holland 2010). Mashamba ya aquaponic ya miji yanahitaji kusawazisha gharama za juu za uzalishaji na faida za ushindani na usambazaji ambazo maeneo ya miji hutoa. Faida kubwa zaidi ya kupata shughuli za aquaponic katika miji ni soko la walaji linaloongezeka kwa maslahi ya mazao safi, ya juu na ya ndani. Wakati wa kuzingatia kanuni za mitaa za mazao ya kikaboni, mashamba ya miji yanaweza kufikia bei za premium kwa wiki zao za majani, mimea, na nyanya (Quagrainie et al. 2018). Tofauti na hydroponics, aquaponics pia ina uwezo wa kuzalisha samaki, kuimarisha zaidi uwezekano wa kiuchumi katika mazingira ya miji ambayo mara nyingi ina mahitaji mbalimbali ya chakula (König et al. 2016). Mashamba ya aquaponic ya miji yanaweza pia kuokoa gharama za uendeshaji kwa kupunguza umbali wa usafiri kwa watumiaji na kupunguza haja ya kuhifadhi mazao (dos Santos 2016).
Hali ya mazingira ya miji inaweza pia kuwa na faida kwa mashamba ya aquaponic. Wastani wa joto katika miji ni kubwa kuliko katika mazingira ya vijiumbe (Stewart na Oke 2010). Katika mikoa ya baridi hasa, mashamba yanaweza kufaidika na hali ya hewa ya joto ya miji, ambayo inaweza kusaidia kupunguza mahitaji ya joto na gharama za uendeshaji (Proksch 2017). Aquaponic mashamba ambayo ni jumuishi na mifumo ya ujenzi wa jengo jeshi inaweza zaidi kutumia rasilimali miji kama vile joto taka na COSub2/Sub katika kutolea nje hewa kufaidika ukuaji wa mimea kama mbadala kwa kawaida COsub2/ndogo mbolea. Mashamba ya miji yanaweza pia kusaidia kupunguza vipengele vibaya vya athari za kisiwa cha joto cha miji wakati wa miezi ya majira ya joto. Mimea ya ziada, hata ikiwa imeongezeka katika greenhouses, husaidia kupunguza joto la kawaida kwa njia ya kuongezeka kwa evapotranspiration (Pearson et al. 2010). Katika aquaponics, matumizi ya recirculating miundombinu ya maji hupunguza matumizi ya jumla ya maji kwa ajili ya uzalishaji wa samaki na lettuce na kwa hiyo, inaweza kuwa na athari nzuri juu ya mzunguko wa maji ya miji. Mazao ya mazao ya maji yanajitahidi kufunga mzunguko wa virutubisho, na hivyo kuepuka uzalishaji wa kukimbia kwa kilimo. Kupitia usimamizi wa rasilimali smart ndani ya mifumo mikubwa ya mazingira, aquaponics husaidia kupunguza matumizi ya maji kupita kiasi na eutrophication kawaida iliyoundwa na kilimo viwanda.
21.1.2 Aquaponics kama Udhibiti wa Mazingira (CEA)
Mbinu za kilimo za jadi kupanua msimu wa mazao ya asili kuanzia marekebisho madogo ya mazingira, kama vile nyumba za muda zinazotumiwa kwenye mashamba ya udongo, hadi udhibiti kamili wa mazingira katika vituo vya kudumu vinavyoruhusu uzalishaji wa mwaka mzima bila kujali hali ya hewa ya ndani ( Kudhibitiwa Mazingira Kilimo 1973). Mkakati wa mwisho pia unajulikana kama kilimo cha mazingira kilichodhibitiwa (CEA) na kinajumuisha greenhouses na vifaa vya kukua ndani. Mbali na kudhibiti hali ya hewa ya ndani, CEA pia hupunguza hatari ya kupoteza mazao kwa majanga ya asili na haja ya madawa ya kuulia wadudu na dawa (Benke na Tomkins 2017). Shughuli nyingi za aquaponic zina mimba kama CEA kwani zinachanganya mifumo miwili ya kukua tata (aquaculture na hydroponics), ambazo zote mbili zinahitaji hali ya kuongezeka kwa kudhibitiwa ili kuhakikisha tija bora. Zaidi ya hayo, CEA itawezesha mwaka mzima uzalishaji kwa amortize uwekezaji mkubwa katika miundombinu ya aquaponic na kufikia bei premium mazao katika soko nje ya msimu wa asili kupanda. Utendaji wa maeneo ya mashamba ya aquaponic unategemea sana hali ya hewa ya ndani na mabadiliko ya msimu (Graamans et al. 2018).
Kama aquaponics ni nidhamu kiasi vijana, wengi wa utafiti zilizopo ni kulenga katika ngazi ya mfumo - kwa mfano, tafiti kutathmini ushirikiano wa kiufundi wa aquaculture na hydroponics katika mazungumzo tofauti (Fang et al. 2017; Lastiri et al. 2018; Monsees et al. 2017). Wakati vipengele vya mfumo wa aquaponic binafsi na ushirikiano wao bado unaweza kuboreshwa zaidi kwa uzalishaji, utendaji wao ndani ya bahasha ya mazingira iliyodhibitiwa haijawahi kushughulikiwa kikamilifu. Utafiti wa hivi karibuni katika CEA imeanza kutathmini hydroponic mfumo utendaji sanjari na kujengwa utendaji mazingira, ingawa kuna utafiti mmoja tu hadi sasa kwamba mifano ya aquaponic mfumo utendaji katika bahasha kudhibitiwa (Benis et al. 2017a; Körner et al. 2017; Molin na Martin 2018a; Sanjuandelmás et al. 2018).
21.1.3 Ushirikiano wa Utafiti wa Aquaponics
Upanuzi wa sasa kwa maslahi ya aquaponics ulisababisha kuundwa kwa aquaponics kadhaa interdisciplinary kuhusiana na ushirikiano wa utafiti unaofadhiliwa na Umoja wa Ulaya (EU). Mradi wa GHARA FA1305, ambao uliunda Hub ya Aquaponics ya EU (2014—2018) ulileta pamoja utafiti wa aquaponics na wazalishaji wa kibiashara kuelewa vizuri hali ya sanaa katika aquaponics na kuzalisha juhudi za utafiti na elimu zinazoratibiwa kote EU na duniani kote. Innovative Aquaponics kwa Professional Maombi (INAPRO) (2014—2017), muungano wa washirika 17 wa kimataifa, lengo la kuendeleza mbinu za sasa kwa aquaponics vijiumbe na miji kupitia maendeleo ya mifano na ujenzi wa greenhouses prototypical. Mradi wa CITYFOOD (2018—2021) ndani ya Mpango wa Ukuaji Mijini Endelevu (SUGI), unaofadhiliwa na EU, Belmont Forum, na misingi ya sayansi husika, inachunguza ushirikiano wa aquaponics katika mazingira ya miji na athari zake zinazoweza kuathiri changamoto za kimataifa za nishati ya chakula.
Uainishaji wa 21.2 wa Maji ya Udhibiti wa Mazingira
Original publication · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems
Neno aquaponics linatumika kuelezea aina mbalimbali za mifumo na shughuli tofauti, tofauti sana katika ukubwa, kiwango cha teknolojia, aina ya enclosure, kusudi kuu, na mazingira ya kijiografia (Junge et al. 2017). Toleo la kwanza la vigezo vya uainishaji kwa mashamba ya maji yalijumuisha malengo ya wadau, kiasi cha tank, na vigezo vinavyoelezea vipengele vya mfumo wa maji na hydroponic (Maucieri
img src=” https://www.fao.org/3/i4626e/i4626e.pdf "style="zoom: 48%;”/
Kielelezo. 21.3 Vigezo vya uainishaji wa kutambua aina za shamba la aquaponic
et al. 2018). Kazi ya ziada ilifanyika na kundi kubwa la watafiti ili kufafanua zaidi aquaponics na kuwasilisha utaratibu wa majina kulingana na makubaliano ya kimataifa (Palm et al. 2018). Hii ilisababisha mjadala wa kina juu ya aina za mfumo na mizani na muhimu zaidi ufafanuzi wa majini ambayo ni: “the wengi (\ > 50%) ya virutubisho vinavyoendeleza ukuaji bora wa mimea lazima zinatokana na taka inayotokana na kulisha viumbe vya majini.” Hata hivyo, ufafanuzi wote wawili huzingatia kuongezeka kwa mifumo na wala kufikiria mambo mengine muhimu ya kazi ya biashara aquaponics shamba. Kama shughuli za aquaponic zimekuwa sehemu ya uchumi wa ndani, vigezo vya uainishaji vinavyotambuliwa na utafiti wa interdisciplinary katika nyanja kama usanifu, uchumi, na sosholojia pia vitakuwa muhimu.
Pendekezo hili la uainishaji linalenga katika uwanja unaojitokeza wa shughuli za aquaponic za kibiashara kupitia lens ya mazingira yaliyojengwa. Tabia muhimu zinazoelezea operesheni ya aquaponic huanguka katika makundi manne tofauti: mfumo wa kukua, enclosure, operesheni, na mazingira (Mchoro 21.3). Makundi haya kwa vigezo vya uainishaji huathiri kila mmoja katika mizani, ambapo kuongezeka kwa mfumo wa usanidi unaweza kuathiri utendaji wa muktadha wa shamba kama biashara, au madai ya soko la ndani yanaweza kuamua aina ya mazao yaliyopandwa katika mfumo wa aquaponic. Baadhi ya vigezo vya uainishaji wa kilimo ni muhimu kwa mizani yote, kama vile “ukubwa,” inayohesabiwa kwa kiasi cha tank, eneo la kukua, idadi ya wafanyakazi, na mapato ya kila mwaka (Jedwali 21.1).
- Kupanda mfumo vigezo vya uainishaji vinaelezea usanidi wa maji ya maji na mfumo wa hydroponic. Hii ni pamoja na specifikationer kwa vipengele kimwili kwamba kuwawezesha maji na virutubisho recirculation (kama vile mizinga ya maji, filters, pampu, na kusambaza), viumbe hai kwamba kubadilisha virutubisho inapatikana katika hatua mbalimbali (ikiwa ni pamoja na samaki, mimea, na microorganism aina) na maadili kuelezea kimwili utendaji wa mfumo, kama vile joto, viwango vya pH, maudhui ya oksijeni/kaboni, na conductivity ya umeme (Alsanius et al. 2017).
Jedwali 21.1 Vigezo vinavyowezekana vya uainishaji wa aina za shamba la aquaponic
meza thead tr darasa="header” Thgrowing mfumo/th th Ufungashaji /th th Operesheni /th th Muktadha /th /tr /thead tbody tr darasa="isiyo ya kawaida” TdaquaCulture aina ya mfumo/td td Typolojia ya enclosure /td td Kusudi /td td Kijiografia /td /tr tr darasa="hata” TDFish aina/td td Mfumo wa kimuundo /td td Wadau /td td Hali ya kimwili /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” TDMaji ya joto/td td Bahasha mkutano cover vifaa /td td Mfano wa biashara /td td Athari za mazingira /td /tr tr darasa="hata” Mfumo wa TDFiltration/td td Mifumo ya joto/baridi /td td Kazi usambazaji /td td Muktadha wa kiuchumi /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” Aina ya TDFeed/td td Chanzo cha mwanga /td td Aina ya ufadhili /td td rowspan = 4 Athari za kijamii /td /tr tr darasa="hata” TDhydroponic aina ya mfumo/td td Mfumo wa uingizaji hewa /td td Mpango wa masoko /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” Aina za TDCrop/td td rowspan = 2 Ushirikiano wa jengo la jeshi /td td rowspan = 2 Mtindo wa usambazaji /td /tr tr darasa="hata” Mfumo wa usambazaji wa TDWater/td /tr /tbody /meza
- Vigezo vya uainishaji wa enclosure hufafanua sifa za majengo ambayo yana mifumo ya kukua, kwa kiwango cha pili. Mashamba mengi ya aquaponic hutumia vifuniko vya CEA ambavyo vinatofautiana kwa kutambua typolojia (kama vile chafu au ghala), mfumo wa miundo, mifumo ya joto na baridi, taa, uingizaji hewa, na mifumo ya kudhibiti unyevu (Benke na Tomkins 2017).
- Operations uainishaji vigezo kuelezea jinsi kila shamba aquaponic kazi kama biashara na shamba, ambayo ni pamoja na utaalamu wa binadamu na pembejeo kazi muhimu kwa ajili ya kukua na kuuza mazao. Vigezo katika sehemu hii ni pamoja na aina ya fedha, muundo wa biashara na usimamizi, mahitaji ya kazi na mgawanyiko, mpango wa masoko, kuzalisha mfano wa usambazaji, na madhumuni ya jumla ya kituo cha aquaponics.
- Vigezo vya uainishaji wa mazingira, kwa kiwango kikubwa, vinaelezea eneo la kijiografia, mazingira ya kimwili, ushirikiano wa miji, na matokeo ya jumla ya kijamii ya mashamba ya maji. Vigezo vya mazingira vinaelezea jinsi shamba la aquaponic ni sehemu ya mnyororo wa chakula cha miji na mazingira yaliyojengwa, yenye uwezo wa kushawishi ukuaji wa uchumi, ushirikishwaji wa kijamii na athari kubwa za mazingira kwa kiwango kikubwa cha mji (dos Santos 2016).
21.3 Ufungashaji Typolojia na Uchunguzi Mafunzo ya Mashamba ya Biashara
Original publication · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems
Uchunguzi huu zaidi unalenga katika kufafanua vigezo vya uainishaji wa maji katika ngazi ya enclosure ili kuimarisha ufafanuzi wa kiwango cha mfumo uliopo. Aina zilizojadiliwa hapa zinafanya kazi na mifumo tofauti ya ujenzi, viwango vya udhibiti wa teknolojia, mikakati ya kudhibiti hali ya hewa passiv, na vyanzo vya nishati ili kufikia hali ya hewa inayofaa ya ndani. Matumizi bora ya kila typolojia enclosure inategemea hasa ukubwa wa operesheni, eneo la kijiografia, hali ya hewa ya ndani, samaki walengwa na aina ya mazao, vigezo required ya mifumo ya nyumba, na bajeti. Utafiti huu kubainisha tano tofauti enclosure typologies na amefafanua tabia ya nafasi ya ndani kwamba nyumba aquaculture miundombinu.
21.3.1 Typolojia ya chafu
Uainishaji huu ni pamoja na makundi manne ya greenhouses — greenhouses ya kati-tech, greenhouses passiv nishati ya jua, greenhouses high-tech, na greenhouses paa - ambayo ni husika na shughuli za biashara Greenhouses zilizopo haziwezi kufaa typolojia moja, lakini huanguka ndani ya wigo kutoka kwa teknolojia ya kati hadi high-tech kwa kuchagua kuchanganya mbinu za udhibiti wa mazingira na zisizofaa.
**Greenhouses ya kati-Tech Greenhouses na viwango vya kati vya teknolojia ya kudhibiti hali ya hewa ya ndani ni pamoja na freestanding au gutter-kushikamana Qustenning (Nissen kibanda aina), hoop nyumba (polytunnel) na hata span greenhouses Mara nyingi hufunikwa na filamu mbili za polyethilini (PE) au paneli za plastiki zenye nguvu, kama vile paneli za akriliki (PMMA) na paneli za polycarbonate (PC). Vitalu hivi vya kijani ni ghali sana kufunga, ingawa kufunika filamu kunahitaji kubadilishwa mara kwa mara kutokana na kuzorota kwa haraka kunasababishwa na yatokanayo mara kwa mara na mionzi ya UV (Proksch 2017). Greenhouses hizi hulinda mazao kutokana na matukio makubwa ya hali ya hewa na kwa kiasi fulani vimelea, lakini hutoa kiwango kidogo tu cha udhibiti wa hali ya hewa. Badala yake, wanategemea mionzi ya jua, mifumo rahisi ya shading, na uingizaji hewa wa asili. Kwa uwezo wao mdogo wa kurekebisha hali ya kukua ndani ya aina fulani, greenhouses za kati-tech hazitumiwi mara kwa mara kwa ajili ya mashamba ya makazi ya maji katika hali ya baridi. Hii ni kwa sababu uwekezaji mkubwa wa awali katika vipengele vya hydroponic na aquaculture inahitaji mazingira imara na uzalishaji wa kuaminika wa mwaka mzima kuwa na faida ya kibiashara.
Shughuli za Aquaponic katika hali ya hewa ya joto zimefanikiwa kuonyesha matumizi ya greenhouses ya kati-tech ambayo hutumia baridi ya uvukizi na mifumo rahisi ya joto. Kwa mfano, Harvesters endelevu huko Hockley, Texas, USA hutumia chafu rahisi cha Qusenning (12,000 sf/1110 msup2/sup) kwa ajili ya uzalishaji wa lettuce ya mwaka mzima bila kutegemea joto la ziada au taa. Mashamba ya Ouroboros katika Nusu Moon Bay, California, USA hutumia chafu zilizopo (20,000 sf/1860 msup2/sup) kuzalisha lettuce, wiki ya majani, na mimea (Kielelezo 21.4). Kutokana na hali ya hewa kali, shamba hutumia shading kimsingi na inapokanzwa kidogo na baridi. Mashamba yote, kama shughuli nyingi ndogo za kati-tech, huweka mizinga yao ya samaki katika nafasi sawa ya chafu kama mfumo wa kukua mazao ya hydroponic. Mashamba hukua aina ya samaki ambayo huvumilia aina mbalimbali za joto (tilapia) na mizinga ya kivuli ya maji ili kuzuia overheating na ukuaji wa mwani.
Jedwali 21.2 Kulinganisha masomo ya kesi na typologies enclosure
meza thead tr darasa="header” thCEA aina/th th Masomo ya Uchunguzi /th th Mfumo wa ujenzi /th th Udhibiti /th th Kukua seasonsupa/sup na latitude /th th Hardiness zonesupb/sup /th /tr /thead tbody tr darasa="isiyo ya kawaida” td rowspan=6 greenhouses ya kati-tech/td td rowspan=3 mashamba ya Ouroboros, Nusu Moon Bay, CA, Marekani (20,000 sf/1860 msup2/sup) /td td rowspan = 3 Zilizopo, gutterkushikamana GH na mbili hata spans, ilipo na kioo moja-pane, mizinga ya samaki katika GH /td td rowspan = 3 Kivuli kivuli, mapazia ya shading /td td rowspan = 2 Siku 319/ miezi 10.6 /td td 10a /td /tr tr darasa="hata” td 30 kwa 35 ˚F /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td 37.5˚ N /td td -1.1 kwa 1.7 ˚C /td /tr tr darasa="hata” td rowspan = 3 Wavunaji endelevu, Hockley, TX, Marekani (12,000 sf/1110 msup2/sup) /td td rowspan = 3 Fomu ya kuzima, handaki nyingi (3) GH, imevaa paneli za plastiki za PE- na zenye rigid, mizinga ya samaki katika GH /td td rowspan = 3 Baridi ya uvukizi, uingizaji hewa wa kulaz /td td rowspan = 2 Siku 272/miezi tisa /td td 8b /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td 15 kwa 20 ˚F /td /tr tr darasa="hata” td 30.0 ˚N /td td -9.4 kwa 6 .7 ˚C /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td rowspan=6passiv jua greenhouses/td td rowspan = 3 Aquaponic jua chafu, Neuenburg am Rhein, Ujerumani (2000 sf/180 msup2/sup) /td td rowspan = 3 (Kichina) nishati ya jua chafu, na ukuta adobe kama ziada mafuta molekuli, ilipo na ETFE filamu, mizinga ya samaki katika GH /td td rowspan = 3 Desturi-kujengwa modules photovoltaic kwa shading na uzalishaji wa nishati /td td rowspan = 2 Miezi 202/miezi 6.6 /td td 8a /td /tr tr darasa="hata” td 10—15 ˚F /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td 47.8 ˚N /td td
- 12.2 kwa -9.4 ˚C /td /tr tr darasa="hata” td rowspan = 3 Eco-safina chafu katika Finn & Roots, Bakersfield, VT, Marekani (6000sf/ 560 msup2/sup) /td td rowspan = 3 Chafu cha jua, ardhi imehifadhiwa, angle ya mwinuko ya paa la kusini (ca. 60), insulation nene, maalum ya jua kukusanya glazing, mizinga ya samaki kaskazini, upande wa chini /td td rowspan = 3 Joto la joto la moto, pazia la nishati, uingizaji hewa na stackeffect, taa za ziada za LED /td td rowspan = 2 Siku 108/ miezi 3.6 /td td 4a /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td -30 kwa -25 ˚F /td /tr tr darasa="hata” td 44.8˚ N /td td -34.4 kwa -31.7 ˚C /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td rowspan=6high-tech greenhouses/td td rowspan = 3 Superior Fresh mashamba, Hixton, WI, Marekani (123,000 sf/11,430 msup2/sup) /td td rowspan = 3 Mtindo wa Venlo-style, gutterconnected, (20 41 bays), amevaa kioo, mizinga ya samaki katika jengo tofauti /td td rowspan = 3 Kompyuta-kudhibitiwa CEA mazingira, ziada LED taa, /td td rowspan = 2 Siku/ miezi 4.1 /td td 4b /td /tr tr darasa="hata” td -25 kwa -20 ˚F /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td 44.4 N /td td -31.7 hadi -28.9 ˚C /td /tr tr darasa="hata” td rowspan = 3 Mashamba ya Bluu Smart, Cobbitty, NSW, Australia (53,800 sf/5000 msup2/sup) /td td rowspan = 3 Mtindo wa Venlo-, gutterconnected, (14 18 bays), ilipo na kioo, ujenzi wa hadithi mbili, mizinga ya samaki kwenye ngazi ya chini /td td rowspan = 3 Kompyuta-kudhibitiwa CEA mazingira kibiolojia kudhibiti wadudu /td td rowspan = 2 Siku 300/miezi 10 /td td 9b /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td 25 kwa 30 ˚F /td /tr tr darasa="hata” td 34.0˚S /td td -3.9 kwa -1.1 ˚C /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td rowspan=6Rooftop greenhouses/td td rowspan = 3 Ecco-jäger Aquaponik Dachfarm, Bad Ragaz, Uswisi (12,900 sf/1200 msup2/sup) /td td rowspan = 3 Mtindo wa Venlo-style, gutterconnected, (7 bays 13), amevaa kioo, mizinga ya samaki kwenye ngazi ya chini /td td rowspan = 3 Mazingira ya CEA, taa za ziada za LED, matumizi ya kutolea nje joto kutoka kituo cha baridi /td td rowspan = 2 Siku 199/miezi 6.6 /td td 7b /td /tr tr darasa="hata” td 5 kwa 10 ˚F /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td 47.0˚ N /td td -15.0 kwa -12.2 ˚C /td /tr tr darasa="hata” td rowspan = 3 BIGH's Ferme abat-toir, Brussels, Ubelgiji (21,600 sf/2000 msup2/sup) /td td rowspan = 3 Mtindo wa Venlo-style, gutterconnected, (15 bays 10), amevaa kioo, mizinga ya samaki kwenye ngazi ya chini /td td rowspan = 3 CEA mazingira, ziada LED taa /td td rowspan = 2 Siku 224/ miezi 7.3 /td td 8b /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td 15 kwa 20 ˚F /td /tr tr darasa="hata” td 50.8˚ N /td td -9.46 kwa -6.7 ˚C /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td rowspan=6maeneo ya kukua ndani ya/td td rowspan = 3 Urban Organics, Schmidt ya Brewery, St Paul, MN, Marekani (87,000 sf/8080 msup2/sup) /td td rowspan = 3 Ghala ya sura ya chuma, yenye maboksi, iliyopandwa kuongezeka, mizinga ya samaki katika nafasi tofauti /td td rowspan = 3 Fluorescent UV taa, kompyuta-kudhibitiwa CEA mazingira /td td rowspan = 2 Siku 140/miezi 4.7 /td td 4b /td /tr tr darasa="hata” td -25 kwa -20 ˚F /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td 45.0˚ N /td td -31.7 kwa 28.9 ˚C /td /tr tr darasa="hata” td rowspan = 3 Nutraponics, Sherwood Park, AB, Kanada (10,800 sf/1000 msup2/sup) /td td rowspan = 3 Ghala ya sura ya chuma, yenye maboksi, iliyopandwa kuongezeka, mizinga ya samaki katika nafasi tofauti /td td rowspan = 3 Taa za LED, mazingira ya CEA yaliyodhibitiwa na kompyuta /td td rowspan = 2 Siku 121/miezi 4 /td td 4a /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td -30 kwa -25 ˚F /td /tr tr darasa="hata” td 53.5˚ N /td td -34.4 kwa -31.7 ˚C /td /tr /tbody /meza
Supa/Supfrost-free kuongezeka msimu, National Bustani Association, Zana na Apps, https://garden.org/ programu/kalenda/
SupB/supkulingana na Ramani ya Eneo la Hardiness la USDA, ambalo linabainisha wastani wa joto la chini la baridi (1976—2005), limegawanywa katika maeneo 10 F. Plant Ramani, https://www.plantmaps.com/ index.php
Passive Solar Greenhouses Aina hii ya chafu imeundwa kuwa joto tu na nishati ya jua. Kikubwa mafuta molekuli mambo, kama vile imara kaskazini-inakabiliwa ukuta, kuhifadhi nishati ya jua katika mfumo wa joto ambayo ni kisha re-radiated wakati wa vipindi baridi wakati wa usiku. Njia hii inazuia joto la hewa na inaweza kupunguza au kuondoa haja ya fueli za kisukuku. Vitalu vya kijani vya jua vina upande wa kusini-unakabiliwa na upande wa opaque, mkubwa, wenye maboksi ya kaskazini. Ushirikiano wa kiasi kikubwa cha maji kwa namna ya mizinga ya samaki ni mali kwa utendaji wa joto wa aina hii ya chafu. Zaidi ya hayo, mizinga inaweza kuwa iko katika maeneo ya chafu ambayo ni chini inafaa kwa kilimo cha mimea au sehemu iliyoingia ndani ya ardhi kwa ajili ya kuongeza utulivu wa mafuta.
img src=” https://www.fao.org/3/i4626e/i4626e.pdf "style="zoom: 75%;”/
mtini. 21.4 Ouroboros mashamba (Nusu Moon Bay, California, Marekani)
Chafu cha jua cha Aquaponic (2000 sf/180 msup2/sup), kilichoandaliwa na kupimwa na Franz Schreier, imethibitisha kama mazingira mazuri kwa ajili ya makazi ya mfumo mdogo wa aquaponic kusini mwa Ujerumani. Chafu hukusanya nishati ya jua kwa njia ya paa yake ya kusini-inakabiliwa na arched ukuta na filamu ya ethylene tetrafluoroethylene (ETFE). Joto ni kuhifadhiwa katika sehemu iliyokuwa mizinga samaki, sakafu, na adobe-ilipo ukuta wa kaskazini kuwa dissipated wakati wa usiku. Paneli za photovoltaic zilizojengwa kwa desturi (PV) zinabadilisha mionzi ya jua kuwa nguvu. Ziko katika hali ya hewa ya baridi ya Vermont, Marekani, Eco-Ark Greafu katika shamba la Finn & Roots (6000 sf/560 msup2/sup) ina mfumo wa aquaponic unaofanya kazi na mbinu sawa ya jua. Chafu kina mwinuko (takriban 60˚) paa la uwazi linaloelekea kusini na glazing maalum ya kukusanya jua (Mchoro 21.5). Upande wake wa kaskazini wa maboksi sana, opaque umeingia ndani ya kilima na nyumba mizinga ya samaki. Mbali na udhibiti huu wa passive, Eco-jahazi ina joto la sakafu linaloongeza inapokanzwa wakati wa misimu ya baridi zaidi.
High-tech Greenhouses Venlo-style, high-tech greenhouses ambayo ina kiwango cha juu cha teknolojia ya kudhibiti hali ya hewa ya ndani ni kiwango cha commercialscale hydroponic CEA. Greenhouses high-tech ni sifa ya udhibiti wa kompyuta na miundombinu automatiska, kama vile mapazia ya moja kwa moja ya mafuta, arrays moja kwa moja taa, na Teknolojia hizi zinawezesha kiwango cha juu cha udhibiti wa mazingira, ingawa zinakuja kwa gharama ya matumizi ya nishati ya juu.
img src=” /images/learn-library/32392581-63cb-423e-b8b6-baf400d07aed.jpg "style="zoom: 75%;”/
mtini. 21.5 Eco-jahazi chafu katika Finn & Roots Farm (Bakersfield, Vermont, Marekani)
Baadhi ya mashamba makubwa ya kibiashara ya aquaponic hutumia typolojia hii ya chafu kwa ajili ya uzalishaji wa mimea yao, kama vile mashamba ya Superior Fresh, iliyoko Hixton, Wisconsin, Marekani (123,000 sf/11,430 msup2/sup), na mifumo ya aquaculture iliyoko tofauti opaque. Automatiska ziada LED taa na inapokanzwa itawezesha Superior Fresh mashamba kulima wiki majani mwaka mzima licha ya ukosefu wa mchana katika majira ya baridi, ambapo asili, baridi ya bure kupanda msimu huchukua miezi 4 tu. Mifumo ya kiotomatiki ya udhibiti wa hali ya hewa ya ndani inaruhusu greenhouses ya juu-tech kuendeshwa popote duniani - chafu cha Blue Smart Farms hutumia sensorer nyingi ili kuongeza shading wakati
Thanet Dunia, tata kubwa ya chafu nchini Uingereza, iko kusini mashariki mwa Uingereza. Greenhouses zake tano hufunika zaidi ya ekari 17 (hekta 7) kila mmoja, kukua nyanya, pilipili, na matango kwa kutumia hydroponics (Mchoro 21.6). Biashara hii inatumiwa na mfumo wa joto na nguvu (CHP) ambao hutoa nguvu, joto, na COSub2/sub kwa greenhouses. Mfumo wa CHP unafanya kazi kwa ufanisi sana na hutoa nishati ya ziada kwa wilaya ya ndani kwa kulisha ndani ya gridi ya umeme. Aidha, teknolojia za kudhibitiwa na kompyuta kama vile mapazia ya nishati, taa za ziada za kutokwa kwa kiwango kikubwa, na uingizaji hewa hudhibiti hali ya kukua ndani.
Rooftop Greenhouses Aina hii ya hivi karibuni inajumuisha greenhouses zilizojengwa juu ya majengo ya jeshi, ama kama retrofits ya miundo iliyopo au kama sehemu ya ujenzi mpya. Kutokana na gharama kubwa za ardhi, nafasi ya kuokoa inazidi kuwa muhimu kwa mashamba ya aquaponic katika mazingira ya miji. Kuunganisha chafu kwenye jengo lililopo ni mkakati mmoja kwa wakulima wa miji wanaotafuta kuimarisha nafasi isiyoyotumiwa na kupata eneo kuu katika mji. Greenhouses za paa tayari zinatumiwa na wakulima wa hidroponic wadogo wa kibiashara lakini ni aina ya uzio wa nadra kwa mashamba ya aquaponic kutokana na uzito wa ziada wa maji ambayo inaweza kuondokana na miundo iliyopo zaidi ya uwezo wao wa upakiaji. Mashamba machache ya paa ya aquaponic ambayo kwa sasa yanapo kipaumbele mifumo ya usambazaji wa maji nyepesi (mbinu ya filamu ya virutubisho au kuongezeka kwa vyombo vya habari badala ya utamaduni wa maji ya kina) na Machapisho mizinga yao ya samaki kwenye ngazi ya chini ya nafasi ya kukua mazao kutokana na kupungua kwa mahitaji ya mwanga wa asili.
img src=” /images/learn-library/d3c2c5a9-cd6e-4ed4-86c1-49691ee052ff.jpg "style="zoom: 75%;”/
Kielelezo. 21.6 Thanet Dunia, hali ya sanaa greenhouses na joto pamoja na utoaji nguvu, (Kisiwa cha Thanet katika Kent, England, Uingereza)
Mashamba mawili ya paa na mifumo ya high-tech ya aquaponic imefunguliwa hivi karibuni huko Ulaya. Wote wawili waliwasiliana na washauri wa mifumo ya kilimo cha Jiji (ECF) huko Berlin. Ecco-jäger Aquaponik Dachfarm katika Bad Ragaz, Uswisi anakaa juu ya kituo cha usambazaji wa kampuni inayomilikiwa na familia. Chafu cha paa cha Venlo-style (12,900 sf/1200 msup2/sup) iko kwenye jengo la hadithi mbili; mizinga ya samaki imewekwa kwenye sakafu chini ya chafu. Kwa kukua wiki majani na mimea juu ya paa yao, Ecco-jäger inapunguza haja ya usafiri na inaweza kutoa mazao mara baada ya mavuno. Aidha, shamba hilo linatumia faida ya joto la taka linalozalishwa na hifadhi yake ya baridi ili joto la chafu. Ferme Abattoir ya BIGH (21,600 sf/2000 msup2/sup) ni toleo kubwa la chafu sawa cha Venlo-style paa (Kielelezo 21.7), ambayo inachukuwa paa la ukumbi wa soko la Foodmet huko Brussels, Ubelgiji. Mifano hii ya awali inaonyesha uwezo zaidi wa kuongeza utendaji wa aquaponic na bahasha kwa njia ya kuunganisha maji, nishati, na mtiririko wa hewa kati ya jengo la shamba na jeshi, linalojulikana kama kilimo cha jengo-jumuishi (BIA). Hivi sasa, utafiti unafanyika juu ya centralt hydroponic jumuishi paa chafu iko juu ya jengo pamoja na Taasisi ya Sayansi na Teknolojia ya Mazingira (ICTA) na Taasisi ya Kikatalani ya Paleontology (ICP) katika Chuo Kikuu cha Autonomous ya Barcelona (UAB) ili Dermine faida kamili kujenga ushirikiano, ingawa hakuna mfano kama huo ulipo katika uwanja wa aquaponics kuamua faida za ushirikiano kamili wa jengo, ingawa hakuna mfano kama huo ulipo katika uwanja wa aquaponics.
img src=” https://www.fao.org/3/i4626e/i4626e.pdf "style="zoom: 75%;”/
Mtini. 21.7 BigH Ferme Abattoir na chafu high-tech kwa nyuma (Brussels, Ubelgiji)
21.3.2 Aina ya Kuongezeka kwa Ndani
Sehemu za kukua ndani hutegemea tu mwanga wa bandia kwa ajili ya uzalishaji wa mimea. Mara nyingi, nafasi hizi zinazoongezeka ni maboksi sana na zimefungwa katika nyenzo za opaque, ambazo awali zinalenga kama vyumba vya kuhifadhi au viwanda vya utengenezaji. Sehemu za kuongezeka kwa ndani huwa na insulation bora kuliko greenhouses kutokana na vifaa vya bahasha, ingawa haziwezi kutegemea mchana au joto la asili. Dhana ni kwamba typolojia hii inafaa zaidi kwa hali ya hewa kali, ambapo mabadiliko ya joto ni ya wasiwasi mkubwa kuliko taa (Graamans et al. 2018), ingawa utafiti zaidi unahitajika.
Mijani Organics kazi mbili kibiashara wadogo ndani kuongezeka mashamba aquaponic ndani ya mbili Kampuni ya Bia refurbished katika msingi wa viwanda wa St Paul, Minnesota, Marekani. Mashamba hayo mawili yanalima wiki na mimea katika vitanda vinavyoongezeka vinavyoangazwa na taa za kukua za fluorescent (Mchoro 21.8). Tovuti yao ya pili inaruhusu Urban Organics kugonga katika miundombinu ya kampuni ya bia karibu na aquifer zilizopo; maji ya aquifer yanahitaji matibabu ndogo na hutolewa katika 10 ˚C kwa mizinga ya arctic char na upinde wa mvua. Kutumia miundo iliyopo ilipungua gharama za ujenzi kwa Organics ya Mji na kutoa fursa ya kuimarisha eneo linalojitahidi la mji. Katika hali ya hewa ya baridi zaidi, Nutraponics inakua wiki za majani katika ghala kwenye sehemu ya vijiumbe 40 km nje ya Edmonton, Alberta, Canada. Kwa kuwa mazao ya ndani yanategemea sana mabadiliko ya joto ya msimu, Nutraponics hupata makali ya ushindani katika soko kwa kutumia taa za LED ili kuharakisha ukuaji wa mazao mwaka mzima (Mchoro 21.9).
img src=” https://www.fao.org/3/i4626e/i4626e.pdf "style="zoom: 75%;”/
Mtini. 21.8 Organics Mijini (St Paul, Minnesota, Marekani)
21.3.3 Inafungiwa kwa ajili ya Ufugaji wa maji
Vifungo vya sehemu ya aquaculture ya shughuli za aquaponic ni kitaalam si kama kudai kama kubuni enclosure kwa vipengele hydroponic tangu samaki hawahitaji jua kustawi. Hata hivyo, udhibiti wa hali ya ndani kuongezeka inawezesha wakulima kuongeza ukuaji, kupunguza stress, na kuandaa ratiba sahihi kwa ajili ya uzalishaji wa samaki ambayo inatoa hisa zao makali ya ushindani katika soko (Bregnballe 2015). Ufungaji wa nafasi ya ufugaji wa maji unahitajika hasa kuweka joto la maji imara. Mizinga ya samaki inapaswa kuwa na uwezo wa kusaidia safu za joto za maji kwa aina maalum za samaki, samaki ya maji ya joto 75-86˚F (24-30˚C) na samaki wa maji baridi 54-74˚F (12-23˚C) (Alsanius et al. 2017). Maji na joto la kawaida vinaweza kudhibitiwa kwa ufanisi zaidi ikiwa mizinga ya samaki imewekwa katika nafasi nzuri ya maboksi na madirisha machache ili kupunguza faida ya jua wakati wa miezi ya majira ya joto na hasara za joto wakati joto la nje linapungua (Pattillo 2017) kama ilivyoonyeshwa katika kuweka-up kwa enclosure ya INAPRO. Kiasi kikubwa cha maji kinachohitajika kwa kilimo cha samaki kinahitajika kuchukuliwa kwa mtazamo wa usanifu, kwa kuwa hubeba matokeo kwa mifumo ya miundo na hali ya ndani ya jengo.
img src=” https://www.fao.org/3/i4626e/i4626e.pdf "style="zoom: 75%;”/
Mtini. 21.9 Nutraponics (Sherwood Park, Alberta, Canada)
21.4 Kutathmini Ufungaji Typolojia na Maombi Uwezekano
Original publication · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems
Utendaji halisi wa mashamba ya aquaponic hutegemea mambo mengi maalum ya kesi. Baadhi ya hitimisho la awali kuhusu faida za aina, changamoto, na maombi iwezekanavyo yanaweza kupatikana kutokana na kulinganisha kwa seti ndogo ya masomo ya kesi. Utafiti wa upimaji wa idadi kubwa zaidi ya masomo ya kesi zilizopo utahitajika ili kuanzisha uwiano kati ya aina ya enclosure, eneo la kijiografia, na mafanikio ya kibiashara.
Medium tech Greenhouses kutoa chaguo kibiashara kinachowezekana kwa shughuli za aquaponic tu katika hali ya hewa ya baridi na baridi kali na joto la wastani, kutokana na uwezo wao mdogo wa kudhibiti mazingira. Katika maeneo ambayo hayahitaji joto na baridi nyingi, mashamba ya kutumia typolojia hii ya chafu yanaweza kufanya kazi kwa njia ya ufanisi wa rasilimali na uwekezaji wa chini wa mbele kwa kificho chao. Mashamba haya kwa kawaida hufanya kazi kwenye bajeti ya chini na hujumuisha mizinga ya samaki katika chafu moja, ambayo hupunguza uteuzi wao wa aina ya samaki kwa wale walio na uvumilivu mkubwa wa joto na huchota lengo lao la kibiashara kwa uzalishaji wa lettuce, majani ya majani, na mimea.
Greenhouses ya jua isiyo ya jua kutegemea mifumo ya passive, hasa matumizi ya molekuli ya joto, kudhibiti hali ya hewa ya ndani. Matumizi ya typolojia hii kwa mifumo ya aquaponic ni faida kwa kuwa kiasi kikubwa cha maji katika mizinga ya samaki hutoa molekuli ya ziada ya mafuta. Kutokana na ufanisi wao wa nishati, mara nyingi hutumiwa katika latitudo za kaskazini ambako greenhouses za kawaida zitahitaji kiwango cha juu cha joto la ziada. Hata hivyo, kufanya kazi yoyote ya chafu katika mikoa hiyo inategemea matumizi ya taa za ziada kutokana na viwango vya chini vya mwanga na masaa mafupi ya mchana wakati wa msimu wa baridi. Ingawa passiv greenhouses jua katika Ulaya na Amerika ya Kaskazini kwa sasa kutumika kwa kiwango kidogo cha majaribio, matumizi ya jumla ya mafanikio ya hizi moja mteremko, nishati ndogo greenhouses juu ya ekari milioni 1.83 (0.74 hekta milioni) ya mashamba nchini China inaonyesha kwamba typolojia hii inaweza kuwa kutekelezwa kwa ufanisi kwa kiwango kikubwa (Gao et al. 2010).
high-tech greenhouses, hasa mtindo mkubwa wa Venlo-style, mifumo ya kushikamana na mabomba, ni kiwango cha sekta ya uzalishaji wa hidroponic ya kibiashara. Mashamba makubwa zaidi ya biashara ya aquaponic hutumia typolojia hii kwa mifumo yao ya kukua kwa hydroponic kwa kushirikiana na enclosure tofauti kwa miundombinu yao ya ufugaji wa maji. Usanidi huu unahakikisha kiwango cha juu cha udhibiti wa mazingira pamoja na uzalishaji wa mazao na samaki. Kitaalam, aina hii ya chafu inaweza kuendeshwa popote, kwa muda mrefu kama mapato yanayotokana hulipa gharama kubwa za nishati na uendeshaji katika hali ya hewa kali. Hata hivyo, aina hii ya operesheni haiwezi kuwa nyeti za mazingira katika latitudo fulani za kaskazini kutokana na haja kubwa ya kupokanzwa na taa za ziada. Mchoro halisi wa mazingira wa chafu ya juu-tech unaweza kupimwa tu kwa msingi wa mradi na inategemea zaidi ubora wa vyanzo vya nishati vinavyotumiwa kwa joto na mwanga.
Greenhouses nyingi za paa ni greenhouses za kisasa za Venlo-style zilizojengwa juu ya paa. Wakati faida na changamoto zinazofanana zinatumika, ujenzi wa greenhouses za paa ni ghali zaidi kuliko ile ya greenhouses za kawaida za teknolojia, hasa kutokana na kanuni za ujenzi na mahitaji ya usanifu. Mfumo wa kimuundo wa greenhouses za paa mara nyingi hupunguzwa kuzingatia kanuni za ujenzi kwa majengo ya ofisi ya kibiashara, ambayo ni kali kuliko mahitaji ya kanuni za ujenzi kwa miundo ya kilimo. Zaidi ya hayo, shughuli za aquaponic kwenye paa zinahitaji miundombinu ya ziada ili kufikia paa na kuzingatia kanuni za moto na Egress, ambayo imezalisha sprinkler vifaa-chafu katika mfano wa hivi karibuni (Proksch 2017). Matumizi ya kuahidi zaidi ya greenhouses ya paa ni juu ya majengo ya jeshi katika vituo vya miji. Paa za miji mara nyingi hutoa upatikanaji wa kutosha wa jua, ambayo greenhouses inahitaji kufanya kazi kwa ufanisi — rasilimali ambayo kwa kawaida haipo, au angalau si thabiti kutokana na kivuli, katika ngazi ya chini katika maeneo yenye miji (Ackerman 2012). Ikiwa imeundwa kwa makusudi, majengo ya jeshi yanaweza kutoa rasilimali nyingine kama vile kutolea nje joto na COSU2/Sub ambayo inaweza kufanya uendeshaji wa shamba la aquaponic la paa zaidi. Aina hii ya ushirikiano na jengo la jeshi inaweza kuzalisha mahusiano ya nishati na mazingira ambayo yanaboresha utendaji wa jengo la chafu na jeshi.
img src=” /images/learn-library/4a30cd17-4777-4bb6-bbdf-2b9aad15b807.jpg "style="zoom: 75%;”/
Kielelezo. 21.10 INAPRO aquaponics enclosure na sehemu mbili, opaque kwa samaki na chafu kwa mimea (Murcia, Hispania)
Nafasi za kukua ndani hutegemea kabisa taa za bandia na mifumo ya udhibiti wa kazi kwa joto, baridi, na uingizaji hewa, ambayo husababisha kiwango cha juu cha matumizi ya nishati, nyayo za mazingira, na gharama za uendeshaji. Typolojia hii inatumika zaidi katika maeneo yenye baridi baridi na misimu mafupi ya kukua, ambapo athari ya asili ya jua na faida ya joto ni ya chini na nyongeza ya kina inahitajika kufanya kazi ya chafu ya aquaponics ya kibiashara. Matumizi ya enclosure opaque inaruhusu viwango vya juu vya insulation, ambayo inapunguza kupoteza joto wakati wa miezi ya baridi na hutoa uhuru kutoka kwa joto la nje. Mbali na utegemezi wake juu ya taa za umeme, ukuaji wa ndani unazidi uzalishaji wa greenhouses kama kipimo katika rasilimali nyingine, kama vile maji, COSub2/Sub, na eneo la ardhi (Graamans et al. 2018). Zaidi ya hayo, uzalishaji kwa kitengo cha eneo la ardhi inaweza kuwa kubwa zaidi kwa njia ya matumizi ya mifumo iliyopandwa. Kuhusu ushirikiano wa miji ya aquaponics katika miji, nafasi za kukua ndani zinawezesha kutumia tena kwa majengo ya viwanda na maghala, ambayo inaweza kupunguza gharama ya juu kwa ajili ya ujenzi wa enclosure na kusaidia ushirikiano wa mashamba ya aquaponic katika vitongoji visivyofaa.
Mradi wa Nya Aquaponics kwa Maombi ya Professional (INAPRO, 2018) ulijumuisha kulinganisha hali sawa ya mfumo wa sanaa ya maji na teknolojia ya chafu, katika maeneo kadhaa nchini Ujerumani, Ubelgiji, na Hispania. Mfumo wa aquaponics uliopo nchini China ulikuwa umewekwa katika chafu cha jua cha jua. Vifaa vya maji ya INAPRO huko Ulaya vilitumia aina ya chafu ya kioo kwa ajili ya uzalishaji wa mimea na sehemu ya viwanda ya kumwaga kwa mizinga ya samaki na vitengo vya filtration (Mchoro 21.10). Mradi wa INAPRO unaonyesha kwamba teknolojia ya chafu inahitaji kubadilishwa na kuchaguliwa ili kukidhi mazingira ya hali ya hewa ya ndani. Spanish INAPRO timu iligundua, kwamba ua kuchaguliwa ilikuwa inafaa kwa ajili ya baridi kaskazini mwa Ulaya mikoa, lakini si joto, mikoa Mediterranean kusini mwa Ulaya. Uchunguzi huu unaonyesha umuhimu wa utafiti zaidi juu ya utendaji wa typolojia za kijani ili kuendeleza uwanja wa shughuli za aquaponics za kibiashara.
Wakati kulinganisha kwa typolojia tofauti kunaonyesha mifumo fulani ya utendaji kati ya typolojia, mahali, na uwekezaji (Jedwali 21.3), kwa ufahamu wa kina wa utendaji wa kilimo na athari za mazingira, mfumo thabiti zaidi wa uchambuzi na muundo wa maeneo ya kilimo unahitajika.
Tathmini ya Athari ya 21.5 kama Mfumo wa Kubuni
Original publication · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems
Ukuaji wa aquaponics na madai ya jumla kwamba aquaponics ni endelevu zaidi kuliko aina nyingine za uzalishaji wa chakula umechochea majadiliano na utafiti katika jinsi mifumo hii endelevu ilivyo kweli. Tathmini ya mzunguko wa maisha (LCA) ni njia moja muhimu ya upimaji ambayo inaweza kutumika kuchambua uendelevu katika kilimo na mazingira yaliyojengwa kwa kutathmini athari za mazingira za bidhaa katika maisha yao yote. Kwa jengo, LCA inaweza kugawanywa katika aina mbili za athari - athari embodied ambayo inajumuisha uchimbaji wa vifaa, utengenezaji, ujenzi, uharibifu na kutupwa/matumizi ya vifaa hivyo, na athari operational ambayo inahusu matengenezo ya mifumo ya ujenzi (Simonen 2014). Vile vile, kufanya tathmini ya bidhaa za kilimo pia inaweza kugawanywa katika athari structural ya bahasha ya jengo na miundombinu ya mfumo, athari za uzalishaji zinazohusiana na kilimo cha kuendelea na post-harvest athari za ufungaji, kuhifadhi, na usambazaji (Payen et al. 2015). Kufanya LCA ya shamba la aquaponic inahitaji ufahamu wa wakati huo huo wa athari za ujenzi na kilimo kwani kuna mwingiliano katika awamu ya operational ya bahasha na awamu ya production ya mazao. Njia ya jengo inaendesha mifumo yake ya joto, baridi, na taa huathiri moja kwa moja kilimo cha mazao; kinyume chake, aina tofauti za mazao zinahitaji mazingira tofauti ya mazingira. Tafiti mbalimbali zipo kulinganisha matokeo LCA kwa aina tofauti ya jengo iko katika mazingira tofauti (Zabalza Bribián et al. 2009). Vilevile, LCA imetumiwa na sekta ya kilimo kulinganisha ufanisi kwa mazao mbalimbali na mifumo ya kilimo (He et al. 2016; Payen et al. 2015). Kutathmini utendaji wa mazingira yaliyodhibitiwa kilimo na aquaponics hasa inahitaji ushirikiano wa ujuzi wa mbinu mbili katika tathmini moja (Sanyé-Mengual 2015).
Mapendekezo ya shamba la Aquaponic LCA mfumo (Kielelezo 21.11) ni pana kwa makusudi kukamata aina mbalimbali za typologies za kilimo zinazopatikana katika shamba. Ili kuomba matokeo ya LCA kwa mashamba yaliyopo, mambo kama vile data ya hali ya hewa na uchumi lazima iingizwe ili kuhalalisha tathmini ya mazingira (Goldstein et al. 2016; Rothwell et al. 2016)
Sehemu inayofuata inazungumzia mkusanyiko wa mikakati ya kubuni ya shamba la aquaponic kulingana na hesabu ya LCA ya mashamba ya aquaponic ambayo huunganisha maandiko yaliyopo na masomo ya kesi na inaonyesha maelekezo ya kazi ya baadaye. Ushirikiano wa kipekee wa athari za aquaponic na ujenzi ni wa riba fulani.
Jedwali 21.3 Ulinganisho wa mifumo ya kilimo ya mazingira yaliyodhibitiwa
meza thead tr darasa="header” thCEA aina/th th Faida /th th Changamoto /th th Gharama na mapato/sup /th /tr /thead tbody tr darasa="isiyo ya kawaida” td rowspan=2 greenhouses ya kati-tech/td td Inategemea karibu kabisa juu ya nishati ya jua, chini ya mahitaji ya nishati ya ziada /td td Limited mazingira kudhibiti chaguzi, wanahusika na kushuka kwa thamani ya mazingira /td td rowspan = 2 Gharama ya chini ya up-mbele/ujenzi, (takriban 30—100 $/msup2/sup) /td /tr tr darasa="hata” td Chini ya kutegemea vifaa visivyo mbadala na vyanzo vya nishati /td td Inatumika tu kwa aina ya samaki yenye uvumilivu mkubwa wa joto, (ikiwa mizinga iko kwenye chafu) /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td rowspan=2 Passive jua greenhouses/td td Inategemea mifumo passiv, inatumia molekuli mafuta, (ikiwa ni pamoja na mizinga samaki) buffer joto Swings /td td Kudhibiti na mifumo passiv inahitaji uzoefu zaidi na kubuni makusudi /td td rowspan = 2 Gharama ya chini ya up-mbele/ujenzi, (takriban 30—100 $/msup2/sup) /td /tr tr darasa="hata” td Matumizi ya nishati ya chini, uwezekano wa bila ya haja ya mafuta yoyote ya mafuta /td td Inahitaji taa za ziada, ikiwa iko katika latitudo za kaskazini kutokana na viwango vya chini vya mwanga /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td rowspan=2 high-tech greenhouses/td td Ngazi za juu za udhibiti /td td Inategemea mifumo ya kazi ya joto, baridi, uingizaji hewa na taa za ziada /td td rowspan = 2 Gharama ya juu ya mbele/ujenzi, (takriban $100—200 /msup2/sup na zaidi) /td /tr tr darasa="hata” td Uzalishaji mkubwa na uwezo wa kuongeza /td td Matumizi ya nishati ya juu na gharama za uendeshaji /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td rowspan=5 Rooftop greenhouses/td td Ngazi za juu za udhibiti /td td rowspan = 2 Inategemea mifumo ya kazi ya joto, baridi, uingizaji hewa na taa za ziada /td td rowspan = 5 Gharama ya juu sana ya mbele/ujenzi (takriban 300—500 $/msup2/sup) /td /tr tr darasa="hata” td Uzalishaji wa juu /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td rowspan = 3 Uwezekano wa mahusiano ya juhudi na mazingira, ikiwa imeunganishwa na jengo la jeshi /td td Matumizi ya nishati ya juu na gharama za uendeshaji /td /tr tr darasa="hata” td Inahitaji kanuni kufuata katika ngazi ya majengo ya ofisi ya kibiashara /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td Usafiri wa vifaa kwa paa ni changamoto ya miundombinu /td /tr tr darasa="hata” td rowspan=4 Nafasi ya kukua ndani ya/td td Adaptive matumizi ya majengo ya viwanda inawezekana /td td Inategemea kabisa juu ya taa za umeme na mifumo ya kudhibiti kazi kwa inapokanzwa, baridi, na uingizaji hewa /td td Up-mbele/gharama ya ujenzi inaweza kuwa chini kama jengo zilizopo inaweza kutumika /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td Uzalishaji wa juu kwa kitengo cha nyayo ingawa imechukuliwa mifumo ya kukua /td td rowspan = 3 Matumizi ya nishati ya juu na gharama za uendeshaji /td td rowspan = 3 Gharama inategemea pia juu ya mfumo wa kukua, stacking ngazi mbalimbali /td /tr tr darasa="hata” td Ngazi ya juu ya insulation iwezekanavyo /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td Kupunguza kupoteza joto wakati wa miezi ya baridi /td /tr /tbody /meza
supa/sup Kulingana na Proksch (2017)

mtini. 21.11 Mfano wa mchakato jumuishi LCA ikiwa ni pamoja na ujenzi na aquaponic mfumo wa utendaji. (Kulingana na Sanyé-Mengual et al. 2015).
21.5.1 Athari Zilizojumuisha: Nishati iliyokuwa na kaboni
Muundo Vifaa na Ujenzi Nishati iliyojengwa ni hesabu ya jumla ya nishati inayotumiwa kutoa, kuboresha, mchakato, usafiri, kuzalisha, na kukusanya vifaa au bidhaa. Kaboni iliyo na kaboni ni kiasi cha COSU2/Sub kilichotolewa ili kuzalisha nyenzo sawa au bidhaa. Ikilinganishwa na shughuli za kawaida za kilimo wazi, athari iliyopo ya mfumo wa kuongezeka kwa mazingira ni kubwa zaidi kutokana na kuongezeka kwa uchimbaji wa vifaa na utengenezaji katika hatua ya ujenzi (Ceron-Palma et al. 2012). Kwa mfano, katika chafu cha paa cha ICTA-ICP, muundo wa bahasha huzalisha zaidi ya 75% Global Warming Potential (GWP) kuliko muundo wa chafu wa udongo unaotokana na wingi wa polycarbonate inayotumiwa katika ujenzi (Sanyé-Mengual et al. 2015). Vile vile, jengojumuishi chafu simulation hali katika Boston ilisababisha kuongezeka athari za mazingira katika hatua ya ujenzi, kutokana na uchimbaji wa madini ya chuma kwa ajili ya utengenezaji wa chuma miundo (Goldstein 2017). Athari zinazohusiana na bahasha za mazingira zinazodhibitiwa zinaweza kupunguzwa kupitia matumizi ya vifaa vya smart (kutokana na kwamba marekebisho ya kanuni ya ujenzi yanafanywa ili kuepuka wanachama wa miundo zaidi) lakini hata hivyo ingeweza kuzidi wale wa kilimo cha jadi. Kupanda chakula katika bahasha iliyojengwa itakuwa daima zaidi ya rasilimali mwanzoni ikilinganishwa na kupanda tu mboga katika shamba la wazi, ingawa pia itaongeza kiasi cha chakula ambacho kinaweza kuzalishwa kwa kila eneo la mguu katika muda uliopangwa huo.
Ili kuepuka athari za mazingira zinazohusiana na muundo, baadhi ya shughuli za aquaponic hutumia majengo yaliyopo badala ya kujenga bahasha mpya. Mijini Organics katika St Paul, Minnesota, USA refurbished mbili majengo ya kampuni ya bia kama maeneo yao ya ndani kuongezeka. Katika mfano mwingine wa kutumia tena, The Plant huko Chicago, Illinois, Marekani inafanya kazi ya kuingiza chakula na shamba la miji pamoja katika jengo la kiwanda la 1925 lililotumiwa hapo awali na Chakula cha Peer kama kituo cha ufungaji wa nyama (Mchoro 21.12). Zilizopo insulation na vifaa vya majokofu walikuwa repurposed kudhibiti kushuka kwa joto katika kituo majaribio aquaponic.
Aquaponic Vifaa na Substrate Wakati kuunganishwa katika majengo, uchaguzi nyenzo kwa ajili ya mizinga aquaponic inakuwa muhimu kubuni kuzingatia, kwani inaweza kuzuia mkutano na usafiri ndani ya jengo. Kwa mfano, sehemu za polyethilini zinaweza kukusanyika kwenye tovuti kwa kutumia kulehemu plastiki, lakini hii haiwezekani kwa sehemu za fiberglass (Alsanius et al. 2017). Zaidi ya hayo, utengenezaji wa vifaa vya mfumo wa aquaponic unaweza kuwa mchangiaji mkubwa wa athari kwa jumla ya mazingira - kwa mfano, polyester iliyoimarishwa ya kioo inayotumiwa kwa ajili ya tank ya maji ya msup3/sup 100 kwenye chafu ya ICTAICP ya paa ina jukumu la 10— 25% ya athari za mazingira katika utengenezaji hatua (Mchoro 21.13). Uchaguzi wa substrate kwa mimea katika mfumo wa aquaponic una uzito wa uzito kwa muundo wa jengo la jeshi, lakini pia huchangia athari za mazingira. Katika utafiti wa hivi karibuni uliofanywa kwenye aquaponics kuunganishwa na kuta hai, pamba ya madini, na nyuzi za nazi kazi kwa kulinganisha, licha ya moja kuwa mbolea na nyingine kuwa moja ya matumizi (Khandaker na Kotzen 2018).

Mtini. 21.12 Plant (Chicago, Illinois, Marekani)
Muundo na Vifaa Matengenezo Awali vifaa uteuzi kwa ajili ya vifaa aquaponic na vipengele bahasha huamua upkeep ya muda mrefu ya mashamba aquaponic. Uzalishaji vifaa vya muda mrefu zaidi kama vile kioo au plastiki rigid inahitaji uwekezaji mkubwa wa awali wa rasilimali za mazingira kuliko filamu za plastiki; hata hivyo, filamu zinahitaji uingizwaji mara kwa mara — kwa mfano, kioo kinatarajiwa kubaki kazi kwa miaka 30+, huku ikizidi kuwa na kawaida zaidi filamu ya polyethilini inaweza kudumu miaka 3—5 tu kabla ya kuwa opaque mno (Proksch 2017). Kulingana na maisha yaliyotarajiwa ya bahasha ya mfumo wa aquaponic, inaweza kuwa na faida zaidi kuchagua nyenzo na muda mfupi wa maisha, na athari ndogo ya utengenezaji. ETFE filamu kutumika katika chafu Aquaponic jua ni maelewano kuahidi kati ya maisha marefu na uendelevu, ingawa utafiti zaidi inahitajika. Vifaa vya kawaida vya aquaponic vina mizinga ya maji na mabomba. Kupiga mabomba kwa mifumo ya aquaponic mara nyingi hutengenezwa kutoka PVC, ambayo hutoa athari kubwa ya mazingira katika mchakato wake wa utengenezaji lakini hauhitaji uingizwaji hadi miaka 75. Baadhi ya wauzaji wa aquaponic hutoa mianzi kama mbadala ya kikaboni.

Kielelezo. 21.13 Kujenga sehemu na greenhouses paa na Harquitectes, ICTA-ICP jengo (Bellaterra, Hispania)
21.5.2 Athari za uendeshaji
Nishati Mwaka 2017, 39% ya jumla ya matumizi ya nishati ndani ya Marekani yalihusiana na sekta ya ujenzi (EIA). Sekta ya kilimo ilichangia takriban 1.74% ya jumla ya matumizi ya nishati ya msingi ya Marekani mwaka 2014, ikitegemea sana matumizi ya moja kwa moja katika mfumo wa mbolea na dawa za kuulia wadudu (Hitaj na Suttles 2016). Ufanisi wa nishati ni uwanja mzuri wa utafiti ndani ya mazingira yaliyojengwa na kilimo, mara nyingi hufafanua athari za uendeshaji wa bidhaa, jengo, au shamba katika LCA kwa ujumla (Mohareb et al. 2017). Kuunganisha ujenzi na matumizi ya nishati ya kilimo unaweza kuongeza utendaji wa wote (Sanjuandelmás et al. 2018).
Joto Mahitaji ya Nishati kwa ajili ya maeneo ya kupanda joto ni ya maslahi hasa katika hali ya hewa ya kaskazini, ambapo kupanua msimu wa kawaida mfupi wa kupanda hutoa mashamba ya jengo-jumuishi ya aquaponic makali ya ushindani katika soko (Benis na Ferrão 2018). Hata hivyo, katika hali ya hewa ya baridi, matumizi ya nishati na mifumo ya joto inapokanzwa ni mchangiaji mkubwa kwa athari za jumla za mazingira - katika tathmini ya maeneo yaliyopandwa huko Boston, Massachusetts, gharama za kupokanzwa hupunguza faida za kuondoa maili ya chakula katika mlolongo wa chakula wa miji (Benis et al. 2017b; Goldstein 2017). Hii haina kweli katika hali ya hewa Mediterranean, ambapo mazingira ya hali ya hewa ni mazuri kwa kilimo na ambapo karibu mwaka mzima na kawaida miundo chafu inaweza kutegemea passiv jua inapokanzwa (Nadal et al. 2017; Rothwell et al. 2016).
Katika hali ya hewa ya baridi na ya joto, kuunganisha mifumo ya kuongezeka kwa mazingira yaliyodhibitiwa kwenye paa zilizopo inaweza kutoa insulation kwa jengo la jeshi - shamba huko Montreal, Quebec inaripoti kukamata 50% ya mahitaji ya joto ya chafu kutoka kwa muundo wa jeshi uliopo, na hivyo kupunguza mzigo wa joto (Goldstein 2017). Mifumo ya taa pia inaweza kuwajibika kwa kuridhisha mahitaji ya joto katika maombi ya ndani wima kukua kama vile viwanda vya mimea au vyombo vya meli (Benis et al. 2017b).
Ukamataji wa joto mara kwa mara ni mkakati mwingine wa kubuni unaoahidi ambao unaweza kuongeza utendaji wa muundo wa jeshi na mfumo unaoongezeka. Masomo ya baada ya kumiliki ardhi ya chafu ya majaribio ya paa katika ICTA-ICP huko Bellaterra, Hispania zinaonyesha kuwa ushirikiano wa jengo na chafu hutolewa akiba sawa ya kaboni ya 113.8 kg/msup2/sup/mwaka ikilinganishwa na chafu ya kawaida ya freestanding yenye joto na mafuta (Nadal et al. 2017). Bila kuingilia kati na mifumo ya joto, uingizaji hewa na hali ya hewa (HVAC), wingi wa mafuta ya jengo la maabara ya jeshi/ofisi iliinua joto la chafu kwa 4.1C wakati wa miezi ya baridi zaidi, na kuwezesha kilimo cha mazao ya nyanya kila mwaka.
Baridi Katika hali ya hewa ya Mediterranean na kitropiki, baridi ya bandia mara nyingi ni mahitaji ya kukua kuzalisha mwaka mzima. Katika rooftop chafu simulation, mizigo baridi kuwakilishwa hadi 55% ya jumla ya mahitaji ya nishati ya kilimo katika Singapore na katika hali ya hewa zaidi baridi ya Paris, 30% (Benis et al. 2017b). Mahitaji ya nishati ya baridi ni ya juu hasa katika hali ya hewa kali, ambayo yanaweza kufaidika zaidi kutokana na kukata gharama za kawaida za usafiri kwa mazao yanayoharibika (Graamans et al. 2018; Ishii et al. 2016). Baridi ya uvukizi, baridi ya ukungu, na shading ni baadhi ya mikakati ya kupunguza joto katika mashamba ya aquaponic na kuboresha utendaji wa kilimo katika suala la mavuno.
Mifumo ya aquaponic inayojengwa-jumuishi ina faida ya kuhifadhi molekuli ya mafuta katika mizinga ya samaki ili kupunguza baridi pamoja na mizigo ya joto. Katika hali ambapo hali hii ya baridi ya baridi haina kukidhi mahitaji ya baridi, baridi ya evaporative hutumiwa kawaida. Chafu cha Harvesters endelevu hutoa lettuce kwa eneo la Houston, Texas, Marekani mwaka mzima kwa kutumia mfumo wa baridi wa shabiki na pedi, subset ya teknolojia ya baridi ya evaporative. Moto wa hewa kutoka nje ya bahasha hupita kwanza katikati ya selulosi ya mvua kabla ya kuingia nafasi inayoongezeka. Matokeo yake, hewa ya mambo ya ndani ni baridi na yenye baridi zaidi. Baridi ya uvukizi huwa na ufanisi zaidi katika hali ya hewa kavu lakini inahitaji matumizi ya maji ya juu, ambayo inaweza kuwa kikwazo kwa mashamba katika maeneo yenye ukame duniani.
Baridi ya ukungu ni mkakati mbadala. Katika chafu kilichopozwa na ukungu, mimea hupotezwa mara kwa mara na maji kutoka kwa sprinklers/misters ya juu mpaka nafasi inafikia joto la taka la kilimo. Baridi ya ukungu hutumia maji kidogo kuliko baridi ya uvukizi lakini huongeza unyevu wa jamaa wa nafasi inayoongezeka. Ikiwa imeunganishwa na mkakati wa uingizaji hewa sahihi, baridi ya ukungu inaweza kuwa teknolojia ya kuokoa maji hasa inayofaa kwa mikoa yenye ukame (Ishii et al. 2016). Zaidi ya hayo, baridi ya ukungu inapungua kiwango cha evapotranspiration katika mimea, ambayo ni muhimu kwa kuboresha kimetaboliki ya mimea katika mifumo ya aquaponic (Goddek 2017). Chafu cha centralt cha mashamba ya Superior Fresh hutumia mfumo wa ukungu wa kompyuta ili kudumisha joto la kilimo wakati wa msimu wa joto.
Vifaa vya shading pia vinaweza kuchangia kupunguza joto la chafu. Kijadi, msimu wa chokaa nyeupe wa greenhouses ulitumiwa kupunguza viwango vya mionzi ya jua wakati wa miezi ya moto zaidi (_Controlled Mazingira Kilimo _ 1973). Hata hivyo, shading inaweza kuunganishwa na kazi nyingine za ujenzi. Mkakati wa kivuli unaoahidi unatumia modules za photovoltaic zenye uwazi kwa wakati huo huo hupunguza nafasi na kuzalisha nishati (Hassanien na Ming 2017). Chafu cha jua cha Aquaponic kinachanganya safu yake ya photovoltaic na utendaji wa shading; hutumia paneli za alumini zinazozunguka kama vifaa vya shading vinavyofanya kazi kama watoza wa jua kwa msaada wa seli za photovoltaic zilizopandwa. Mfumo wa photovoltaic jumuishi kisha hubadilisha mionzi ya jua ya ziada kuwa nishati ya umeme.
**Taa Faida kuu ya greenhouses juu ya nafasi za kukua ndani ni uwezo wao wa capitalize mchana ili kuwezesha usanisinuru. Hata hivyo, mashamba yaliyo katika hali ya hewa kali yanaweza kupata kwamba mizigo ya kupokanzwa au ya baridi kwa bahasha ya uwazi haifai kifedha; katika kesi hii, wakulima wanaweza kuchagua kulima mazao katika maeneo ya kukua ndani na bahasha iliyosafirishwa (Graamans et al. 2018). Mashamba ya Aquaponic ambayo yanafanya kazi katika nafasi za kukua ndani hutegemea taa za umeme za ufanisi ili kuzalisha mazao.
Maendeleo mengi katika taa ya kisasa ya kilimo asili katika viwanda vya mimea Kijapani, kutumika kuongeza mavuno ya mimea katika mifumo mnene hydroponic kwa kuchukua nafasi ya jua na wavelengths mwanga engineered (Kozai et al. 2015). Hivi sasa, taa za LED ni chaguo maarufu zaidi kwa mifumo ya taa ya maua ya umeme. Wao ni 80% ufanisi zaidi kuliko taa za kutokwa kwa kiwango kikubwa na 30% ufanisi zaidi kuliko wenzao wa fluorescent (Proksch 2017). Taa za LED zinaendelea kuchunguzwa ili kuongeza ufanisi wa nishati na mavuno ya mazao (Zhang et al. 2017). Largescale greenhouses kama Superior Fresh, Wisconsin, Marekani kutegemea tarakilishi, ziada taa serikali kupanua kipindi usanisinuru wa mazao yake katika latitudo kaskazini.
Uzazi wa Nishati Umezuiwa na sababu sawa na CEA zote, usimamizi wa nishati ya shamba la aquaponic inategemea hali ya hewa ya nje, uteuzi wa mazao, mfumo wa uzalishaji, na muundo wa muundo (Graamans et al. 2018). Kuongezeka kwa mazao kupitia aquaponics sio endelevu kwa asili ikiwa haijasimamiwa vizuri - mambo yote hapo juu yanaweza kuathiri ufanisi wa nishati kwa bora au mbaya zaidi (Buehler na Junge 2016). Mara nyingi, CEA ni zaidi ya nishati kubwa kuliko kilimo kawaida wazi shamba; Hata hivyo, matumizi ya juu ya nishati inaweza kuwa na haki kama njia sisi chanzo mabadiliko ya nishati kuelekea vyanzo mbadala na mikakati ufanisi kwa ajili ya joto, baridi, na taa ni kuingizwa katika mpango wa shamba.
Uzazi wa umeme wa Photovoltaic (PV) unaweza kuwa na sehemu muhimu katika kuharibu athari za uendeshaji kwa mazingira ya kudhibitiwa ya maji, kupunguza matatizo ya mazingira. Katika mfano wa chafu ya juu-tech nchini Australia, kutumia nishati kutoka kwa safu ya PV ilisababisha kupungua kwa 50% kwa uzalishaji wa gesi ya chafu ya maisha ikilinganishwa na hali ya kawaida ya gridi ya taifa (Rothwell et al. 2016). Kizazi cha nishati mbadala kinaweza kuunganishwa na mashamba ya aquaponic, nafasi ya kuruhusu — kwa mfano, chafu ya Lucky Clays Fresh aquaponic kwenye shamba la vijiumbe huko North Carolina inaendesha nishati inayozalishwa na mitambo ya upepo na paneli za photovoltaic ambazo ziko mahali pengine kwenye sehemu ya ardhi ya mmiliki.
**Ufanisi wa matumizi ya maji mara nyingi umetajwa kama faida kubwa ya mifumo ya CEA na hydroponic (Despommier 2013; Specht et al. 2014). Mifumo ya Aquaponic inafaa zaidi kuongeza ufanisi wa maji - ambapo kilo 1 cha samaki zinazozalishwa katika mfumo wa kawaida wa ufugaji wa maji huhitaji kati ya 2500 na 375,000 L, kiasi hicho cha samaki kilichotolewa katika mfumo wa aquaponic kinahitaji chini ya L 100 (Goddek et al. 2015). Ukamataji wa maji ya mvua na matumizi ya maji ya kijivu umependekezwa kama mikakati miwili ya kukabiliana na athari za mifereji ya maji ya kuendesha shamba la hydroponic au aquaponic hata zaidi. Katika chafu kilichopo cha ICTA-ICP, 80— 90% ya maji yanahitaji uzalishaji wa nyanya katika mfumo wa jumla wa hydroponic zilifunikwa na kukamata maji ya mvua ndani ya mwaka wa operesheni (Sanjuan-Delmás et al. 2018). Hata hivyo, uwezo wa kukamata maji ya mvua ili kukidhi mahitaji ya mazao hutegemea mazingira ya hali ya hewa. Katika utafiti wa kutathmini uwezekano wa uzalishaji wa chafu wa paa kwenye mbuga zilizopo za rejareja katika miji nane duniani kote, saba walikutana kujitosheleza kwa njia ya kukamata maji ya mvua - Berlin tu haikuwa (Sané-Mengual et al. 2018).
Baadhi ya vifaa vya CEA zilizopo tayari kutumia tena Greywater kuboresha ufanisi (Benke na Tomkins 2017). Hata hivyo, matumizi ya maji ya kijivu katika mazingira ya miji kwa sasa ni mdogo kutokana na kukosa msaada wa udhibiti na utafiti wa sasa haupo juu ya hatari za kiafya za kutumia maji ya kijivu katika kilimo. Majaribio ya matumizi ya maji ya kijivu, Maison Productive katika Montréal hukusanya maji ya kijivu kutoka kwa matumizi ya kaya ili kuongeza mkusanyiko wake wa maji ya mvua ili kumwagilia bustani na chafu ya jumuiya kwa ajili ya uzalishaji wa chakula ambacho vitengo tisa vya makazi vinashiriki (Thomaier et al. 2015). Pamoja na maendeleo zaidi katika sera juu ya matibabu ya maji ya kijivu, maji ya jengo-jumuishi yanaweza kugonga katika mzunguko wa maji uliopo badala ya kutegemea vyanzo vya manispaa.
Kwa mtazamo wa usanifu, usambazaji wa maji katika mfumo wa aquaponic ni uwezekano wa kuwasilisha changamoto ya kimuundo. Mizinga ya samaki ya maji hupima zaidi ya hydroponic kukua vitanda na inaweza kupunguza aina gani za miundo zinawezekana kwa retrofitting shamba la aquaponic. Kiwango cha kukua pia kinahitaji kuzingatia — mifumo ya utamaduni wa maji ya kina (DWC) inahitaji kiasi kikubwa na kikubwa cha maji, ilhali mifumo ya filamu ya virutubisho (NFT) ni nyepesi lakini gharama kubwa ya kutengeneza (Goddek et al. 2015).
virutubishi Ikilinganishwa na kilimo cha kawaida cha wazi, CEA inapunguza haja ya mbolea na dawa za kuulia wadudu, kwa kuwa mkulima anaweza kutenganisha mazao kutokana na hali mbaya za nje (Benke na Tomkins 2017). Hata hivyo, kutokana na wiani wa mfumo wa aquaponic, magonjwa ya mimea au samaki yanaweza kuenea haraka ikiwa pathogen huingia ndani ya nafasi. Chaguzi za kuzuia kama vile matumizi ya wadudu wa wadudu au hatua zenye udhibiti wa mazingira kama vile kuingia kwa “buffer” zinaweza kuzuia hatari hii (Goddek et al. 2015).
ushirikiano wa mahitaji mbalimbali ya samaki na mazao ya virutubisho ni changamoto katika singlerecirculating mifumo ya aquaponic (Alsanius et al. 2017). Kwa ujumla, mimea zinahitaji viwango vya juu vya nitrojeni kuliko samaki wanaweza kuhimili na mazao makini na uteuzi wa samaki wanaweza kufanana na mahitaji ya virutubisho ili kuongeza mavuno, lakini bado ni vigumu kufikia. Mifumo iliyochafuliwa (DRAPS) imependekezwa kutenganisha mzunguko wa maji ya maji kutoka kwenye hydroponic moja ili kufikia viwango vya virutubisho vinavyotakiwa, lakini bado haijatumika kwa kawaida katika mashamba ya kibiashara (Suhl et al. 2016). Urban Organics msingi katika St Paul, Minnesota, USA alichagua kuendeleza mfumo Draps kwa shamba lao la pili kuongeza mazao na samaki mavuno na kuepuka hasara ya mazao katika kesi ya kukosekana kwa usawa madini ndani ya mizinga ya samaki. ECF Farm katika Berlin, Ujerumani, na Superior Fresh mashamba katika Wisconsin, Marekani pia kazi mifumo decoupled kuongeza samaki na ukuaji wa mimea.
Vinginevyo, mizunguko ya virutubisho ya aquaponic inaweza kuwa optimized kupitia kuanzishwa kwa Reactor anaerobic kubadilisha taka imara samaki katika mimea mwilini fosforasi (Goddek et al. 2016). Hivi sasa, Plant katika Chicago, Marekani ni mipango ya kuendesha digester anaerobic ambayo inaweza kuwa na sehemu katika kuboresha mzunguko wa virutubisho kwa ajili ya ukuaji wa mazao. Mahitaji ya mfumo wa mitambo ya DRAPS na digestion ya anaerobic itaathiri utendaji pamoja na mpangilio wa anga wa shamba la aquaponic.
21.5.3 Athari za Mwisho wa maisha
Vifaa Usimamizi wa Takataka faida ya kinadharia ya CEA juu ya kilimo wazi shamba ni uwezo wa kudhibiti vifaa vya taka kurudiwa, kuzuia leaching (Despommier 2013; Gould na Caplow 2012). Bahasha tight inaweza kuwa na jukumu katika usimamizi wa taka wa vifaa vya ufanisi. Njia moja ya kuchakata jambo la taka za kikaboni ili kuboresha utendaji wa jengo ni matumizi ya mabua ya mimea kwa ajili ya uzalishaji wa kuhami biochar, ingawa utafiti huu ni katika hatua za mwanzo (Llorach-Massana et al. 2017). Zaidi ya hayo, kwa kuzingatia kuingizwa kwa vipengele vya usimamizi wa taka kama vile kitanda cha filtration, digester ya anaerobic au hewa ya kupona joto katika kubuni iliyofungwa katika hatua ya mwanzo inaweza kufunga nishati, virutubisho, na maji ya loops kwa shamba.
Distribution Chains Ufungaji imekuwa hotspot katika LCAs mbalimbali mashamba kutathmini athari za uzalishaji. Ni wajibu wa kiasi kama 45% ya athari jumla kwa nyanya katika Bologna, Italia, na ni mchangiaji mkubwa kwa athari za mazingira ya mifumo ya ndani ya hydroponic huko Stockholm, Sweden (Molin na Martin 2018b; Orsini et al. 2017; Rothwell et al. 2016). Siting mashamba ya aquaponic karibu na watumiaji wanaweza kupunguza haja ya ufungaji, kuhifadhi, na usafiri kama ilivyo kwa aina nyingine za kilimo cha miji, ikiwa wauzaji wa ndani na wasambazaji kushirikiana na wakulima (Specht et al. 2014). Kwa bahati mbaya, kutokana na kukubalika kwa watumiaji, wauzaji wengi kwa kiasi kikubwa sasa wanahitaji ufungaji wa plastiki wa kawaida kwa mazao ya aquaponic kuuzwa pamoja na bidhaa za kawaida - kwa hiyo, kuchagua tovuti karibu na soko la walaji kwa ajili ya mazingira ya kudhibitiwa aquaponics haina dhamana ya mabadiliko makubwa katika utendaji wa jumla wa shamba.
Kupunguza usafiri, au chakula-maili, mara nyingi alitoa katika maandiko kama faida kubwa ya kilimo cha miji (Benke na Tomkins 2017; Despommier 2013; Sanjuan-Delmás et al. 2018). Hata hivyo, ni muhimu kutambua kwamba mchango wa jamaa wa minyororo iliyofupishwa ya usafiri inatofautiana kwa msingi wa kesi. Nchini Singapore, ambapo karibu chakula vyote kinatakiwa kuagizwa kutoka nchi jirani, kukata minyororo ya usafiri kuna maana ya kifedha na kwa upande wa athari za mazingira (Astee na Kishnani 2010). Hiyo haiwezi kusema kwa Hispania, ambapo mzunguko wa kawaida wa nyanya kutoka shamba hadi mji tayari ni mfupi (Sanjuandelmás et al. 2018). Miji yenye minyororo ndefu ya ugavi inaweza kufaidika na uzalishaji wa chakula wa ndani, lakini faida za kukata usafiri lazima zizingatiwe dhidi ya athari za uendeshaji na zilizofanyika. Katika kesi ya Boston, faida za usafiri uliopunguzwa zilipuuzwa kabisa na athari za joto na kuendesha chafu ndani ya mji (Goldstein 2017). Licha ya minyororo ya kawaida ya usambazaji wa chakula, athari za usafiri zilikuwa sawa sana katika picha kubwa ya utendaji wa CEA huko Stockholm (Molin na Martin 2018a).
**Matumizi na Mlo Mashamba ya Aquaponic katika miji yanaweza kubadilisha mlo wa miji, ambayo ina jukumu kubwa katika athari za mazingira za matumizi ya chakula (Benis na Ferrão 2017). Matumizi ya nyama kupitia mnyororo wa kawaida hutoa sehemu kubwa zaidi ya nyayo za mazingira ya sasa na kutafuta njia mbadala za protini ina uwezekano wa athari kubwa kuliko utekelezaji mkubwa wa kilimo cha miji (Goldstein 2017). Kwa kuwa aquaponics inazalisha samaki pamoja na mboga, uwezo huu wa kubadili mlo wa protini kwa kiwango kikubwa haipaswi kupuuzwa katika tathmini kubwa za utendaji wa mazingira.
21.6 Jumuishi Aquaponics ya Mijini
Original publication · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems
Wakati makusudi iliyoundwa kwa heshima na athari za mazingira, mashamba ya aquaponic yanaweza kuwa sehemu ya mfumo wa chakula wa miji yenye ufanisi wa rasilimali. Hakuna shamba la aquaponic linalofanya kazi kwa kutengwa tangu mazao yanapovunwa na kufikia lango la shamba, huingia kwenye mtandao mkubwa wa chakula cha kiuchumi na kiuchumi kama samaki na mazao yanasambazwa kwa wateja. Katika hatua hii, utendaji wa mashamba ya aquaponic haujafungwa tena na mfumo wa kukua na bahasha - uchumi, masoko, elimu, na ufikiaji wa kijamii pia huhusishwa. Mashamba ya aquaponic ya miji itahitaji kufanya kazi kama biashara za ushindani na majirani nzuri ili kuunganishwa kwa mafanikio katika maisha ya jiji.
21.6.1 Uwezo wa Kiuchumi
Uwezo wa kiuchumi wa mashamba ya maji hutegemea mambo mengi ya muktadha ambapo minyororo ya kawaida ya uzalishaji wa samaki na kilimo cha wazi lazima iwe sawa (Stadler et al. 2017). Wakati aquaponics inahitaji kiasi gharama kubwa ya uwekezaji wa awali, inaweza outperform kilimo kawaida wakati wa awamu ya uzalishaji na usambazaji ambapo mpango wa mfumo wa maji recirculating hupunguza gharama za maji, na hupunguza sana haja ya mbolea, ambayo kwa kawaida wanaunda kati ya 5% na 10% ya jumla ya gharama za kilimo (Hochmuth na Hanlon 2010). Hata hivyo, kukadiria uwezekano wa kiuchumi wa mashamba ya aquaponic ni changamoto hasa kutokana na mambo mbalimbali yenye nguvu yanayoathiri utendaji ikiwa ni pamoja na bei ya ndani ya kazi na nishati kuwa mifano miwili (Goddek et al. 2015). Katika uchambuzi wa kiuchumi wa mashamba ya aquaponic huko Midwestern Marekani, kazi ilikuwa 49% ya gharama zote za uendeshaji licha ya kudhani kwamba mshahara wa chini tu utalipwa. Katika hali halisi, mbalimbali ya utaalamu required kuendesha mfumo wa aquaponic uwezekano kibali mishahara ya juu katika mazingira ya mashamba ya miji (Quagrainie et al. 2018).
Uteuzi wa tovuti na kubuni bahasha una uhusiano wa moja kwa moja na faida ya shamba la aquaponic kwa kuathiri ufanisi wa uendeshaji na jinsi pana soko linaloweza kuwa. Mashamba ya Aquaponic yaliyo katika mazingira ya miji yanaweza kugonga masoko mengi nje ya uzalishaji wa kilimo, ambapo mashamba mengi ya aquaponic hutoa ziara, warsha, huduma za ushauri wa kubuni, na usambazaji wa mifumo ya aquaponic ya mashamba kwa hobbyists. Kuunganisha kilimo na aina nyingine za nafasi ndani ya mazingira ya miji kunaweza kuchangia afya ya kifedha ya mashamba ya aquaponic. Shamba la aquaponic la ECF liko kwenye jengo la kazi la jengo la kihistoria la viwanda Malzfabrik, Berlin, Ujerumani, ambalo linafanya kituo cha kitamaduni na nafasi za kazi za nyumba kwa wasanii na wabunifu.
21.6.2 Upatikanaji na Usalama wa Chakula
Kilimo cha miji mara nyingi kinasemwa kama mkakati wa kutoa chakula safi kwa jamii zisizohudumiwa ziko katika jangwa la chakula, lakini mashamba machache ya kibiashara ya miji yanalenga idadi ya watu, na kuthibitisha kwamba kilimo cha miji kikubwa cha kibiashara kinaweza kuwa kama pekee kama minyororo ya kawaida ya ugavi (Gould na Caplow 2012; Sanye- Mengual et al. 2018; Thomaier et al. 2015). Mashamba ya Aquaponic ambayo hutumia miundombinu ya teknolojia ya juu hujaribu kuwakomboa uwekezaji wao wa juu kwa kufikia bei za malipo katika masoko ya miji, ingawa aquaponics pia yanaweza kutoka kwenye viwango vya chini na maombi ya hobbyist. Aquaponics pia inaweza kuwa na uwezo wa kuongeza usalama wa chakula kwa wakazi wa miji. Hii ni inavyothibitishwa katika urithi wa kudumu wa Kupanda Power, shirika lisilo la kiserikali ambalo hadi hivi karibuni, lilikimbia shamba la miji huko Milwaukee, Wisconsin, USA lilianza na Will Allen mwaka 1993. Wakulima wengi wa sasa wa aquaponic walihudhuria warsha za Kupanda Power, ambapo Allen alishinda mfano wa aquaponic ambao unatoa nyuma kwa jamii inayozunguka kwa njia ya masanduku na madarasa ya kilimo. Ilianzishwa na mipango ya elimu ya Kupanda Power, mashirika mengine yasiyo ya faida ya aquaponic yamechukua hadi kwenye tochi kama vile Dre Taylor akiwa na Nile Valley Aquaponics huko Kansas City, Kansas, Marekani. Shamba hili lina lengo la kutoa paundi 100,000 (kilo 45,400) za mazao ya ndani kwa jamii inayozunguka katika kampasi mpya ya kushinda tuzo kwa shamba la kupanua (Kielelezo 21.14).

Mtini. 21.14 Mapendekezo ya Nile Valley Aquaponics chuo (Kansas City, Kansas, USA) na HOK Wasanifu
21.6.3 Elimu na Mafunzo ya Ajira
Aquaponics inaweza kutumika kama chombo cha elimu ili kukuza mifumo ya kufikiri na akili za mazingira (Junge et al. 2014; Specht et al. 2014). Katika maombi ya miji, mifumo ya aquaponic inaweza kutumika kuongeza ufahamu wa mzunguko wa mazingira kama vile mashamba yaliyopo ya udongo (Kulak et al. 2013). Mradi wa Greafu huko New York City hutafsiri hii kuwa mbinu mpya ya elimu ya sayansi katika shule za umma. Mradi wa Chafu una lengo la kujenga greenhouses 100 za paa kwenye shule za umma kama madarasa ya sayansi. Hizi greenhouses, umeboreshwa kwa ajili ya kazi yao mbili ya kukua na kujifunza, wote ni pamoja na mfumo wa aquaponic Hata hivyo, mifumo ya aquaponic pia inahitaji ushirikiano mkubwa kati ya taaluma zilizopo za kitaaluma ili kusonga mbele katika uwanja huu mpya wa masuala mbalimbali ya kitaaluma (Goddek et al. 2015). Ushirikiano wa wataalamu wa kilimo cha maji na kilimo cha maua, wahandisi, strategists wa biashara, na wataalamu wa mazingira waliojenga miongoni mwa wengine wengi ni muhimu kugeuza aquaponics kuwa mchangiaji muhimu katika maendeleo endelevu ya miji.
21.7 Hitimisho
Original publication · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems
Kuna vigezo vingi vinavyochangia utendaji wa kila shamba na idadi yao inakua na idadi ya taaluma zinazohusika katika hili uwanja wa interdisciplinary wa aquaponics. Ya kumbuka ni utafiti wa awali ambao umetoa ufafanuzi wa aquaponics na uainishaji wa aina za aquaponics kulingana na ukubwa na mfumo (Palm et al. 2018). Vigezo vingi vya uchambuzi wa aina ya enclosure vinavyotambuliwa katika utafiti huu vinatokana na mazingira ya haraka ya kilimo — hali ya hewa ya ndani, ubora wa mazingira yaliyojengwa, mazoea ya vyanzo vya nishati, gharama, soko, na mifumo ya udhibiti wa ndani. Chafu cha maji ya maji katika mazingira ya vijiumbe hufanya tofauti na moja katika mji, kama vile mashamba katika hali ya hewa kali hawashiriki mahitaji sawa na wenzao katika maeneo ya baridi. Kwa ujumla, greenhouses classified kama teknolojia ya kati na passiv nishati ya jua kutoa gharama ya chini, mazingira endelevu enclosure chaguo, sasa tu kutumika na shughuli ndogo aquaponic. Hata hivyo, kutokana na kiwango chao cha makusudi cha udhibiti wa mazingira ya kiufundi, hufanya vizuri tu katika maeneo maalum ya hali ya hewa. Kwa kulinganisha, greenhouses high-tech na paa inaweza kuwa kitaalam kutekelezwa mahali popote, ingawa katika hali mbaya ya hali ya hewa wao kuzalisha gharama kubwa za uendeshaji na nyayo kubwa ya mazingira. Uchunguzi wa hivi karibuni wa kesi unaonyesha kuwa vituo vya kukua ndani vinaweza kupatikana kifedha, lakini kutokana na utegemezi wao wa kipekee juu ya taa za umeme, ufanisi wao wa matumizi ya rasilimali na mguu wa mazingira ni wa wasiwasi. Utafiti zaidi unahitajika ili kuanzisha uhusiano wa mashamba maalum ya aquaponic na kufungwa kwao kwa mitandao ya rasilimali zilizopo. Kazi hii inaweza kusaidia kuunganisha aquaponics kwa utafiti uliofanywa juu ya kimetaboliki ya miji.
Vigezo vingine vinavyoamua typolojia ya kilimo na utendaji ni vya ndani. Hizi ni pamoja na viwango vya kudhibiti mazingira, mazao na samaki uteuzi, aquaponic mfumo aina na wadogo na enclosure aina na wadogo. Kuchukua mbinu jumuishi ya LCA, uhusiano kati ya mambo yote unapaswa kupimwa katika maisha yote ya shamba, kuanzia utoto hadi kaburi. Tathmini ya mzunguko wa maisha ya mashamba ya aquaponic lazima iwe pamoja na athari za kujenga na kuongezeka kwa athari za mfumo kwani kuna mwingiliano katika awamu ya operesheni ya kilimo. Mfululizo wa mikakati ya kuahidi katika joto, baridi, taa, na kubuni vifaa vinaweza kuboresha ufanisi wa kilimo kwa ujumla katika maisha yote ya shamba. Zaidi ya uhasibu kwa athari za mazingira, LCA inaweza kuwa mfumo wa kubuni kwa wataalamu wa kilimo cha maua, wataalamu wa kilimo cha maji, wasanifu, na wawekezaji.
Kuendelea kuchunguza mashamba ya aquaponic ya kibiashara yaliyopo ni muhimu kuhalalisha mifano ya LCA, kutambua mikakati, na kuorodhesha shughuli za aquaponic zinazojitokeza kwa kiwango kikubwa. Kuchanganya modeling na utafiti kesi utafiti juu ya kudhibitiwa mazingira aquaponics ina uwezo wa kuunganisha aquaponics kwa wigo mkubwa wa uendelevu wa miji.
**Shukrani Waandishi wa utafiti huu wanakubali msaada wa kifedha wa Foundation ya Sayansi ya Taifa (NSF) chini ya mwavuli wa Endelevu Miji Global Initiative (SUGI) Chakula Maji Nexus na msaada wa washirika wote wa mradi wa CITYFOOD kwa kutoa mawazo na msukumo.