Source material

Sura ya 5 Aquaponics: Misingi

1. 5.1 Kuanzishwa

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

   Aquaponics ni teknolojia ambayo ni subset ya mbinu pana ya kilimo inayojulikana kama mifumo jumuishi ya kilimo ya maji (IAAS) (Gooley na Gavine 2003). Nidhamu hii ina kuunganisha mazoea ya ufugaji wa maji ya aina na mitindo mbalimbali (hasa kilimo cha samaki cha pezi) na uzalishaji wa kilimo unaotokana na mimea. Msingi wa mifumo jumuishi ya kilimo na ufugaji wa maji ni kuchukua faida ya rasilimali zilizoshirikiwa kati ya ufugaji wa maji na uzalishaji wa mimea, kama vile maji na virutubisho, kuendeleza na kufikia mazoea ya uzalishaji wa msingi yenye faida kiuchumi na mazingira endelevu zaidi (Gooley na Gavine 2003). Kwa asili, mimea yote ya ardhi na mifumo ya uzalishaji wa wanyama wa majini hushiriki rasilimali ya kawaida: maji. Mimea kwa ujumla matumizi ya maji kupitia transpiration na kutolewa kwa mazingira ya gesi jirani, ambapo samaki kwa ujumla ni chini ya matumizi ya maji, lakini utamaduni wao zilizomo hutoa mito kubwa ya maji taka kutokana na taka kusanyiko metabolic. Kwa hiyo, ufugaji wa maji unaweza kuunganishwa ndani ya njia ya ugavi wa maji ya uzalishaji wa mimea kwa njia zisizo za matumizi ili mazao mawili (samaki na mimea) yaweze kutolewa kutokana na chanzo cha maji ambacho kwa ujumla hutumika kuzalisha zao moja (mimea).

   Faida ya ziada ya kuvutia ya kuunganisha majini na njia ya ugavi wa umwagiliaji kwa ajili ya uzalishaji wa mimea ni kwamba ufugaji wa maji pia hutoa virutubisho vya taka kupitia taka zilizoharibiwa na zisizofanywa zinazozalishwa kutoka kwa samaki (na wanyama wengine wa majini) kimetaboliki. Kwa hiyo, aquaculture pia kuzalisha taka virutubisho mito ambayo yanafaa kwa ajili ya, na kusaidia, kupanda uzalishaji kwa kuchangia mahitaji ya mimea virutubisho.

   Faida zinazozalishwa kwa kuunganisha majini na mifumo ya kawaida ya uzalishaji wa mimea duniani na majini zimefupishwa na Gooley na Gavine (2003) kama:

   1. Kuongezeka kwa uzalishaji wa kilimo na faida bila ongezeko lolote la matumizi ya maji (Chap 2).

   2. Mseto wa kilimo katika mazao ya thamani ya juu, ikiwa ni pamoja na aquaticspecies

   3. Matumizi tena ya rasilimali zilizoharibika kwenye shamba (k.m. kukamata na kutumia tena virutubisho na maji).

   4. Kupunguza athari wavu wa mazingira ya nusu kubwa na makali ya kilimo.

   5. Net faida za kiuchumi kwa kufuta mji mkuu wa mashamba na gharama za uendeshaji zilizopo (Chap. 18).

   Aquaponics imesemekana kuwa tolewa kutoka mazoea kiasi kale kilimo kuhusishwa na kuunganisha utamaduni wa samaki na uzalishaji wa mimea, hasa wale maendeleo ndani ya Kusini Mashariki mwa Asia, mafuriko mchele paddy kilimo mazingira na Amerika ya Kusini Chinampa, yaliyo kisiwa, mazoea ya kilimo ( Komives na Junge 2015). Katika hali halisi, kihistoria, samaki walikuwa mara chache kikamilifu aliongeza kwa mashamba mchele paddy mpaka karne ya kumi na tisa (Halwart na Gupta 2004) na walikuwa sasa katika msongamano mdogo sana ambayo bila kuchangia msaada wowote wa lishe kwa mimea. Chinampas walikuwa jadi kujengwa juu ya maziwa katika Mexico ambapo madini

   faida inaweza kuwa hutolewa kupitia eutrophic au nusu eutrophic sediments ziwa badala ya moja kwa moja kutoka yoyote iliyoundwa au kikamilifu jumuishi mfumo wa uzalishaji wa samaki (Morehart 2016; Baquedano 1993).

   Aquaponics ya kisasa ilianza Marekani katika miaka ya 1970 na iliunganishwa na taasisi kadhaa zenye nia ya mazoea endelevu zaidi ya kilimo. Kazi muhimu ya awali ilifanywa na watafiti kadhaa, lakini hatimaye, mrithi wa karibu aquaponics wote wa kisasa anafikiriwa kuwa kazi iliyofanywa na, na mifumo iliyozalishwa na, James Rakocy na timu yake katika Chuo Kikuu cha Visiwa vya Virgin (UVI) kuanzia mwanzoni mwa miaka ya 1980 (Lennard 2017).

   Aquaponics sasa inachukuliwa kuwa sekta mpya na inayojitokeza yenye sehemu husika katika muktadha mpana wa uzalishaji wa kilimo duniani na kuna tofauti kadhaa za teknolojia ya kuunganisha utamaduni wa samaki na utamaduni wa mimea ya majini ambayo kwa pamoja hufafanuliwa chini ya bendera ya aquaponics au jina ( Knaus na Palm 2017). Kwa hiyo, aquaponics inataka kuunganisha uzalishaji wa wanyama wa aquautamaduni na uzalishaji wa mimea ya hydroponic* kwa kutumia mbinu mbalimbali za kugawana rasilimali za maji na virutubisho kati ya vipengele vikuu vya uzalishaji ili kuzalisha samaki na bidhaa za mimea za kibiashara.

2. 5.2 Ufafanuzi wa Aquaponics

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

   Aquaponics inafaa katika ufafanuzi mpana wa mifumo jumuishi ya kilimo na aquaculture (IAAS). Hata hivyo, IAAS hutumia teknolojia nyingi za uzalishaji wa wanyama na mimea katika mazingira mengi, ambapo majini yanahusishwa zaidi na kuunganisha teknolojia za utamaduni wa samaki wa tank (k.m. recirculating mifumo ya majini; RAS) na teknolojia za utamaduni wa mimea ya majini au hydroponic ( Lennard 2017). Teknolojia za RAS zinatumika mbinu zilizohifadhiwa na za kawaida kwa utamaduni wa samaki katika mizinga na filtration iliyowekwa ili kudhibiti na kubadilisha kemia ya maji ili kuifanya kuwa yanafaa kwa samaki (yaani haraka na ufanisi imara taka za samaki kuondolewa, ufanisi, bacteriamediated kubadilika kwa taka ya samaki inayoweza sumu amonia kwa nitrate chini ya sumu na oksijeni matengenezo kupitia aeration kusaidiwa au moja kwa moja sindano oksijeni gesi) (Timmons et al. 2002). Teknolojia za utamaduni wa Hydroponiki na substrate hutumia mbinu zilizohifadhiwa na za kawaida za utamaduni wa mimea ya nchi kavu ndani ya mazingira ya majini (yaani mimea hupata upatikanaji wa virutubisho vinavyohitajika kwa ukuaji kupitia njia ya utoaji wa maji) (Resh 2013).

   Ushirika wa aquaponics na kiwango RAS aquaculture na hydroponics/substrate utamaduni ina maana kwamba aquaponics mara nyingi hufafanuliwa tu kama “... mchanganyiko wa uzalishaji wa samaki (aquaculture) na hydroponics ya kilimo cha udongo chini ya mzunguko wa maji pamoja au decoupled” (Knaus na Palm 2017). Ufafanuzi huu mpana unaweka msisitizo juu ya ushirikiano wa vifaa, vifaa au teknolojia na maeneo kidogo, ikiwa ipo, msisitizo juu ya mambo mengine yoyote ya njia.

   Kwa sababu aquaponics ni teknolojia mpya ya viwanda wadogo ambayo inatumika mbinu tofauti na mbinu, ufafanuzi uliotumika unaonekana pana sana. Baadhi kufafanua aquaponics ndani ya mazingira recirculating tu (Cerozi na Fitzsimmons 2017), baadhi makini na mbinu ambazo hazirudi maji kutoka mimea kwa samaki (Delaide et al. 2016) na wengine ni pamoja na wote recirculating na decoupled mbinu (Knaus na Palm 2017). Zaidi ya hayo, baadhi ya watafiti ni pamoja na matumizi ya maji machafu umwagiliaji kwa uzalishaji wa mazao ya udongo chini ya jina aquaponic (Palm et al. 2018). Kihistoria, aquaponics, kama kuvunjika kwa neno (aquaculture na hydroponics), ilifafanuliwa kama tu kuhusu uzalishaji wa maji na uzalishaji wa mimea ya hydroponic (Rakocy na Hargreaves 1993), hivyo majaribio ya sasa katika vyama na utamaduni wa udongo yanaonekana kutofautiana.

   

   Kielelezo 5.1 Uwakilishi wa mipango ya virutubisho inapita ndani ya mfumo wa aquaponic. Chakula cha samaki ni sehemu kuu ya kuingia kwa virutubisho. Samaki hula malisho, hutumia virutubisho wanavyohitaji, kutolewa wengine kama taka na taka hii ni kisha kugawanywa kati ya vijidudu, mimea na maji ya mfumo. (ilichukuliwa kutoka Lennard 2017)

   Wakati mifumo ya aquaponic kufanya kuunganisha teknolojia tank makao aquaculture na teknolojia hydroponic kupanda utamaduni, mifumo aquaponic kazi kwa kusambaza virutubisho kwa, na kugawa virutubisho kati ya, wenyeji uzalishaji (samaki na mimea) na wenyeji kwamba kufanya huduma kibiolojia na kemikali ambayo husaidia matokeo ya wakazi wa uzalishaji (microflora) (Mchoro 5.1) (Lennard 2017). Kwa hiyo, ni aquaponics zaidi mfumo kuhusishwa na ugavi madini, mienendo na partitioning badala ya moja yanayohusiana na teknolojia, vifaa au vifaa kutumika?

   Katika miongo iliyopita, ufafanuzi wa aquaponics umejumuisha mandhari sawa, na tofauti za hila. Ufafanuzi pana zaidi kwa ujumla umetolewa katika machapisho ya kisayansi ya Rakocy na timu yake ya UVI, kwa mfano:

   _Aquaponics ni utamaduni wa pamoja wa samaki na mimea katika mifumo ya kufungwa recirculating. _

   — Rakocy et al. (2004a, b)

   Ufafanuzi huu wa awali ulitokana na dhana kwamba moja ya kitanzi, mifumo ya recirculating kikamilifu, yenye sehemu ya recirculating ya maji na sehemu ya hydroponic, iliyowakilishwa mifumo yote ya aquaponic, ambayo kwa wakati huo, walifanya. Graber na Junge (2009) kupanua ufafanuzi, kutokana na mabadiliko na maendeleo katika mbinu, kama ifuatavyo:

   _Aquaponic ni aina maalum ya recirculating mifumo ya ufugaji wa maji (RAS), yaani polyculture yenye mizinga ya samaki (aquaculture) na mimea ambayo inalimwa katika mzunguko huo wa maji (hydroponic) . _

   — Graber na Junge (2009)

   Maendeleo ya hivi karibuni na mbinu zinaomba upya kwa mtazamo huu. Katika miaka ya hivi karibuni kuhama kwa lengo la aquaponics kuelekea mfumo wa uzalishaji unaokabiliana na wajibu wa kiikolojia na uendelevu wa kiuchumi umekuwapo. Kloas et al. (2015) na Suhl et al. (2016) walikuwa moja ya kwanza kushughulikia maanani haya ya kiuchumi:

   _ [...] kipekee na ubunifu mara mbili recirculating mfumo aquaponic ilitengenezwa kama sharti kwa ajili ya tija ya juu kulinganishwa na kitaalamu kusimama pekee samaki/vifaa kupanda. _

   — Suhl et al. (2016)

   Suala la ufafanuzi, au kufafanua “kile kinachoweza kuelezwa kama aquaponics”, imekuwa hatua ya majadiliano zaidi ya miaka iliyopita. Moja ya maeneo makuu ya maendeleo imekuwa ile ya mifumo ya maji ya kitanzi (au iliyokatwa) ambayo inalenga kutoa mbolea za ziada kwa mimea ili kuwafunua kwa mkusanyiko bora wa virutubisho (Goddek 2017). Hatupaswi kuwa na upinzani kati ya itikadi ya kikamilifu recirculating na multi-kitanzi mbinu aquaponic, wote kuwa na maeneo yao husika na maombi ndani ya mazingira sahihi ya viwanda na moja ya kawaida ya kuendesha gari nguvu ya wote lazima kuwa kwamba teknolojia, wakati akiwa madini na maji ufanisi, pia mahitaji ya kiuchumi ushindani kuanzisha yenyewe katika soko. Ili kuchukua nafasi ya mazoea ya kawaida, zaidi ya itikadi inahitaji kutolewa kwa wateja/watumiaji wenye uwezo - yaani uwezekano wa kiufundi na kiuchumi.

   Hub ya Aquaponics iliyofadhiliwa na gharama za Ulaya (GHARA FA1305 2017) inatumika ufafanuzi ”... mfumo wa uzalishaji wa viumbe wa majini na mimea ambapo wengi (\ > 50%) wa virutubisho vinavyoendeleza ukuaji bora wa mimea hutokana na taka inayotokana na kulisha viumbe vya majini", ambayo inaweka wazi mkazo katika kipengele madini kugawana ya teknolojia.

   Ni lazima pia alisema kuwa uwiano wa samaki kwa mimea unapaswa kubaki katika ngazi inayounga mkono matarajio ya msingi ya aquaponics; kwamba mimea hupandwa kwa kutumia taka za samaki. Mfumo ulio na samaki moja na hekta kadhaa za kilimo cha mimea ya hydroponic, kwa mfano, haipaswi kuchukuliwa kama aquaponics, kwa sababu tu samaki moja huchangia chochote kwa mahitaji ya virutubisho ya mimea. Tangu uwekaji wa bidhaa za aquaponic una jukumu muhimu zaidi katika uchaguzi wa watumiaji, tunataka kuhamasisha mjadala kwa upya aquaponics kulingana na maendeleo haya mengi ya teknolojia. Ingawa sisi kutetea kufunga mzunguko virutubisho kwa shahada ya juu iwezekanavyo katika mazingira ya njia bora vitendo, ufafanuzi uwezo lazima pia kuchukua maendeleo yote katika maanani.

   Kwa hiyo, ufafanuzi unapaswa kuwa na kiwango cha chini, mahitaji ya virutubisho vingi vinavyotokana na maji kwa mimea. Ufafanuzi mpya unaweza kuwakilishwa kama:

   Aquaponics uis/u hufafanuliwa kama jumuishi mbalimbali trophic, majini uzalishaji wa chakula uapproach/u inahusu uat angalau/u recirculating mfumo wa ufugaji wa maji (RAS) na kitengo kushikamana hydroponic, ambapo maji kwa ajili ya utamaduni ni pamoja katika baadhi Configuration kati ya vitengo viwili Unot chini ya 50% ya virutubisho zinazotolewa kwa mimea lazima samaki taka zilizopatikana/u.

   Ufafanuzi wa msingi wa madini ni wazi na yasiyo ya hukumu ya uchaguzi wa teknolojia iliyowekwa, au hata idadi ya kila sehemu (samaki na mimea), kwa muda mrefu kama utamaduni wa samaki na aina fulani ya majini (hydroponic au substrate utamaduni) teknolojia ya uzalishaji wa mimea hutumiwa. Hata hivyo, pia inalenga ufafanuzi juu ya mienendo ya madini na madini kugawana masuala ya mbinu kutumika na hivyo kuhakikisha, kwa angalau kiasi fulani, kwamba faida mara nyingi zinazohusiana na aquaponics (kuokoa maji, ufanisi madini, dari athari za mazingira, endelevu) ni sasa katika baadhi ya uwiano.

   Ufafanuzi wa chama cha virutubisho unaotumiwa kwa aquaponics utakuwa daima chanzo cha ugomvi zaidi kati ya wale wanaofanya. Hii ni mkono na ukweli kwamba jina aquaponics ni kutumika kwa safu kubwa ya teknolojia mbalimbali na motisha mbalimbali virutubisho ugavi na matokeo ya matumizi: kutoka miundo mfumo na mbinu kwamba kutarajia, kama si mahitaji, kwamba idadi kubwa ya virutubisho required kukua mimea kutokea kutoka taka za samaki (wakati mwingine, zaidi ya 90%; Lennard 2017) kwa miundo inayoshiriki vifaa vya virutubisho vya mimea kati ya taka za samaki na nyongeza kubwa zaidi za nje (kwa mfano takriban 50:50 taka ya samaki kwa nyongeza ya nje - kama wengi wa kisasa, Ulaya decoupled mfumo wa aquaponic miundo kufanya; GHARA FA1305 2017) kwa miundo hiyo inayoongeza samaki wachache sana kwamba hakuna ugavi wa virutubisho unaojulikana kutoka kwa taka za samaki kwenye mimea iko (Lennard 2017).

   Jina la aquaponics, hadi hivi karibuni (yaani miaka 3—5 iliyopita), limetumika ulimwenguni pote kwa miundo ya mfumo wa kuunganisha na kikamilifu ambayo hutafuta ugavi wa lishe inayohitajika kutoka kwa taka za samaki iwezekanavyo (Rakocy na Hargreaves 1993; Lennard 2017) (Kielelezo 5.2).

   

   Kielelezo 5.2 Mpango rahisi wa mtiririko wa maji kuu ndani ya mfumo wa pamoja wa aquaponic. Viwango vya virutubisho katika maji ya mchakato ni sawa kusambazwa katika mfumo mzima

   Hata hivyo, mbinu decoupled sasa kuwakilisha idadi ya mifumo ya utafiti au kutumika kibiashara, hasa katika Ulaya, na katika mazoezi ya sasa wala ugavi kupanda mahitaji ya madini kutoka taka samaki kwa kiwango sawa na mifumo kikamilifu recirculating kufanya (Lennard 2017; Goddek na Keesman 2018 ). Kwa mfano, Goddek na Keesman (2018) wanasema kwamba kwa mifano 3 ya miundo ya mfumo wa aquaponic ya sasa ya Ulaya, mahitaji ya kuongeza jamaa kwa virutubisho vya nje vya hidroponiki ni 40— 60% (NerBreen), 60% (Tilamur) na 38.1% (IGB Berlin). Kwa sababu miundo hii iliyopigwa ni msingi wa kuunganisha teknolojia za utamaduni wa RAS na hydroponic/substrate, zinaonekana kama asili ya aquaponic (Delaide et al. 2016) (Mchoro 5.3) (angalia Chap. 8).

   Ufafanuzi wa aquaponics sasa unapanuliwa zaidi ya madereva ya ufanisi wa mazingira, maji na virutubisho na optimization pia ni pamoja na madereva wa kiuchumi (Goddek na Körner 2019; Goddek na Keesman 2018; Goddek 2017; Kloas et al. 2015; Reyes Lastiri et al. 2016) ([Chap. 8] pled- aquaponics-systems.md)). Faida za mbinu hiyo ni kwamba matokeo mazuri ya kiuchumi kutoka teknolojia ya aquaponics ni muhimu kama sifa zake za kibaiolojia, kemikali, uhandisi, mazingira na endelevu na kwa hiyo, matokeo ya kiuchumi yanapaswa kuwa na jukumu ndani ya ufafanuzi wa jumla (Chap. 8).

   Faida nyingi mara nyingi huhusishwa na aquaponics, hasa katika suala la ufanisi wake wa matumizi ya maji, ufanisi wake wa matumizi ya virutubisho, asili yake endelevu, uwezo wake wa kuzalisha mazao mawili kutoka chanzo kimoja cha pembejeo (kulisha samaki) na athari zake za mazingira (Timmons, et al., 2002; Buzby na Lian-shin 2014; Wongkiew et al. 2017; Roosta na Hamidpour 2011; Suhl et al. 2016). Faida hizi ni mara kwa mara alinukuliwa na kutumiwa na waendeshaji wa biashara aquaponic na hutumiwa kama njia ya uuzaji na bei ya udhibiti wa bidhaa (samaki na mimea), na kwa hiyo, matumizi ya jina “aquaponics” moja kwa moja na mara moja washirika kwamba bidhaa zilizoandikwa kama vile zimezalishwa na mbinu ambazo zina au kutumia faida zilizoorodheshwa. Hata hivyo, hakuna kanuni rasmi ya sekta hiyo ambayo inataja kuwa matumizi ya neno (aquaponics) hutokea tu wakati faida zinaonekana na za sasa ndani ya teknolojia na mbinu zinazotumiwa. Ikiwa faida zilizo juu zinatolewa kwa aquaponics kama teknolojia, basi hakika teknolojia inapaswa kutoa faida zilizoagizwa, na kama teknolojia haitoi faida, basi neno halipaswi kutumiwa (Lennard 2017).

   

   Kielelezo 5.3 Mpango rahisi wa maji kuu inapita ndani ya mfumo wa aquaponic uliokatwa. viwango virutubisho katika kila sehemu inaweza kuwa tofauti kulengwa na mahitaji ya mtu binafsi sehemu

   Kwa sababu aquaponics inaweza kuelezwa ama katika suala la vifaa vyake vya ushirikiano kipengele (RAS na hydroponics), kugawana virutubisho au partitioning mali au uwezo wake wa kutoa faida muhimu, bado kuna wigo mpana wa maombi inawezekana ya jina kwa wengi tofauti ya kiufundi mbinu kwamba kutumia mbinu tofauti na mahitaji ya matokeo tofauti. Kwa hiyo, inaonekana kwamba ufafanuzi halisi wa aquaponics bado haujatatuliwa.

   Kwa hiyo inaonekana kwamba maswali muhimu sana bado yanajibiwa: ni nini aquaponics na jinsi inavyoelezwa?

   Hii ingeonyesha kwamba kipengele kimoja muhimu sana kwa sekta ya aquaponic kuzingatia ni maendeleo ya ufafanuzi wa kweli na uliokubaliana. Sekta pana ya aquaponics itaendelea kuwa kamili ya kutokubaliana ikiwa ufafanuzi haujakubaliana, na muhimu zaidi, watumiaji wa bidhaa zinazozalishwa ndani ya mifumo ya aquaponic watachanganyikiwa zaidi na zaidi kuhusu kile aquaponics kweli - hali ya mambo ambayo haitasaidia ukuaji na mageuzi ya sekta hiyo.

3. 5.3 Kanuni za jumla

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

   Ingawa ufafanuzi wa aquaponics haujatatuliwa kabisa, kuna baadhi ya kanuni za jumla zinazohusishwa na mbinu nyingi za aquaponic na teknolojia.

   Kutumia virutubisho vilivyoongezwa kwenye mfumo wa aquaponic kama optimalt na ufanisi iwezekanavyo ili kuzalisha bidhaa kuu mbili za biashara (yaani samaki na mimea ya mimea) ni kanuni muhimu na ya pamoja ya kwanza inayohusishwa na teknolojia (Rakocy na Hargreaves 1993; Delaide et al. 2016; Knaus na Palm 2017). Hakuna matumizi katika kuongeza virutubisho (ambayo ina gharama ya asili katika suala la fedha, muda na thamani) kwa mfumo wa kuangalia asilimia kubwa ya virutubisho hivyo ni kugawanywa katika taratibu, mahitaji au matokeo ambayo si moja kwa moja kuhusishwa na samaki na mimea zinazozalishwa, au maisha yoyote mpatanishi aina ambayo inaweza kusaidia kupata virutubisho na samaki na mimea (yaani microorganisms — bakteria, fungi, nk) (Lennard 2017). Kwa hiyo, labda kanuni muhimu zaidi inayohusishwa na aquaponics ni kutumia virutubisho vilivyotumika kwa ufanisi iwezekanavyo ili kufikia uzalishaji bora wa samaki na mimea.

   Hoja hiyo inaweza pia kutumika kwa mahitaji ya maji ya mfumo wa aquaponic katika swali; tena, maji aliongeza kwa mfumo lazima utumiwe hasa na samaki na mimea na kutumika kwa ufanisi iwezekanavyo na haruhusiwi kuvuja kwa michakato, fomu za maisha au matokeo ambayo si moja kwa moja kuhusishwa na samaki na uzalishaji wa mimea au inaweza kuathiri mazingira ya jirani (Lennard 2017).

   Kwa maneno halisi, matumizi mazuri ya virutubisho na maji husababisha kanuni kadhaa za kubuni ambazo zinatumika kwa njia ya aquaponic:

   1. Kanuni muhimu zaidi ya aquaponics ni kutumia taka zinazozalishwa na samaki kama chanzo cha virutubisho kwa mimea. Kwa kweli, hii ndiyo wazo lote la aquaponics na hivyo lazima iwe dereva wa kwanza kwa njia. Aquaponics ilitarajiwa kihistoria kama mfumo wa kukua mimea kwa kutumia taka za ufugaji wa samaki ili taka hizo za ufugaji wa maji zilikuwa na athari ndogo ya mazingira na zilionekana kama bidhaa nzuri na yenye faida, badala ya bidhaa taka yenye matatizo yenye gharama zinazohusiana ili kukidhi sheria za mazingira mahitaji (Rakocy na Hargreaves 1993; Upendo et al. 2015a, b).

   2. Mpangilio wa mfumo unapaswa kuhamasisha matumizi ya utunzaji wa samaki na teknolojia za kulima mimea ambazo hazitumii kwa asili au kwa uharibifu kutumia rasilimali za maji au virutubisho zilizoongezwa. Kwa mfano, vipengele vya kutunza samaki kulingana na kutumia mabwawa ya udongo vinavunjika moyo, kwa sababu bwawa la udongo lina uwezo wa kutumia na kufanya maji yasiyopatikana na rasilimali za virutubisho kwa samaki na mimea inayohusishwa, hivyo kupunguza ufanisi wa matumizi ya maji na virutubisho wa mfumo. Vile vile, mbinu za kulima mimea ya hydroponic hazipaswi kutumia vyombo vya habari vinavyotumia kiasi kikubwa cha virutubisho au maji na huwafanya kuwa hazipatikani kwa mimea (Lennard 2017).

   3. Mpangilio wa mfumo haupaswi kupoteza virutubisho au maji kupitia uzalishaji wa mito ya nje ya taka. Kimsingi, ikiwa maji na virutubisho vinaacha mfumo kupitia mkondo wa taka, basi maji hayo na virutubisho hivyo hayatumiwi kwa ajili ya uzalishaji wa samaki au mimea, na kwa hiyo, kwamba maji na virutubisho hivyo vinapotea, na mfumo haufanyi kazi kama iwezekanavyo. Aidha, uzalishaji wa mito ya taka unaweza kuwa na athari za mazingira. Ikiwa maji taka na virutubisho vinaacha mfumo wa aquaponic, vinatakiwa kutumika katika teknolojia mbadala za uzalishaji wa mimea ya nje kwa mfumo ili maji na virutubisho hazipotewi, huchangia uzalishaji wa jumla wa majani ya chakula au ya kuuzwa na haitoi uwezekano mkubwa wa athari za mazingira ( Tyson et al. 2011).

   4. Mfumo unapaswa kuundwa kwa kupunguza au kwa kweli, kupuuza kabisa, moja kwa moja athari za mazingira kutoka kwa maji au virutubisho. Lengo la kwanza la aquaponics ni kutumia taka zinazozalishwa na samaki kama chanzo cha virutubisho kwa mimea ili kupuuza kutolewa kwa virutubisho hivi moja kwa moja kwenye mazingira ya jirani ambapo wanaweza kusababisha athari (Tyson et al. 2011).

   5. Miundo ya mfumo wa Aquaponic inapaswa kujipa mikopo kwa kuwa iko ndani ya miundo na mazingira yaliyodhibitiwa (kwa mfano greenhouses, vyumba vya samaki). Hii inaruhusu uwezekano wa kufikia viwango bora vya uzalishaji wa samaki na mimea kutoka kwenye mfumo. Miundo mingi ya aquaponic ni ya juu kwa gharama za mtaji na gharama zinazoendelea za uzalishaji, na kwa hiyo, uwezo wa kuimarisha mfumo katika mazingira kamili huongeza uwezekano wa faida ambao unahalalisha kifedha mji mkuu wa juu na gharama za uzalishaji (Lennard 2017).

   Kanuni zilizotajwa hapo juu za kubuni zinahusiana moja kwa moja na seti ya kanuni za jumla ambazo mara nyingi, lakini si mara zote, zinatumika kwa mazingira ya uzalishaji wa aquaponic. Kanuni hizi za jumla zinahusiana na jinsi mfumo unavyofanya kazi na jinsi virutubisho vinavyogawanyika kati ya mfumo na wenyeji wake.

   Nguzo ya msingi ya aquaponics, katika mazingira ya virutubisho nguvu, ni kwamba samaki ni kulishwa samaki kulisha, samaki metabolise na kutumia virutubisho katika kulisha samaki, samaki kutolewa taka kulingana na vitu katika kulisha samaki hawana kutumia (ikiwa ni pamoja na mambo), kupata microflora wale taka metabolic samaki na matumizi kiasi kidogo cha wao, lakini kubadilisha wengine, na mimea kisha kupata na kuondoa wale microflora kubadilishwa, samaki metabolic taka kama vyanzo virutubisho na, kwa kiasi fulani, safi kati ya maji ya taka hizo na kukabiliana na mkusanyiko wowote kuhusishwa (Rakocy na Hargreaves 1993; Upendo et al. 2015a, b).

   Kwa sababu mifumo ya uzalishaji wa samaki duniani huondoa virutubisho wenyewe, aquaponics kwa ujumla hutumia kile kinachojulikana kama recirculating mfumo wa ufugaji wa samaki (RAS) kanuni kwa sehemu ya uzalishaji wa samaki (Rakocy na Hargreaves 1993; Timmons et al. 2002). Samaki huwekwa katika mizinga ya vifaa ambavyo haviondoi virutubisho kutoka kwa maji (plastiki, fibreglass, saruji, nk), maji huchujwa kutibu au kuondoa bidhaa za taka za samaki (yabisi na gesi zilizovunjwa za amonia) na maji (na virutubisho vinavyohusishwa) huelekezwa kwenye mmea culturing sehemu ambapo mimea kutumia taka samaki kama sehemu ya rasilimali zao madini (Timmons et al. 2002). Kwa ajili ya samaki, vipengele vya kilimo vya mimea vinavyotokana na ardhi hazitumiwi kwa sababu udongo unaohusika huondoa virutubisho na huenda sio lazima uwafanye kikamilifu kwa mimea. Aidha, mbinu za kulima mimea ya hydroponic hazitumii udongo na ni safi kuliko mifumo ya udongo na kuruhusu udhibiti wa kutosha wa mchanganyiko wa microorganism uliopo.

   Mimea iliyopandwa katika hydroponics ya kawaida inahitaji kuongeza ya kile kinachojulikana kama mbolea za madini: virutubisho ambavyo viko katika fomu zao za msingi, ionic (kwa mfano nitrate, phosphate, potasiamu, kalsiamu, nk kama ions) (Resh 2013). Kinyume chake, recirculating mifumo ya aquaculture lazima kuomba mara kwa mara (kila siku) kubadilishana maji kudhibiti mkusanyiko wa metabolites taka samaki (Timmons et al. 2002). Aquaponics inataka kuchanganya makampuni mawili tofauti ili kuzalisha matokeo ambayo inafanikisha bora ya teknolojia mbili huku ikipuuza mbaya zaidi (Goddek et al. 2015).

   Mimea inahitaji Suite ya mambo macro na micro kwa ukuaji bora na ufanisi. Katika aquaponics, wengi wa virutubisho hivi hutoka kwenye taka za samaki (Rakocy na Hargreaves 1993; Lennard 2017; GHARAMA FA1305 2017). Hata hivyo, milisho ya samaki (chanzo kikubwa cha virutubisho vya mfumo wa aquaponic) hauna virutubisho vyote vinavyohitajika kwa ukuaji wa mimea bora, na kwa hiyo, lishe ya nje, kwa extents tofauti, inahitajika.

   Kiwango cha hydroponiki na utamaduni wa substrate huongeza virutubisho kwa maji katika fomu ambazo zinapandwa moja kwa moja (yaani ionic, aina za isokaboni zinazozalishwa kupitia nyongeza za aina za chumvi zilizoundwa) (Resh 2013). Sehemu ya taka zilizotolewa na samaki ziko katika aina ambazo zinapandwa moja kwa moja (k.m. amonia) lakini zinaweza kuwa sumu kwa samaki (Timmons et al. 2002). Hizi kufutwa, ionic taka metabolites samaki, kama amonia, ni kubadilishwa na aina ubiquitous bakteria kuchukua nafasi ya ions hidrojeni na ions oksijeni, bidhaa kutoka amonia kuwa nitrati, ambayo ni mbali chini ya sumu kwa samaki na preferred nitrojeni chanzo kwa mimea (Lennard 2017). Virutubisho vingine vinavyofaa kupanda matumizi yanafungwa katika sehemu imara ya taka ya samaki kama misombo ya kikaboni na huhitaji matibabu zaidi kupitia mwingiliano wa microbial ili kutoa virutubisho vinavyopatikana kupanda matumizi (Goddek et al. 2015). Kwa hiyo, mifumo ya aquaponic inahitaji sura ya microflora kuwapo ili kufanya mabadiliko haya.

   ufunguo wa optimized aquaponic ushirikiano ni kuamua uwiano kati ya samaki taka pato (kama moja kwa moja kusukumwa na kuongeza samaki kulisha) na kupanda madini utilisation (Rakocy na Hargreaves 1993; Lennard na Leonard 2006; Goddek et al. 2015). Sheria mbalimbali za kidole na mifano zimeandaliwa katika jaribio la kufafanua usawa huu. Rakocy et al. (2006) alianzisha mbinu inayolingana na mahitaji ya eneo la kupanda kwa mimea na pembejeo ya kila siku ya kulisha samaki na kuiita “The Aquaponic Feeding Rate Rative”. Uwiano wa kiwango cha kulisha huwekwa kati ya gramu 60 na 100 za chakula cha samaki kilichoongezwa kwa siku, kwa kila mita ya mraba ya eneo la kupanda mimea (60—100 g/msup2/sup/siku). Uwiano huu wa kiwango cha kulisha ulianzishwa kwa kutumia Tilapia spp. samaki kula kiwango, 32% protini kibiashara chakula (Rakocy na Hargreaves 1993). Aidha, mfumo wa aquaponic uwiano huu ni hasa kwa (inayojulikana kama Chuo Kikuu cha Visiwa vya Virgin Aquaponic System — UVI System) haitumii imara samaki taka sehemu, ni juu-hutolewa na nitrojeni na inahitaji katika mfumo, passiv de-nitrification kudhibiti nitrojeni kiwango cha mkusanyiko ( Lennard 2017). Wengine wameamua uwiano mbadala kulingana na mchanganyiko tofauti wa samaki na mimea, kupimwa katika hali tofauti maalum (kwa mfano Endut et al. 2010 - 15—42 g/msup2/sup/siku kwa samaki wa Afrika, Clarias gariepinus na mimea ya mchicha wa maji, Ipomoea aquatica).

   Uwiano wa kiwango cha kulisha UVI ulianzishwa na Rakocy na timu yake kama mbinu ya takriban; kwa hiyo kwa nini imeelezwa kama aina mbalimbali (Rakocy na Hargreaves 1993). Uwiano wa UVI unajaribu kuzingatia ukweli kwamba mimea tofauti inahitaji kiasi tofauti cha virutubisho na kwa hiyo mbinu ya “generic” ya kubuni ya aquaponic ni matarajio magumu. Lennard (2017) ina maendeleo mbinu mbadala ambayo inataka mechi moja kwa moja ya mtu binafsi taka viwango vya uzalishaji wa samaki taka madini (kulingana na kulisha samaki utilised na uongofu samaki na matumizi ya kulisha kwamba) na viwango maalum kupanda madini matumizi ili exacting samaki kupanda uwiano vinavyolingana kwa yoyote samaki au mimea aina waliochaguliwa inaweza kuwa barabara na waliendelea katika mfumo wa aquaponic design. Analingana na mbinu hii ya kubuni na mbinu maalum ya usimamizi ambayo pia hutumia virutubisho vyote vinavyopatikana ndani ya sehemu ya taka ya samaki imara (kupitia remineralisation aerobic ya taka imara ya samaki) na inaongeza tu virutubisho vinavyotakiwa na aina ya mimea iliyochaguliwa kwa ajili ya utamaduni ambayo haipo sehemu za uzalishaji wa taka za samaki. Kwa hiyo, hii kwa kiasi kikubwa hupunguza kuhusishwa kiwango cha kulisha uwiano (kwa mfano chini ya 11 g/msup2/sup/siku kwa baadhi ya aina ya majani ya kijani kama sawa UVI) na inaruhusu aina yoyote ya samaki kuwa hasa na hasa kuendana na aina yoyote ya mimea waliochaguliwa (Lennard 2017). Vile vile, Goddek et al. (2016) wamependekeza mifano ambayo inaruhusu samaki zaidi ya kuvutia kupanda uamuzi wa uwiano wa sehemu kwa mifumo ya aquaponic iliyokatwa.

   Kanuni za jumla za matumizi bora ya virutubisho, matumizi ya maji ya chini na yenye ufanisi, athari ya chini au iliyopuuzwa ya mazingira, uwezo wa kuwa iko mbali na rasilimali za udongo za jadi na uendelevu wa matumizi ya rasilimali ni kanuni za jumla zinazotumika kwa kubuni mfumo wa aquaponic na usanidi na unaoendelea maombi lazima moyo ndani ya shamba na viwanda.

4. 5.4 Vyanzo vya Maji

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

   Maji ni kati muhimu inayotumiwa katika mifumo ya aquaponic kwa sababu inashirikiwa kati ya vipengele viwili vikuu vya mfumo (vipengele vya samaki na mimea), ni carrier mkubwa wa rasilimali za virutubisho ndani ya mfumo na huweka mazingira ya kemikali ya jumla samaki na mimea hupandwa ndani. Kwa hiyo, ni kiungo muhimu ambacho kinaweza kuwa na ushawishi mkubwa juu ya mfumo.

   Katika mfumo wa aquaponic, mazingira ya mazingira ya maji, chanzo cha maji na kile ambacho maji ya chanzo huwa na kemikali, kimwili na kibiolojia ni ushawishi mkubwa juu ya mfumo kwa sababu huweka msingi wa kile kinachohitajika kuongezwa kwenye mfumo kwa pembejeo mbalimbali za mfumo. Hizi pembejeo, kwa upande wake, athari na kuweka mazingira ambayo samaki na mimea ni cultured ndani. Kwa mfano, baadhi ya pembejeo kubwa katika suala la virutubisho na mfumo wowote aquaponic ni pamoja na, lakini si mdogo kwa, kulisha samaki (msingi madini rasilimali kwa ajili ya mfumo), Vizuizi kutumika (ambayo kusaidia kudhibiti na kuweka maadili pH kuhusishwa na wote samaki na kupanda vipengele) na yoyote ya nje nyongeza ya virutubisho au nyongeza zinazohitajika ili kukidhi mahitaji ya virutubisho ya samaki na mimea (Lennard 2017).

   Chakula cha samaki kimetengenezwa kutoa lishe inayohitajika kwa ukuaji wa samaki na afya na kwa hiyo huwa na mchanganyiko wa virutubisho na kiasi hasa ili kuwasaidia samaki kuwa cultured (Timmons et al. 2002; Rakocy et al. 2006). Mimea, kwa upande mwingine, ina mahitaji tofauti ya virutubisho kwa samaki, na samaki hupatia mara chache, ikiwa milele, kukidhi mahitaji ya virutubisho ya mimea (Rakocy et al. 2006). Kwa sababu hii, mifumo ya aquaponic kwamba utamaduni samaki na mimea tu kwa kutumia samaki feed-inayotokana rasilimali virutubisho inaweza ufanisi na optimalt kuzalisha samaki, lakini mara chache kufanya hivyo kwa ajili ya mimea. Miundo bora ya mfumo wa aquaponic inatambua kwamba matokeo ya mwisho ni kuzalisha samaki na mimea kwa viwango vya ukuaji bora na vyema na kwa hiyo, pia kutambua kwamba aina fulani ya lishe ya ziada inahitajika ili kukidhi mahitaji ya jumla ya virutubisho (Rakocy et al. 2006; Suhl et al. 2016).

   Classical, kikamilifu recirculating mifumo aquaponic ujumla kutegemea milisho ya samaki (baada ya samaki zinazotumiwa kwamba kulisha, metabolized yake na kutumia virutubisho ndani yake) kama chanzo kikubwa madini kwa ajili ya mimea na kuongeza virutubisho yoyote kukosa required na mimea kupitia aina fulani ya utawala buffering ( Rakocy et al. 2006) au kupitia nyongeza ya ziada ya virutubisho (kwa mfano kuongeza aina chelated virutubisho moja kwa moja kwa maji utamaduni au kwa kuongeza virutubisho kupitia dawa ya kupuliza majani) (Roosta na Hamidpour 2011).

   Mfano bora wa mbinu hii ya kufufua aquaponic ni mfumo wa UVI (Chuo Kikuu cha Visiwa vya Virgin) uliotengenezwa na Dk James Rakocy na timu yake ya UVI (Rakocy na Hargreaves 1993; Rakocy et al. 2006). Muundo wa UVI unaongeza virutubisho kwa samaki na utamaduni wa mimea kupitia nyongeza za kulisha samaki. Hata hivyo, milisho ya samaki haina kalsiamu ya kutosha (casup+/sup) na potasiamu (ksup+/sup) kwa utamaduni bora wa mimea. Bacteria-mediated uongofu wa samaki taka amonia kwa nitrati husababisha mfumo mzima uzalishaji wa ions hidrojeni ndani ya safu ya maji, na kuenea kwa ions hizi hidrojeni husababisha kuanguka mara kwa mara katika mfumo wa maji pH kuelekea asidi. Utawala wa buffering ulioajiriwa unaongeza kalsiamu na potasiamu kukosa kwa kuongeza chumvi za msingi (mara nyingi chumvi kulingana na carbonate, bicarbonate au ions hydroxyl vilivyooanishwa na kalsiamu au potasiamu) kwenye mfumo ambao husaidia kudhibiti mfumo wa maji pH katika ngazi ambayo hukutana na mahitaji ya pamoja ya mazingira ya pH samaki na mimea, wakati kutoa kalsiamu ya ziada na potasiamu mimea inahitaji (Rakocy et al. 2006). Aidha, mfumo wa UVI unaongeza virutubisho vingine vikubwa kwa ukuaji wa mimea ambayo haipatikani katika milisho ya samaki ya kawaida, chuma (Fe), kupitia nyongeza za chelate za kawaida na za kudhibitiwa. Kwa hiyo, potasiamu, kalsiamu na chuma mimea zinahitaji ambazo hazipatikani katika malisho ya samaki zinapatikana kupitia njia hizi mbili za ziada za ugavi wa virutubisho (Rakocy et al. 2006).

   Decoupled aquaponic miundo kupitisha mbinu ya utamaduni samaki na mimea kwa njia ambapo maji hutumiwa na samaki na virutubisho taka samaki ni hutolewa kwa mimea, bila recirculation ya maji nyuma ya samaki (Karimanzira et al. 2016). Miundo iliyopigwa kwa hiyo inaruhusu kubadilika zaidi katika customizing kemia ya maji, baada ya matumizi ya samaki, kwa ajili ya uzalishaji bora wa mimea kwa sababu nyongeza ya virutubisho haipo katika kulisha samaki (na taka ya samaki) inaweza kupatikana bila wasiwasi wa maji kurudi samaki (Goddek et al. 2016). Hii ina maana miundo decoupled uwezekano anaweza kuomba zaidi exacting mchanganyiko madini na uwezo wa maji utamaduni, baada ya matumizi ya samaki, kwa ajili ya utamaduni kupanda, na hii inaweza kupatikana kwa zaidi exacting na makali virutubisho nyongeza.

   Katika hali zote mbili (recirculating na decoupled miundo aquaponic mfumo), uelewa wa ubora wa kemikali ya maji chanzo ni muhimu ili karibu na viwango bora ya virutubisho kwa mimea inaweza kupatikana. Ikiwa, kwa mfano, maji ya chanzo yana kalsiamu (kesi mara nyingi huonekana wakati rasilimali za maji ya ardhi zinatumiwa), hii itaathiri na kubadilisha utawala wa buffering unaotumiwa kwa recirculating miundo ya aquaponic na kiwango cha nyongeza ya virutubisho kutumika kwa kubuni iliyopigwa kwa sababu kalsiamu iliyopo chanzo maji kukabiliana nyongeza yoyote required inahitajika kwa ajili ya mahitaji ya kupanda calcium (Lennard 2017). Au, kama maji chanzo ina muinuko sodium (Nasup+/Sup) viwango (tena, mara nyingi kuonekana na rasilimali maji ya ardhi na mimea madini wala kutumia na ambayo inaweza kujilimbikiza katika mfumo wa maji), ni muhimu kujua ni kiasi gani ni sasa hivyo mbinu za usimamizi inaweza kutumika ili kuepuka kupanda uwezo sumu ya virutubisho (Rakocy et al. 2006). Hali ya kemikali ya maji ya chanzo, kwa hiyo, ni muhimu kwa afya na usimamizi wa jumla wa mfumo wa aquaponic.

   Hatimaye, kwa sababu chanzo maji kemia inaweza kuathiri aquaponic mfumo wa madini usimamizi na kwa sababu waendeshaji aquaponic kama kuwa na uwezo wa kuendesha maji aquaponic na kemia madini kwa kiwango cha juu, chanzo cha maji na kidogo, kama ipo, kuhusishwa kemia maji ni yenye kuhitajika (Lennard 2017). Kwa maana hii, maji ya mvua au maji yaliyotibiwa kwa ajili ya kuondolewa kwa kemikali (k.m. reverse osmosis) ni maji bora ya chanzo kwa aquaponics katika mazingira ya kemia ya maji (Rakocy et al. 2004a, b; Lennard 2017). Maji ya ardhini yanafaa pia, lakini yanapaswa kuhakikisha kuwa hayana kemikali au chumvi katika viwango ambavyo ni vya juu sana kuwa vitendo (k.mf. viwango vya juu vya magnesiamu au chuma) au vyenye aina za kemikali ambazo hazitumiwi na samaki au mimea (k.mf. viwango vya juu vya sodiamu) (Lennard 2017). Maji ya mto yanaweza pia kufaa kama maji ya chanzo cha maji, lakini kama vyanzo vingine vya maji, vinapaswa kupimwa kwa uwepo wa kemikali na viwango. Vyanzo vya maji vya mji (yaani maji yaliyotengenezwa na hutolewa kwa madhumuni ya ndani na ya matumizi) hutumiwa kwa upana katika aquaponics (Upendo et al. 2015a, b) na pia hukubalika ikiwa yana virutubisho vinavyokubalika, chumvi au viwango vya kemikali. Katika kesi ya rasilimali za maji zinazotolewa na manispaa ya mji, ni lazima ieleweke kwamba vifaa vingi vina aina fulani ya sterilization inayotumika ili kufanya maji ya kunywa kwa wanadamu. Ikiwa chanzo hiki cha maji kinatumiwa kwa ajili ya aquaponiki, basi ni muhimu kuhakikisha kwamba kemikali yoyote ambayo inaweza kutumika ili kufikia sterilization (klorini, kloriamu, nk) hazipo katika viwango vinavyoweza kuharibu samaki, mimea au microorganisms ndani ya mfumo wa aquaponic (Lennard 2017).

   Kemia inayohusishwa na maji ya chanzo sio sababu pekee inayohitaji kuzingatiwa wakati wa kusambaza maji ya chanzo kwa matumizi ya aquaponic. Maji mengi ya asili yanaweza pia kuwa na microbial na microorganisms nyingine ambazo zinaweza kuathiri afya ya jumla ya mazingira ya mfumo wa aquaponic au kutoa hatari inayojulikana ya afya ya binadamu. Maji ya mvua mara chache huwa na vijidudu wenyewe; hata hivyo, vyombo au mizinga maji ya mvua yanaweza kuhifadhiwa ndani yaweza kuwa na au kuruhusu uenezi wa microbial. Maji ya ardhi kwa kawaida ni mazuri kulingana na uwepo wa microbial lakini pia yanaweza kuwa na mizigo ya juu ya microbial, hasa ikiwa imetokana na maeneo yanayohusiana na kilimo cha wanyama au matibabu ya taka ya binadamu. Maji ya mto yanaweza pia kuwa na mizigo ya juu ya microbial kutokana na kilimo au outflows ya matibabu ya taka ya binadamu na tena inapaswa kuchunguzwa kupitia uchambuzi wa kina wa microbial (Lennard 2017).

   Kwa sababu asili ya kemikali na microbial ya maji chanzo kutumika katika mifumo ya aquaponic inaweza kuwa na athari uwezo juu ya kemia ya maji ya mfumo na mikrobiolojia, inashauriwa kwamba chanzo chochote cha maji kilichotumika kihifadhiwe na kutibiwa kwa kuondolewa kwa kemikali (k.m. reverse osmosis, kunereka, nk) kabla ya kutumiwa katika mfumo wa aquaponic (Lennard 2017). Ikiwa sterilization inatumiwa ulimwenguni pote, nafasi ya kuanzisha viumbe vingine vya kigeni na visivyohitajika kwenye mfumo hupungua kwa kiasi kikubwa. Ikiwa matibabu ya maji na filtration yatatumika, kemikali yoyote, chumvi, virutubisho visivyohitajika, dawa za kuulia wadudu, n.k. zitaondolewa na kwa hiyo haziwezi kuchangia vibaya mfumo.

   Chanzo cha maji safi, bila ya microbes, chumvi, virutubisho na kemikali nyingine inaruhusu operator wa aquaponic kuendesha mfumo wa maji kuwa na mchanganyiko wa virutubisho na nguvu ambazo zinahitaji bila hofu kwamba mvuto wowote wa nje unaweza kuathiri utendaji wa mfumo au afya na nguvu ya samaki na mimea na ni mahitaji muhimu kwa ajili ya operesheni yoyote ya kibiashara aquaponic.

5. 5.5 Mahitaji ya Ubora wa Maji

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

   Aquaponics inawakilisha jitihada za kudhibiti ubora wa maji ili aina zote za maisha ya sasa (samaki, mimea na vijidudu) zifanywe karibu na mazingira bora ya kemia ya maji iwezekanavyo (Goddek et al. 2015). Ikiwa kemia ya maji inaweza kuendana na mahitaji ya seti hizi tatu za aina muhimu za maisha, ufanisi na optimization ya ukuaji na afya ya wote inaweza kutarajiwa (Lennard 2017).

   Optimization ni muhimu kwa uzalishaji wa maji ya kibiashara kwa sababu ni kwa njia ya optimization kwamba mafanikio ya kibiashara (yaani faida ya kifedha) yanaweza kutambuliwa. Kwa hiyo, kemia ya maji na mahitaji ya ubora wa maji ndani ya mfumo wa aquaponic ni muhimu kwa mafanikio ya mwisho ya kibiashara na kiuchumi ya biashara (Goddek et al. 2015).

   Kwa sasa kuna kutokubaliana ndani ya sekta pana ya aquaponic na jamii katika suala la kile kinachowakilisha ubora mzuri au unaokubalika wa maji ndani ya mifumo ya maji ya maji. Inaonekana kwamba ni kukubalika kwa ujumla kwamba mahitaji ya kemia ya maji ya asili ya maisha ya mtu binafsi huunda subsets (samaki, mimea na microbes) yanakubaliwa kwa upana (Rakocy na Hargreaves 1993; Rakocy et al. 2006; Goddek et al. 2015; Delaide et al. 2016; Lennard 2017). Hata hivyo, uwepo wa mbinu mbalimbali, mbinu na uchaguzi wa teknolojia ambayo huitwa aquaponics na historia au historia ya teknolojia zinazohusishwa, za kusimama pekee za mifumo ya kurejesha maji ya maji (RAS) na utamaduni wa mimea ya hydroponic (ikiwa ni pamoja na utamaduni wa substrate) inaonekana kusababisha kutoelewana kati ya waendeshaji, wanasayansi na wabunifu. Kwa mfano, kuchukua moja tu parameter maji kemia katika maanani, pH, wengine wanasema kuwa mahitaji ya pH ya mimea hydroponically cultured ni tofauti sana na mahitaji ya pH ya RAS-cultured aina ya samaki maji safi (Suhl et al. 2016). Sekta ya hydroponic kwa ujumla inatumika mipangilio ya pH kati ya 4.5 na 6.0 kwa utamaduni wa mimea ya maji (Resh 2013), ambapo sekta ya RAS inatumika mipangilio ya pH kati ya 7.0 na 8.0 (Timmons et al. 2002) ili kukidhi mahitaji ya samaki na vijidudu vilivyopo (vinavyofanya muhimu mabadiliko ya metabolites ya taka ya samaki yenye sumu kwa aina ndogo za sumu). Hoja, kwa hiyo, ni kwamba yoyote pH kuweka uhakika ni maelewano kati ya mahitaji ya mimea, samaki na microbes na kwamba kwa hiyo pH mojawapo kwa aina zote za maisha si kufikiwa ambayo inaongoza kwa uzalishaji suboptimal kupanda (Suhl et al. 2016). Wengine wanasema, hata hivyo, kwamba uchunguzi wa karibu wa matatizo ya mienendo ya virutubisho ya matumizi ya virutubisho ya mimea inaweza kuelezea maoni tofauti (Lennard 2017).

   Mifumo ya hydroponic (na substrate utamaduni) hulisha virutubisho kwa mimea katika fomu zao za msingi, ionic kwa kuongeza chumvi za virutubisho kwenye maji ambayo hutenganisha kutolewa ions zilizopo za virutubisho (Resh 2013). Utafiti umeonyesha kuwa aina hizi za virutubisho za ionic zipo katika dirisha la upatikanaji wa mmea, kulingana na mfumo wa kutosha wa maji pH. Kwa hiyo, katika mazingira ya kiwango cha hydroponic, na hakuna flora ya sasa ya microbial (yaani sterilized — kama mifumo mingi ya hydroponic ipo), ni muhimu kuweka pH ya maji ya mfumo kwa kiwango kinachofanya mchanganyiko wa virutubisho vya ioniki mmea unahitaji iwezekanavyo iwezekanavyo (Resh 2013). Ndani ya mfumo wowote wa hydroponic, hii ni maelewano yenyewe, kwa sababu kama chati yoyote ya upatikanaji wa virutubisho inavyoonyesha (angalia Mchoro 5.4), aina tofauti za virutubisho za ionic zinapatikana zaidi katika phs tofauti (Resh 2013). Ni chama hiki cha upatikanaji wa virutubisho cha ionic ambacho sekta ya hydroponic hutumia kama primer yake kwa pointi za kuweka pH na anaelezea kwa nini pH inayohitajika ya uendeshaji wa pH ni mahali fulani kati ya 4.5 na 6.0 (mazingira ya asidi) katika mifumo ya utamaduni wa hydroponic na substrate iliyoboreshwa.

   Vinginevyo, RAS inatumika hatua ya kuweka maji ya pH kulingana na kile ambacho ni asili kwa samaki kuwa cultured na microbes kutibu na kugeuza bidhaa za taka za samaki

   

   mtini. 5.4 Mfano wa kiwango pH mediated, virutubisho upatikanaji chati kwa ajili ya mimea aquatically cultured. Mstari mwembamba unawakilisha pH ya kawaida ya uendeshaji kwa mfumo wa hydroponic; mstari wa bluu ambao kwa mfumo wa aquaponic

   (Timmons et al. 2002; Goddek et al. 2015; Suhl et al. 2016). Katika mazingira asilia ya maji safi, aina nyingi za samaki zinahitaji pH ya mazingira (yaani maji pH) ambayo inalingana kwa karibu na pH ya ndani ya samaki, ambayo mara nyingi iko karibu na pH ya 7.4 (Lennard 2017). Aidha, microbes kubwa zinazohusiana na kufutwa metabolite mabadiliko katika utamaduni RAS (bakteria nitrification ya aina kadhaa) pia zinahitaji pH karibu 7.5 kwa mojawapo amonia mabadiliko nitrate (Goddek et al. 2015; Suhl et al. 2016). Kwa hiyo, waendeshaji wa RAS hutumia hatua ya kuweka pH ya takriban 7.5 kwa utamaduni wa samaki wa maji safi ya RAS.

   Kuna tofauti ya wazi kati ya pH ya 5.5 (wastani wa utamaduni wa kawaida, sterilized, hydroponic kupanda) na pH ya 7.5 (kiwango cha wastani cha utamaduni wa samaki wa RAS). Kwa hiyo, inasemekana kwa upana kwamba pH inawakilisha moja ya maafikiano makubwa ya ubora wa maji yaliyopo katika sayansi ya maji (Goddek et al. 2015; Suhl et al. 2016). Watetezi wa miundo decoupled aquaponic mara nyingi wanasema tofauti hii katika mahitaji optimum pH kama hoja kwa decoupled kubuni mbinu, na kusema kuwa miundo kikamilifu recirculating lazima kupata pH maelewano wakati miundo decoupled na anasa ya kutumia maji tofauti pH kuweka pointi kwa samaki na kupanda vipengele (Suhl et al. 2016; Goddek et al. 2016). Hata hivyo, nini hoja hii inapuuza ni kwamba mifumo ya aquaponic, kinyume na mifumo ya hydroponic, sio mbolea na hutumia mbinu za majini za kiikolojia zinazohamasisha idadi tofauti ya microflora kuwapo ndani ya mfumo wa aquaponic (Eck 2017; Lennard 2017). Hii inasababisha aina mbalimbali za microbes zilizopo, nyingi ambazo huunda vyama vingi na ngumu na mimea, hasa mizizi ya mimea, ndani ya mfumo wa aquaponic (Lennard 2017). Inajulikana na imara katika fiziolojia ya mimea kwamba microbes nyingi, zinazohusishwa na kati ya udongo na tumbo, hushirikiana kwa karibu na mizizi ya mimea na kwamba wengi wa microbes hizi husaidia mimea kupata na kutumia virutubisho muhimu (Vimal et al. 2017). Pia inajulikana kuwa baadhi ya vijidudu hivi huzalisha molekuli za kikaboni ambazo husaidia zaidi ukuaji wa mimea, kusaidia maendeleo ya kinga ya mimea na kusaidia kuunganisha mimea (hasa mizizi) vimelea (Vimal et al. 2017; Srivastava et al. 2017). Kwa asili, microbes hizi husaidia mimea kwa njia nyingi ambazo hazipo tu katika mazingira yaliyoboreshwa yanayotumika katika utamaduni wa kawaida wa hydroponic.

   Kwa vijidudu hivi mbalimbali vilivyopo, mimea hupata upatikanaji wa virutubisho kwa njia nyingi ambazo haziwezekani katika mifumo inayotegemea mazingira ya pH ya majini pekee ili kuwezesha upatikanaji wa virutubisho wa mimea (k.m. kiwango cha hydroponiki na utamaduni wa substrate). Wengi wa vijidudu hivi hufanya kazi kwa viwango vya pH pana, kama vile vijidudu vingine vya udongo, kama vile bakteria ya nitrification (pH ya 6.5—8.0, Timmons et al. 2002). Kwa hiyo, pamoja na microbes hizi zilizopo katika mifumo ya aquaponic, hatua ya kuweka pH inaweza kuinuliwa juu ya kile ambacho kawaida hutumiwa katika mbinu za utamaduni wa hydroponic au substrate (yaani pH ya 4.5—6.0) wakati ukuaji wa mimea wa juu na ufanisi bado upo (Lennard 2017). Hii inathibitishwa katika kazi ya watafiti kadhaa wa aquaponic ambao wameonyesha viwango vya ukuaji wa mimea bora katika aquaponics kuliko katika hydroponics ya kawaida (Nichols na Lennard 2010).

   Mahitaji mengine ya ubora wa maji katika mifumo ya aquaponic yanahusiana na vigezo vya kimwili/kemikali na zaidi hasa, vigezo vya mahitaji ya virutubisho vya kupanda. Kwa upande wa mahitaji ya kimwili/kemikali, mimea, samaki na microbes hushiriki kawaida nyingi. Oxyjeni kufutwa (DO) ni muhimu kwa samaki, mizizi ya mimea na microflora na lazima iimarishwe katika mifumo ya aquaponic (Rakocy na Hargreaves 1993; Rakocy et al. 2006). Mizizi ya mimea na microflora kwa ujumla huhitaji viwango vya chini vya DO kuliko samaki wengi; mizizi ya mimea na microbes inaweza kuishi na DO chini ya 3 mg/L (Goto et al. 1996), ambapo samaki wengi huhitaji juu ya 5 mg/L (Timmons et al. 2002). Kwa hiyo, ikiwa mkusanyiko wa DO ndani ya mfumo wa aquaponic umewekwa na kuhifadhiwa kwa mahitaji ya samaki, mahitaji ya mimea na microbe pia yanakabiliwa (Lennard 2017). Aina tofauti za samaki zinahitaji viwango tofauti vya DO: samaki wa maji ya joto (kwa mfano Tilapia spp., barramundi) kwa ujumla wanaweza kuvumilia viwango vya chini vya DO kuliko aina ya samaki ya maji baridi (kwa mfano salmonidi kama trout ya upinde wa mvua na char ya arctic); kwa sababu mahitaji ya samaki DO ni karibu kila mara kubwa kuliko mmea mizizi na mahitaji microfloral, DO lazima kuweka kwa ajili ya aina maalum ya samaki kuwa cultured (Lennard 2017).

   Viwango vya maji-carbon dioxide (COsub2/sub), kama kwamba kwa DO, kwa ujumla huwekwa na samaki kwa sababu mizizi ya mimea na microbes inaweza kuvumilia viwango vya juu kuliko samaki. Viwango vya dioksidi ya kaboni ni muhimu kwa afya bora na ukuaji wa samaki na mara nyingi hupuuzwa katika miundo ya aquaponic. Vigezo na kuweka pointi kwa COSU2/viwango Sub lazima sawa na kwa aina hiyo ya samaki cultured katika samaki-tu, mifumo RAS na kwa ujumla, lazima kuwekwa chini ya 20 mg/L (Masser et al. 1992).

   Joto la maji ni muhimu kwa aina zote za maisha ya sasa ndani ya mfumo wa aquaponic. Samaki na mimea aina lazima kuendana kama karibu iwezekanavyo kwa ajili ya mahitaji ya joto la maji (kwa mfano Tilapia spp. ya samaki kama 25 ˚C plus, na mimea kama Basil kustawi katika joto hili la juu kiasi maji; saladi aina kama maji baridi, na kwa hiyo, bora kuendana samaki mgombea ni upinde wa mvua trout) (Lennard 2017). Hata hivyo, kama kwa vigezo vingine vya maji kimwili na kemia, kukidhi mahitaji ya samaki kwa joto la maji ni muhimu kwa sababu microbes wana uwezo wa kufanyiwa uteuzi maalum wa aina kulingana na hali iliyoko (k.m. nitrification utofautishaji wa aina ya bakteria hutokea kwa tofauti joto la maji na aina ambazo zinalingana bora na joto fulani la maji zitatawala biomasi ya bakteria ya nitrification ya mfumo) na mimea mingi inaweza kukua vizuri sana katika joto la maji mbalimbali (Lennard 2017). Kufanana na joto la maji, na kuitunza ndani ya pamoja au chini ya 2˚C (yaani udhibiti wa joto la juu) kwa samaki, ni mahitaji muhimu katika aquaponics kwa sababu wakati joto la maji ni sahihi na halipotei kutoka wastani bora, samaki hufikia kimetaboliki yenye ufanisi na yenye ufanisi na kula na kubadilisha kulisha ufanisi, na kusababisha viwango bora vya ukuaji wa samaki na imara na kutabirika taka mzigo releases, ambayo husaidia kupanda utamaduni (Timmons et al. 2002).

   Kudumisha uwazi wa maji (ugonjwa wa chini) ni parameter nyingine muhimu katika utamaduni wa maji (Rakocy et al. 2006). Mateso mengi ya maji yanatokana na mizigo yabisi iliyosimamishwa ambayo haijawahi kuchujwa vya kutosha, na yabisi hizi zinaweza kuathiri samaki kwa kushikamana na gills yao, ambayo inaweza kupunguza viwango vya uwezo wa uhamisho wa oksijeni na viwango vya kutolewa kwa amonia (Timmons et al. 2002). Suspended yabisi mizigo chini ya 30 mg/L ni ilipendekeza kwa samaki aquaponically cultured (Masser et al. 1992; Timmons et al. 2002). Mizigo ya juu iliyosimamishwa pia huathiri mizizi ya mimea kwa sababu ina uwezo wa kuzingatia mizizi ambayo inaweza kusababisha ufanisi wa matumizi ya virutubisho, lakini kwa kawaida hutoa uwezekano mkubwa wa ukoloni wa viumbe vya pathogenic, ambayo inaongoza kwa afya mbaya ya mizizi na kifo cha mwisho cha mmea (Rakocy et al. 2006). Hizi yabisi suspended pia kuhamasisha kiwango cha maambukizi ya bakteria heterotrophic (spishi kwamba kuvunja na metabolise kaboni hai) ambayo, kama kuruhusiwa kutawala mifumo, inaweza outkushindana aina nyingine zinazohitajika, kama vile bakteria nitrification.

   Conductivity ya umeme (EC) ni kipimo kinachotumika mara nyingi katika hydroponics ili kupata ufahamu wa kiasi cha virutubisho jumla katika maji. Hata hivyo, haiwezi kutoa taarifa juu ya mchanganyiko wa virutubisho, kuwepo au kutokuwepo kwa aina ya madini ya mtu binafsi au kiasi cha aina ya virutubisho zilizopo (Resh 2013). Si mara nyingi hutumiwa katika aquaponics kwa sababu inachukua tu kuwepo kwa aina za virutubisho za ionic (kushtakiwa), na imesema kuwa aquaponics ni njia ya ugavi wa virutubisho, na kwa hiyo, EC sio kipimo muhimu (Hallam 2017). Hata hivyo, mimea kwa ujumla tu chanzo ionic aina ya virutubisho, na kwa hiyo, EC inaweza kutumika kama chombo ujumla au mwongozo wa jumla wa virutubisho kupanda inapatikana katika mfumo wa aquaponic (Lennard 2017).

   Kwa recirculating kikamilifu mifumo ya aquaponic, kulingana na vigezo vya kimwili na kemikali, ni samaki ambayo ni zaidi ya kulazimisha mahitaji yao, na kwa hiyo, kama mifumo imeweza kudumisha mahitaji ya samaki, mimea na microbes ni kuwa na mahitaji yao zaidi ya kuridhika (Lennard 2017). Tofauti linapokuja suala la mimea, hata hivyo, ni mahitaji yao kwa ajili ya mchanganyiko sahihi na nguvu ya virutubisho kuwa sasa kuruhusu optimized upatikanaji wa virutubisho na matumizi (kama kusimama pekee au microbial kusaidiwa) ambayo inaongoza kwa ukuaji ufanisi na wa haraka. Mifumo Decoupled aquaponic kwa hiyo inaweza kuwa zaidi ya kuvutia kwa sababu ya mtazamo kwamba wao kuruhusu zaidi exacting virutubisho utoaji kwa mimea (Goddek et al. 2016). Chakula cha samaki na, kwa hiyo, taka za samaki hazina mchanganyiko sahihi wa virutubisho ili kukidhi mahitaji ya mimea (Rakocy et al. 2006). Kwa hiyo, kubuni mfumo wa aquaponic lazima uhasibu kwa wale virutubisho kukosa na kuongeza yao. Kikamilifu recirculating mifumo ya aquaponic kwa ujumla kuongeza virutubisho kwa kuongeza yao katika spishi chumvi kutumika kusimamia kila siku pH buffering utawala; sehemu ya msingi ya chumvi hurekebisha pH na sehemu chanya ya chumvi inaruhusu nyongeza ya kukosa virutubisho kupanda (k.m. potassium, kalsiamu, magnesiamu) (Rakocy et al. 2006). Miundo iliyochafuliwa ya aquaponic inachukua maji taka na kuhusishwa taka imara kutoka sehemu ya samaki na kurekebisha maji kuwa na virutubisho vinavyohitajika kwa ajili ya uzalishaji wa mimea kwa kuongeza virutubisho katika aina tofauti (Goddek et al. 2016). Nyongeza hizi za virutubisho kwa ujumla zinategemea kutumia kiwango cha chumvi cha hydroponic ambacho si lazima kutoa matokeo yoyote ya marekebisho ya pH (kwa mfano phosphate ya kalsiamu, sulphate ya kalsiamu, phosphate ya potasiamu, nk).

   Njia ya ukuaji bora wa mimea katika mifumo ya majini ni kutoa maelezo ya virutubisho ya majini ambayo hutoa virutubisho vyote ambavyo mmea unahitaji (mchanganyiko) kwa uwezo unaohitajika (mkusanyiko) (Lennard 2017). Katika recirculating kikamilifu miundo aquaponic, au decoupled aquaponic miundo ambayo si kutumia mbinu sterilization, inaonekana kuwa chini ya mahitaji ya kukidhi viwango virutubisho au nguvu kutumika katika hydroponics kiwango, kwa sababu asili ya mazingira ya mfumo inahusisha mbalimbali microflora na mizizi ya mimea na microflora hizi husaidia upatikanaji wa virutubisho (Lennard 2017). Kwa decoupled, au nyingine, aquaponic miundo kwamba kuomba sterilization kwa sehemu kupanda na kufuata kiwango hydroponic analog mbinu, inaonekana kuwa na mahitaji ya kujaribu na mbinu viwango kiwango hydroponic virutubisho (Suhl et al. 2016; Karimanzira et al. 2016). maelewano, hata hivyo, na mbinu decoupled ni kwamba inaongoza kwa uwiano wa nyongeza nje mbali zaidi ya yale ya miundo kikamilifu recirculating aquaponic; Ulaya miundo decoupled sasa wastani 50% au zaidi ya nje nyongeza madini (GHARA FA1305 2017; Goddek na Keesman 2018), wakati UVI vifaa mbinu chini ya 20%, na mifumo mingine inaweza ugavi chini ya 10% nje virutubisho nyongeza (Lennard 2017).

   Bila kujali njia, mifumo yote ya aquaponic inapaswa kujitahidi kusambaza mimea na lishe inayohitajika kwa ukuaji bora ili kutoa biashara kwa nafasi kubwa ya uwezekano wa kifedha. Katika muktadha huu, maudhui ya virutubisho na nguvu ya maji kutolewa kwa mimea ni muhimu sana na upimaji wa virutubisho mara kwa mara wa maji yanapaswa kuajiriwa ili mchanganyiko wa virutubisho na nguvu zihifadhiwe na kusimamiwa kama mahitaji muhimu sana ya ubora wa maji.

6. 5.6 Teknolojia ya Utamaduni wa Samaki

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

   Katika aquaponics, sehemu ya aquaculture ya equation ushirikiano ni pana kutumika katika mazingira tank makao, ambapo samaki ni agizo katika mizinga, maji ni kuchujwa kupitia mitambo (yabisi kuondolewa) na kibiolojia (amonia mabadiliko kwa nitrate) taratibu na oksijeni kufutwa ni iimarishwe, ama kupitia aeration au sindano ya moja kwa moja ya oksijeni (Rakocy et al. 2006; Lennard 2017).

   Kama imekuwa alisema katika Sect. 5.0 (Utangulizi) ya sura hii, mifano ya kihistoria ya chinampas (Somerville et al. 2014) na Asia mchele kilimo (Halwart na Gupta 2004) kama iterations mapema ya aquaponics ni msingi na mifano isiyofaa ya kanuni aquaponic , kwa sababu aquaponics ya kisasa inategemea nyongeza zilizopangwa za samaki na samaki ili kutoa kiwango kilichopangwa cha lishe kwa mimea, na kwa hiyo, mifano hii ya kihistoria haiwezi kuchukuliwa kwa njia yoyote sawa (Lennard 2017).

   Mifano hapo juu ya kihistoria, ambayo hutegemea mifumo ya kilimo cha mimea ya udongo, husababisha swali la teknolojia za ufugaji wa maji zinafaa kwa ushirikiano wa maji. Udongo, kina, maji safi bwawa aquaculture ya pezi samaki ni njia kubwa ya kilimo inayotumika kuzalisha samaki maji safi kwa ajili ya matumizi ya binadamu (Boyd na Tucker 2012). Mbinu ya bwawa hutegemea msingi wa udongo wa bwawa, na microflora inayohusishwa iliyopo katika udongo huo, kutibu na kurekebisha taka zinazozalishwa kutokana na utamaduni wa samaki hivyo samaki hawaishi katika maji ambayo ina uwezo wa kuwa na sumu kwao (Boyd na Tucker 2012). Kwa sababu mfumo huu unategemea uwezo wa matibabu wa asili wa bwawa la udongo yenyewe, msongamano wa samaki ni duni kiasi ikilinganishwa na mbinu nyingine za ufugaji wa maji. Kwa sababu msongamano wa samaki ni mdogo (na kwa hiyo viwango vya kulisha vinavyohusishwa ni vya chini) na bwawa yenyewe hutendea na hutumia virutubisho vya taka zinazozalishwa na samaki, maji ya bwawa yanaonyesha viwango vya chini sana vya virutubisho vya maji. Hizi bwawa mfumo majini viwango virutubisho ni hivyo chini kwamba wao mara nyingi muafaka kama vyanzo virutubisho kwa ajili ya kikubwa, kibiashara majini kupanda mbinu (Lennard 2017). Kwa hiyo, mabwawa si njia sahihi ya ufugaji wa maji ya kuunganishwa na hydroponics kwa suala la viwango vya uzalishaji wa mimea vinavyokubalika.

   Vile vile, mbinu raceway fin utamaduni wa samaki (kama mara kwa mara kutumika kwa ajili ya uzalishaji wa maji safi Salmonid), ambayo ugavi kiasi kikubwa sana cha maji kwa viwango vya juu vya mauzo, au mara ya chini ya makazi, kwa njia ya kudhibitiwa mizinga raceway utamaduni samaki, si sahihi kwa aquaponic ushirikiano kwa sababu maji ya juu viwango vya mauzo haziruhusu mkusanyiko wa virutubisho vya kutosha ili kukidhi mahitaji ya virutubisho vya mimea (Rakocy na Hargreaves 1993).

   sahihi zaidi teknolojia ya samaki utamaduni kuomba ndani ya aquaponic muktadha muktadha ni wale utamaduni samaki katika mizinga na kuruhusu kiwango cha mkusanyiko wa taka samaki (kupanda virutubisho mkusanyiko) ambayo ina uwezo wa kusababisha viwango virutubisho maji ambayo ni husika kwa ajili ya ufanisi uzalishaji wa mimea ya hydroponic (Rakocy et al. 2006). Recirculating Aquaculture System (RAS) kanuni ni pana kutumika kwa aquaponics kwa sababu wao kutoa mbinu kwa mafanikio kuweka na kukua samaki, katika kiasi kudhibitiwa ya maji, na viwango vya chini ya kila siku badala ya maji, kuruhusu samaki taka (kupanda virutubisho) mkusanyiko kwamba mbinu hizo required kwa ufanisi hydroponically utamaduni mimea (Rakocy na Hargreaves 1993; Lennard 2017). Matatizo na mahitaji ya kubuni ya RAS yanajadiliwa katika Chap. 3 ya kitabu hiki. Inatosha kusema kwamba utamaduni wa samaki wa RAS ni njia pekee inayofaa ya kuomba vipengele vya ufugaji wa samaki katika mazingira ya aquaponic na kama ilivyojadiliwa hapo juu, mifumo ya maji ya udongo, kama vile mifumo ya kina ya bwawa na mifumo ya utamaduni wa raceway, haiwezi kutoa mahitaji ya virutubisho ya mimea na kwa hiyo haipaswi kuchukuliwa.

7. 5.7 Vyanzo vya madini

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

   Pembejeo kubwa kwa mfumo wowote wa aquaponic ni virutubisho aliongeza kwa sababu mifumo ya aquaponic imeundwa kwa ufanisi kugawanya virutubisho aliongeza kwao kwa aina tatu muhimu ya maisha ya sasa: samaki na mimea (ambayo ni bidhaa kuu ya mfumo) na microflora (ambayo husaidia kufanya aliongeza virutubisho inapatikana kwa samaki na mimea) (Lennard 2017).

   Katika classical, kikamilifu recirculating miundo aquaponic, moja ya madereva muhimu kubuni ni kutumia kuu madini pembejeo chanzo, samaki kulisha, kama ufanisi iwezekanavyo na kwa hiyo kikamilifu recirculating miundo kujitahidi ugavi kama wengi wa virutubisho inahitajika kwa ajili ya mimea kutoka kulisha samaki (Lennard 2017). Decoupled miundo, kwa upande mwingine, kuweka mkazo juu ya ukuaji optimized kupanda kwa kulinganisha moja kwa moja mchanganyiko madini na nguvu kutumika katika hydroponics kiwango na substrate utamaduni na kujaribu kuiga wale ndani ya mazingira ya aquaponic na kwa hiyo si kujitahidi ugavi kama wengi wa virutubisho inahitajika kwa ajili ya mimea kutoka kulisha samaki na kutumia kikubwa nje virutubisho nyongeza kufikia required kupanda ukuaji (Delaide et al. 2016). Hii ina maana kwamba msisitizo tofauti huwekwa kwenye asili ya virutubisho aliongeza, kulingana na mbinu ya kubuni ya kiufundi, na hii, kwa hiyo, huathiri chanzo kikuu cha usambazaji wa virutubisho wa mfumo wa aquaponic; kwa miundo ya kurejesha kikamilifu, chanzo kikuu cha virutubisho ni kulisha samaki (kupitia taka ya samaki uzalishaji), na kwa ajili ya miundo decoupled kuu madini ugavi chanzo kwa ajili ya mimea ni virutubisho nje (kwa mfano chumvi madini) (Lennard 2017).

   Kikamilifu recirculating miundo aquaponic, kama vile UVI aquaponic mfumo mfano, kutegemea kulisha samaki kama chanzo kikubwa madini kwa ajili ya mfumo (Rakocy et al. 2006). Chakula cha samaki kinaongezwa kwa samaki, ambacho hula, kimetaboli na kutumia virutubisho kutoka kwao kama inavyotakiwa na kisha kuzalisha mkondo wa taka (wote wenye ukali na kufutwa). Mto huu wa taka kutoka kwa samaki unakuwa chanzo kikubwa cha virutubisho kwa mimea, na hivyo, kulisha samaki ni chanzo kikubwa cha virutubisho kwa mimea. Mfumo wa UVI hutoa takriban asilimia 80 au zaidi ya virutubisho vinavyotakiwa kukua mimea kutokana na kulisha samaki peke yake (Lennard 2017). Virutubisho vilivyobaki vinavyohitajika kwa ukuaji wa mimea, kwa sababu chakula cha samaki hakina kwa kiasi kinachohitajika, huongezwa kupitia njia ya kuongezea virutubisho inayotoa nafasi mbili za kuongezea virutubisho vya ziada na kudhibiti mfumo wa majini pH (Rakocy et al. 2006). Mbinu hii mbili jukumu ni inajulikana kama “buffering” na kuongeza inajulikana kama “buffer”. Kwa mfano wa UVI, virutubisho viwili muhimu vya mimea vinavyotambuliwa kama kukosa katika kulisha samaki na ambavyo vinahitaji nyongeza ni potasiamu (K) na kalsiamu (Ca) na huongezewa kila siku kupitia utawala wa buffering. Aidha, chuma kinachohitajika kwa mimea (Fe) pia kinakosa katika malisho ya samaki na huongezewa kwa umbo la chelated kupitia kuongezea moja kwa moja kwenye mfumo wa maji kwa mzunguko uliohesabiwa katika wiki (yaani kila wiki 2—4 kulingana na uchambuzi wa chuma wa majini kila wiki) (Rakocy et al. 2006).

   Nyingine zinazozunguka kikamilifu mbinu za kubuni za aquaponic au mbinu zinaweka msisitizo mkubwa zaidi juu ya kutoa virutubisho kupitia kulisha samaki. Lennard (2017) ina maendeleo mbinu kwa ajili ya mifumo kikamilifu recirculating kwamba vifaa zaidi ya 90% ya virutubisho zinazohitajika kwa ajili ya ukuaji wa mimea kutoka kulisha samaki aliongeza. Kuongezeka kwa ufanisi wa virutubisho hutolewa kupitia chakula cha samaki cha njia hii ikilinganishwa na njia ya UVI ni kwamba mbinu hii inaelezea taka za samaki imara (kupitia nje, biodigestion ya bakteria-mediated) na inaongeza virutubisho hivi tena kwenye mfumo wa aquaponic kwa matumizi ya mimea, wakati UVI njia inapeleka wengi wa taka imara samaki kwa mkondo wa nje taka (Rakocy et al. 2006; Lennard 2017). Mbinu hii pia inaongeza upungufu wa virutubisho katika malisho ya samaki kwa ukuaji wa mimea kupitia utawala wa buffering; hata hivyo, serikali hii inazidi zaidi na inaruhusu kudanganywa zaidi kwa nguvu za virutubisho na mchanganyiko kuliko mbinu ya UVI (Lennard 2017).

   Kwa hiyo, kuu virutubisho Aidha pathways kwa wengi kikamilifu recirculating miundo aquaponic mfumo ni kulisha samaki (njia kuu), buffer nje nyongeza kwa ajili ya aliongeza potassium na calcium (njia ndogo) na nyongeza ya moja kwa moja ya chuma chelate (njia ndogo).

   Decoupled aquaponic mfumo miundo, kama vile wale kuwa antog sana sasa katika Ulaya, kutegemea mchanganyiko wa virutubisho kulisha samaki na kazi, nyongeza ya nje ya kutoa virutubisho zinazohitajika kwa ajili ya ukuaji wa mimea (Suhl et al. 2016). Kwa sababu miundo iliyopigwa hairudi maji kutoka sehemu ya mmea hadi sehemu ya samaki, inawezekana kufuta maelezo ya virutubisho ndani ya maji hasa kwa mahitaji ya mmea (Goddek et al. 2016). Kwa hiyo, decoupled miundo aquaponic karibu kila mara kutegemea kikubwa nje nyongeza ya madini ili kukidhi mahitaji ya kupanda na mahali mbali kidogo mkazo juu ya kutoa lishe kama iwezekanavyo kwa ajili ya mimea kutoka taka samaki. Aidha, kiasi cha nyongeza ya nje ni kikubwa ikilinganishwa na mbinu za kurejesha kikamilifu (Lennard 2017) na sehemu za nje mara kwa mara 50% au zaidi ya mahitaji ya virutubisho ya mimea au zaidi (Goddek 2017). Virutubisho vya nje vinavyoongezewa na mifumo ya aquaponic iliyopigwa mara nyingi ni sawa na chumvi za madini ya hydroponic au derivatives (Delaide et al. 2016; Karimanzira et al. 2016). Utegemezi huu juu ya chanzo cha virutubisho kikubwa zaidi kuliko yale yanayotokana na taka za samaki (samaki feeds) ambazo ni chumvi ya hydroponic katika asili, kwa ajili ya usambazaji wa mimea ya mbinu ya Ulaya iliyopigwa, imeathiri hata moja kwa moja ufafanuzi wa aquaponics ambayo jamii ya Ulaya ya aquaponics sasa inatumika, na EU GHARAMA, EU Aquaponics Hub, kufafanua aquaponics kama “... mfumo wa uzalishaji wa viumbe majini na mimea ambapo wengi (\ > 50%) ya virutubisho kuendeleza mimea linatokana na taka inayotokana na kulisha viumbe majini” (Goddek 2017; GODDEK FA 1305, 2017) ikilinganishwa na Lennard ( 2017) ambaye anafafanua aquaponics kama inahitaji angalau 80% ugavi wa virutubisho kutoka taka za samaki. Wengine pia wanasema kama njia ambayo inategemea asilimia 50 ya virutubisho zinazohitajika kwa ukuaji wa mimea inayotokana na vyanzo vya nje zaidi ya milisho ya samaki ni kweli aquaponic katika asili au tuseme, njia ya hydroponic na samaki fulani jumuishi au aliongeza (Lennard 2017)?

   Chanzo kingine cha ugavi kilichopendekezwa kwa virutubisho kwa mifumo ya aquaponic ni ile ya nyongeza ya virutubisho vya nje kupitia matumizi ya dawa ya kupuliza majani (Tyson et al. 2008; Roosta na Hamidpour 2011; Roosta na Hamidpour 2013; Roosta 2014). Vipunzaji hivi vya majani ni tena, utoaji wa majini wa chumvi za kawaida za hydroponic au derivatives. Tofauti ni kwamba katika mifano iliyopigwa hapo juu, chumvi za virutubisho huongezwa moja kwa moja kwenye maji ya utamaduni na kwa hiyo hupatikana na mimea kupitia matumizi ya mizizi (Resh 2013), ambapo majani ya dawa, kama jina linamaanisha, kuongeza chumvi za virutubisho kwenye majani ya mimea na matumizi yanapatikana kupitia mmea jani tumbo au upatikanaji cuticle (Fernandez et al. 2013).

   Kwa hiyo kuna vyanzo kadhaa vikuu vya virutubisho vinavyotumika katika aquaponics: milisho ya samaki, mifumo ya buffering (kupitia msingi, pH-kurekebisha aina ya chumvi aliongeza kwenye safu ya maji), nyongeza za chumvi za madini (chumvi za hydroponic zilizoongezwa kwenye safu ya maji) na dawa ya kupuliza majani (chumvi za madini ya hydroponic aliongeza kwenye jani uso). Yote ambayo hutoa virutubisho kwa mfumo wa aquaponic kwa afya na ukuaji wa samaki na mimea ambayo hupandwa.

8. 5.8 Aquaponics kama Mbinu ya Mazingira

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

   Aquaponics, hadi hivi karibuni, imekuwa inaongozwa na mbinu za kubuni kikamilifu (au pamoja) zinazoshiriki na kurudia rasilimali za maji mara kwa mara kati ya vipengele viwili vikuu (samaki na utamaduni wa mimea) (Rakocy et al. 2006; Lennard 2017). Aidha, mbinu za teknolojia za chini hadi za kati zinazotumiwa kihistoria kwa aquaponics zimesababisha hamu ya kuondoa vipengele vya gharama kubwa ili kuongeza uwezekano wa matokeo mazuri ya kiuchumi. Moja ya vipengele vya filtration karibu kila mara kutumika kwa teknolojia ya kawaida ya RAS na hydroponics/substrate utamaduni, ile ya sterilization majini, mara kwa mara haijaingizwa na wabunifu wa maji.

   Sterilization katika RAS na hydroponic/substrate utamaduni mazingira ni wote kutumika kwa sababu msongamano mkubwa wa ama samaki au mimea cultured kawaida kuvutia shinikizo kutoka majini, viumbe pathogenic kwamba kikubwa chini ya viwango vya jumla ya uzalishaji (Van Os 1999; Timmons et al. 2002). Sababu kubwa ya shinikizo hili la wadudu la majini katika teknolojia zote mbili ni kwamba kila huzingatia kutoa rasilimali ndogo za kiikolojia, na hivyo inaruhusu “nafasi ya kiikolojia” ndani ya maji ya mfumo kwa ukoloni wa biotic. Katika hali hizi za “wazi” za kibiolojia, aina za wadudu na pathogenic huenea na huwa na koloni haraka kuchukua faida ya aina zilizopo (yaani samaki na mimea) (Lennard 2017). Katika muktadha huu, sterilization au disinfection ya maji ya utamaduni imeonekana kihistoria kama mbinu ya uhandisi ya kukabiliana na suala hili (Van Os 1999; Timmons et al. 2002). Hii ina maana kwamba viwanda vya utamaduni wa RAS na hydroponic/substrate vinatumia mbinu ya kupimia kudhibiti viumbe vya pathogenic ndani ya maji ya utamaduni yanayohusiana.

   Aquaponics daima imeweka msisitizo juu ya umuhimu wa microbiolojia inayohusishwa kufanya huduma muhimu za kibiolojia. Katika miundo yote ya pamoja ya aquaponic ya Rakocy na timu yake ya UVI, filter ya kibaiolojia haikujumuishwa kwa sababu walionyesha kuwa utamaduni wa raft, sehemu ya hydroponic ilitoa zaidi ya eneo la kutosha ili kusaidia ukubwa wa bakteria ya nitrifying ili kutibu amonia yote zinazozalishwa na samaki kama kufutwa taka bidhaa na kubadilisha kwa nitrate (Rakocy et al 2006, 2011). Rakocy na timu yake kwa hiyo hawakuwa wakili kutumika sterilization ya mfumo wa maji kwa sababu inaweza kuwa walioathirika nitrifying makoloni bakteria. Hii UVI kihistori/Rakocy mtazamo dictated aquaponic mfumo kubuni katika siku zijazo. Faida nyingine za kutojumuisha sterilization ya majini kwa mifumo ya aquaponic zilitambuliwa na kujadiliwa, hasa katika muktadha wa microbiota ya mimea isiyosaidiwa (Savidov 2005; Goddek et al. 2016).

   Fikiria ya sasa katika utafiti wa majini na sekta ya maji ni kwamba kutokutumia aina yoyote ya sterilization ya majini au disinfection inaruhusu mfumo wa maji kuendeleza mazingira magumu ya majini ambayo ina aina nyingi za maisha ya microbiological (Goddek et al. 2016; Lennard 2017). Hii inazalisha hali sawa na mazingira ya asili ambapo utofauti mkubwa wa microflora huingiliana na aina nyingine za maisha zinazohusiana ndani ya mfumo (yaani samaki na mimea). Matokeo yaliyopendekezwa ni kwamba tofauti hii inaongoza kwa hali ambayo hakuna kiumbe kimoja cha pathogenic kinachoweza kutawala kutokana na kuwepo kwa microflora nyingine zote na kwa hiyo haiwezi kusababisha madhara makubwa kwa samaki au uzalishaji wa mimea. Imeonyeshwa kuwa mifumo ya aquaponic ina tofauti kubwa ya microflora (ECK 2017) na kupitia utaratibu uliopendekezwa wa utofauti wa mazingira uliotajwa hapo juu, msaada kwa afya ya samaki na mimea na ukuaji hutolewa kupitia utofauti huu wa microbial (Lennard 2017).

   Mbinu isiyo ya sterilized, mazingira tofauti ya aquaponics ina beenhistorically kutumika kwa pamoja au kikamilifu recirculating miundo aquaponic (Rakocy et al. 2006), wakati sterilized, hydroponic mlinganisho imependekezwa kwa baadhi ya mbinu decoupled aquaponic kubuni (Monsees et al. 2016; Priva 2009; Goddek 2017). Hata hivyo, inaonekana wabunifu zaidi decoupled sasa kutumia kanuni kwamba kuchukua kiikolojia, zisizo sterilized mbinu katika maanani (Goddek et al. 2016; Suhl et al. 2016; Karimanzira et al. 2016) na kwa hiyo kutambua kuna athari chanya zinazohusiana na microflora mbalimbali ya aquaponic (Goddek et al. 2016; Lennard 2017).

9. 5.9 Faida za Aquaponics

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

   Kwa sababu kuna teknolojia mbili tofauti, zilizopo, zinazofanana zinazozalisha samaki na mimea kwa viwango vya juu (utamaduni wa samaki wa RAS na uzalishaji wa mimea ya utamaduni wa hydroponic/substrate), sababu ya ushirikiano wao inaonekana muhimu. RAS inazalisha samaki katika viwango vya uzalishaji katika suala la faida ya mtu binafsi ya majani, kwa uzito wa kulisha aliongeza, kwamba wapinzani, ikiwa sio bora, mbinu nyingine za ufugaji wa maji (Lennard 2017). Aidha, high msongamano samaki kwamba RAS inaruhusu kusababisha faida ya juu ya pamoja majani (Rakocy et al. 2006; Lennard 2017). Hydroponics na utamaduni substrate wamiliki, katika mazingira ya kudhibitiwa mazingira, viwango vya juu vya uzalishaji wa mimea ambayo ni bora zaidi mbinu nyingine za kilimo na kilimo cha maua (Resh 2013). Kwa hiyo, awali, kuna mahitaji ya aquaponics kuzalisha samaki na mimea kwa viwango vinavyofanana na teknolojia hizi mbili za uzalishaji; ikiwa sio, basi hasara yoyote ya jitihada za uzalishaji huhesabu dhidi ya hoja yoyote ya ushirikiano. Ikiwa kiwango cha uzalishaji cha samaki na mimea katika mfumo wa aquaponic kinaweza sawa, au bora, viwanda vya RAS na hydroponic, basi kesi nyingine inaweza kufanywa kwa faida nyingine ambazo zinaweza kutokea kutokana na mchakato wa ushirikiano.

   Standard hydroponics au substrate utamaduni imekuwa moja kwa moja ikilinganishwa na aquaponics katika suala la viwango vya ukuaji wa mimea ya teknolojia mbili. Lennard (2005) ikilinganishwa aquaponic mfumo lettuce uzalishaji na kudhibiti hydroponic katika majaribio kadhaa kuigwa maabara. Alionyesha kuwa uzalishaji wa lettuce wa aquaponic ulikuwa chini ya takwimu katika aquaponics (4.10 kg/msup2/sup) ikilinganishwa na hydroponics (6.52 kg/msup2/sup) wakati mbinu ya kawaida ya vyombo vya habari kitanda aquaponic mfumo wa kubuni na usimamizi ilitumika. Hata hivyo, yeye kisha alifanya mfululizo wa majaribio kwamba wametenga vigezo maalum ya kubuni (kwa mfano recusal vs mara kwa mara hydroponic subunit maji utoaji, kutumika kiwango cha mtiririko wa maji kwa subunit hydroponic na kulinganisha subunits tofauti hydroponic) au kulinganisha madereva maalum usimamizi (kwa mfano buffering mbinu na aina na viwango vya jumla kuanzia virutubisho) ili kufikia optimization na kisha alionyesha kuwa aquaponics (5.77 kg/msup2/sup) ilikuwa takwimu sawa na uzalishaji wa lettuce hydroponic (5.46 kg/msup2/sup) baada ya optimization ya mfumo wa aquaponic kulingana na maboresho alipendekeza kwa majaribio yake ya awali, matokeo ya kupendekeza kwamba maboresho ya pamoja au kikamilifu recirculating miundo aquaponic inaweza sawa kiwango hydroponic kupanda viwango vya uzalishaji. Lennard (2005) pia alionyesha samaki maisha, SGR, FCR na viwango vya ukuaji sawa na wale exhibited katika kiwango RAS na kina bwawa aquaculture kwa ajili ya aina ya samaki majaribio (Australia Murray Cod).

   Pantanella et al. (2010) pia alionyesha matokeo takwimu sawa lettuce uzalishaji ndani ya high wiani samaki (5.7 kg/msup2/sup lettuce uzalishaji) na chini samaki wiani (5.6 kg/msup2/sup lettuce uzalishaji) mifumo aquaponic ikilinganishwa na kiwango hydroponic kudhibiti (6.0 kg/msup2/sup).

   Lennard (Nichols na Lennard 2010) alionyesha matokeo takwimu sawa au bora kwa aina zote saladi na karibu wote mitishamba uzalishaji kupimwa katika virutubisho filamu mbinu (NFT) mfumo aquaponic ikilinganishwa na mfumo hydroponic NFT ndani ya chafu moja.

   Delaide et al. (2016) ikilinganishwa na maji ya uzalishaji wa RAS ya virutubisho (virutubisho viliongezwa ili kufanana na mchanganyiko mmoja wa virutubisho wa maji na mfano wa nguvu na Rakocy - inaashiria kama analog ya aquaponic), maji ya uzalishaji wa RAS (maji ya uzalishaji wa RAS na chumvi zilizoongezwa za hydroponic kukutana na mchanganyiko wa virutubisho maji na nguvu kama kutumika kwa ajili ya hydroponics kiwango — ulionyehsa kama analog decoupled) na kudhibiti hydroponic (kiwango hydroponic madini ufumbuzi) katika suala la kiwango cha ukuaji wa mimea na ilionyesha maji aquaponic analog equalled kudhibiti hydroponic na maji decupled analog bettered kudhibiti hydroponic. Hata hivyo, ni lazima ieleweke kwamba haya hayakuwa kazi kikamilifu mifumo ya aquaponic zenye samaki (na kuhusishwa, kamili na kazi maudhui microbial), ambayo walikuwa ikilinganishwa, lakini tu maji kuondolewa kutoka RAS uendeshaji na kompletteras, basi ikilinganishwa na maji hydroponic kudhibiti.

   Rakocy na timu yake ya UVI wameonyesha kwa tafiti kadhaa kwamba Tilapia spp. viwango vya ukuaji wa samaki viwango sawa vya sekta zilizowekwa na mazoea ya uzalishaji wa samaki (Rakocy na Hargreaves 1993; Rakocy et al. 2004a, b, 2006, 2011).

   Masomo haya na mengine yameonyesha kuwa aquaponics, bila kujali usanidi (pamoja na kupunguzwa), ina uwezo wa kuzalisha viwango vya uzalishaji wa mimea sawa na, au bora kuliko, kiwango cha hydroponics na viwango vya uzalishaji wa samaki wa kiwango sawa na RAS. Kwa hiyo, mahitaji yaliyojadiliwa hapo juu ya aquaponics kwa sawa sawa na sekta yake (RAS na hydroponics) inaonekana kuwa imethibitishwa kwa kutosha, na kwa hiyo, faida nyingine za aquaponics zinapaswa kuchukuliwa.

   Matumizi ya maji yenye ufanisi huhusishwa mara kwa mara na aquaponics. Lennard (2005) alisema kuwa akiba ya maji yanayohusiana na optimized aquaponic mfumo mtihani (maabara) walikuwa 90% au zaidi ikilinganishwa na kiwango RAS aquaculture mfumo wa kudhibiti ambapo maji kubadilishana kudhibiti nitrate accumulations, ambapo mimea katika aquaponics kazi sawa mahitaji. Kwa hiyo, alionyesha kwamba aquaponics hutoa faida kubwa ya kuokoa maji ikilinganishwa na kiwango cha maji cha RAS. Inashangaza, takwimu hii ya kuokoa maji 90% imesemwa kwa upana ndani ya jumuiya ya kimataifa ya maji katika mazingira ya matumizi ya mimea (kwa mfano aquaponics hutumia maji 90% chini kuliko uzalishaji wa mimea ya udongo (Graber na Junge 2009)) - mfano wa jinsi hoja ya kisayansi inaweza kuwa iliyopitishwa vibaya na nonscientificence sekta

   McMurtry (1990) alionyesha kiwango cha matumizi ya maji katika mfumo wake wa aquaponic wa takriban 1% ya ile inayotakiwa katika mfumo sawa wa utamaduni wa bwawa. Rakocy (1989) imeonyesha sawa 1% viwango vya matumizi ya maji ikilinganishwa na ufugaji wa maji unaotokana na bwawa. Rakocy na Hargreaves (1993) walisema kuwa kiwango cha kila siku cha uingizaji wa maji kwa mfumo wa UVI aquaponic kilikuwa takriban 1.5% ya jumla ya kiasi cha mfumo na Upendo et al. (2015a, b) alisema takriban 1% ya kiwango cha kupoteza maji kwa siku kwa mfumo wao wa utafiti wa aquaponic.

   Ulinganisho wa aquaponics kwa RAS unaweza kutambua akiba kubwa ya maji na aquaponics hutumia kiasi kidogo cha maji badala ya kila siku. Mfumo wa aquaponic uliotengenezwa vizuri utajaribu kutumia maji kwa ufanisi iwezekanavyo na kwa hiyo tu kuchukua nafasi ya maji yaliyopotea kupitia evapotranspiration ya mimea (Lennard 2017). Kwa kweli, imependekezwa kuwa maji yanaweza hata kurejeshwa kutokana na yale yaliyopotea kutokana na evapotranspiration ya mimea kwa kutumia aina fulani ya mpango wa kuvuna maji ya hewa au teknolojia (Kalantari et al. 2017). Mifumo ya pamoja ya aquaponic inaonekana kutoa uwezo mkubwa wa kuhifadhi na kupunguza matumizi ya maji (Lennard 2017). Ikiwa mienendo ya virutubisho kati ya uzalishaji wa samaki na matumizi ya mimea inaweza kuwa na usawa, kupoteza maji tu ni kupitia evapotranspiration ya mimea, na kwa sababu maji yanashirikiwa kati ya samaki na vipengele vya mimea, kila siku babies maji kiasi tu kuwakilisha maji yote waliopotea kutoka kwenye mimea ya mfumo (Lennard 2017 ). Miundo ya aquaponic iliyopigwa inatoa pendekezo ngumu zaidi kwa sababu vipengele viwili haviunganishwa na matumizi ya maji ya kila siku ya sehemu ya samaki hailingani na matumizi ya maji ya kila siku ya sehemu ya mmea (Goddek et al. 2016; Goddek na Keesman 2018). Kwa hiyo, matumizi ya maji na viwango vya uingizaji wa mifumo ya aquaponic hazijatatuliwa kabisa na labda kamwe haitatokana na tofauti pana katika mbinu za kubuni mfumo.

   Utumiaji bora wa virutubisho hutolewa kwa njia ya aquaponic na hutajwa kama faida ya mbinu ya aquaponic (Rakocy et al. 2006; Blidariu na Grozea 2011; Suhl et al. 2016; Goddek et al. 2015). Hii kwa ujumla ni kwa sababu kiwango cha RAS aquaculture hutumia virutubisho ndani ya kulisha samaki kukua samaki, na salio kupelekwa taka. Samaki metabolise sehemu kubwa ya kulisha wao ni kulishwa, lakini tu kutumia takriban 25— 35% ya virutubisho aliongeza (Timmons et al. 2002; Lennard 2017). Hii inamaanisha hadi 75% ya virutubisho vinavyoongezwa kwa RAS tu ya samaki hupotea na haitumiwi. Aquaponics inataka kutumia virutubisho kupita katika RAS kwa ajili ya uzalishaji wa mimea, na kwa hiyo, aquaponics inasemekana kutumia virutubisho aliongeza kwa ufanisi zaidi kwa sababu mazao mawili ni zinazozalishwa kutoka chanzo moja pembejeo (Rakocy na Hargreaves 1993; Timmons et al. 2002; Rakocy et al. 2006; Lennard 2017). Kiwango cha matumizi ya virutubisho ya samaki hutofautiana kati ya mbinu mbalimbali za aquaponic. kikamilifu recirculating UVI mfano haina kutumia idadi kubwa ya taka imara samaki yanayotokana katika sehemu ya samaki na kuzituma taka (Rakocy et al. 2006), kikamilifu recirculating Lennard mfano inachukua hatua zaidi kwa kutumia taka zote yanayotokana na sehemu ya samaki (taka kufutwa moja kwa moja na yabisi kupitia remineralisation nje microbial na kuu mfumo badala) (Lennard 2017). Mbinu nyingi zilizokatwa pia zinajaribu kutumia taka zote zinazozalishwa na sehemu ya samaki, kupitia matumizi ya moja kwa moja ya taka zilizoharibiwa na tena, kupitia remineralisation ya nje ya microbial na uingizwaji wa mfumo mkuu (Goddek et al. 2016; Goddek na Keesman 2018). Njia hizi zote na mbinu zinaonyesha kuwa dereva wa msingi kwa njia ya aquaponic ni kutumia virutubisho vingi vinavyoongezwa iwezekanavyo na hivyo kujaribu kutumia virutubisho vilivyoongezwa kwa ufanisi iwezekanavyo.

   Uhuru kutoka kwa udongo umetajwa kama faida ya njia ya aquaponic (Blidariu na Grozea 2011; Upendo et al. 2015a, b). Faida inayoonekana ni kwamba kwa sababu udongo hauhitajiki, mfumo wa aquaponic au kituo kinaweza kuwa mahali ambapo operator anachagua, badala ya udongo unaofaa ulipo (Upendo et al. 2015a, b). Kwa hiyo, njia ya aquaponic ni huru ya eneo kulingana na upatikanaji wa udongo, ambayo ni faida zaidi ya kilimo cha udongo.

   Imekuwa alisema kuwa aquaponics hutoa faida kwa kuiga mifumo ya asili (Blidariu na Grozea 2011; Upendo et al. 2014). Hii inasaidiwa na asili ya mazingira ya mbinu ya aquaponic/njia, kama ilivyoainishwa katika Sect. 5.7 hapo juu, na faida zinazohusiana na jamii mbalimbali na zenye microfloral (Lennard 2017).

   Ufugaji wa maji una uwezo wa moja kwa moja athari za mazingira kutokana na kutolewa kwa maji taka yenye virutubisho kwa mazingira ya jirani — kwa ujumla, mazingira ya majini (Boyd and Tucker 2012). Mbinu zingine za hydroponic zinaweza pia kuwa na uwezo huu. Hata hivyo, aquaponics inaweza kuonyesha athari ya moja kwa moja ya mazingira kutoka kwa mito ya taka yenye virutubisho kwa sababu sehemu kuu inayozalisha taka (yaani samaki) imeunganishwa na sehemu ya matumizi ya virutubisho (yaani mimea) (Rakocy et al. 2006; Blidariu na Grozea 2011; Goddek et al. 2015; Lennard 2017) . Hata hivyo, baadhi ya mbinu za aquaponic zinazalisha taka (kwa mfano mfano mfano wa UVI); lakini hizi kwa ujumla hutibiwa na kutumika tena kwa mazoea mengine ya kilimo kwenye tovuti ya kituo cha aquaponic (Timmons et al. 2002; Rakocy et al. 2006). Mbinu nyingi za aquaponic zinategemea matumizi ya milisho ya kawaida ya maji, ambayo yana viwango tofauti vya sodiamu, kwa kawaida kupitia matumizi ya unga wa samaki au mafuta ya samaki kama kiungo (Timmons et al. 2002). Sodiamu haitumiwi na mimea na kwa hiyo inaweza kujilimbikiza baada ya muda katika mifumo ya aquaponic, ambayo inaweza kusababisha mahitaji kwa aina fulani ya uingizwaji wa maji hivyo sodiamu haina kujilimbikiza kwa viwango vinavyoathiri mimea (Lennard 2017). Hata hivyo, imeripotiwa kuwa baadhi ya aina ya lettuce ilikuwa na uwezo wa kuchukua sodiamu, wakati wa kuwa wazi kwa maji ya maji (Goddek na Vermeulen 2018).

   Mifumo ya aquaponic iliyounganishwa au kikamilifu hushiriki rasilimali ya maji kati ya vipengele viwili vikuu (samaki na mmea). Kwa sababu ya asili hii iliyounganishwa kikamilifu na kurejesha tena majini, mifumo ya pamoja ya aquaponic inaonyesha utaratibu wa kujidhibiti kwa sababu ya kutokuwa na uwezo wa kutumia madawa ya kulevya na dawa kwa mimea salama; ikiwa inatumiwa, uwepo wao unaweza kuathiri vibaya samaki (Blidariu na Grozea 2011). Watetezi wanaojitokeza kikamilifu wanaona kutokuwa na uwezo huu wa kutumia dawa za kuulia wadudu na madawa ya kuulia wadudu kama faida, hoja ni kwamba inathibitisha bidhaa isiyo na dawa (Blidariu na Grozea 2011). Watetezi wa aquaponics waliochaguliwa pia wanatafuta kutotumia madawa ya kulevya au dawa za kuulia wadudu; hata hivyo, kutokana na ukweli kwamba maji hayarudi tena kwa samaki kutoka kwenye mimea, uwezo wa kutumia dawa za kuulia wadudu na madawa ya kuulia wadudu kwa mimea ni sasa (Goddek 2017). Kwa hiyo, matumizi au ukosefu wa matumizi ya dawa za wadudu na madawa ya kulevya kwenye sehemu ya mimea ya miundo ya aquaponic inaonekana tofauti na vikundi vinavyotetea mbinu tofauti za kubuni.

   Kuna mtazamo kwamba uwepo wa samaki na mimea katika mfumo huo wa majini hutoa athari nzuri za synergistic kwa afya ya samaki na mimea (Blidariu na Grozea 2011). Hii imekuwa moja kwa moja alionyesha na uwezo wa aquaponics katika baadhi ya masomo ya kuzalisha viwango vya ukuaji wa mimea kubwa kuliko wale kuonekana katika hydroponics kiwango (Nichols na Lennard 2010; Delaide et al. 2016). Hata hivyo, hakuna kiungo cha moja kwa moja cha causal kilichoanzishwa kati ya kuwepo kwa samaki na mimea na matokeo yoyote mazuri kwa afya ya samaki au mimea.