نظام الزراعة المائية هو نظام زراعة دائرية بيئية يجمع بين الزراعة المائية (السمك) والزراعة بدون تربة (الخضروات).النفايات الغنية بالمغذيات مثل براز الأسماك والمواد الغذائية غير المأكلة تتحلل بواسطة الكائنات الحية الدقيقة وتتحول إلى مواد مغذية يمكن أن تمتصها النباتاتثم يتم نقل هذه العناصر الغذائية إلى مناطق زراعة النباتات، وتوفير الأسمدة اللازمة لنمو النباتات مثل الخضروات والأعشاب.النباتات تمتص العناصر الغذائية من خلال جذورها، يلعب دورا في تنقية نوعية المياه. ثم يتدفق المياه المطهرة مرة أخرى إلى منطقة تربية الأسماك ، وتشكيل نظام بيئي مغلق.

1حمامات الأسماك:هذه هي المنطقة المعيشية الرئيسية للأسماك. يختلف الحجم والشكل والعمق تبعاً لمستوى تربية الأحياء المائية وأنواع الأسماك. على سبيل المثال، بالنسبة للأسماك الزخرفية الصغيرة،يمكن أن تكون بركة الأسماك صغيرة نسبيا وضحلةإذا تم تربية الأسماك الكبيرة الصالحة للأكل مثل السمك أو السلمون ، فإن بركة الأسماك تحتاج إلى مساحة أكبر وعمق مناسب ، عادة ما يكون عمقها حوالي 1 - 2 متر ، لضمان أن الأسماك لديها مساحة كافية للتحرك.مواد بركة السمك يمكن أن تكون خرسانة، البلاستيك، أو الألياف الزجاجية، وما إلى ذلك، والتي يجب أن يكون لها خصائص جيدة ضد الماء والمتانة.

2معدات ضبط جودة المياه:للحفاظ على جودة المياه الجيدة المطلوبة لبقاء الأسماك، هناك حاجة إلى سلسلة من معدات ضبط جودة المياه.بما في ذلك المرشحات الفيزيائية والمرشحات البيولوجيةيمكن للمرشحات الفيزيائية، مثل أجهزة التدريب الصغيرة، إزالة الجسيمات الصلبة في الماء، مثل الأعلاف غير المأكلة والبراز، مما يمنعها من التحلل في الماء وإنتاج مواد ضارة.الفلاتر البيولوجية تستخدم الكائنات الدقيقة، مثل البكتيريا النترية، لتحويل النيتروجين الأمونيا في الماء إلى النترات، مما يقلل من سمية الماء.مثل المهبّرات الميكروبورية أو المهبّرات ذات العجلات، مطلوب لضمان وجود كمية كافية من الأكسجين المذاب في الماء. بشكل عام، يجب الحفاظ على محتوى الأكسجين المذاب في 5 - 8 ملغ / لتر لتلبية احتياجات التنفس للأسماك.

3اختيار أنواع الأسماك:عند اختيار أنواع الأسماك، يجب مراعاة عوامل متعددة. معدل النمو هو عامل مهم.تيلابيا والسمك السلمون لديهم معدلات نمو سريعة نسبياً وهي مناسبة لأنظمة السمكية التجاريةفي الوقت نفسه ، فإن قدرة الأسماك على التكيف أمر حاسم أيضًا.بعض الأسماك لديها متطلبات محددة للظروف البيئية مثل نوعية المياهعلى سبيل المثال، فإن سمك الكوي أكثر حساسية للتغيرات في جودة المياه، في حين أن سمك السلاحف الكروسيان لديه قدرة أكبر على التكيف.مثل الأعشاب، الأكل لحوم أو الأكل الكلي ، يجب أن تنظر أيضاً بحيث تتوافق بشكل عقلاني بين أنواع العلف وزراعة النباتات.

1زراعة السرير أو الحوض:هذا هو المكان الذي تنمو فيه النباتات. يجب تحديد تصميم أراضي الزراعة أو الحفر وفقًا لخصائص نمو النباتات وأساليب الزراعة.للخضروات الورقية مثل الخس والسبانخ، يمكن أن تكون أوعية الزراعة ضحلة نسبيا، عادة ما تكون عمقها حوالي 15 - 30 سم. يمكن أن تكون مواد أوعية الزراعة من البلاستيك أو الخشب أو المعدن ، وما إلى ذلك ، مما يجب أن يضمن أداء الصرف الجيد..في داخل أراضي الزراعة، عادة ما يتم ملء الأساسات مثل الطين الموسع، الصوف الصخري، أو جوز الهند.يمكن لهذه الأساسات أن تثبت جذور النبات وتوفر أيضًا وظائف معينة لاحتواء المياه والتهوية.

2نظام الري:يختلف نظام الري في نظام المياه المائية عن الري التقليدي. يعتمد بشكل رئيسي على تدفق مياه تربية الأحياء المائية.يتم ضخ المياه في بركة الأسماك إلى الجزء العلوي من سرير الزراعة أو الحوض، وتستخدم طرق مثل الري بالتنقيط أو الري بالفيضانات أو تقنية فيلم المغذيات (NFT) لتوفير الماء والمواد الغذائية للنباتات. على سبيل المثال ، في نظام NFT ،يتم تشكيل فيلم رقيق من محلول المواد الغذائية في قاع حوض الزراعة، وتغمر جذور النبات جزئيًا في فيلم محلول المغذيات ، والذي يمكن أن يسيطر بدقة على إمدادات المغذيات ويحسن كفاءة استخدام المغذيات.

3اختيار الأنواع النباتية:اختيار الأنواع النباتية المناسبة أمر حاسم للعمل الناجح لنظام المزارع المائية.الخضروات الورقية هي خيار شائع لأن دورة نموها قصيرة ويمكن أن تمتص بسرعة المواد الغذائية المتحللة من براز السمكيمكن زراعة بعض النباتات العشبية مثل النعناع والبازلاء في النظام.هذه النباتات ليست فقط ذات قيمة غذائية ولكن يمكن أن تلعب أيضا دورا بيئيا مثل طرد الحشرات.

1نظام الأنابيب:خطوط الأنابيب هي الجزء الرئيسي الذي يربط وحدة تربية الأحياء المائية ووحدة الزراعة.يقومون بنقل المياه من بركة الأسماك إلى وحدة الزراعة ثم يعيدون المياه التي تنقيها النباتات إلى بركة الأسماكمواد خطوط الأنابيب عادة ما تكون أنابيب PVC المقاومة للتآكل أو أنابيب PPR لضمان التشغيل المستقر على المدى الطويل.يجب تصميم قطر وطول خطوط الأنابيب وفقًا لمعدل تدفق الرأسعلى سبيل المثال، لنظام المياه المائية المنزلي الصغير، قد يكون قطر خط الأنابيب الرئيسي من 2 إلى 3 سم كافياً؛ في حين أن النظام التجاري الكبير، قد يحتاج قطر خط الأنابيب الرئيسي للوصول إلى 10 إلى 15 سم..

2مضخة الماء:مضخة المياه هي مصدر الطاقة لنظام الدورة الدموية. وظيفتها الرئيسية هي ضخ المياه من بركة الأسماك المنخفضة إلى وحدة الزراعة العالية.اختيار مضخة المياه يحتاج إلى النظر في اثنين من المعلمات الرئيسيةمعدل التدفق يشير إلى كمية المياه التي تضخها مضخة المياه لكل وحدة من الوقت ، ويشير الرأس إلى ارتفاع مضخة المياه التي يمكن أن ترفع المياه. على سبيل المثال ،في نظام تطبيقات الأحياء المائية متوسطة الحجم، إذا كان الفرق في الارتفاع بين بركة الأسماك ووحدة الزراعة هو 1.5 متر و 500 لتر من المياه تحتاج إلى التداول في الساعة ،مضخة مياه بمعدل تدفق 500 لتر في الساعة ورأس 1 لتر على الأقل.5 متر مطلوبة

3مكونات الترشيح والتنقية (الدورة المساعدة):أثناء عملية الدوران ، من أجل مزيد من تنقية نوعية المياه ، من الضروري أيضًا وضع بعض مكونات التصفية والتنقية في نظام الأنابيب.هذه المكونات يمكن أن تشمل مرشحات الكربون المنشط لاستيعاب الشوائب العضوية والروائح في الماء، ومطهرات الأشعة فوق البنفسجية لقتل الكائنات الدقيقة الضارة مثل البكتيريا والفيروسات والطحالب في الماء من خلال الإشعاع بالأشعة فوق البنفسجية ،ضمان جودة المياه الدائرة وتوفير بيئة معيشة صحية للأسماك والنباتات.

نظام الزراعة المائية هو نظام زراعة مركب مبتكر يجمع بشكل عضوي بين اثنين من أساليب الإنتاج الزراعي المستقلة في الأصل، وهي الزراعة المائية والزراعة بدون تربة.لديها العديد من المزايا التالية:

1إعادة تدوير الموارد
في نظام المزارع المائية، توفر براز الأسماك مواد غذائية غنية للخضروات. تحتوي هذه المواد الغذائية على المواد الغذائية الرئيسية مثل النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم اللازمة لنمو النباتات.مثلاًويتم تحويل الأمونيا التي تفرزها الأسماك في الماء إلى نترات من خلال عمل البكتيريا النتراتية في الماء، والنترات هو مصدر ممتاز للأسمدة النيتروجينية لنمو الخضروات.تستوعب الخضروات هذه العناصر الغذائية لنموها، وبالتالي تنقية نوعية المياه. يمكن إعادة تدوير المياه المطهرة مرة أخرى إلى بركة الأسماك من أجل بقاء الأسماك ، وتشكيل دورة بيئية كاملة.
هذا النموذج إعادة التدوير يقلل إلى حد كبير من الاعتماد على الأسمدة الخارجية والموارد المائية.أنه يقلل من خطر تآكل الأحياء المائية بسبب فقدان الأسمدة وتبديد الموارد المائية.

2الحد من استخدام المواد الكيميائية
وبما أن الخضروات يمكن أن تنمو بشكل طبيعي مع العناصر الغذائية في براز الأسماك، لا توجد حاجة بشكل عام لاستخدام كميات كبيرة من الأسمدة الكيميائية.الأسماك تنمو في بيئة بيئية مستقرة نسبيا، مما يقلل أيضا من الحاجة إلى استخدام الأدوية للوقاية من الأمراض والعلاج.يمكن أن تساعد الكائنات الدقيقة المفيدة في الماء في الحفاظ على صحة الأسماك وتثبيط نمو البكتيريا الضارةهذا يسمح للنظام بأكمله بالعمل بشكل طبيعي مع تدخل كيميائي أقل وإنتاج منتجات زراعية أكثر صحة وخضراء.

3تعزيز التنوع البيئي
يمكن أن يوفر نظام المزارع المائية الموائل لمجموعة متنوعة من الكائنات الحية. بالإضافة إلى الأسماك والخضروات ، فإن المجتمعات الميكروبية في الماء (مثل البكتيريا النترية ، البكتيريا المنزوعة من النترية ، البكتيريا النفطية)الخوتلعب هذه الكائنات الحية الدقيقة دوراً رئيسياً في النظام البيئي، وتشكل علاقات بيئية معقدة في عملية تحلل براز الأسماك وتطهير نوعية المياه.
الحشرات، البرمائيات، الخ يمكن أن تجذب أيضا حول النظام، وزيادة التنوع البيولوجي والمساعدة في بناء بيئة بيئية صغيرة أكثر استقرارا وصحة.

1زيادة الإنتاج لكل وحدة مساحة
يسمح نظام المياه المائية بإنتاج منتجين في نفس الوقت، سمك وخضروات، في نفس المساحة. على سبيل المثال، في جهاز المياه المائية الداخلية الصغير،الخضروات المزروعة عموديا يمكن أن تستخدم المساحة بالكامل، في حين أن الأسماك في بركة الأسماك تنمو أيضا بشكل طبيعي في منطقة المياه السفلية.هذه الطريقة الثلاثية الأبعاد للإنتاج يمكن أن تحصل على إنتاج أعلى لكل وحدة مساحة من تربية الأحياء المائية أو زراعة الخضروات وحدها، وبالتالي تحسين كفاءة استخدام الأراضي.

2خفض تكاليف الإنتاج
وبسبب الحد من استخدام الأسمدة وبعض الأدوية، فضلا عن إعادة تدوير موارد المياه، يمكن أن يقلل نظام المزارع المائية من تكاليف الإنتاج في التشغيل على المدى الطويل.في بعض المزارع المائية على نطاق واسع، من خلال تصميم نظام معقول ، يمكن لإعادة تدوير وتنقية المياه توفير كمية كبيرة من تكاليف المياه وتقليل النفقات على شراء الأسمدة الكيميائية ،جعل المنتجات أكثر تنافسية في الأسعار في السوق.

3مبيعات منتجات متنوعة
يمكن لهذا النظام أن ينتج الأسماك والخضروات في نفس الوقت، مما يوفر للمنتجين خيارات متنوعة للمنتجات للبيع. سواء كان ذلك الأسماك الطازجة، مثل البحر، والتيلابيا، وما إلى ذلك.أو الخضروات العضوية، مثل الخس، السبانخ، الخ، يمكن أن تلبي احتياجات المستهلكين المختلفين، وتوسيع قنوات البيع، وزيادة مصادر الدخل.

1إنتاج طعام صحي
الخضروات المنتجة في نظام المزارع المائية تنمو في مياه معاد تدويرها غنية بالمغذيات ولا تلوث بالسماد الكيميائي ومبيدات الآفات في الزراعة التقليدية.الأسماك تنمو في بيئة مياه نظيفةعلى سبيل المثال، الخس المنتج من نظام المياه المائية لديه أوراق رقيقة، طعم جيد، وغني بالمواد الغذائية،والأسماك لا تحتوي أيضا على بقايا المخدرات، والتي هي الأطعمة الآمنة والطمأنينة.

2تحقيق الإنتاج العضوي
طالما يتم إدارة نظام المزارع المائية وفقا لمعايير الإنتاج العضوي، فمن السهل الحصول على شهادة العضوية.لأن عملية إنتاجه تتوافق مع المبادئ الأساسية للزراعة العضوية، أي أنه لا يتم استخدام الأسمدة الكيميائية الاصطناعية أو المبيدات الحشرية أو التقنيات المعدلة وراثياً، مما يوفر للمستهلكين خيارات غذائية عضوية حقيقية.