Το σύστημα Aquaponics είναι ένα οικολογικό κυκλικό γεωργικό σύστημα που συνδυάζει οργανικά την υδατοκαλλιέργεια (ψάρια) και την καλλιέργεια (λαχανικά). Σε αυτό το σύστημα, τα πλούσια σε θρεπτικά συστατικά απόβλητα, όπως τα περιττώματα των ψαριών και η μη θετική τροφοδοσία, αποσυντίθενται από μικροοργανισμούς και μετατρέπονται σε θρεπτικά συστατικά που μπορούν να απορροφηθούν από τα φυτά. Αυτά τα θρεπτικά συστατικά μεταφέρονται στη συνέχεια στις περιοχές καλλιέργειας φυτών, παρέχοντας λιπάσματα που απαιτούνται για την ανάπτυξη φυτών όπως τα λαχανικά και τα βότανα. Εν τω μεταξύ, τα φυτά απορροφούν τα θρεπτικά συστατικά μέσω των ριζών τους, παίζοντας ρόλο στον καθαρισμό της ποιότητας του νερού. Το καθαρισμένο νερό στη συνέχεια ρέει πίσω στην περιοχή της καλλιέργειας ιχθύων, σχηματίζοντας ένα οικολογικό σύστημα κλειστού βρόχου.

1. Λίμνες ψαριών:Αυτός είναι ο κύριος χώρος καθιστικού για τα ψάρια. Το μέγεθος, το σχήμα και το βάθος ποικίλλουν ανάλογα με την κλίμακα της υδατοκαλλιέργειας και των ειδών ψαριών. Για παράδειγμα, για μικρά διακοσμητικά ψάρια, η λίμνη ψαριών μπορεί να είναι σχετικά μικρή και ρηχή. Εάν τα μεγάλα βρώσιμα ψάρια, όπως η πέρκα ή ο σολομός, καλλιεργούνται, η λίμνη ψαριών χρειάζεται περισσότερο χώρο και ένα κατάλληλο βάθος, συνήθως περίπου 1 - 2 μέτρα βαθιά, για να εξασφαλίσει ότι τα ψάρια έχουν αρκετό χώρο για να μετακινηθούν. Τα υλικά της λίμνης ψαριών μπορούν να είναι σκυρόδεμα, πλαστικό ή υαλοβάμβακα κ.λπ., τα οποία θα πρέπει να έχουν καλές ιδιότητες αδιάβροχης και ανθεκτικότητας.

2. Εξοπλισμός ρύθμισης ποιότητας νερού:Για να διατηρηθεί η καλή ποιότητα του νερού που απαιτείται για την επιβίωση των ψαριών, απαιτείται μια σειρά εξοπλισμού ρύθμισης της ποιότητας του νερού. Πρώτον, υπάρχουν συσκευές φιλτραρίσματος, συμπεριλαμβανομένων φυσικών φίλτρων και βιολογικών φίλτρων. Τα φυσικά φίλτρα, όπως οι μικροδιαστολείς, μπορούν να απομακρύνουν τα στερεά σωματίδια στο νερό, όπως η μη πατρίδα και τα κόπρανα, εμποδίζοντας τους να αποσυνθέτουν στο νερό και να παράγουν επιβλαβείς ουσίες. Τα βιολογικά φίλτρα χρησιμοποιούν μικροοργανισμούς, όπως βακτηρίδια νιτροποίησης, για να μετατρέψουν το άζωτο αμμωνίας στο νερό σε νιτρικά, μειώνοντας την τοξικότητα του νερού. Επιπλέον, απαιτείται εξοπλισμός οξυγόνωσης, όπως μικροεπεξεργαστές ή αεροσυριστές paddlewheel, για να εξασφαλιστεί ότι υπάρχει επαρκές διαλυμένο οξυγόνο στο νερό. Γενικά, το διαλυμένο περιεχόμενο οξυγόνου πρέπει να διατηρείται στα 5 - 8 mg/L για να καλύψει τις αναπνευστικές ανάγκες των ψαριών.

3. Επιλογή ειδών ψαριών:Κατά την επιλογή ειδών ψαριών, πρέπει να ληφθούν υπόψη πολλαπλοί παράγοντες. Ο ρυθμός ανάπτυξης είναι ένας σημαντικός παράγοντας. Για παράδειγμα, η τυλάπια και τα γατόψαρα έχουν σχετικά γρήγορες ρυθμούς ανάπτυξης και είναι κατάλληλα για εμπορικά συστήματα Aquaponics, καθώς μπορούν να φτάσουν σε εμπορεύσιμα μεγέθη σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα. Ταυτόχρονα, η προσαρμοστικότητα των ψαριών είναι επίσης κρίσιμη. Ορισμένα ψάρια έχουν συγκεκριμένες απαιτήσεις για περιβαλλοντικές συνθήκες όπως η ποιότητα των υδάτων, η θερμοκρασία και η αλατότητα. Για παράδειγμα, το KOI είναι πιο ευαίσθητο στις αλλαγές στην ποιότητα των υδάτων, ενώ ο Crucian Carp έχει ισχυρότερη προσαρμοστικότητα. Επιπλέον, οι συνήθειες τροφοδοσίας των ψαριών, όπως τα φυτοφάγα, σαρκοφάγα ή παμφάγα, πρέπει επίσης να θεωρηθούν έτσι ώστε να ταιριάζουν με τους τύπους καλλιέργειας ζωοτροφών και φυτών.

1.Αυτό είναι όπου τα φυτά μεγαλώνουν. Ο σχεδιασμός των κρεβατιών φύτευσης ή των κοιλών πρέπει να προσδιορίζεται σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά ανάπτυξης και τις μεθόδους φύτευσης των φυτών. Για φυλλώδη λαχανικά όπως το μαρούλι και το σπανάκι, οι φτωχές φύτευσης μπορεί να είναι σχετικά ρηχά, συνήθως περίπου 15 - 30 cm βαθιά. Τα υλικά των κρεβατιών φύτευσης μπορεί να είναι πλαστικά, ξύλο ή μέταλλο κλπ., Τα οποία θα πρέπει να εξασφαλίζουν καλή απόδοση αποστράγγισης. Μέσα στα κρεβάτια φύτευσης, τα υποστρώματα όπως ο εκτεταμένος πηλός, το βράχο ή η καρύδας είναι συνήθως γεμίζουν. Αυτά τα υποστρώματα μπορούν να διορθώσουν τις ρίζες των φυτών και επίσης να παρέχουν ορισμένες λειτουργίες κατακράτησης νερού και αερισμού.

2. Σύστημα άρδευσης:Το σύστημα άρδευσης του συστήματος Aquaponics είναι διαφορετικό από την παραδοσιακή άρδευση. Βασίζεται κυρίως στην κυκλοφορία του νερού υδατοκαλλιέργειας. Μέσα από μια αντλία νερού, το νερό στη λίμνη ψαριών αντλείται στο επάνω μέρος της φύτευσης ή του κατωφλίου και μεθόδους όπως η άρδευση στάγδην, η άρδευση των πλημμυρών ή η τεχνική θρεπτικών ταινιών (NFT) χρησιμοποιούνται για την παροχή νερού και θρεπτικών ουσιών για τα φυτά. Για παράδειγμα, στο σύστημα NFT, σχηματίζεται μια λεπτή μεμβράνη θρεπτικού διαλύματος στον πυθμένα της θάλασσας φύτευσης και οι ρίζες των φυτών βυθίζονται εν μέρει στην μεμβράνη θρεπτικών λύσεων, η οποία μπορεί να ελέγξει με ακρίβεια την παροχή θρεπτικών ουσιών και να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα της χρήσης των θρεπτικών συστατικών.

3. Επιλογή ειδών φυτών:Η επιλογή των κατάλληλων ειδών φυτών είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχή λειτουργία του συστήματος Aquaponics. Τα φυλλώδη λαχανικά είναι μια κοινή επιλογή επειδή έχουν έναν σύντομο κύκλο ανάπτυξης και μπορούν γρήγορα να απορροφήσουν τα θρεπτικά συστατικά που αποσυντίθενται από τα περιττώματα των ψαριών. Όπως το μαρούλι, το bok choy και το σπανάκι νερού μπορούν να ευδοκιμήσουν στο περιβάλλον των υδραπατικών. Εκτός από τα φυλλώδη λαχανικά, μερικά φυτά βοτάνων, όπως το μέντα και το βασιλικό, μπορούν επίσης να φυτευτούν στο σύστημα. Αυτά τα φυτά όχι μόνο έχουν βρώσιμη αξία, αλλά μπορούν επίσης να διαδραματίσουν οικολογικό ρόλο, όπως η απόρριψη των εντόμων.

1. Σύστημα αγωγών:Οι αγωγοί είναι το βασικό μέρος που συνδέει τη μονάδα υδατοκαλλιέργειας και τη μονάδα φύτευσης. Μεταφέρουν το νερό από τη λίμνη ψαριών στη μονάδα φύτευσης και στη συνέχεια επιστρέφουν το νερό που καθαρίζεται από τα φυτά στη λίμνη ψαριών. Τα υλικά των αγωγών είναι γενικά ανθεκτικοί στη διάβρωση σωλήνες PVC ή σωλήνες PPR για να εξασφαλίσουν μακροπρόθεσμη σταθερή λειτουργία. Η διάμετρος και το μήκος των αγωγών θα πρέπει να σχεδιάζονται σύμφωνα με τον ρυθμό ροής και την κεφαλή του συστήματος. Για παράδειγμα, για ένα μικρό σύστημα Aquaponics στο σπίτι, μπορεί να είναι επαρκής μια κύρια διάμετρος αγωγού 2 - 3 cm. Ενώ για ένα μεγάλο εμπορικό σύστημα, η κύρια διάμετρος του αγωγού μπορεί να χρειαστεί να φτάσει τα 10 - 15 cm.

2. Αντλία νερού:Η αντλία νερού είναι η πηγή τροφοδοσίας του συστήματος κυκλοφορίας. Η κύρια λειτουργία του είναι να αντλήσει νερό από τη λίμνη ψαριών χαμηλού επιπέδου στη μονάδα φύτευσης υψηλού επιπέδου. Η επιλογή της αντλίας νερού πρέπει να εξετάσει δύο βασικές παραμέτρους: ρυθμό ροής και κεφαλή. Ο ρυθμός ροής αναφέρεται στην ποσότητα νερού που αντλείται από την αντλία νερού ανά χρόνο μονάδας και η κεφαλή αναφέρεται στο ύψος που η αντλία νερού μπορεί να ανυψώσει το νερό. Για παράδειγμα, σε ένα σύστημα μεσαίου μεγέθους Aquaponics, εάν η διαφορά ύψους μεταξύ της λίμνης ψαριών και της μονάδας φύτευσης είναι 1,5 μέτρα και απαιτείται 500 λίτρα νερού ανά ώρα, απαιτείται αντλία νερού με ρυθμό ροής 500 L/h και κεφαλή τουλάχιστον 1,5 μέτρων.

3.Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κυκλοφορίας, προκειμένου να καθαριστεί περαιτέρω η ποιότητα του νερού, πρέπει επίσης να ρυθμιστούν ορισμένα συστατικά διήθησης και καθαρισμού στο σύστημα αγωγών. Αυτά τα συστατικά μπορούν να περιλαμβάνουν φίλτρα ενεργού άνθρακα για την προσρόφηση οργανικών ακαθαρσιών και οσμών στο νερό και υπεριώδεις απολυμαντές για τη θανάτωση επιβλαβών μικροοργανισμών όπως τα βακτήρια, οι ιοί και τα άλγη στο νερό μέσω της υπερασπιστικής ακτινοβολίας, εξασφαλίζοντας την ποιότητα του κυκλοφορούντος νερού και την παροχή υγιούς περιβάλλοντος διαβίωσης για τα ψάρια και τα φυτά.

Το σύστημα Aquaponics είναι ένα καινοτόμο σύνθετο σύστημα γεωργίας που συνδυάζει δύο αρχικά ανεξάρτητες μεθόδους γεωργικής παραγωγής, καλλιέργεια υδατοκαλλιέργειας και καλλιέργειας. Έχει τα ακόλουθα πολλά πλεονεκτήματα:

1. Ανακύκλωση πόρων
Στο σύστημα Aquaponics, τα περιττώματα ψαριών παρέχουν πλούσια θρεπτικά συστατικά για λαχανικά. Αυτές οι εκκρίσεις περιέχουν σημαντικά θρεπτικά συστατικά όπως το άζωτο, ο φωσφόρος και το κάλιο που απαιτούνται για την ανάπτυξη των φυτών. Για παράδειγμα, η αμμωνία που εκκρίνεται από τα ψάρια στο νερό μετατρέπεται σε νιτρικό άλας μέσω της δράσης των νιτροποιητικών βακτηρίων στο νερό και τα νιτρικά άλατα είναι μια εξαιρετική πηγή λιπασμάτων αζώτου για ανάπτυξη λαχανικών. Τα λαχανικά απορροφούν αυτά τα θρεπτικά συστατικά για τη δική τους ανάπτυξη, καθαρίζοντας έτσι την ποιότητα του νερού. Το καθαρισμένο νερό μπορεί στη συνέχεια να ανακυκλωθεί πίσω στη λίμνη ψαριών για την επιβίωση των ψαριών, σχηματίζοντας έναν πλήρη οικολογικό κύκλο.
Αυτό το μοντέλο ανακύκλωσης μειώνει σημαντικά την εξάρτηση από τα εξωτερικά λιπάσματα και τους υδάτινους πόρους. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή φύτευση λαχανικών και την υδατοκαλλιέργεια, μειώνει τον κίνδυνο ευτροφισμού των υδάτινων σωμάτων που προκαλούνται από την απώλεια λιπασμάτων και την σπατάλη των υδάτινων πόρων.

2. Μείωση της χρήσης χημικών ουσιών
Δεδομένου ότι τα λαχανικά μπορούν να αναπτυχθούν φυσικά με τα θρεπτικά συστατικά στα περιττώματα των ψαριών, γενικά, δεν χρειάζεται να χρησιμοποιηθούν μεγάλες ποσότητες χημικών λιπασμάτων. Ταυτόχρονα, τα ψάρια αναπτύσσονται σε ένα σχετικά σταθερό οικολογικό περιβάλλον, το οποίο επίσης μειώνει την ανάγκη χρήσης ναρκωτικών για την πρόληψη και τη θεραπεία των ασθενειών. Για παράδειγμα, σε ένα καλό περιβάλλον υδατικών, οι ευεργετικοί μικροοργανισμοί στο νερό μπορούν να βοηθήσουν στη διατήρηση της υγείας των ψαριών και να αναστέλλουν την ανάπτυξη επιβλαβών βακτηρίων. Αυτό επιτρέπει στο σύνολο του συστήματος να λειτουργεί κανονικά με λιγότερη χημική παρέμβαση και να παράγει υγιεινά και πιο πράσινα γεωργικά προϊόντα.

3. Ενίσχυση της οικολογικής ποικιλομορφίας
Το σύστημα Aquaponics μπορεί να παρέχει οικοτόπους για διάφορους οργανισμούς. Εκτός από τα ψάρια και τα λαχανικά, οι μικροβιακές κοινότητες στο νερό (όπως τα βακτηρίδια νιτροποίησης, τα βακτήρια απέρριψης κλπ.) Διαδραματίζουν επίσης βασικό ρόλο στο οικοσύστημα. Αυτοί οι μικροοργανισμοί σχηματίζουν πολύπλοκες οικολογικές σχέσεις στη διαδικασία αποσύνθεσης των περιττών ψαριών και καθαρισμού της ποιότητας του νερού.
Τα έντομα, τα αμφίβια κ.λπ. μπορούν επίσης να προσελκύσουν γύρω από το σύστημα, να αυξήσουν τη βιοποικιλότητα και να βοηθήσουν στην οικοδόμηση ενός πιο σταθερού και υγιούς μικρού οικολογικού περιβάλλοντος.

1. Αύξηση της παραγωγής ανά περιοχή μονάδας
Το σύστημα Aquaponics επιτρέπει την ταυτόχρονη παραγωγή δύο προϊόντων, ψαριών και λαχανικών, στον ίδιο χώρο. Για παράδειγμα, σε μια μικρή εσωτερική συσκευή Aquaponics, τα κατακόρυφα φυτικά λαχανικά μπορούν να κάνουν πλήρη χρήση του χώρου, ενώ τα ψάρια στη λίμνη ψαριών επίσης αναπτύσσονται κανονικά στην περιοχή του πυθμένα. Αυτή η τρισδιάστατη μέθοδος παραγωγής μπορεί να αποκτήσει υψηλότερη απόδοση ανά μονάδα από την υδατοκαλλιέργεια ή τη φύτευση λαχανικών, βελτιώνοντας έτσι την αποτελεσματικότητα της χρήσης της γης.

2. Μείωση του κόστους παραγωγής
Λόγω της μείωσης της χρήσης λιπασμάτων και ορισμένων φαρμάκων, καθώς και της ανακύκλωσης των υδάτινων πόρων, το σύστημα των υδραπατικών μπορεί να μειώσει το κόστος παραγωγής στη μακροπρόθεσμη λειτουργία. Για παράδειγμα, σε ορισμένες μεγάλης κλίμακας γεωργικές εκμεταλλεύσεις, μέσω του λογικού σχεδιασμού του συστήματος, η ανακύκλωση και ο καθαρισμός του νερού μπορεί να εξοικονομήσει μεγάλο ποσό κόστους νερού και να μειώσει τις δαπάνες για την αγορά χημικών λιπασμάτων, καθιστώντας τα προϊόντα πιο ανταγωνιστικά στην αγορά.

3. Διαφοροποιημένες πωλήσεις προϊόντων
Αυτό το σύστημα μπορεί να παράγει ταυτόχρονα τόσο τα ψάρια όσο και τα λαχανικά, παρέχοντας στους παραγωγούς διαφοροποιημένες επιλογές προϊόντων προς πώληση. Είτε πρόκειται για φρέσκα ψάρια, όπως η θάλασσα, η τυλάπια κ.λπ., είτε τα βιολογικά λαχανικά, όπως το μαρούλι, το σπανάκι κ.λπ., μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες των διαφόρων καταναλωτών, να διευρύνουν τα κανάλια πωλήσεων και να αυξήσουν τις πηγές εισοδήματος.

1. Παράγοντας υγιεινά τρόφιμα
Τα λαχανικά που παράγονται στο σύστημα Aquaponics αναπτύσσονται σε πλούσια σε θρεπτικά συστατικά ανακυκλωμένα νερό και δεν μολύνονται από χημικά λιπάσματα και φυτοφάρμακα στην παραδοσιακή γεωργία. Επιπλέον, τα ψάρια αναπτύσσονται σε ένα περιβάλλον καθαρού νερού και το κρέας τους είναι πιο νόστιμο και υγιές. Για παράδειγμα, το μαρούλι που παράγεται από το σύστημα Aquaponics έχει τρυφερά φύλλα, καλή γεύση και είναι πλούσια σε θρεπτικά συστατικά και τα ψάρια δεν έχουν επίσης υπολείμματα ναρκωτικών, τα οποία είναι ασφαλή και καθησυχαστικά τρόφιμα.

2.
Εφόσον το σύστημα Aquaponics διαχειρίζεται σύμφωνα με τα πρότυπα βιολογικής παραγωγής, είναι εύκολο να αποκτηθεί βιολογική πιστοποίηση. Επειδή η παραγωγική του διαδικασία συμμορφώνεται με τις βασικές αρχές της οργανικής γεωργίας, δηλαδή δεν χρησιμοποιούνται χημικά συνθετικά λιπάσματα, φυτοφάρμακα ή γενετικά τροποποιημένες τεχνολογίες, παρέχοντας στους καταναλωτές γνήσιες βιολογικές επιλογές τροφίμων.