سیستم آبیاری یک سیستم کشاورزی دایره ای زیست محیطی است که به صورت ارگانیک آبداری (ماهی) و کشت بدون خاک (سبزیجات) را ترکیب می کند.زباله های غنی از مواد مغذی مانند مدفوع ماهی و خوراک نخورده شده توسط میکروارگانیسم ها تجزیه می شوند و به مواد مغذی تبدیل می شوند که می توانند توسط گیاهان جذب شونداین مواد مغذی سپس به مناطق رشد گیاهان منتقل می شوند و کود مورد نیاز برای رشد گیاهان مانند سبزیجات و گیاهان را فراهم می کنند.گیاهان از طریق ریشه ها مواد مغذی را جذب می کنندآب تصفیه شده سپس به منطقه پرورش ماهی می رود و یک سیستم زیست محیطی بسته را تشکیل می دهد.

1حوضچه های ماهی:این منطقه اصلی زندگی ماهی ها است. اندازه، شکل و عمق آن با توجه به مقیاس آبداری و گونه های ماهی متفاوت است. به عنوان مثال برای ماهی های تزئینی کوچک،استخر ماهی می تواند نسبتا کوچک و کم عمق باشداگر ماهی های بزرگ قابل مصرف مانند ماهی های ماهی یا ماهی قزل آلا پرورش داده شوند، حوضچه ماهی نیاز به فضای بیشتری و عمق مناسب، معمولا حدود 1 تا 2 متر دارد تا اطمینان حاصل شود که ماهی ها فضای کافی برای حرکت دارند.مواد استخر ماهی می تواند بتنی باشد، پلاستیک، یا فیبرگلاس، و غیره، که باید ویژگی های ضد آب و دوام خوبی داشته باشد.

2تجهیزات تنظیم کیفیت آب:برای حفظ کیفیت خوب آب مورد نیاز برای زنده ماندن ماهی ها، یک سری تجهیزات تنظیم کیفیت آب مورد نیاز است.از جمله فیلترهای فیزیکی و فیلترهای بیولوژیکیفیلترهای فیزیکی، مانند میکرو استرینرها، می توانند ذرات جامد در آب، مانند خوراک و مدفوع های نخورده شده را از بین ببرند و از تجزیه آنها در آب و تولید مواد مضر جلوگیری کنند.فیلترهای بیولوژیکی از میکروارگانیسم ها استفاده می کنند، مانند باکتری های نایتریفیک، برای تبدیل نیتروژن آمونیاگ در آب به نیترات، کاهش سمی بودن آب. علاوه بر این، تجهیزات اکسیژن،مانند آریاتورهای میکروپوروس یا آریاتورهای بادکنکبه طور کلی، محتوای اکسیژن محلول باید در 5 تا 8 میلی گرم در لیتر حفظ شود تا نیازهای تنفسی ماهی را برآورده کند.

3انتخاب گونه های ماهی:در هنگام انتخاب گونه های ماهی، عوامل متعددی باید در نظر گرفته شوند. نرخ رشد یک عامل مهم است.تیلاپیا و ماهی ماهی دارای نرخ رشد نسبتا سریع هستند و برای سیستم های آبیاری تجاری مناسب هستنددر عین حال، سازگاری ماهی ها نیز بسیار مهم است.برخی از ماهی ها الزامات خاصی برای شرایط محیطی مانند کیفیت آب دارندبه عنوان مثال، کوی ها نسبت به تغییرات در کیفیت آب حساس تر هستند، در حالی که کرپ کروسیان توانایی سازگاری قوی تری دارند. علاوه بر این، عادات تغذیه ماهی ها،مثل گیاهخواران، گوشت خور یا همه خور نیز باید در نظر گرفته شود تا به طور منطقی با انواع تغذیه و کشت گیاهان مطابقت داشته باشد.

1. بستر های کاشت یا حوضچه ها:این جایی است که گیاهان رشد می کنند. طراحی بستر های کاشت یا حوضچه ها باید با توجه به ویژگی های رشد و روش های کاشت گیاهان تعیین شود.برای سبزیجات برگ دار مانند کاهو و اسفناجمواد بستر های کاشت می توانند پلاستیکی، چوبی یا فلزی و غیره باشند که باید عملکرد خوب تخلیه را تضمین کند..در داخل بستر های کاشت، زیربناهایی مانند گل گسترش یافته، پشم سنگ یا نارگیل معمولا پر می شوند.این زیربناها می توانند ریشه های گیاه را ثابت کنند و همچنین برخی از عملکردهای نگهداری آب و تهویه را فراهم کنند.

2سیستم آبیاری:سیستم آبیاری سیستم آبیاری از آبیاری سنتی متفاوت است. این سیستم عمدتاً به گردش آب آبداری تکیه دارد. از طریق یک پمپ آب، آب آبیاری به طور مستقیم از آب آبیاری استفاده می شود.آب در استخر ماهی به قسمت بالایی بستر کاشت یا حوضه پمپ می شود.، و روش هایی مانند آبیاری قطره ای، آبیاری سیلاب یا تکنیک فیلم مواد مغذی (NFT) برای تامین آب و مواد مغذی برای گیاهان استفاده می شود. به عنوان مثال، در سیستم NFT،یک فیلم نازک محلول مواد مغذی در پایین حوضه کاشت شکل می گیرد.، و ریشه های گیاه تا حدودی در فیلم محلول مواد مغذی غوطه ور می شوند، که می تواند به طور دقیق تامین مواد مغذی را کنترل کند و بهره وری استفاده از مواد مغذی را بهبود بخشد.

3انتخاب گونه های گیاهی:انتخاب گونه های مناسب گیاهی برای عملکرد موفق سیستم آبیاری بسیار مهم است.سبزیجات برگ دار انتخاب رایج هستند زیرا چرخه رشد آنها کوتاه است و می توانند مواد مغذی تجزیه شده از مدفوع ماهی را به سرعت جذب کنندگیاهان مانند کاهو، بوک چوی و اسفناج آب می توانند در محیط آکوپونیک رشد کنند. علاوه بر سبزیجات برگ دار، برخی از گیاهان گیاهی مانند نعناع و باسل نیز می توانند در سیستم کاشته شوند.این گیاهان نه تنها ارزش غذایی دارند بلکه می توانند نقش زیست محیطی مانند دفع حشرات را نیز داشته باشند.

1سیستم خط لوله:خط لوله ها بخش کلیدی اتصال واحد آبداری و واحد کاشت هستند.آنها آب را از استخر ماهی به واحد کاشت حمل می کنند و سپس آب تصفیه شده توسط گیاهان را به استخر ماهی باز می گردانندمواد خط لوله ها معمولاً لوله های PVC مقاوم به خوردگی یا لوله های PPR هستند تا عملکرد پایدار طولانی مدت را تضمین کنند.قطر و طول خط لوله باید با توجه به سرعت جریان و سر سیستم طراحی شودبه عنوان مثال، برای یک سیستم آبیاری خانگی کوچک، قطر لوله اصلی 2 تا 3 سانتی متر ممکن است کافی باشد؛ در حالی که برای یک سیستم تجاری بزرگ، قطر لوله اصلی ممکن است نیاز به رسیدن به 10 تا 15 سانتی متر داشته باشد..

2پمپ آب:پمپ آب منبع قدرت سیستم گردش خون است. عملکرد اصلی آن پمپ آب از استخر ماهی در سطح پایین به واحد کاشت در سطح بالا است.انتخاب پمپ آب باید دو پارامتر کلیدی را در نظر بگیرد: جریان و سر. میزان جریان به مقدار آب پمپ شده توسط پمپ آب در هر واحد زمان اشاره دارد و سر به ارتفاعی که پمپ آب می تواند آب را بالا ببرد اشاره دارد. به عنوان مثال،در یک سیستم آبیاری متوسط، اگر تفاوت ارتفاع بین استخر ماهی و واحد کاشت 1.5 متر باشد و 500 لیتر آب باید در هر ساعت گردش کند،یک پمپ آب با جریان 500 لیتری در ساعت و سر حداقل 1.5 متر لازم است

3اجزای تصفیه و تصفیه (دوران کمکی):در طول فرآیند گردش، برای تصفیه بیشتر کیفیت آب، برخی از اجزای تصفیه و تصفیه نیز باید در سیستم لوله کشی قرار گیرد.این اجزای می توانند شامل فیلترهای کربن فعال برای جذب ناخالصی های آلی و بوی در آب باشند.، و ضدعفونی کننده های ماوراء بنفش برای کشتن میکروارگانیسم های مضر مانند باکتری ها، ویروس ها و جلبک ها در آب از طریق تشعشعات ماوراء بنفش،تضمین کیفیت آب گردش و فراهم کردن یک محیط زیست سالم برای ماهی ها و گیاهان.

سیستم آبیاری یک سیستم کشاورزی ترکیبی نوآورانه است که به صورت ارگانیک دو روش تولید کشاورزی که در ابتدا مستقل بودند، آبداری و کشت بدون خاک را ترکیب می کند.این روش مزایای زیادی دارد::

1بازیافت منابع
در سیستم آبیاری، مدفوع ماهی مواد مغذی غنی برای سبزیجات فراهم می کند. این مدفوعات حاوی مواد مغذی اصلی مانند نیتروژن، فسفر و پتاسیم مورد نیاز برای رشد گیاهان است.برای مثالآمونیاک خارج شده توسط ماهی ها در آب از طریق عمل باکتری های نایتریک در آب به نیترات تبدیل می شود و نیترات یک منبع عالی کود نیتروژنی برای رشد گیاهان است.سبزیجات این مواد مغذی را برای رشد خود جذب می کنندآب تصفیه شده می تواند برای زنده ماندن ماهی ها به استخر بازیافت شود و یک چرخه زیست محیطی کامل را تشکیل دهد.
این مدل بازیافت به شدت وابستگی به کودهای خارجی و منابع آب را کاهش می دهد.خطر ارتودنسی بدن های آبی ناشی از از دست دادن کود و اتلاف منابع آب را کاهش می دهد..

2کاهش استفاده از مواد شیمیایی
از آنجا که سبزیجات می توانند به طور طبیعی با مواد مغذی موجود در مدفوع ماهی رشد کنند، به طور کلی نیازی به استفاده از مقادیر زیادی از کود های شیمیایی نیست.ماهی در یک محیط زیست نسبتا پایدار رشد می کند، که همچنین نیاز به استفاده از داروها برای پیشگیری و درمان بیماری ها را کاهش می دهد. به عنوان مثال در یک محیط آبداری خوب،میکروارگانیسم های مفید در آب می توانند به حفظ سلامت ماهی کمک کنند و رشد باکتری های مضر را مهار کننداین به کل سیستم امکان می دهد که به طور طبیعی با مداخله شیمیایی کمتر کار کند و محصولات کشاورزی سالم تر و سبزتر تولید کند.

3افزایش تنوع زیست محیطی
سیستم آبیاری می تواند زیستگاه هایی را برای موجودات مختلف فراهم کند. علاوه بر ماهی و سبزیجات، جوامع میکروبی در آب (مانند باکتری های نیترفیک کننده، باکتری های ضد نیترفیک کننده،و غیرهاین میکروارگانیسم ها در فرآیند تجزیه مدفوع ماهی و تصفیه کیفیت آب، روابط زیست محیطی پیچیده ای را تشکیل می دهند.
حشرات، دوزیستان و غیره نیز ممکن است در اطراف سیستم جذب شوند، تنوع زیستی را افزایش می دهند و به ایجاد یک محیط زیست پایدار و سالم کمک می کنند.

1افزایش تولید در هر واحد مساحت
سیستم آکوپونیک امکان تولید همزمان دو محصول، ماهی و سبزیجات را در یک فضا فراهم می کند.سبزیجات به صورت عمودی کاشته شده می توانند از فضای کامل استفاده کنند، در حالی که ماهی در استخر ماهی نیز به طور طبیعی در منطقه آب پایین رشد می کنند.این روش تولید سه بعدی می تواند تولید بالاتر در هر واحد منطقه را نسبت به آبپاشی یا کاشت سبزیجات به تنهایی بدست آورد، بنابراین بهبود بهره وری از استفاده از زمین.

2کاهش هزینه های تولید
به دلیل کاهش استفاده از کود و برخی داروها، و همچنین بازیافت منابع آب، سیستم آبیاری می تواند هزینه های تولید را در عملیات طولانی مدت کاهش دهد.در برخی از مزارع بزرگ آبیاری، با طراحی سیستم معقول، بازیافت و تصفیه آب می تواند مقدار زیادی از هزینه های آب را صرفه جویی کند و هزینه خرید کود شیمیایی را کاهش دهد.ایجاد قیمت رقابتی بیشتر در بازار.

3فروش متنوع محصولات
این سیستم می تواند ماهی و سبزیجات را به طور همزمان تولید کند و به تولید کنندگان گزینه های متنوعی از محصولات را برای فروش فراهم می کند.یا سبزیجات ارگانیک، مانند کاهو، اسفناج و غیره، می توانند نیازهای مصرف کنندگان مختلف را برآورده کنند، کانال های فروش را گسترش دهند و منابع درآمد را افزایش دهند.

1تولید مواد غذایی سالم
سبزیجات تولید شده در سیستم آبیاری در آب بازیافت شده غنی از مواد مغذی رشد می کنند و توسط کود های شیمیایی و آفت کش ها در کشاورزی سنتی آلوده نمی شوند.ماهی در یک محیط آب پاک رشد می کندبه عنوان مثال، کاهو تولید شده توسط سیستم آکوپونیک دارای برگ های نرم، طعم خوب و غنی از مواد مغذی است.و ماهي ها هم باقي مانده مواد مخدر ندارند، که غذاهایی امن و مطمئن کننده هستند.

2دستیابی به تولید ارگانیک
تا زمانی که سیستم آبیاری مطابق با استانداردهای تولید ارگانیک مدیریت شود، به راحتی گواهینامه ارگانیک به دست می آید.چون فرآیند تولید آن مطابق با اصول اساسی کشاورزی ارگانیک است، یعنی هیچ کود شیمیایی مصنوعی، آفت کش یا فناوری اصلاح شده ژنتیکی مورد استفاده قرار نمی گیرد، و به مصرف کنندگان گزینه های غذایی واقعی ارگانیک را ارائه می دهد.