Akuaponik sistem, su ürünleri yetiştiriciliği (balık) ve topraksız tarımı (sebzeler) organik olarak birleştiren ekolojik bir döngüsel tarım sistemidir. Bu sistemde, balık dışkısı ve yenmemiş yem gibi besin açısından zengin atıklar mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılır ve bitkiler tarafından emilebilen besinlere dönüştürülür. Bu besinler daha sonra bitki yetiştirme alanlarına taşınarak sebze ve otlar gibi bitkilerin büyümesi için gerekli gübreleri sağlar. Bu arada, bitkiler besinleri kökleri aracılığıyla emer ve su kalitesini arıtmada rol oynar. Arıtılmış su daha sonra balık yetiştirme alanına geri akar ve kapalı döngü bir ekolojik sistem oluşturur.

1. Balık Havuzları: Bu, balıklar için ana yaşam alanıdır. Boyut, şekil ve derinlik, su ürünleri yetiştiriciliğinin ölçeğine ve balık türlerine göre değişir. Örneğin, küçük süs balıkları için balık havuzu nispeten küçük ve sığ olabilir; levrek veya somon gibi büyük yenilebilir balıklar yetiştiriliyorsa, balık havuzunun daha fazla alana ve uygun bir derinliğe, genellikle yaklaşık 1 - 2 metre derinliğe ihtiyacı vardır, bu da balıkların hareket etmesi için yeterli alana sahip olmasını sağlar. Balık havuzunun malzemeleri beton, plastik veya fiberglas vb. olabilir ve iyi su geçirmezlik ve dayanıklılık özelliklerine sahip olmalıdır.

2. Su Kalitesi Ayarlama Ekipmanı: Balıkların yaşaması için gerekli olan iyi su kalitesini korumak için bir dizi su kalitesi ayarlama ekipmanına ihtiyaç vardır. İlk olarak, fiziksel filtreler ve biyolojik filtreler dahil olmak üzere filtreleme cihazları vardır. Mikro süzgeçler gibi fiziksel filtreler, suda çözünmemiş yem ve dışkı gibi katı partikülleri uzaklaştırarak suda ayrışmalarını ve zararlı maddeler üretmelerini engeller. Biyolojik filtreler, sudaki amonyak azotunu nitrata dönüştürmek için nitrifikasyon bakterileri gibi mikroorganizmaları kullanır, bu da suyun toksisitesini azaltır. Ayrıca, suda yeterli çözünmüş oksijenin bulunmasını sağlamak için mikro gözenekli havalandırıcılar veya çarklı havalandırıcılar gibi oksijenlendirme ekipmanlarına ihtiyaç vardır. Genellikle, çözünmüş oksijen içeriği, balıkların solunum ihtiyaçlarını karşılamak için 5 - 8 mg/L'de tutulmalıdır.

3. Balık Türü Seçimi: Balık türleri seçilirken, birden fazla faktörün dikkate alınması gerekir. Büyüme hızı önemli bir faktördür. Örneğin, tilapia ve yayın balığı nispeten hızlı büyüme oranlarına sahiptir ve ticari akuaponik sistemler için uygundur, çünkü nispeten kısa sürede pazarlanabilir boyutlara ulaşabilirler. Aynı zamanda, balıkların adaptasyonu da çok önemlidir. Bazı balıkların su kalitesi, sıcaklık ve tuzluluk gibi çevresel koşullar için özel gereksinimleri vardır. Örneğin, koi balıkları su kalitesindeki değişikliklere karşı daha hassasken, sazan balıkları daha güçlü bir adaptasyona sahiptir. Ayrıca, balıkların otçul, etçil veya hepçil gibi beslenme alışkanlıklarının da dikkate alınması gerekir, böylece yem ve bitki yetiştirme türleri rasyonel olarak eşleştirilebilir.

1. Dikim Yatakları veya Olukları: Burası bitkilerin büyüdüğü yerdir. Dikim yataklarının veya oluklarının tasarımı, bitkilerin büyüme özellikleri ve dikim yöntemlerine göre belirlenmelidir. Marul ve ıspanak gibi yapraklı sebzeler için, dikim olukları nispeten sığ olabilir, genellikle yaklaşık 15 - 30 cm derinliğinde. Dikim yataklarının malzemeleri plastik, ahşap veya metal vb. olabilir ve iyi drenaj performansı sağlamalıdır. Dikim yataklarının içine genellikle genişletilmiş kil, kaya yünü veya hindistan cevizi lifi gibi alt tabakalar doldurulur. Bu alt tabakalar bitki köklerini sabitler ve ayrıca belirli su tutma ve havalandırma işlevleri sağlar.

2. Sulama Sistemi: Akuaponik sistemin sulama sistemi, geleneksel sulamadan farklıdır. Esas olarak su ürünleri yetiştiriciliği suyunun dolaşımına dayanır. Bir su pompası aracılığıyla, balık havuzundaki su, dikim yatağının veya oluğun üst kısmına pompalanır ve damla sulama, sel sulama veya besin filmi tekniği (NFT) gibi yöntemler bitkiler için su ve besin sağlamak için kullanılır. Örneğin, NFT sisteminde, dikim oluğunun altında ince bir besin çözeltisi filmi oluşur ve bitki kökleri kısmen besin çözeltisi filmine batırılır, bu da besin tedarikini hassas bir şekilde kontrol edebilir ve besin kullanım verimliliğini artırabilir.

3. Bitki Türü Seçimi: Akuaponik sistemin başarılı bir şekilde işletilmesi için uygun bitki türlerinin seçilmesi çok önemlidir. Yapraklı sebzeler, kısa bir büyüme döngüsüne sahip oldukları ve balık dışkısından ayrışan besinleri hızla emebildikleri için yaygın bir seçimdir. Marul, pak choy ve su ıspanağı gibi bitkiler akuaponik ortamda gelişebilir. Yapraklı sebzelere ek olarak, nane ve fesleğen gibi bazı ot bitkileri de sistemde dikilebilir. Bu bitkiler sadece yenilebilir değere sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda böcekleri uzaklaştırmak gibi ekolojik bir rol de oynayabilir.

1. Boru Hattı Sistemi: Boru hatları, su ürünleri yetiştiriciliği birimi ile dikim birimini birbirine bağlayan ana kısımdır. Suyu balık havuzundan dikim birimine taşırlar ve daha sonra bitkiler tarafından arıtılan suyu balık havuzuna geri döndürürler. Boru hatlarının malzemeleri genellikle uzun süreli kararlı çalışma sağlamak için korozyona dayanıklı PVC borular veya PPR borulardır. Boru hatlarının çapı ve uzunluğu, sistemin akış hızına ve basma yüksekliğine göre tasarlanmalıdır. Örneğin, küçük bir ev akuaponik sistemi için, 2 - 3 cm'lik bir ana boru hattı çapı yeterli olabilir; büyük bir ticari sistem için ise, ana boru hattı çapının 10 - 15 cm'ye ulaşması gerekebilir.

2. Su Pompası: Su pompası, dolaşım sisteminin güç kaynağıdır. Ana işlevi, suyu alçak seviyedeki balık havuzundan yüksek seviyedeki dikim birimine pompalamaktır. Su pompasının seçimi iki ana parametrenin dikkate alınmasını gerektirir: akış hızı ve basma yüksekliği. Akış hızı, su pompasının birim zamanda pompaladığı su miktarını ifade eder ve basma yüksekliği, su pompasının suyu kaldırabileceği yüksekliği ifade eder. Örneğin, orta ölçekli bir akuaponik sistemde, balık havuzu ile dikim birimi arasındaki yükseklik farkı 1,5 metre ise ve saatte 500 litre suyun dolaştırılması gerekiyorsa, en az 1,5 metre basma yüksekliğine ve 500 L/saat akış hızına sahip bir su pompası gereklidir.

3. Filtreleme ve Arıtma Bileşenleri (Yardımcı Dolaşım): Dolaşım süreci sırasında, su kalitesini daha da arıtmak için, boru hattı sistemine bazı filtreleme ve arıtma bileşenlerinin de yerleştirilmesi gerekir. Bu bileşenler, sudaki organik safsızlıkları ve kokuları emmek için aktif karbon filtreleri ve sudaki bakteri, virüs ve algler gibi zararlı mikroorganizmaları ultraviyole ışınlama yoluyla öldürmek için ultraviyole dezenfektanları içerebilir, bu da dolaşan suyun kalitesini sağlar ve balıklar ve bitkiler için sağlıklı bir yaşam ortamı sağlar.

Akuaponik sistem, su ürünleri yetiştiriciliği ve topraksız tarım olmak üzere başlangıçta bağımsız iki tarımsal üretim yöntemini organik olarak birleştiren yenilikçi bir kompozit tarım sistemidir. Aşağıdaki birçok avantaja sahiptir:

1. Kaynak geri dönüşümü
Akuaponik sistemde, balık dışkısı sebzeler için zengin besinler sağlar. Bu atıklar, bitki büyümesi için gerekli olan azot, fosfor ve potasyum gibi ana besinleri içerir. Örneğin, balıkların suda salgıladığı amonyak, sudaki nitrifikasyon bakterilerinin etkisiyle nitrata dönüştürülür ve nitrat, sebze büyümesi için mükemmel bir azotlu gübre kaynağıdır. Sebzeler kendi büyümeleri için bu besinleri emer, böylece su kalitesini arıtır. Arıtılmış su daha sonra balıkların yaşaması için balık havuzuna geri dönüştürülebilir ve böylece eksiksiz bir ekolojik döngü oluşturulur.
Bu geri dönüşüm modeli, dış gübre ve su kaynaklarına olan bağımlılığı büyük ölçüde azaltır. Geleneksel sebze dikimi ve su ürünleri yetiştiriciliği ile karşılaştırıldığında, gübre kaybından kaynaklanan su kütlelerinin ötrofikasyon riskini ve su kaynaklarının israfını azaltır.

2. Kimyasalların kullanımında azalma
Sebzeler balık dışkısındaki besinlerle doğal olarak büyüyebildiğinden, genellikle büyük miktarda kimyasal gübre kullanmaya gerek yoktur. Aynı zamanda, balıklar nispeten istikrarlı bir ekolojik ortamda büyür, bu da hastalıkların önlenmesi ve tedavisi için ilaç kullanma ihtiyacını da azaltır. Örneğin, iyi bir akuaponik ortamda, sudaki faydalı mikroorganizmalar balıkların sağlığını korumaya ve zararlı bakterilerin büyümesini engellemeye yardımcı olabilir. Bu, tüm sistemin daha az kimyasal müdahale ile normal çalışmasını sağlar ve daha sağlıklı ve daha yeşil tarımsal ürünler üretir.

3. Ekolojik çeşitliliğin artırılması
Akuaponik sistem, çeşitli organizmalar için yaşam alanları sağlayabilir. Balık ve sebzelere ek olarak, sudaki mikrobiyal topluluklar (nitrifikasyon bakterileri, denitrifikasyon bakterileri vb. gibi) da ekosistemde önemli bir rol oynar. Bu mikroorganizmalar, balık dışkısını ayrıştırma ve su kalitesini arıtma sürecinde karmaşık ekolojik ilişkiler oluşturur.
Böcekler, amfibiler vb. de sistemin etrafına çekilebilir, bu da biyoçeşitliliği artırır ve daha istikrarlı ve sağlıklı bir küçük ekolojik ortamın oluşturulmasına yardımcı olur.

1. Birim alanda verimin artırılması
Akuaponik sistem, aynı alanda hem balık hem de sebze olmak üzere iki ürünün aynı anda üretilmesini sağlar. Örneğin, küçük bir kapalı akuaponik cihazda, dikey olarak dikilen sebzeler alandan tam olarak yararlanabilirken, balık havuzundaki balıklar da alt su alanında normal olarak büyür. Bu üç boyutlu üretim yöntemi, yalnızca su ürünleri yetiştiriciliği veya sebze dikimi ile karşılaştırıldığında birim alanda daha yüksek bir verim elde edebilir, böylece arazi kullanım verimliliğini artırır.

2. Üretim maliyetlerinin düşürülmesi
Gübre ve bazı ilaçların kullanımının azaltılması ve su kaynaklarının geri dönüşümü nedeniyle, akuaponik sistem uzun vadeli işletmede üretim maliyetlerini düşürebilir. Örneğin, bazı büyük ölçekli akuaponik çiftliklerde, makul sistem tasarımı sayesinde, suyun geri dönüşümü ve arıtılması büyük miktarda su maliyetinden tasarruf sağlayabilir ve kimyasal gübre satın alma harcamalarını azaltarak ürünleri pazarda daha rekabetçi hale getirebilir.

3. Çeşitlendirilmiş ürün satışı
Bu sistem, aynı anda hem balık hem de sebze üretebilir ve üreticilere satış için çeşitlendirilmiş ürün seçenekleri sunar. Levrek, tilapia vb. gibi taze balık veya marul, ıspanak vb. gibi organik sebzeler olsun, farklı tüketicilerin ihtiyaçlarını karşılayabilir, satış kanallarını genişletebilir ve gelir kaynaklarını artırabilir.

1. Sağlıklı gıda üretmek
Akuaponik sistemde üretilen sebzeler, besin açısından zengin geri dönüştürülmüş suda büyür ve geleneksel tarımda kimyasal gübre ve pestisitlerle kirlenmez. Ayrıca, balıklar temiz bir su ortamında büyür ve etleri daha lezzetli ve sağlıklıdır. Örneğin, akuaponik sistem tarafından üretilen marul, yumuşak yapraklara, iyi bir tada sahiptir ve besin açısından zengindir ve balıklar da ilaç kalıntısı içermez, bu da güvenli ve güven verici gıdalardır.

2. Organik üretim elde etmek
Akuaponik sistem, organik üretimin standartlarına uygun olarak yönetildiği sürece, organik sertifika almak kolaydır. Çünkü üretim süreci, organik tarımın temel ilkelerine uygundur, yani kimyasal sentetik gübreler, pestisitler veya genetiği değiştirilmiş teknolojiler kullanılmaz, tüketicilere gerçek organik gıda seçenekleri sunar.