Аквапоника

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Аквапоника — высокотехнологичный способ ведения сельского хозяйства, сочетающий аквакультуру — выращивание водных животных и гидропонику — выращивание растений без грунта. Слияние этих отраслeй породилo аквапонику, отразившись в eё названии: лат. aqua — вода и греч. πόνος — работа.

Часть установки для аквапоники. Водный субмодуль с рыбами.

Общая информация[править | править вики-текст]

Аквапоника представляет собой искусственную экосистему, в которой ключевыми являются три типа живых организмов: водные животные (обычно рыбы), растения и бактерии. Такая технология экологически безопасна. Работает по принципу эко-системы рыб и растений: рыбы обеспечивают питание растениям, а растения очищают воду. Суть метода — в использовании отходов жизнедеятельности водных животных (рыб, креветок) в качестве питательной среды для растений. Водные животные выделяют токсичные для них самих продукты жизнедеятельности: азотистые, калийные, фосфорные соединения, углекислый газ. Накопление этих веществ в воде представляет главную проблему как в замкнутой промышленной аквакультуре, так и в простом аквариуме. Эти же вещества абсолютно необходимы в гидропонике и их добавляют в воду для получения питательных растворов для растений. В аквапонике эта проблема решается сама собой: продукты жизнедеятельности рыб утилизируются бактериями и растениями.

Нитрификация

Аммиак является основным продуктом микробиологического разложения отходов жизнедеятельности рыб, которые они выделяют в воду. При наличии растворённого в воде кислорода, аэробные бактерии окисляют аммиак и его газообразные производные амины с образованием нитритов и нитратов. Это снижает токсичность воды для рыб и позволяет растениям удалить образующиеся соединения нитратов, используя их для собственного питания. Подобный процесс аналогичен биоремедиации. Колонии особых бактерий в аквакультуре замкнутого цикла населяют, главным образом, субстрат биофильтры, а в аквапонике — ещё и корневую систему и субстрат растений. Так бактерии очищают воду от токсичных для рыб веществ, a растения потребляют растворённые в воде нитраты, азот, фосфор, углекислый газ и в некоторой степени обогащают кислородом воду, которая может быть возвращена рыбам.

В аквапонике не используются гербициды и пестициды, так как они губительны для бактерий и животных. По этой же причине требуется внимательный подход к выбору и дозировке питательных добавок для растений.

Аквапоника позволяет существенно экономить водные ресурсы, oсобенно в системах с максимальной рециркуляцией воды. Естественным образом в аквапонике экономятся средства на покупку азотных и фосфоросодержащих удобрений.

Если выращенные растения или часть их скармливается рыбам, аквапоника дает возможность сэкономить на покупке корма для животных.

Детрит — твердые отходы жизнедеятельности рыб служaт прекрасным удобрением.

Аквапоника дает возможность существенно сократить, а в ряде случаев и свести к нулю сброс сточных вод.

Аквапонные системы не уступают в производительности ни гидропонике, ни аквакультуре. Канадский исследователь Ник Савидов высказывает идею о том, что особая микробиологическая среда, образующаяся в аквапонных системах позволяет добиться и более высоких урожаев, чем в традиционной гидропонике. Наиболее эффективным в аквапонике является выращивание зелени, рассады декоративных растений, а из рыб чаще выращивают тилапию, клариевого сома, карпа.

Специфическим ограничением развития аквапоники является необходимость сочетания равно высокой компетенции как в гидропонике, так и в рыбоводстве.

Основной проблемой в аквапонике является точное соблюдение хрупкого баланса разных, но взаимозависимых характеристик воды — жизненной среды для животных, растений и бактерий. Температура воды определяется, прежде всего, потребностью растений. Культивируемые в аквапонике растения требуют теплой воды. Поэтому в аквапонике используются теплолюбивые животные. Затраты на поддержание необходимой температуры и освещения являются серьёзным ограничением развития аквапоники даже в умеренном климате (с теми же трудностями встречается гидропоника и аквакультура).

В аквапонике циркуляция воды в необходимых объёмах осуществляется насосами. Умелый расчет уровней, на которых находятся элементы системы, может значительно сократить энергозатраты.

Нужно выводить из среды твердые отходы, включая взвешенные. Для этого используются отстойники, фильтры механической очистки воды.

Необходимо избегать опасных для животных концентраций азотных соединений. Денитрификация проходит с помощью сбалансированной работы растений и бактерий. Дополнительно могут использоваться фильтры биологической очистки.

Дыхание, полноценное питание рыб и денитрификация требуют достаточного количества растворенного в воде кислорода. Необходимый уровень кислорода поддерживается за счёт аэрации или оксигенации. CO2 как продукт дыхания, должен эффективно удаляться из системы.

Оптимальный и для животных, и для бактерий, и для растений уровень pH — важнейшее условие благополучного функционирования любой биологической системы. Уровень pH зависит и от всех вышеперечисленных, и от других факторов. Поддержание его на нужном уровне — непростая задача.

Самые современные аквапонные установки оснащаются электронными автоматизированными системами контроля и оповещения, регулирования всех жизненно важных показателей.

Термин «аквапоника» появился не так давно, однако очевидные преимущества совместного выращивания растений и рыбы люди научились использовать с древних времен. Более двух тысячелетий существует практика выращивания рыбы в рисовых чеках в Юго-Восточной Азии. Рыба — ценный продукт и не только удобряет воду, но и помогает бороться с вредителями и сорняками.

Бурное развитие аквакультуры и, особенно, гидропоники в XX веке привело и к научному осмыслению аквапоники. Весомый вклад в обоснование основных принципов и определение методов аквапоники внесли исследователи: Марк Макмертри (Mark R. McMurtry) из Университета Северной Каролины, США), Джеймс Ракоши (James Rakosi) из Университета Виргинских островов, США), Ник Савидов (Nick Savidov) (AAFRD, Канада) и другие.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]