Аквапоника рыба растения замкнутая биологическая система

ГИДРОПОНИКА

Большой интерес представляет совместное выращивание рыбы и растений. Это связано с тем, что рыба и культивируемые растения имеют сходные потребности в энергетических и тепловых затратах. Такое выращивание позволяет разнообразить ассортимент продукции, повысить эффективность производства каждой культуры, улучшить экономику.

Существуют разнообразные замкнутые системы по комбинированному производству рыбы и растений. В одних системах в теплицах (помещениях) при использовании теплой воды можно получать продукцию круглый год.

При выращивании рыб в бассейнах с высокой плотностью посадки (50—150 кг/м3) в воде в значительных количествах накапливаются продукты обмена рыб, особенно в системах с оборотным и замкнутым водоснабжением. Окисление продуктов обмена рыб и остатков кормов приводит к накоплению в воде значительного количества нитратов и фосфатов. Их концентрация зависит от плотности посадки рыб, норм кормления и возможности удаления отходов при помощи различных отстойников и фильтров.

Вместе с тем продукты азотного обмена (аммоний и др. ) могут быть использованы при выращивании овощных и иных культур в качестве питательных веществ.

Это имеет исключительно важное значение, так как при традиционных методах выращивания, когда в основе азотного питания растений лежат нитраты, их избыточное накопление наносит большой вред здоровью человека.

Способ выращивания растений, предусматривающий исключительно аммонийное питание, является наиболее перспективным. Аммонийное питание растений при традиционных способах выращивания в теплицах, когда в качестве корнеобитаемой среды используют почвогрунты, обеспечить очень трудно, поскольку даже при внесении только аммонийных или амидных форм азота растения питаются нитратами. Это вызвано тем, что микрофлора почвы в условиях оптимальной влажности, аэрации и высокой температуры очень быстро превращает аммоний в нитраты. Затруднения, возникающие при бассейновом выращивании рыб в системах с замкнутым водоснабжением и овощных культур в гидропонных системах с минеральным питанием, устраняются путем культивирования растений и рыб в единой замкнутой системе водоснабжения, в которой совмещены рыбоводный цех и теплица.

На овощной опытной станции ТСХА такая система функционировала в течение длительного времени. В условиях замкнутого водоснабжения выращивали томаты и огурцы совместно с карпом. Урожайность томатов незначительно уступала урожайности в варианте с минеральным питанием (18 кг/м2), при этом нитратов в плодах содержалось не более 30 мг/кг сырой массы (на минеральном питании — 130—140 мг/кг).

Утилизация азота корма в данной установке достигала 67—80% вместо обычных 25%. Готовая рыбопродукция составляла 40— 80 кг/м3 рыбоводных емкостей при затратах корма 2,0—2,2 кг/кг прироста рыбы.

Имеются и более простые замкнутые системы, устройство которых не представляет большого труда. Например, в одной из таких систем вокруг корней овощей не создаются анаэробные условия и не применяются специальные биофильтры. Основным конструктивным элементом установки является так называемый солнечно-водорослевый силос для выращивания рыбы и растений.

Силос диаметром 1,5 м и высотой 1,5 м изготовлен из прозрачного стекловолокна. За счет проникновения солнечных лучей через его прозрачные стенки вода в емкости нагревается, а благодаря фотосинтезу водорослей обогащается кислородом.

Рыбу выращивают в нижней части силоса. Гидропонная система для выращивания растений расположена сверху и занимает около 15% общего объема силоса. Пластиковая сетка с ячеей 0,6 см и высотой 20 см защищает корни растений от поедания и повреждения рыбой. Расположенная вверху силоса плавающая платформа поддерживает растения, защищает воду от охлаждения и отражает свет на листья растений. Радиальные канавки между каждым из 18 трапециевидных участков стирофома длиной 60 см и шириной 2,5 см служат для доступа к воде корней растений. Над поверхностью воды имеется воздушное пространство 1—2 см, не позволяющее корням растений загнивать. При облове рыбы гидропонную часть вынимают. На расстоянии 15 см от дна и при равномерном удалении один от другого в силосе подвешены три воздушных распылителя, которые аэрируют воду. На корнях растений скапливается взвесь, что обеспечивает поддержание высокой прозрачности воды в рыбоводной части емкости. В прикорневом пространстве развиваются нитрифицирующие бактерии, а также обитают организмы, служащие естественным кормом для рыбы.

Важным условием эффективной работы такой системы является правильное соотношение между количеством рыбы и растений. Отходов от выращивания рыбы должно быть достаточно для питания растений. В то же время растений необходимо столько, чтобы обеспечить очистку и создать оптимальные условия для выращивания рыбы. Так, например, для емкости вместимостью 2300 л оптимальная общая масса тиляпий составит 5,5—6,0 кг, при этом будет обеспечен в среднем еженедельный прирост общей массы 600 г. Количество вносимого корма не должно превышать 1 кг в неделю, иначе будет ухудшаться качество воды. Указанные емкости также могут быть использованы как для раздельного, так и для совместного выращивания цветов и декоративных рыб.

Выращивать рыбу можно и в еще более простой замкнутой системе, основные элементы которой — две прозрачные емкости. В одной емкости (2,7 м3) содержат рыб, в другую, служащую фильтром, помещают пористый керамзит и высаживают тростник. Емкости высотой 1,5 м изготовляют из прозрачного полиэфира, армированного стекловолокном (толщиной 1мм). Они соединены между собой пластмассовыми трубами. Сверху емкость для рыбы закрыта прозрачной крышкой; аэрация воды проводится с помощью компрессора. Как показали исследования, растительный фильтр работал очень хорошо и, несмотря на высокую нагрузку, процессы разложения соединений азота проходили эффективно.

Заслуживает внимания замкнутая система для комбинированного выращивания рыбы и растений гидропонным методом. В ней емкость для очистки воды растениями так соединена с рыбоводной, что образуется замкнутая система, в которую ежедневно добавляют небольшое количество воды. Вода с помощью теплообменника нагревается до оптимальной температуры. Кроме рыбоводной емкости и емкости для растений в состав системы входят отстойник, насос, резервуар для воды.

Возможны и другие варианты системы для совместного выращивания растений и рыбы. В опытах по использованию замкнутой системы были испытаны различные виды сельскохозяйственных растений: салат, лук, петрушка, огурцы, томаты, кабачки, гладкий перец, земляника, кормовые травы и др. Все они оказались пригодными для выращивания в условиях агроаквакультуры. Основу субстрата в установке составляли иловые отложения. Толщина ила для огурцов и томатов составляла 5—6 см. В первые дни вегетации растений субстрат орошался с помощью капроновых шнуров, обеспечивающих капиллярную подачу воды.

Салат

Это наиболее простая для культивирования культура. Период вегетации до получения товарной продукции составляет 12—16 дней. При выращивании салата сорта Подмосковный за 16 дней вегетации продуктивность составила 7,6 кг/м2.

Огурцы

Их выращивали на специальных установках, оборудованных контейнерами с субстратом и сетчатыми открылками для ботвы и плодов. Испытаны сорта Успех, Ракета, Муромские и др. Урожай с 1 м2 установки составил 15—20 кг.

Томаты

Их высаживали рассадой. Испытаны сорта Таллинские, Маяк и др. Развитие и плодоношение проходили нормально, с полным созреванием плодов. Урожайность составила 11 кг/м2.

Земляника ремонтантная

Она является перспективным объекты агроаквакультуры. На протяжении трех лет кусты, находившиеся на плавучей вегетационной установке, плодоносили весь летне-осенний период.

Отказ от минеральных удобрений обеспечивал высокие диетические качества выращенной продукции, отсутствие избыточного количества нитратов, нитритов и химических препаратов, применяемых для защиты растений.

Эффективное использование растениями прямых и отраженных водной поверхностью лучей обеспечило не только их эффективный рост и плодоношение, но и повышение на 30% содержания сахаров и витаминов. Следует также отметить, что освещение отраженным солнечным светом нижней стороны листьев отпугивает вредителей сельскохозяйственных растений и позволяет, свою очередь, отказаться от применения ядохимикатов.

Совместное культивирование рыбы и овощей представляет, таким образом, малоотходный технологический комплекс, в котором все элементы взаимосвязаны и образуют своеобразную экосистему.

Аквапоника – способ выращивания некоторых видов рыб и растений одновременно. Это осуществляют с помощью особой экосистемы, применяя этапы для трансформирования отходов жизнедеятельности рыб в полезные вещества для растений. Аквапоника своими руками – довольно увлекательное занятие. Особенно для этого подходит частный дом, хотя небольшую систему можно сделать и для квартиры.

Что такое аквапоника

Аквапоника своими руками – отличный способ разнообразить свой досуг, ведь это целая экосистема с живыми организмами, в которую входят рыбы, растения, бактерии. Она является неким симбиозом двух методик выращивания – гидропоники и аквакультур.

Аквапоника является неким симбиозом, в котором рыбы и растения находятся в замкнутой биологической системе.

Родоначальницей аквапоники считают гидропонику. Ее история началась с опытов Иоганна Ван Гельмонда, который доказал, что рост растения возможен без почвы, подготавливая для их развития лишь воду. Опыты показали, что вода самостоятельно очищается и ее способна усваивать корневая система растений. Этот факт оказался довольно привлекательным для любителей аквариумных рыбок. Так и появились аквариумные фитофильтры. Их изобретатель Николай Золотницкий доказал, что рыбы в такой воде неплохо себя чувствуют, а главное – не болеют. Новый виток развития аквапоника получила недавно, поскольку многие заинтересованы в экологически чистых продуктах питания.

Основная суть аквапоники в том, что рыбы в процессе своей жизнедеятельности создают отходы, служащие для растений пищей и удобрениями. В свою очередь растения, очищают водную среду, создавая для рыб комфортные условия развития.

Необходимое оборудование

аквапоники, изготовленной своими руками потребуется определиться с месторасположением системы, приготовить оборудование (главным образом контейнеры), выбрать обитателей, поскольку не все виды рыб подходят для аквапонных систем.

Емкостей потребуется две штуки. Одна – для выращивания растительных культур, вторая – для рыб. Контейнеры должны быть довольно объемными, крупными и герметичными. Лучше подобрать пластиковую емкость на 1000 л. Дно контейнера для рыб покрывают мелкой галькой, грунтом. Рыбам необходимо обеспечить должное освещение и правильный температурный режим. Для размножения и циркуляции бактерий в водной среде потребуется установка труб. В емкости для растений, которая должна разместиться над первой, нужно сделать два отверстия для поступления влаги и для слива.

Таким образом, для изготовления аквапоники своими руками потребуется:

• две емкости;
• поддон;
• фильтр для очистки воды;
• отстойник;
• гидропонная система для растений.

Аквапоника может состоять из одной секции, или из нескольких подсистем. Пошаговая схема сбора аквафермы своими руками очень проста. Главное – построить правильный трубопровод, для чего потребуется насос, который будет поддерживать давление, и шар-кран для перекрытия трубы ведущей в аквариум. Далее понадобятся фиттинги с резьбой внешней и внутренней. Отверстия в контейнере с растениями должны соответствовать фиттингу с наружной резьбой. В фитинг с внутренней резьбой должен подойти фильтр с сеткой.

В сифоне потребуется отверстие не ниже 3 см от нижнего края трубы. Это позволит медленно набирать воду в емкость и при необходимости быстро ее сливать. Для задержки крупных частей мусора рекомендуется сделать фильтр из трубы диаметром 100 мм. В нем следует сделать отверстия, чтобы внутрь него вода попадала, а камни, корешки оставались снаружи.

Обходная труба с шар-краном поможет контролировать расход воды для верхнего яруса системы с растениями. Кран с насосом будут способствовать возвращению воды в аквариум.

Как работает аквапоника своими руками

Для правильной работы аквапоники в домашних условиях потребуется придерживаться некоторых правил:

1. Корм должен подаваться стабильно. Для этого есть два способа. Первый заключается в использовании нескольких контейнеров для рыб и установок, расположенных в шахматном порядке. Там могут содержаться рыбы разных этапов развития. Второй способ подразумевает развитие рыб разного возраста в одном контейнере. При этом сортировка и вылавливание рыбы происходит ежемесячно. Такая система подходит для крупных хозяйств и значительно экономит место и затраты.
2. Для развития растительных культур и рыбы требуется определенное количество полезных веществ. Необходимо регулярно следить за уровнем железа, кальция, калия и других необходимых веществ.
3. Излишки корма нужно убирать своевременно, поскольку некоторая его часть оседает на дне. Необходимо использовать фильтры и поддоны для соблюдения чистоты. Кроме того, если не производить очищение, то отходы закрепляются на корешках, снижая уровень кислорода. Это отрицательно влияет на поглощение влаги и питательных веществ.
4. Потребуется хорошая аэрация. Для правильного развития рыб и растений нужно соблюдать определенный уровень растворенного кислорода. Также это необходимо для жизнедеятельности бактерий.
5. Регулярный контроль pH. Это основной показатель качества воды. При несоблюдении равновесия может снизиться показатель роста и развития живых организмов.

Aquaponics при грамотном развитии позволяет вырастить экологически чистые продукты своими руками.

Преимущества аквапоники

Основные преимущества домашней аквапоники:

• используются только экологически чистые материалы, полный отказ от вредных стимуляторов роста;
• качественная фильтрация воды обеспечивает оптимальное количество кислорода, необходимое для флоры и фауны;
• значительная экономия на питании растений и рыб;
• выращивать растения можно без привязки к времени года;
• если установка получится необычного дизайна, можно наслаждаться красивым видом;
• двойной результат от ведения деятельности.

Коллекторы для аквапоники можно не только сделать самостоятельно, но и приобрести готовые.

Все об аквапонике — видео

В природе все уравновешено и создано друг для друга. Нарушение баланса требует компенсации. Простейший пример – подводный мир. Продукты жизнедеятельности рыб провоцируют у них же высокий уровень метаболизма, и даже может стать причиной гибели. Именно поэтому воду в аквариумах постоянно меняют. В естественных условиях очисткой воды занимаются водоросли. Известно, что они, будучи разновидностью растительного мира, потребляют готовую органику, в том числе и рыбного происхождения.

В то же время растения, в их числе и овощи, нуждаются в природной органике, которую в век промышленного производства в сельском хозяйстве заменили химией – азотными, калийными и фосфорными удобрениями. Правда, нередко бизнесмены в погоне за урожайностью и прибылью выращивают овощи и фрукты не соответствующие стандартам экологии.

Именно поэтому в начале 21 века популярность начинает приобретать такой уникальный способ овощеводства, как аквапоника. Его суть заключается в том, что рыбы вырабатывают удобрения, которые перекачиваются вместе с водой в систему гидропоники, где и выращиваются овощи. Продукт получается природным, а урожайность не уступает нормам интенсивного земледелия. В Европе, в Канаде, в США за аквапоникой видят будущее: выращивая рыбу, выращивают овощи. Тот и другой продукт полезен для здоровья, и всегда будет пользоваться спросом.

Об этом новом бизнесе на аквапонике, являющемся, на наш взгляд, одной из интереснейших бизнес-идей, представленных в интернете, мы и решили рассказать.

Аквапонике – 127 лет

Аквапонику справедливо считают разновидностью гидропоники, история которой начинается с опытов голландца Иоганна Ван Гельмонта в первом десятилетии семнадцатого века. Гельмонт доказал, что растения можно выращивать и без грунта, правильно готовя воду. Многочисленные наблюдения показали, что вода, используемая для выращивания растений методом гидропоники, самоочищается, т.е., вещества, растворенные в ней, усваиваются корневой системой.

Первыми, кто извлек из этого факта практическую пользу, были любители декоративных рыбок. Именно для них появились аквариумные фитофильтры авторства Николая Федоровича Золотницкого. В 1885 году в книге «Аквариум любителя» он привел их краткое описание и пояснил механизм работы. Им было замечено, что растения, украшающие аквариумы, корни которых были опущены в воду, растут не с меньшей эффективностью, чем на грунте с интенсивным удобрением. А рыбы, плавающие в такой воде, хорошо развиваются и не болеют. Правда, в то время этот научный факт имел ограниченное применение.

В настоящее время, в эпоху энергосбережения и экологических приоритетов, аквапоника получила новое развитие. На западе имеется немало ферм, в которых выращиваются экологически чистые продукты методом аквапоники, и даже сняты фильмы, популяризующий этот бизнес. Поначалу овощеводство на аквапонике дополняло рыбоводство, и было вторичным, однако с ростом спроса на экологическую продукцию, первичным стала именно аквапоника.

От биофильтров для декоративных рыб к растениеводству

Биологические фильтры представляют собой замкнутую систему, в которых воду из аквариума посредством насоса пропускают через корневую систему растений, растущих в специальных устройствах по методу гидропоники. В отличие от водорослей, наземные растения активнее потребляют органику.

«У меня сделан такой же биофильтр для аквариума, — на форуме «Гидропонщики» сообщил Ivanow, — работает почти год, растения прекрасно себя чувствуют». Ему вторит nonpro: «Рыбам нравится чистая вода». Точно так устроена «рыбная» аквапоника: вода из бассейна с рыбами насосами закачивается в емкость, в которой на твёрдых субстратах выращиваются растения.

Игорь Некрасов, студент из Москвы рассказал о своем опыте аквапоники: «Всё получилось спонтанно, мы решили украсить аквариум вазоном и одновременно фильтровать воду через корни растений, высаженных в нем. Делалось, это лишь с одной целью, как можно реже менять воду, поскольку это очень хлопотное занятие. Использовался аквариумный грунт внизу и керамзит – сверху. Посадили то, что было под рукой – луковки репчатого лука. Когда эта гидросистема заработала, я увидел, что лук в биофильтре рос в два раза быстрее, чем в грунте на окне».

По словам юноши, он заинтересовался этой темой и нашел в интернете немало положительных примеров. Впрочем, узнал он и об отрицательном опыте. Аквапоника в производственных целях является наукоемким процессом, и упрощенный взгляд может негативно сказаться на результатах. Поэтому комментарии «пробовал, и ничего не получилось» говорят, скорее, об отсутствии знаний.

Помидор из карпа

Лидерами в аквапонике стали голландцы. Многие разработки ведутся в рамках проекта EcoFutura, с целью снизить в разы содержание нитратов, сохраняя при этом высокую урожайность, что актуально в условиях усиления экоконтроля. Так аквабиологом Пимом Вильгельмом разработана аквапоническая технология выращивания экологически чистых помидоров в зимнее время. Известно, что рост томатов на закрытом грунте зимой сопровождается обильным питанием их нитратами.

Водоемы соседствуют друг с другом. Высокий урожай томатов достигается за счет частичной обработки аквариумной воды – её стерилизацией ультрафиолетовым светом и pH контролем. При этом вода активно минерализуется, как это требуется по технологии выращивания помидоров. Обратно вода сливается в аквариум после фильтрации осмосом, поскольку уровень минерализации остается высоким.

В этом, собственно, и заключается специфика выращивания помидоров. Для других культур, требуются иные подходы и технологии. В этой связи Вилем Кеммерс, директор и руководитель проекта EcoFutura, видит трудности промышленного выращивания овощей аквапоникой в доведении аквариумных вод до норм, необходимых для конкретной агрокультуры, поскольку требует дорогостоящей контрольно-измерительной техники и дозирующих устройств.

Промышленное выращивание рыбы и овощей требует высоких стартовых трат, т.к., необходимо построить теплицы, и в них размещать водоемы. Рентабельность такого бизнеса может быть достаточной в южных регионах России. В то же время спрос на экологически чистые продукты постоянно возрастает. Так в странах Евросоюза томаты, выращенные по технологии аквапоники, имеют содержание нитратов в десять раз меньше, чем на закрытом грунте, и стоят в пять раз дороже. При этом затраты увеличиваются всего в два раза.

В России аквапоника пока не нашла широкого применения, но уже известны небольшие хозяйства опытного производства, в которых совмещают выращивание рыб и клубники. Об этом поведала форумчанка ЗАФИРА, сообщив: «Я уже три года выращиваю клубнику, используя воду из аквариума, в которой муж держит солнечных окуней. С площади, примерно полметра, каждые полгода собираю до 2 килограмм вкуснейших ягод».

***
В России этот бизнес, скорее, экзотика, поскольку спрос на экологически чистые продукты с высокой добавленной стоимостью пока не велик. Однако вслед за Западом и у нас овощи, выращенные по технологии аквапоники, обязательно будут востребованы.