Аквапоника – искусственная экосистема для выращивания рыбы и растений без грунтовой основы в симбиозе с микроорганизмами. Аквапоника объединяет две технологии:
- Аквакультуру – разведение гидробионтов в контролируемом окружении
- Гидропонику – выращивание растений в водной среде
Прогрессивная технология доступна не только для агрохолдингов, но и для обычных любителей. Существуют пресноводные и морские искусственные системы.
Аквапоника: основной принцип выращивания
Обоюдовыгодный тип взаимодействия живых существ встречается в природе повсеместно и называется симбиоз. Водную экосистему заселяют тремя видами гидробионтов: рыбами, растениями, бактериями.
Организмы-соседи налаживают взаимно полезные связи: зеленые культуры фильтруют воду, очищая ее для рыб; продукты жизнедеятельности карпов, тилапий служат питанием для микроорганизмов. Бактерии, перерабатывая отходы, обогащают рацион питания зелени. Вредителей и сорняков уничтожают обитатели аквариума. Получается естественный круговорот веществ, очень похожий на природный.
Задействованы два важных процесса:
- нитрификация – переработка азотистыми бактериями фекалий и остатков корма в нитриты, нитраты, служащие питанием для корней
- фиторемедиация – биологическая очистка воды зелеными растениями
В аквакультуре рыба потребляет 95% корма, остальные 5% остаются. Из съеденного 30-40% превращается в биомассу (рост, набор веса), остальные 60-70% выходят из организма в виде фекалий, мочи. Выделяемый аммиак и другие отходы губительны для населения аквариума, но являются кормом для бактерий. Главный секрет успеха – создание баланса в системе.
Плюсы и минусы выращивания методом аквапоники
Рыбий корм одновременно является источником для производства как непосредственно рыбной массы так и урожая зеленых культур. Продуктивность метода в два раза выше, чем выращивание той же зелени в почвенных условиях. Количество используемой воды на 90% ниже, чем при традиционных методах. Дополнительные преимущества аквапоники:
- низкий углеродный след – снижение потребление воды и вторичное ее использование от 80 до 99%, очистка от азота, минимальный сброс сточных жидких отходов
- отказ от пестицидов, гербицидов, удобрений
- модульность системы, минимум трудозатрат
- наиболее экологически чистые продукты с низким уровнем нитратов
К минусам аквапоники можно отнести высокие начальные инвестиции, необходимость в обучении, «чувствительность» системы. Недостатками можно считать сложность управления выращиванием сразу в двух системах – аквакультуре и гидропонике, высокая цена ошибки, зависимость от энергопитания и ежедневный контроль.
Устройство пресноводной аквапоники
В стандартном варианте для замкнутой системы с повторным использованием воды нужны два объема: нижний, как среда обитания рыб и емкость для растений над ней. Пример простейшей домашней конструкции – аквариум и крышка на нем с рассадой или комнатными цветами, корни которых опущены в воду.
Набор оборудования для выращивания методом аквапоники включает модули и инструменты:
- бак для гидробионтов и емкость для зеленых культур
- биофильтр, механический фильтр
- помпу, подающую воду
- компрессор для аэрации среды
- измерительные приборы
Помпа направляет воду из резервуара с рыбой вверх в механический фильтр (отстойник) для очищения от крупных частиц.
Самотеком из отстойника вода по трубе стекает в резервуар с растениями и попадает в биофильтр, заселенный колониями бактерий. Биофильтром является керамзит, заполняющий дно емкости гидропоники. Он же фиксирует корни, удерживая растения вертикально.
Пройдя через фильтр-керамзит, очищенная вода стекает в первую емкость через сифон, который регулирует ее уровень – открывается при переполнении растительного резервуара.
Самая большая статья расходов – электроэнергия. Для культивирования зелени используют лампы в режиме день и ночь: 7-9 часов зимой, 12-14 часов летом. Можно выбрать экономичные фитолампы с красным, синим светом – эта часть спектра стимулирует самый активный фотосинтез.
В емкость для рыб нужно подключить надежный компрессор, который насыщает воду воздухом – он нужен для дыхания всех обитателей. Оптимальный уровень кислорода 5-8 мг/л.
Выращивание овощных культур
Методом аквапоники можно получать урожай 150 видов, тех же, что и методом гидропоники. Популярные листовые культуры: базилик, салат, мята, петрушка, водный шпинат. Больше питательных веществ потребуется овощам: баклажанам, перцам, томатам. Самые сложные в выращивании корнеплоды: морковь, редис.
Выращивание рыб
Идеальный вид для аквапоники – тилапия. Всеядна, быстро растет, терпеливо переносит колебания параметров среды. Карпы кои, петушки хороши, если важна декоративная составляющая. Помимо сомов, форели, трески, серебряных окуней, жителями системы могут быть раки, мидии, пресноводные креветки.
Микрофлора системы аквапоники
Секция с биофильтром обязательный элемент, но микроорганизмы образуют бактериальные пленки на всех твердых поверхностях, особенно активно колонизируют прикорневую зону, имеющую большую площадь.
Живые штаммы Nitrosomonas и Nitrobacter – важнейшие участники процесса. Чтобы токсичный для рыб аммиак преобразовать в нитриты, резервуар заселяют бактерии Nitrosomonas. Штамм Nitrobacter превращает дальше нитриты в нитраты. Бактерии стимулируют рост зелени, ее иммунитет, повышают содержание витамина С в урожае. В гидропонной секции растения поглощают нитраты на 97%.
Гидрохимические условия для выращивания продукции
Оптимальное количество корма 57 г на один кв. метр. Можно отталкиваться от следующих рекомендаций:
- для неплодоносящих культур – 40-50 г на кв. метр
- для плодоносящих – 50-80 г на кв. метр
Чтобы в системе аквапоники сохранялся баланс, необходимо следить за показателями воды.
Температуру удерживают в диапазоне 18-30 градусов, но ориентируются на видовой состав гидробионтов. Так для форели оптимальная вода 18 градусов, что подходит для листового салата. Карпы кои, тилапия хорошо себя чувствуют при температуре 22-28˚С, что комфортно для базилика.
Уровень кислотности необходимо поддерживать PH 6-7 – при значениях выше и ниже ухудшается усвоение питательных веществ растениями, при повышении PH выпадают в осадок фосфор, железо, марганец.
Если добавить карбонат калия, карбонат кальция, то щелочность водного раствора повышается. Понизить ее можно фосфорной кислотой – она безопасна для гидробионтов и служит источником биодоступного фосфора.
Уровень аммиака, нитритов не должен превышать 1 мг/л – эти соединения в сотню раз ядовитее для рыб, чем нитраты.
Важные правила аквапоники
Пользуйтесь тест-системами, чтобы контролировать параметры воды:
- насыщенность кислородом
- кислотность PH
- количество аммиака и нитритов
- температуру
Минимальный набор, который нужен для отслеживания показателей: жидкий PH-тест, тест для содержания нитритов, нитратов, жесткости.
Соблюдайте постоянность подачи корма (ежедневный режим) и дозированность порции в соответствии с расчетами. Удаляйте несъеденные остатки через полчаса, иначе они гниют и служат дополнительным источником аммиака.
Придерживайтесь норм плотности посадок из расчета 2 кг на 100 л. Чем плотнее посажены растения, тем больше внимания требуется системе аквапоники. Культуры можно комбинировать: между перцами выращивать лук-латук, зелень с коротким вегетационным периодом (листовой салат) сажать вперемешку с баклажанами, отличающимися долгим созреванием.
Вносите в систему аквапоники кальций, калий, железо в хелатной форме – она обладает максимальной биодоступностью.
Добавляйте воду для компенсации потерянной в виде транспирации, естественного выпаривания, из-за удаления твердых остатков.
