CHUYÊN SÂU VỀ CANH TÁC TRÊN GIÁ THỂ

So sánh các loài thực vật lá xanh (rau diếp (Lactuca sativa L.), thì là (Anethum graveolens L.), Rau Arugula còn gọi là Rau tên lửa (Eruca sativa), rau mùi (Coriandrum sativum L.) và rau mùi tây (Petroselinum crispum) được thực hiện giữa hệ thống thủy canh Nutrient Film Technique (NFT), sử dụng dung dịch dinh dưỡng thương mại tiêu chuẩn và hệ thống aquaponic NFT, sử dụng chất thải của cá từ Grass Carp, (Ctenopharyngodon idella) cung cấp phần lớn các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng. Kết quả đã chứng minh rằng phương pháp aquaponic thực hiện tốt, và trong nhiều trường hợp, tốc độ tăng trưởng được tạo ra tương tự như phương pháp thủy canh. Sự phát triển của rau diếp được so sánh qua ba mùa (mùa hè, mùa đông và mùa xuân), và, trong mọi trường hợp, rau diếp được trồng bằng nước, tương đương hoặc tốt hơn, tương đương với thủy canh. Sự phát triển của thảo mộc được so sánh trong khoảng thời gian năm tháng (tháng 2 đến tháng 6 mùa hèmùa thu) và trong 17 trên 23 so sánh, phương pháp aquaponic cho kết quả tương tự như phương pháp thủy canh. Do đó, mặc dù phương pháp NFT có thể không phải là phương pháp kỹ thuật phù hợp nhất để tích hợp aquaponic, nhưng kết quả cho thấy phương pháp aquaponic tổng thể có khả năng tạo ra tốc độ tăng trưởng của cây ít nhất bằng với phương pháp thủy canh tiêu chuẩn.

CHUYÊN SÂU VỀ CANH TÁC TRÊN GIÁ THỂ SO SÁNH TỐC ĐỘ TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT GIỮA HỆ THỐNG THỦY CANH NFT VÀ HỆ THỐNG AQUAPONIC NFT Wilson Lennard * and James Ward School of Natural and Built Environments University of South Australia, Mawson Lakes Campus University of South Australia Mawson Lakes Campus Tác giả liên hệ: *willennard@gmail.com Ngày nhận bài: 08 March 2019 Ngày nhận đăng: 04 April 2019 TĨM TẮT: So sánh lồi thực vật xanh '(rau diếp (Lactuca sativa L.), (Anethum graveolens L.), Rau Arugula gọi Rau tên lửa (Eruca sativa), rau mùi (Coriandrum sativum L.) rau mùi tây (Petroselinum crispum) thực hệ thống thủy canh Nutrient Film Technique (NFT), sử dụng dung dịch dinh dưỡng thương mại tiêu chuẩn hệ thống aquaponic NFT, sử dụng chất thải cá từ Grass Carp, (Ctenopharyngodon idella) cung cấp phần lớn chất dinh dưỡng cần thiết cho trồng Kết chứng minh phương pháp aquaponic thực tốt, nhiều trường hợp, tốc độ tăng trưởng tạo tương tự phương pháp thủy canh Sự phát triển rau diếp so sánh qua ba mùa (mùa hè, mùa đông mùa xuân), và, trường hợp, rau diếp trồng nước, tương đương tốt hơn, tương đương với thủy canh Sự phát triển thảo mộc so sánh khoảng thời gian năm tháng (tháng đến tháng mùa hè/mùa thu) 17 23 so sánh, phương pháp aquaponic cho kết tương tự phương pháp thủy canh Do đó, phương pháp NFT khơng phải phương pháp kỹ thuật phù hợp để tích hợp aquaponic, kết cho thấy phương pháp aquaponic tổng thể có khả tạo tốc độ tăng trưởng với phương pháp thủy canh tiêu chuẩn Từ khóa: aquaponic; ni trồng thủy sản; thủy canh; tích hợp ni trồng thủy sản; Cá trắm cỏ; Rau diếp; Các loại thảo mộc GIỚI THIỆU Aquaponics hệ thống nuôi trồng thủy sản nuôi trồng thủy canh (điển hình cá) tích hợp bể, phần lớn chất dinh dưỡng cần thiết cho phát triển thực vật phát sinh từ chất thải từ cá cho ăn [1,2] Các chất thải từ sản xuất cá sử dụng để hình thành tất phần nhu cầu dinh dưỡng để trồng thủy canh Trong aquaponics có phả hệ dựa nghiên cứu [313], phần lớn lợi ích quy mơ thương mại cịn nhỏ, nhiên điều dần chuyển thành ngành công nghiệp thương mại phát triển Một số nghiên cứu có sẵn so sánh trực tiếp tốc độ sản xuất tăng trưởng aquaponic với nuôi cấy đất nuôi trồng thủy canh Aquaponics phương pháp cung cấp chất dinh dưỡng dựa nước, đó, tương tự phương pháp sản xuất thủy canh tiêu chuẩn Phương pháp nuôi trồng thủy canh số phương pháp cho suất cao có sẵn cho trồng trọt [14], đóng vai trò phương pháp sản xuất tiêu chuẩn tốt để so sánh với aquaponics Ngoài ra, thủy canh phương pháp sản xuất trồng trọt có tính thương mại, có khả tài sử dụng rộng rãi khắp giới, có chi phí vốn chi phí sản xuất tương tự aquaponics, đặc biệt canh tác thực vật Do đó, tỷ lệ sản xuất nhà máy aquaponics thiết lập liên quan đến thủy canh, điều làm sáng tỏ khả thương mại khả tài phương pháp kỹ thuật sản xuất thủy canh Có kho thơng tin hệ thống nuôi trồng thủy sản thủy canh tương đối lớn internet web, phần lớn số khơng hồn tồn đúng, với sở khoa học kỹ thuật kỹ thuật Khiếu nại hiệu sử dụng nước tăng so với canh tác đất [15] thường xuyên đưa ra, tuyên bố tính bền vững tốt giảm tác động môi trường [3,16 1919] Tuy nhiên, cách so sánh, liệu khoa học có sẵn để biện minh cho tuyên bố Một tuyên bố người đề xuất aquaponics có tỷ lệ sản xuất thực vật tốt nhiều so với nông nghiệp truyền thống, dựa đất [20, 22], tốt hơn, tương đương với, thủy canh [13,20,23, 26] [13,20,26] Một vấn đề đáng lo ngại thử nghiệm so sánh thực vật dựa sở khoa học thực hiện, có câu hỏi liên quan đến việc hệ thống aquaponic sử dụng có thực phiên tối ưu hóa cơng nghệ aquaponic [10,27,28] hay không Điều quan trọng, có nhiều biến thể khác thiết kế hệ thống aquaponic, nhiều số chưa thử nghiệm cách khoa học thiết kế aquaponic thiết lập khác (như phương pháp aquaponic UVI chạy dài) chưa có phân tích khoa học ứng dụng điều khoản tham số xác định liên quan quan trọng Tóm lại, có có, liệu chuẩn thực việc sản xuất xác định cho hệ thống aquaponic kiểu thử nghiệm theo đuổi, thường môi trường, đặt nghi ngờ suất tối ưu hóa sức chứa hệ thống aquaponic Điều đặt câu hỏi liệu phương pháp aquaponic có thể cách thích hợp so sánh với công nghệ phương pháp sản xuất khác không ? Nghiên cứu so sánh tốc độ tăng trưởng thực vật hệ thống aquaponic với ngành công nghiệp thủy canh thiết lập theo quy mô bán thương mại, phương pháp so sánh song song hai cơng nghệ sản xuất đặt không gian nhà kính, bối cảnh thương mại Hệ thống thủy canh sử dụng tương tự loại rau thủy canh thương mại sản xuất xanh thành công nằm Đảo Nam New Zealand (Tasman Bay Herbs (TBH)) Phương pháp quản lý thiết kế hệ thống aquaponic sử dụng nghiên cứu phát triển phát triển từ công việc liên quan đến nghiên cứu khoa học tách biệt số tham số quan trọng, thử nghiệm tham số tối ưu hóa chúng để chứng minh gia tăng cụ thể hiệu vận hành hệ thống thông qua số yếu tố định, số tỷ lệ sản xuất [29] Hệ thống phương pháp aquaponic phát triển áp dụng số tình thương mại, đến mức cho phép dự đốn xác tỷ lệ cácây cụ thể cung cấp tỷ lệ cung cấp dinh dưỡng thực vật xác cho trồng [30 ] VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Các thử nghiệm thực nhà kính có mái che, có lỗ thơng hơi, có hai lớp (rộng 9m x 24m) thiết lập doanh nghiệp thủy canh thương mại (Tasman Bay Herbs, TBH; Riwaka, New Zealand) Phần tăng trưởng thực vật nhà kính (rộng 9m x dài 18m x cao 4m) có chiều dài tường đầy đủ, tường cuộn để thơng gió tối ưu, với hai tường lỗ thông vận hành thông qua hệ thống điều khiển máy tính dựa nhiệt độ khơng khí nhà kính (AutoVent hệ thống Autogrow) Các lỗ thơng lập trình để mở hồn tồn nhiệt độ khơng khí 22° C Một phần 6m nhà kính rộng 9m phân chia, lót cách nhiệt để hoạt động phòng chứa hệ thống cá tuần hoàn, bể chứa chất dinh dưỡng thủy canh hệ thống định lượng Căn phòng sản xuất cách xây dựng trần nhà dây lưới vng (kích thước lỗ khoảng 200mm × 200mm; dây 18 thước) cách nhiệt phía dơi cách nhiệt sợi thủy tinh tiêu chuẩn Các tường cách nhiệt tương tự với dơi giữ vị trí lưới thép phủ màng nhựa trắng để chống ẩm Sàn phịng cá bê tơng hóa hồn tồn Vùng trồng nhà kính thiết lập phép so sánh song song hai hệ thống thử nghiệm thủy canh tiêu chuẩn aquaponics (Hình 1) Hình Biểu đồ thiết lập thí nghiệm aquaponic thủy canh (thành phần thực vật aquaponic phía trên, thành phần thực vật thủy canh phía dưới) Hệ thống thủy canh bao gồm bể chứa nước thải tiêu chuẩn (bể nhựa bê tông 2000 L, chìm xuống đất) với phận định lượng A B tiêu chuẩn, tự động (hệ thống Bluelab Dosetronic Blue Lab) Độ pH hệ thống thủy canh kiểm soát đơn vị định lượng axit tự động cách sử dụng hỗn hợp axit nitric 90% axit photphoric 10% (cùng hệ thống Dosetronic) Hệ thống thủy canh nhà kính chứa bốn băng ghế kênh thủy canh NFT; băng ghế dài m với 10 kênh băng ghế (tổng diện tích bề mặt băng ghế khoảng 7,2 m2, với tổng diện tích sản xuất thủy canh 28,8 m2) Tổng số lỗ sinh trưởng màng NFT thủy canh 1800 khoảng cách dựa lỗ sử dụng để sản xuất thảo mộc thủy canh thương mại TBH (tức là, trung tâm lỗ 150 mm) Ngoài ra, kênh này, màng kênh NFT giai đoạn vườn ươm nhỏ đặt cho giai đoạn đầu sản xuất nhà máy Do đó, cách tiếp cận sản xuất đa thành phần sử dụng băng ghế nảy mầm, NFT vườn ươm NFT phát triển Cấu hình dựa phương pháp nuôi trồng thủy canh thành công TBH, cho giống thảo mộc Một giải pháp dinh dưỡng đưa đến kênh NFT thông qua ống đa tạp PVC tiêu chuẩn ống liên kết kép cấp nguồn cho kênh riêng lẻ Đây cách tiếp cận NFT tuần hoàn, với tất nước thoát khỏi kênh NFT dẫn trở lại bể chứa thủy canh Bể chứa nước thải thường xuyên bán phá giá (nghĩa là, nước bể chứa đầy đủ chất dinh dưỡng thay chất dinh dưỡng) thực dung dịch dinh dưỡng coi trôi từ hỗn hợp lý tưởng ion dinh dưỡng (khoảng sáu đến tám tuần lần) Việc kiểm soát nhiệt độ nước dựa làm nóng khơng khí phịng cách nhiệt Bố cục hệ thống việc sử dụng tối ưu hóa khơng gian có sẵn, lối rộng u cầu cho mục đích trình diễn truy cập nhóm lớn Hệ thống aquaponic thiết kế sử dụng phương pháp thiết kế quản lý để thiết lập tỷ lệ cá – aquaponic Aquaponic Solutions Australia phát triển, gọi SymbioponicsTM [30,31] Phương pháp quản lý thiết kế aquaponic dựa việc cung cấp tỷ lệ cá-thực vật tối ưu hóa phương pháp quản lý liên quan liên quan đến yêu cầu dinh dưỡng cụ thể theo u cầu lồi thực vật ni cấy [30] Hệ thống aquaponic bao gồm hai thành phần màng dinh dưỡng NFT có thiết kế với màng thủy canh NFT (như nêu trên) hệ thống ni cá tuần hồn tích hợp (RAS) Các thành phần nuôi trồng thủy canh thủy canh chiếm nửa diện tích sàn nhà kính Hệ thống ni cá tuần hồn bao gồm bể ni cá, lọc trầm tích xốy, lọc sàng chất rắn tĩnh (kích thước lỗ rỗng 100 μm), lọc sinh học nhỏ giọt bể lắng Hệ thống ni cá hoạt động theo cấu hình tuần hồn riêng bể chứa đóng vai trị điểm chia sẻ nước chung hai thành phần Tất chất thải cá tách khỏi dòng nước hệ thống cá thơng qua bể lọc xốy lọc hình Những chất thải cá đặt vào bể phản ứng sinh học sục khí riêng biệt để tái khống hóa cuối tái hòa tan vào nước (phản ứng sinh học tái khống hóa hiếu khí) Chất trội giàu chất dinh dưỡng sau thường xuyên bổ sung trở lại hệ thống aquaponic để sử dụng 100% chất dinh dưỡng chất thải cá thành phần ni trồng thực vật Ngị - 05.2010 71 72 Cải Rocket - 05(2).2010 33 43 Pit - 05.2010 38 60 Pit - 05(2).2010 29 26 Ngò - 05(2).2010 66 79 Ngò - 05(3).2010 30 47 Ngò - 05(4).2010 16 54 Ngò - 06.2010 52 58 22 KẾT LUẬN: Xà lách loại thảo mộc canh tác hệ thống Aquaponic tăng trưởng tốt so với trồng hệ thống Thủy canh tiêu chuẩn Điều chứng tỏ rằng, số trường hợp việc áp dụng phương pháp thiết kế sản xuất theo phương pháp Aquaponic làm cho thực vật sinh trưởng, phát triển ngang bằng, tốt so với canh tác hệ thống thủy canh tiêu chuẩn Những đóng góp tác giả: khái niệm hóa, W.L.; xây dựng tảng phương pháp luận, W.L.; thẩm định, W.L.; nghiên cứu thức, W.L.; điều tra, W.L.; xây dựng tài nguyên tra cứu, W.L.; quản lý liệu, W.L.; viết bài(chuẩn bị dự thảo ban đầu), W.L.; hiệu chỉnh(xem lại chỉnh sửa), J.W.; quản trị dự án, W.L.; kêu gọi tài trợ, W.L Tài trợ: Nghiên cứu tài trợ Ashley Berrysmith thuộc Quỹ Berrysmith, http://www.berrysmith.org/ Lời cảm ơn: Các tác giả xin cảm ơn Ashley Berrysmith Quỹ Berrysmith ủng hộ vô tận, tinh thần lạc quan Aquaponics hỗ trợ tài Ngài cho dự án nghiên cứu Tác giả xin cảm ơn Don Grant Yoka DeHouwer Tasman Bay Herbs cho phép sử dụng mảnh đất quý vị để thiết lập nhà kính thử nghiệm chia sẻ tất kinh nghiệm kiến thức trồng rau thủy canh hai vị Các tác giả muốn gửi lời cảm ơn tới Annalize Runnarsson thực nhiều thí nghiệm nêu để việc quản lý Aquaponic thuận lợi Xung đột lợi ích: Các tác giả tun bố khơng có xung đột lợi ích Các nhà tài trợ khơng có vai trị việc thiết kế nghiên cứu, thu thập, phân tích giải thích liệu; thảo văn bản; định công bố kết THẢO LUẬN Kết thử nghiệm chứng minh hệ thống aquaponic hỗ trợ phát triển loại thảo mộc rau diếp Trong phần lớn trường hợp, phương pháp aquaponic tốt phương pháp thủy canh tiêu chuẩn cho 23 phát triển (sản xuất) rau diếp thảo mộc, chủ quan cải thiện phương pháp thủy canh chất lượng thực vật bán loại thảo mộc Trong số giống rau diếp, tất so sánh, hệ thống thủy canh không cung cấp trường hợp sản xuất tốt aquaponics Trong số loại thảo mộc, số 23 so sánh dẫn đến kết tốt từ hệ thống thủy canh, với 17 so sánh khác tạo kết tốt từ hệ thống aquaponics Hai số loại tên lửa hoạt động tốt hệ thống thủy canh, điều tên lửa khơng thích nghi tốt với văn hóa aquaponic loại thảo mộc khác Sáu loại trồng có hiệu thủy canh tốt Nam bán cầu vào tháng Năm tháng Sáu (cuối mùa thu đầu mùa đông), nhiệt độ nước hệ thống aquaponic giảm đó, tốc độ cho cá giảm đáng kể, đó, ức chế việc cung cấp dinh dưỡng phù hợp trồng Các kết sản xuất rau diếp đại diện cho tăng trưởng rau diếp hai hệ thống tất mùa Do đó, điều cho thấy aquaponics dự kiến hợp lý để phù hợp với thủy canh truyền thống tỷ lệ sản xuất, giống rau diếp sử dụng, tồn năm dương lịch Các so sánh văn hóa thảo mộc thực năm tháng năm; nhiên, kết chứng minh loạt giống thảo mộc thương mại thích nghi tích cực với phương pháp aquaponic nên dự kiến hoạt động tốt nửa năm dương lịch Có tiền lệ khoa học tốc độ tăng trưởng aquaponic trực tiếp so với tốc độ tăng trưởng thủy canh chất lượng thực vật bán Một nghiên cứu Savidov (20) so sánh tốc độ tăng trưởng (chiều cao chồi, trọng lượng) dung dịch dinh dưỡng có nguồn gốc thủy sinh với dung dịch thủy canh cho số loài trồng (dưa chuột (Cucumis sativus L.), cà chua (Solanum lycopersicon L.), húng quế (Ocimum basilicum L.), hương thảo (Rosmarinus officinalis L.) Echinacea spp.), Và chứng minh nhiều so sánh, chất dinh dưỡng aquaponic tạo trọng lượng bắn lớn (trọng lượng lá) so sánh với dung dịch thủy canh Tuy nhiên, thí nghiệm sử dụng dung dịch dinh dưỡng aquaponic có nguồn gốc từ hệ thống aquaponic lớn có chứa cá, thử nghiệm, khơng 24 có cá giữ Điều có nghĩa không cung cấp chất dinh dưỡng liên tục cách cho cá ăn thường xun thí nghiệm kéo dài thời hạn mà dung dịch dinh dưỡng tồn Một câu hỏi đặt liệu phương pháp có đại diện cho tiềm phát triển nhà máy hệ thống aquaponic hoạt động đầy đủ hay không Pantanella et al (10) so sánh tăng trưởng aquaponic thu dung dịch dinh dưỡng thủy canh tiêu chuẩn Việc cung cấp chất dinh dưỡng aquaponics thử nghiệm cách sử dụng số mật độ thả cá khác (lần lượt 5, 8, 16 20 kg / m2), tăng trưởng thực vật (giống rau diếp Romaine) so với dung dịch dinh dưỡng thủy canh tiêu chuẩn chứng minh thực vật aquaponics thực tốt mà khơng có khác biệt đáng kể aquaponics hydroponics tốc độ tăng trưởng thực vật mật độ thả cá cao Delaide et al [13] so sánh nước sản xuất RAS bổ sung chất dinh dưỡng (nghĩa chất dinh dưỡng thêm vào nước từ cá RAS độc lập, riêng biệt để phù hợp với hỗn hợp dinh dưỡng nước ví dụ sức mạnh Rakocy et al [32], ký hiệu "chất tương tự aquaponic" Delaide cộng [13]), nước sản xuất RAS bổ sung đầy đủ chất dinh dưỡng Nước sản xuất RAS có thêm thủy canh muối dinh dưỡng để đáp ứng hỗn hợp dinh dưỡng nước độ bền sử dụng cho thủy canh tiêu chuẩn - ký hiệu "chất tương tự aquaponics tách rời") kiểm soát thủy canh (dung dịch dinh dưỡng thủy canh tiêu chuẩn) Xét tốc độ tăng trưởng thực vật, chất tương tự nước aquaponic tương đương với kiểm soát thủy canh, nước tương tự aquaponic tách rời cải thiện việc kiểm soát thủy canh Tuy nhiên, tương tự Savidov [20], hệ thống aquaponic hoạt động hồn tồn có chứa cá, đó, câu hỏi tương tự đặt liệu kết có đại diện cho tiềm tăng trưởng thực vật hệ thống aquaponic hoạt động đầy đủ hay không Goddek Vermuelen [26] so sánh phát triển rau diếp chất tương tự thủy canh (chất dinh dưỡng thủy canh nước mưa thêm vào để đạt nồng độ dinh dưỡng mong muốn độ dẫn-1800 uS / cm) so với chất tương tự aquaponic (30% nước RAS cộng với 70% nước mưa chất dinh dưỡng để đạt nồng độ dinh dưỡng độ dẫn điện mong muốn), chứng minh tăng trưởng lớn rau diếp chất tương tự aquaponic 25 Một lần nữa, nghiên cứu chứng minh tiềm aquaponics để cung cấp tốc độ tăng trưởng thực vật tiên tiến, bối cảnh aquaponic hoạt động bình thường với cá tích cực ăn Các nghiên cứu Delaide et al [13] Goddek Vermuelen [26], xác định dựa quan niệm tiêu chuẩn thủy canh sức mạnh dinh dưỡng đại diện cho tình "lý tưởng" nuôi cấy thực vật cạn, đó, tiêu chuẩn thủy canh phải tuân thủ để tối ưu hóa phương pháp aquaponic cuối để tối đa hóa tăng trưởng sản xuất nhà máy Tuy nhiên, cường độ dinh dưỡng tiêu chuẩn hỗn hợp (thường biểu thị độ dẫn điện biện pháp) áp dụng ngành thủy canh tiêu chuẩn phát triển bối cảnh khác với aquaponics; đáng ý nhất, hydroponics môi trường thủy sinh vô trùng (và thực khử trùng tích cực) [14,30], aquaponics chủ yếu sử dụng, phụ thuộc vào môi trường không thủy sinh với cộng đồng vi sinh dày đặc đa dạng liên quan [30,33] Hỗ trợ vi sinh vật hấp thu chất dinh dưỡng thực vật cạn biết đường hỗ trợ giúp cải thiện tốc độ tăng trưởng thực vật chung mơi trường đất Bởi hệ thống thủy canh vơ trùng, chúng thường địi hỏi nồng độ dinh dưỡng tương đối cao để đạt tốc độ tăng trưởng tiên tiến [14] Các hệ thống Aquaponic chứa cộng đồng vi sinh vật đa dạng dày đặc [33], thường có điểm tương đồng với hệ thống tìm thấy hệ thống đất [30] Nếu chấp nhận cộng đồng vi sinh vật hỗ trợ tiếp cận hấp thu chất dinh dưỡng thực vật hệ thống aquaponic [33], lưu ý hệ thống aquaponic chứa tỷ lệ thấp chất dinh dưỡng bị ion hóa "tích điện" (các chất dinh dưỡng đăng ký sử dụng độ dẫn điện làm thước đo ) [30], hợp lý đốn hệ thống aquaponic hoạt động nồng độ dinh dưỡng thấp (được đo độ dẫn) so với hệ thống thủy canh tiêu chuẩn đạt tốc độ tăng trưởng thực vật tương tự Nghiên cứu ủng hộ giả thuyết này, hệ thống aquaponic hoạt động mức độ dẫn thấp nhiều so với hệ thống thủy canh (Hình 4), hệ thống aquaponic ln tạo tốc độ tăng trưởng thực vật bằng, so sánh trực tiếp Hiện tượng tăng tốc độ tăng trưởng thực vật với nồng độ dinh dưỡng thấp hệ thống aquaponic không giới hạn nghiên cứu tại, với số nghiên cứu chứng minh kết tăng 26 trưởng thực vật tương tự tốt aquaponic so với hệ thống thủy canh [10,20,34-37] Các tác giả số nghiên cứu [13,26] lập luận sử dụng mạnh dung dịch dinh dưỡng thủy canh tiêu chuẩn làm điểm hiệu chuẩn cho độ bền dinh dưỡng áp dụng dung dịch dinh dưỡng tương tự aquaponic chúng (có thể tranh luận, phương pháp aquaponic thực với phức tạp liên quan đến cách tiếp cận đa sinh thái, hoạt động sinh thái có chứa chuyển hóa tích cực cá, thực vật vi khuẩn), nhiều nghiên cứu [10,20,34-37] chứng minh sức mạnh dinh dưỡng thấp nhiều so với tiêu chuẩn thủy canh tạo tương tự, tốc độ tăng trưởng thực vật tiên tiến Ngoài ra, người khác lập luận rào cản việc nâng cao phương pháp aquaponic tuần hoàn hoàn toàn nồng độ dinh dưỡng thấp vốn có họ [2], nghiên cứu nghiên cứu ghi nhận khác [10,20,34-37] chứng minh tuần hồn hồn tồn phương pháp tạo kết tăng trưởng thực vật tương tự, tiên tiến nồng độ dinh dưỡng thấp Một số phương pháp nhân rộng nhân rộng quy mô thương mại lớn nhiều [30] phần, hỗn hợp tốt - thường tốt hơn, hệ thống thủy canh mà Hiệp hội quan trọng aquaponics tuần hồn truyền thống cung cấp cân hoạt động thành phần nuôi cá thực vật hệ thống tích hợp tỷ lệ cá thực vật, chuẩn hóa tỷ lệ cho ăn [6] Tỷ lệ cho ăn số gram thức ăn cho cá cung cấp mét vng diện tích trồng ngày (g / m2 / ngày) [6] Do đó, lượng thức ăn cho cá xâm nhập vào hệ thống aquaponic hàng ngày ăn chuyển đổi thành chất thải cá định việc cung cấp dinh dưỡng thực vật tổng thể, thay mật độ thả cụ thể phương pháp công nghệ ứng dụng [30] Từ liệu cung cấp số nghiên cứu [10,13,20,26), khơng thể xác định liệu có đạt thực tế hay khơng, đó, liệu hệ thống aquaponic [10] hay chất tương tự dung dịch aquaponic [13,20,26] đại diện cho ví dụ hợp lý hệ thống aquaponic, và, đó, liệu hiệu suất nhà máy cung cấp chất dinh dưỡng quan sát đại diện cho hiệu suất hệ thống aquaponics giới thực Thử nghiệm sử dụng phương pháp aquaponic mơ hình hóa cụ thể phát triển để cung cấp nguồn dinh dưỡng thực vật xác (về hỗn hợp chất dinh dưỡng), liên quan đến hai hiệu 27 ứng - tỷ lệ cá mơ hình hóa theo toán học tùy chỉnh cho loại cụ thể nhiều loại thực vật cá nuôi, phương pháp quản lý liên quan, theo cơng thức đệm kiểm soát pH cụ thể áp dụng dựa giống trồng nuôi yêu cầu hỗn hợp dinh dưỡng cụ thể liên quan đến trồng [27,29-31,35] Phương pháp aquaponic cụ thể phát triển phát triển bối cảnh khoa học nhằm cố gắng đảm bảo dinh dưỡng thực vật xác đầy đủ để tối ưu hóa sản xuất thực vật sử dụng chất thải cá có sẵn, thơng qua mơ hình cân khối lượng dinh dưỡng [30] Đây điểm quan trọng cần xem xét so sánh sản xuất thủy canh với sản xuất aquaponic Hydroponics công nghệ phát triển tốt có nhiều tiền lệ cho phương pháp thủy canh nội so sánh tăng trưởng thực vật dung dịch dinh dưỡng [14,38-40] Tuy nhiên, aquaponics lĩnh vực tương đối mới, đó, ít, có, mơ hình chuẩn hóa, xác minh hàng ngày cho công nghệ sản xuất cơng khai Điều có khả dẫn đến tình phương pháp aquaponic tiêu chuẩn so sánh với mơ hình thủy canh tiêu chuẩn hóa, với kết cho kỹ thuật aquaponic nói chung Do đó, việc so sánh aquaponic với phương pháp thủy canh nên thực tính xác thực tiêu chuẩn hóa kỹ thuật, mơ hình phương pháp aquaponic xác minh cách khoa học Ví dụ, Lennard (29] đặc biệt tối ưu hóa hệ thống aquaponic mà anh phát triển trước so sánh với hệ thống dung dịch dinh dưỡng thủy canh tiêu chuẩn Qua loạt thí nghiệm, anh phân lập tối ưu hóa số thơng số dẫn đến tối ưu hóa aquaponic Hệ thống cho tăng trưởng thực vật loại bỏ chất dinh dưỡng [29] Sau hệ thống tối ưu hóa, nghiên cứu tạo kết tăng trưởng thực vật giống hệt (đối với giống rau diếp Green Oak) suất mét vuông diện tích trồng phịng thí nghiệm, mơ hình aquaponic (5,77 kg / m?), so với mơ hình thủy canh tiêu chuẩn (5,46 kg / m) [29] Lennard [29] chứng minh tỷ lệ loại bỏ nitơ 97% từ hệ thống aquaponic (khi so sánh với cá- Chỉ kiểm soát), lưu ý đến khả thiếu hụt chất dinh dưỡng khác hệ thống không thiết kế quản lý xác Khơng có nhà máy có dấu hiệu thiếu hụt chất dinh dưỡng thử nghiệm Chất lượng phù hợp để bán aquapon Các loại thảo mộc trồng IC xác nhận liệu thu thập để so 28 sánh hai loại trồng (aquaponic hydroponic) với lượng trồng chấp nhận "có thể bán được" theo tiêu chuẩn chất lượng TBH nghiêm ngặt (Bảng 8) Các thảo dược aquaponic tạo tỷ lệ phần trăm cao sản phẩm bán (sau áp dụng phương pháp phân loại TBH) tất trừ số 10 so sánh thực hiện, chứng minh loại thảo mộc aquaponic vượt trội so với phương pháp thủy canh chúng biện pháp Điều chứng tỏ loại thảo mộc sản xuất thông qua phương pháp aquaponic áp dụng sở hữu chất lượng phù hợp với thị trường Khơng có nghiên cứu khác sản xuất liệu chất lượng nhà máy định lượng định tính từ bối cảnh hệ thống sản xuất aquaponic xác định Một số vấn đề vấn đề gặp phải thử nghiệm tại, dường không ảnh hưởng nhiều đến kết sản xuất trích dẫn Các vấn đề bao gồm số thành phần nghèo r tỷ lệ cho ăn đầy đủ thực sự lựa chọn số lỗi vận hành Vấn đề liên quan đến thử nghiệm việc sử dụng kỹ thuật ni trồng thủy canh NFT Nhà kính thử nghiệm khơng sử dụng hoạt động kiểm sốt nhiệt độ nhà kính (tức là, sưởi ấm vào mùa đơng, làm mát vào mùa hè) Khi mùa đông đến gần, nhiệt độ khơng khí nhà kính (khơng bao gồm liệu) phịng cá (Hình 2) bắt đầu giảm phương pháp NFT có diện tích bề mặt cao vốn có với tỷ lệ thể tích nước thấp, điều có nghĩa mảng NFT hai hệ thống (hydroponics aquaponics) hoạt động thiết bị / nước hiệu cao (thực tế, chúng hoạt động tản nhiệt lớn nhiệt độ nước) Điều dẫn đến nhiệt độ nước thấp hai hệ thống tháng lạnh (Hình 2) Do hai hệ thống bị ảnh hưởng tương tự nhiệt độ nước, nhiệt độ nước giống hai hệ thống, loại trừ điểm khác biệt cụ thể (dữ liệu thủy canh không báo cáo đây) Tuy nhiên, cá sử dụng hệ thống aquaponics, Cá trắm châu Á (Ctenopharyngodon idella), yêu cầu nhiệt độ nước 16 ° C để chuyển hóa thích hợp cho hành vi cho ăn thường xuyên, tối ưu hóa [41,42] Do đó, nhiệt độ nước giảm không ảnh hưởng trực tiếp đến trồng, ảnh hưởng đến cá, Điều dẫn đến việc giảm đáng kể tỷ lệ cho cá ăn (Hình 3), cá đóng góp phần lớn chất dinh dưỡng cho aquaponic Hệ thống cho tăng trưởng thực vật, tỷ lệ cho cá ăn giảm dẫn đến sụt giảm nồng độ chất dinh dưỡng, điều giải thích cho 29 việc sản xuất thực vật giảm hệ thống aquaponic suốt tháng mùa đơng (Hình 4) Ảnh hưởng nồng độ dinh dưỡng thấp thấy rõ kết so sánh thảo mộc NFT trình bày Bảng Hệ thống aquaponic cân cải thiện hệ thống thủy canh phần lớn so sánh tháng năm 2010 (cuối mùa thu; đầu mùa đông Nam bán cầu) Tuy nhiên, đến tháng năm 2010, nhiệt độ nước hệ thống aquaponic giảm đủ để cá ngừng cho ăn thiếu hụt chất dinh dưỡng Đối với ba so sánh thảo mộc gần đây, tất thực giai đoạn vào cuối tháng năm 2010, tỷ lệ sản xuất thực vật thủy canh tốt nhiều, có đủ chất dinh dưỡng cho cây, trong aquaponics, chất dinh dưỡng giảm cung kết việc giảm tỷ lệ cho cá ăn nhiệt độ nước giảm Tình trạng nồng độ chất dinh dưỡng aquaponic thấp tồn tháng 10 năm 2010 (mùa xuân Nam bán cầu), nhiệt độ nước lần tăng lên mức cho phép cho cá ăn cách sản xuất chất dinh dưỡng liên quan (Hình 1) Ảnh hưởng nhiệt độ nước cho cá ăn thấp thấy rõ thử nghiệm rau diếp đầu NFT, người ta thấy hệ thống aquaponic bắt đầu bị ảnh hưởng mùa đông mùa xuân năm 2010 (Bảng 6) Vấn đề cấp nhiệt quan sát nghiên cứu cho thấy nhược điểm lớn sử dụng phương pháp sản xuất NFT bối cảnh aquaponic tuần hồn, cụ thể khơng có khả kiểm sốt nhiệt độ nước sử dụng phương pháp NFT cấu trúc mơi trường khơng kiểm sốt nhiệt độ Do đó, khuyến nghị cá có nhu cầu nhiệt độ nước cụ thể sử dụng khơng sử dụng kiểm sốt mơi trường nhà kính kín (ví dụ, sưởi ấm khơng khí vào mùa đơng làm mát vào mùa hè), nên giảm thiểu tránh sử dụng NFT cho thành phần sản xuất nhà máy hệ thống aquaponics tuần hồn Có lồi cá chịu đựng phát triển nhiệt độ nước thấp (ví dụ, lồi Salmonid) Tuy nhiên, cá gặp khó khăn theo cách ngược lại, NFT dẫn đến tăng nhiệt nhiệt độ khơng khí ấm (ví dụ, mùa hè) nhiệt độ nước ấm ảnh hưởng xấu đến loài cá nước lạnh Nghiên cứu sâu bảo đảm xung quanh thiết kế kỹ thuật tối ưu hệ thống aquaponics, dựa điều kiện khí hậu địa phương, lồi cá, u cầu nuôi trồng thực vật tiếp cận với sở hạ tầng sưởi ấm/làm mát Điều lần 30 chứng minh mặt aquaponics, NFT có yêu cầu có điều kiện xác định chặt chẽ, tất điều cần xem xét lựa chọn cấu trúc thành phần nuôi cá phù hợp cho thiết kế aquaponic áp dụng Sản xuất cá không báo cáo báo này; nhiên, mặt sản xuất cá cho thử nghiệm nhiều thử nghiệm aquaponic khác, người ta chứng minh cách thuyết phục tỷ lệ sản xuất cá aquaponics với ni trồng thủy sản tuần hồn tiêu chuẩn [6,29,32] Hơn nữa, nhiều sở thủy canh thương mại đo khu vực trồng sản xuất, sở thủy canh quy mô lớn vậy, sản lượng cá đáng kể (trong 10 chí 100 năm), đạt mặt kỹ thuật với tích hợp cơng nghệ Tuy nhiên, tiềm sản xuất thương mại cá aquaponics bị đánh giá thấp số tác giả thủy canh, lợi kinh tế đa dạng hóa đơi bị bỏ qua hồn tồn; chí người ta lập luận cá sử dụng làm thiết bị phân phối chất dinh dưỡng việc bán cá thương mại lãng phí thời gian [43] Ý kiến góp phần vào hiểu biết kinh tế tiêu cực tiềm aquaponics ngành thủy sản thủy sản tuần hoàn Các sở thủy canh tích hợp sản xuất cá cung cấp dòng dinh dưỡng hữu đầy đủ cho sản xuất thực vật đáp ứng tiêu chuẩn tăng trưởng nhà máy thủy canh, quy mơ sản xuất cá thương mại, sản xuất hai loại trồng thương mại bán từ đầu vào nguồn thức ăn cho cá Có khả phần việc thiếu hỗ trợ cho aquaponics ngành nghiên cứu sử dụng hệ thống tích hợp, vận hành đầy đủ (với thực vật cá), nghiên cứu so sánh trực tiếp aquaponics với công nghệ thông thường Thử nghiệm chứng minh với thiết kế quản lý hệ thống aquaponic xác, tốc độ tăng trưởng thường tốt so với nuôi cấy thủy canh tiêu chuẩn Nghiên cứu đóng vai trị bước quan trọng để hiểu tiềm thương mại aquaponics tích hợp hệ thống sản xuất thực phẩm khuyến nghị nghiên cứu tương lai để khám phá tối ưu hóa hệ thống 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lennard, W.A Aquaponics: A Nutrient Dynamic Process and the Relationship to Fish Feeds; World Aquaculture: 2015; pp 20–23 Palm, H.W.; Knaus, U.; Applebaum, S.; Goddek, S.; Strauch, S.M.; Vermeulen, T.; Haissam Jijakli, M.; Kotzen, B Towards commercial aquaponics: A review of systems, designs, scales and nomenclature Aquacult Int 2018, 26, 813–842 doi>10.1007/s10499-018-0249-z Lewis, W.; Yopp, J.; Schramm, H.; Brandenburg, A Use of hydroponics to maintain quality of recirculated water in a fish culture system Trans Am Fish Soc 1978, 197, 92–99 doi>10.1577/1548- 8659(1978)1072.0.CO;2 Nair, A.; Rakocy, J.; Hargreaves, J Water quality characteristics of a closed recirculation system for Tilapia culture and tomato hydroponics In Proceedings of the Second International Conference on Warm Water Aquaculture, Fin Fish, Laie, HI, USA, February 5-8, 1985; pp 223–254 McMurtry, M.; Nelson, P.; Sanders, D.; Hodges, L Sand culture of vegetables using recirculated aquacultural effluents Appl Agric Res 1990, 5, 280–284 Rakocy, J.; Hargreaves, J Integration of vegetable hydroponics with fish culture: A review In Techniques for modern aquaculture In Proceedings of the an Aquacultural Engineering Conference Spokane, Washington, DC, USA, 21–23 June 1993; pp 112–136 Chaves, P.; Laird, L.; Machado, A.; Sutherland, R.; Beltrao, J Lettuce (Lactuca sativa sp.) responses to shared aquaculture media In Improved Crop Quality by Nutrient Management; Anac, D., Martin-Prevel, P., Eds.; Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands: 1999; pp 197–200 Palada, M.; Cole, W.; Crossman, S Influence of effluents from intensive aquaculture and sludge on growth and yield of bell peppers J Sustain Agric 1999, 14, 85–103 doi>10.1300/J064v14n04_08 Adler, P.; Harper, J.; Takeda, F.; Wade, E.; Summerfelt, S Economic evaluation of hydroponics and other treatment options for phosphorous removal in 32 aquaculture effluent Hortic Sci 2000, 35, 993–999 doi>10.21273/HORTSCI.35.6.993 10 Pantanella, E.; Cardarelli, M.; Colla, G.; Rea, E.; Marcucci, A Aquaponics vs Hydroponics: Production and Quality of Lettuce Crop Acta Hortic 2010, 927, 887–893 doi>10.17660/ActaHortic.2012.927.109 11 Villarroel, M.; Rodriguez Alvariño, J.; Duran Altisent, J Aquaponics: Integrating fish feeding rates and ion waste production for strawberry hydroponics Span J Agric Res 2011, 9, 537–545 doi>10.5424/sjar/20110902181-10 12 Enduta, A.; Jusoh, A.; Ali, N.; Wan Nik, W Nutrient removal from aquaculture wastewater by vegetable production in aquaponics recirculation system Desalin Water Treat 2011, 32, 422–430 doi>10.5004/dwt.2011.2761 13 Delaide, B.; Goddek, S.; Gott, J.; Soyeurt, H.; Haissam Jijakli, M Growth Performance in Complemented Aquaponic Solution Outperforms Hydroponics Water 2016, 8, 467 doi> 10.3390/w8100467 14 Resh, H Hydroponic Food Production, 7th ed.; CRC Press: London, UK, 2013 15 Aquaponics 2014 Available online: http://en.wikipedia.org/wiki/Aquaponics#Water_usage (accessed on 23 November, 2018) 16 Blidariu, F.; Grozea, A Increasing the Economical Efficiency and Sustainability of Indoor Fish Farming by Means of Aquaponics—Review Sci Pap Ani Sci and Biotechnol 2011, 144, 1–8 17 Tyson, R.; Treadwell, D.; Simonne, E Opportunities and Challenges to Sustainability in Aquaponic Systems Hort Technol 2011, 21, 6–13 doi>10.21273/HORTTECH.21.1.6 18 Yogev, U.; Barnes, A.; Gross, A Nutrients and energy balance analysis for a conceptual model of a three loops off grid Aquaponics Water 2016, 8, 859 – 875 doi> 10.3390/w8120589 19 Monsees, H.; Keitel, J.; Paul, M.; Kloas, W.; Wuertz, S Potential of aquaculture sludge treatment for aquaponics: Evaluation of nutrient mobilization under 33 aerobic and anaerobic conditions Aqua Environ Interact 2017, 9, 9–18 doi> 10.3354/aei00205 20 Savidov, N Evaluation and Development of Aquaponics Production and Product Market Capabilities in Alberta; Phase Final Report–Project #2004-67905621; Alberta Agriculture, Food and Rural Development, Alberta, Canada: 2005 doi> 10.32839/2304-5809/2020-3-79-54 21 How Does Aquaponics Compare with Soil Gardening? 2010 Available online: http://www.ecofilms.com.au/how-does-aquaponics-compare-with-soilgardening/ (accessed on 23 November, 2018) 22 Cavaliero, G Why Aquaponics? 2012 Available Online: Green Acre Aquaponics web site http://www.greenacreaquaponics.com/why-aquaponics/ (accessed on 24 November, 2018) 23 Licamele, J Biomass Production and Nutrient Dynamics in an Aquaponics System Ph.D Thesis Graduate College of Agricultural & Biosystems Engineering, University of Arizona, Tucson,AZ,USA, 2009 Availableonline: http://arizona.openrepository.com/arizona/handle/10150/193835 (accessed on 23 November, 2018) doi>10.2134/agronj2008.0087 24 Brook, R The Difference between Hydroponics and Aquaponics 2013 Available online: http://homeaquaponicssystem.com/basics/hydroponics-vs- aquaponics-which-is-better/ (accessed on 25 November, 2018) 25 Cemo, T The Basics: Hydroponics vs Aquaponics 2013 Available online: http://www.californiaaquaponix.com/hydroponics-vs-aquaponics/ (accessed on 24 November, 2018) DOI>10.1016/j.agwat.2016.10.013 26 Goddek, S.; Vermeulen, T Comparison of Lactuca sativa growth performance in conventional and RAS-based hydroponic systems Aquacult Int Online 2018, 1– 10, doi:10.1007/s10499-018-0293-8 DOI>10.1007/s10499-018-0293-8 27 Graber, A.; Junge, R Aquaponic Systems: Nutrient recycling from fish wastewater by vegetable production Desalination 2009, 246, 147–156 DOI>10.1016/j.desal.2008.03.048 34 28 Roosta, H.; Hamidpour, M Effects of foliar application of some macro- and micro-nutrients on tomato plants in aquaponic and hydroponic systems Sci Hortic 2011, 129, 396–402 DOI> 10.1016/j.scienta.2011.04.006 29 Lennard, W Aquaponic integration of Murray Cod (Maccullochella peelii peelii) aquaculture and lettuce (Lactuca sativa) hydroponics Ph.D Thesis, School of Applied Sciences, Department of Biotechnology and Environmental Biology, RMIT University, Melbourne, Australia, 2005 30 Lennard, W Commercial Aquaponic Systems: Integrating Recirculating Fish Culture with Hydroponic Plant Production; Wilson Lennard: Blackrock, Victoria, Australia, 2017; ISBN 978-1-64204-837-7 31 Nichols, M.; Lennard, W Aquaponics in New Zealand Pract Hydrol Greenh 2010, 115, 46–51 DOI> 10.1007/978-3-030-40985-2_27 32 Rakocy, J.; Shultz, R.; Bailey, D.; Thoman, E Aquaponic production of Tilapia and Basil: Comparing a batch and staggered production system Acta Hortic (ISHS) 2004, 648, 63–69 DOI> 10.17660/ActaHortic.2004.648.8 33 Goddek, S Opportunities and Challenges of Multi-loop Aquaponic Systems Ph.D Thesis, Graduate School for Socio-Economic and Natural Sciences of Environment, Wageningen University, Wageningen, The Netherlands, 2017 DOI>10.12688/aasopenres.13060.1 34 Rakocy, J.E Hydroponic Lettuce Production in a Recirculating Fish Culture System; University of the Virgin Islands, Agricultural Experiment Station, Island Perspectives, US Virgin Islands: 1989; Volume 3, pp 4–10 35 Lennard, W.; Leonard, B A comparison of three different hydroponic subsystems (gravel bed, floating and nutrient film technique) in an aquaponic test system Aquacult Int 2006, 14, 539–550 DOI>10.1007/s10499-006-9053-2 36 Savidov, N.; Hutchings, E.; Rakocy, J.E Fish and plant production in a recirculating aquaponic system: A new approach to sustainable agriculture in Canada Acta Hort 2007, 742, 28 DOI> 10.17660/ActaHortic.2007.742.28 37 Lennard, W.; Leonard, B A comparison of reciprocating flow vs constant flow in an integrated, gravel bed, aquaponic test system Aquacult Int 2004, 12, 539– 553 DOI> 10.1007/s10499-005-8528-x 35 38 Morgan, L.; Lennard, S Hydroponic Capsicum Production; Casper Publications: Narrabeen, NSW, Australia, 2000 DOI> 10.1136/bmjopen-2017-019328 39 Morgan, L Fresh Culinary Herb Production; Suntec Ltd Publications: Tokomaru, New Zealand, 2005 DOI>10.1080/10942912.2016.1211678 40 Morgan, L Hydroponic Tomato Production; Suntec Ltd Publications: Tokomaru, New Zealand, 2008 41 Edwards, D Weed preference and growth of young grass carp in New Zealand N Z J Mar Fresh Res 1974, 8, 341–350 DOI: 10.1080/00288330.1974.9515509 42 Stanley, J.; Woodard; Miley, W.; Sutton, D Reproductive Requirements and Likelihood for Naturalization of Escaped Grass Carp in the United States Trans Am Fish Soc 1978, 107, 119–128 DOI>10.1577/1548- 8659(1978)1072.0.CO;2 43 Nichols, M Aquaponics: Myth or Magic? Pract Hydrol Greenh 2013, 137, 14– 19 44 36 ... canh Những số đặt dấu () cột “Thời điểm canh tác? ?? biểu thị cho thời gian canh tác từ lúc gieo hạt lúc thu hoạch Thời điểm canh tác Khối lượng lớn pp Thủy canh Khối lượng lớn pp Aquaponic Sự chênh... thủy canh tiêu chuẩn aquaponics (Hình 1) Hình Biểu đồ thiết lập thí nghiệm aquaponic thủy canh (thành phần thực vật aquaponic phía trên, thành phần thực vật thủy canh phía dưới) Hệ thống thủy canh. .. canh muối dinh dưỡng để đáp ứng hỗn hợp dinh dưỡng nước độ bền sử dụng cho thủy canh tiêu chuẩn - ký hiệu "chất tương tự aquaponics tách rời") kiểm soát thủy canh (dung dịch dinh dưỡng thủy canh