Аквапоника против гидропоники, что лучше и почему? – Наука в гидропонике
В гидропонной культуре растения выращивают с помощью питательного раствора, содержащего все вещества, необходимые для роста растений. В этих системах питательный раствор готовится с использованием сторонних химикатов, которые могут быть синтетического или природного происхождения. С другой стороны, в аквапонике система выращивания растений сочетается с системой аквакультуры — системой выращивания рыбы — так что растения питаются отходами, поступающими от рыбы. Теоретически аквапоника предлагает преимущества упрощенной закрытой системы с дополнительным преимуществом — возможностью выращивать рыбу — в то время как гидропонная система требует много дополнительных и более сложных входных данных. В этом посте мы будем использовать текущую рецензируемую литературу, чтобы глубоко изучить аквапонику и гидропонику, каковы преимущества и недостатки и почему один может быть лучше другого. Большая часть приведенной ниже информации была взята из этого обзора аквапоники за 2019 год (9).
Сложность
Аквапонная система может показаться проще, чем гидропонная. В конце концов, все дело в том, чтобы кормить рыб обычным кормом для рыб, а затем скармливать продукты жизнедеятельности растениям. Однако на самом деле все не так просто, поскольку существуют существенные различия между продуктами жизнедеятельности рыб и пищевыми потребностями растений. Одним из наиболее важных является азот.
Этот элемент выделяется рыбами в аммиачной форме, а растениям требуется азот в нитратной форме. Это означает, что вам нужна система биофильтрации, содержащая бактерии, которые могут превращать одно в другое. Кроме того, химические условия, идеальные для нитрификации, являются основными, в то время как растения предпочитают слабокислые растворы. Это несоответствие оптимальных условий одной системы по сравнению с другой делает управление аквапонной системой существенно более сложным, чем управление традиционной гидропонной системой (1).
Кроме того, растительные макроэлементы, такие как калий и кальций, и микроэлементы, такие как железо, часто присутствуют в небольших количествах в аквапонных растворах. Растения с более высокими требованиями к этим элементам, такие как крупные цветущие растения или некоторые травы, могут иметь серьезные недостатки и проблемы при выращивании в аквапонной системе (2, 3). Это означает, что для достижения успеха с этими культурами часто требуются добавки. Достижение идеального уровня добавок часто требует химического анализа, чтобы правильно измерить количество этих элементов, которые необходимы.
Кроме того, аквапонные системы требуют дополнительных площадей для рыб и большого количества дополнительной рабочей силы для управления рыбой, биофильтрами и другими частями объекта, которые не существовали бы при чисто гидропонной парадигме. В этой статье (16) лучше описаны некоторые экономические и практические компромиссы с точки зрения сложности при переходе от гидропоники к аквапонике.
Урожайность и качество
Учитывая вышеизложенное, легко было бы подумать, что урожайность и качество продуктов аквапоники будут хуже. Однако свидетельства говорят об обратном. Многочисленные исследования, изучающие качество и урожайность аквапоники в сравнении с гидропоникой, показали, что продукты аквапоники могут быть эквивалентны или часто превосходить продукты, произведенные в гидропонной среде (4, 5, 6, 7, 8). Различные биологические и химические факторы, присутствующие в аквапонном растворе, могут оказывать биостимулирующее действие, которого нет в традиционных гидропонных растворах. Подробный метаанализ, в котором собраны данные из множества различных статей об аквапонике и гидропонике, см. здесь (14).
Наилучшие результаты часто достигаются с раздельными системами аквапоники. В этих системах аквапонная система рассматривается как отдельные аквакультурная и гидропонная системы. Питательный раствор хранится в резервуаре, который используется гидропонной установкой в качестве основного сырья для приготовления питательного раствора. Затем его химический состав корректируется перед подачей в гидропонную систему.
Системы выращивания
Традиционно системы Nutrient Film Technique (NFT) отдавали предпочтение в коммерческой гидропонной культуре из-за их высокой урожайности и эффективности. Тем не менее, системы аквапоники лучше работают с установками, которые могут обрабатывать большие уровни твердых частиц из-за их присутствия в питательном растворе аквапоники. По этой причине глубоководная культура (DWC) является предпочтительным методом выращивания в коммерческих гидропонных системах. Это также связано с тем, что темные листовые овощи являются наиболее часто выращиваемыми продуктами в установках аквапоники, а установки DWC особенно хорошо подходят для выращивания этого типа растений.
устойчивость
Аквапонные системы в среднем более устойчивы, чем гидропонные, с точки зрения использования удобрений. При сравнении использования азота и фосфора между гидропоникой и аквапоникой становится ясно, что аквапоника намного эффективнее (12). Благодаря этим фактам аквапонная культура может предложить такое же качество и урожайность при значительно меньшем использовании удобрений и выбросах углекислого газа (13).
экономика
Из-за плохих питательных свойств растворов аквапоники для цветущих растений, большинство производителей аквапоники прибегают к выращиванию листовой зелени. Исследование, проведенное в 2017 году (10), показало, что прибыль от выращивания базилика более чем в два раза превышает прибыль от выращивания бамии, поскольку базилик можно выращивать с небольшими дополнительными добавками, в то время как бамия требует значительной модификации аквапонного раствора, чтобы он подходил для растений. потребности.
Из-за того, что крупным цветковым растениям для успешного выращивания в аквапонике требуется большое количество минеральных добавок, их редко выращивают в установках для аквапоники. Поскольку листовая зелень устраняет необходимость в таких добавках, ее можно выращивать быстрее и она страдает от гораздо меньшего давления вредителей, в большинстве случаев не составляет труда выращивать листовую зелень вместо таких культур, как помидоры или перец. Тем не менее, ценные культуры, такие как каннабис, могут быть привлекательными для установок аквапоники (10, 11).
Аквапонике часто требуется экономия за счет масштаба, чтобы стать жизнеспособной. Установки аквапоники самого маленького масштаба, такие как предложенные моделями ФАО, могут предложить возможности производства продуктов питания для небольших групп людей, но страдают от отсутствия экономической жизнеспособности, если принять во внимание стоимость рабочей силы (12). Таким образом, для того, чтобы быть столь же прибыльными, как гидропоника, аквапонные установки должны быть реализованы в относительно больших масштабах с самого начала, что ограничивает их жизнеспособность по сравнению с гидропонными установками, которые могут обеспечить прибыльность в более низких масштабах. На самом деле, это исследование 2015 года (15) показало, что большинство аквапонных ферм были реализованы в относительно небольших масштабах и, следовательно, имели низкие показатели рентабельности.
Тем не менее, аквапоника предлагает гораздо более устойчивый способ производства продуктов питания по сравнению с обычными гидропонными установками и предлагает экономические преимущества, особенно в регионах, где приоритетным является низкое использование воды и удобрений (14).
Какой тогда лучше?
Это зависит от ваших приоритетов. Если вы хотите построить установку с минимальными неопределенностями, которая может принести наибольшую прибыль в наименьшем масштабе, тогда гидропоника — это то, что вам нужно. У установок аквапоники есть дополнительные сложности, неопределенности, потребности в масштабе и ограничения, которых нет у гидропонных культур. Создание коммерческой гидропонной установки — проверенный процесс. Гидропоника предлагает предсказуемый урожай и качество широкого спектра растительных продуктов. Существует также широкий спектр людей, которые могут помочь вам в этом, часто предлагая готовые решения для определенных видов растений и климата.
С другой стороны, если вы хотите построить установку, которая отличается высокой устойчивостью, оказывает как можно меньшее воздействие на окружающую среду, использует очень мало удобрений и воды и может обеспечить такое же или лучшее качество, как гидропонная установка, тогда аквапоника — лучший выбор. дорога для вас. Аквапоника оказывает значительно меньшее влияние, поскольку снижает влияние как выращивания растений, так и разведения рыбы, и может обеспечить адекватную экономическую отдачу, если выбраны правильные виды рыбы и растений.
В конце концов, это вопрос выбора того, что является наиболее важным для вас и наиболее подходящим для условий, в которых вы будете выращивать. Иногда ограниченное количество удобрений и воды в сочетании с более высоким спросом на рыбу может действительно создать аквапонику. оптимальный экономичный выбор по сравнению с традиционной гидропонной установкой. Однако в большинстве случаев чисто экономический анализ дает преимущество гидропонной установке.
Если вы рассматриваете возможность создания аквапонной системы, раздельная система, которая производит тилапию, и система глубоководного выращивания, производящая темную листовую зелень, по-видимому, являются наиболее популярным выбором среди коммерческих объектов.
Как вы думаете, что лучше, аквапоника или гидропоника?
