Аквапоника в теплице своими руками
Аквапоника как технология выросла и развивается благодаря теплицам. Рост численности людей, рост потребности в пище, запутанная логистика, некомфортные мегаполисы,
неприятные последствия интенсивных производств – нет смысла перечислять актуальные на сегодня проблемы, они все равно сами себя не решат.
Гораздо интереснее наблюдать за развитием целого веера отраслей, которые прекрасны по умолчанию. Они эргономичны, эффективны, производят замечательные вещи и оставляют минимальный экологический след.
Одно из таких направлений – это аквапоника.
Что это такое?
Суть аквапоники в объединении аквакультуры (рыбоводство) и гидропоники (выращивание растений без почвы). О Гидропонике мы уже писали ранее.
Именно на стыке этих технологий, применяемых в теплицах и появилось это направление. То есть теплицы уже не всегда про растения, а уже нечто большее.
Людей все больше – рыбы все меньше. Линейная логика процесса привела к появлению рыбных ферм. Первые рыбные фермы появились больше 4000 лет назад в Китае и развитие рыбоводческих технологий – отдельная и очень объемная тема.
Примем как данность: к нашим дням история рыбоводства уже исчислялась тысячелетиями и люди про разведение рыбы знали немало.
К нашему времени появилось 2 базовых направления:
- Выращивание рыбы в естественной среде (в огороженных «вольерах»)
- Выращивание рыбы в искусственных водоемах/бассейнах/аквариумах.
Проблемы новой технологии
Чудесно! Оба варианта могут интенсивно развиваться, но, как в любом интенсивном производстве есть множество проблем:
- Снижение качества продукции.
- В естественных условиях рыба «разбегается». В искусственных – болеет.
- Последствия производственных процессов – отходы, химикаты, болезни животных, перерасход энергии – наносят огромный ущерб экологии.
Нужны ресурсы: вода, энергия, площади.
Но мы живем в эпоху, когда качественные изменения в технологиях меняют целые отрасли.
И вот, когда гидропоника приходит на смену традиционному сельскому хозяйству, логично, что людям пришло в голову: раз мы используем воду, то почему бы в ней не поселить рыбу? Стали экспериментировать и получили потрясающие результаты:
- Растения обогащают воду кислородом
- Растения дают пищу рыбам
- Растения играют роль естественного фильтра – очищают воду естественным путем.
- Продукты жизнедеятельности рыб становятся естественной пищей для растений.
То есть, если гидропоника высокоэффективное производство, то аквапоника – это уже какая то магия.
Домашняя аквапоника
В процессе экспериментов открывают все новые и новые сочетания удачных симбиозов, когда растения и рыбы не просто могут успешно существовать и развиваться вместе, а даже улучшают качество водоемов. Люди занимаются разведением съедобных рыб, которые используют для того, чтобы очистить пруды или озера. В США или Нидерландах, например, можно прийти в магазин и купить «набор для очистки домашнего пруда».
Вишенка на торте – это количество ресурсов (вода, энергия, площади). По разным оценкам для организации аквапонических ферм требуется в 10 раз меньше ресурсов, чем для традиционных форм сельского хозяйства. Другими словами, если обычно мы тратим 100% сил и средств, но при использовании этой технологии мы тратим только 10%. А 90% остаются у нас, и мы можем заниматься, чем угодно.
Это не опечатка. Не удивительно, что отрасль развивается фантастическими темпами. Кажется, ее сдерживает только консервативное и косное мышление людей: люди бояться всего нового и любую новую технологию «украшают» целой бородой слухов, сплетен и всевозможных страшилок.
А между тем никаких чудес тут нет: люди просто учатся повторять то, что давно существует в природе. А в природе все, как известно, идет по пути наименьшего сопротивления.
Это надо видеть
Из интересненького: Очистка открытых водоемов с помощью биоплотов и тилапии
Биоплоты используют уже больше 20 лет. За 2-3 года такая система повышает количество кислорода в воде в 60 раз и практически полностью перерабатывает азотные и фосфатные загрязнения. Тилапия доедает остальное.
Аквапонические фермы на крышах.
По разным оценкам, от 60% до 80% энергии, используемой для обогрева помещения, улетучивается через крышу. Т.е. зимой мы топим небеса. Но это еще полбеды –мы за это еще и платим.
Идея перестать платить лишнее принадлежит, конечно, европейцам, но теперь фермы на крыше стремительно распространяются по всему миру. Тут уже каждый сам выбирает, что ему по вкусу: гидропоническая оранжерея или аквапонический аквариум.
В итоге
Как сейчас очень часто бывает именно пересечение технологий даёт нечто прорывное. Такой стала и Аквапоника, когда выращивание растений в теплицах натолкнуло на идею выращивания в них же рыб.
Аквапоника и разведение рыбы в УЗВ
Начинаем на сайте колонку, посвященную Аквапонике. Вы спрашивали -мы отвечаем.
Технология аквапоники предполагает, что растения выращиваются в замкнутых системах на обогащенной питательными веществами воде. Чем же тогда отличается аквапоника от традиционной гидропоники? А тем, что вода обогащается продуктами жизнедеятельности рыб, живущих в резервуаре для полива растений. Растения, потребляя продукты жизнедеятельности рыб помогают очистить воду, в которой живут рыбы. Это позволяет создать устойчивую экосистему, позволяющую процветать и рыбам и растениям. В этом симбиозе отходы жизнедеятельности рыб обеспечивают питание растениям, а растения представляют собой естественный фильтр для водной среды.
Аквапоника - это органический метод выращивания, который позволяет исключить химические растворы из технологии выращивания растений. Аквапоника использует очень питательные отходы жизнедеятельности рыб, которые содержат практически все необходимые питательные вещества для оптимального роста растений. Аквапоника позволяет создавать достаточно сложные экосистемы, которые позволяют давать очень высокие результаты в выращивании растений и рыб.
В системах аквапоники полезные бактерии перерабатывают отходы жизнедеятельности рыб в питательные вещества, пригодные для питания растений. Более 50% производимых отходов рыб это аммиак, выводимый с мочой и через жабры. В больших количествах аммиак становится токсичным для рыб и растений. Нитрифицирующие бактерии, которые обычно живут в почве, воде и воздухе превращают аммиак сначала в нитриты , а затем в нитраты , которые растения потребляют. В системах аквапоники содержание рыб требует некоторых знаний и навыков, но это, однозначно, проще, чем содержать аквариумных рыб.
Для начала. мы рекомендовали бы использовать одну или несколько из перечисленных ниже рыб:
Тилапия - вторая по популярности выращиваемая рыба в мире. Тилапия очень популярна для выращивания в системах аквапоники. Она является идеальным видом для аквапоники по многим причинам . Ее легко разводить , она быстро растет, выдерживать очень плохие условия воды , всеядна и хорошо питается.
Кои - еще один вид карпа , который очень распространен во многих азиатских странах и часто встречается в больших декоративных водоемах . Для тех, кто любит кои, аквапонная система является отличным способом для ее выращивания.
Форель - является отличным выбором для разведения в аквпонных системах, в которых температура воды немного прохладнее . Форель предпочитает температуру воды от 10°С до 20°С. Она чрезвычайно быстро растет и имеет отличные коэффициенты конверсии корма.
Другие виды, которые прекрасно растут в условиях аквапонных систем - это мидии, пресноводные креветки и раки.
Следует помнить, что качество корма влияет не только на здоровье рыб , но и значительно влияет на здоровье растений.
Корм для рыб состоит из белков, жиров, минералов, углеводов и других питательных веществ , которые рыба в дикой природе имеет в своем обычном рационе. Источниками этих питательных веществ в условиях аквапонных систем , как правило, является рыбная мука , кукуруза , соя и другие побочные продукты животного происхождения. Все корма для рыб , особенно бренды , которые используют более натуральные ингредиенты и меньше консервантов , имеют ограниченный срок годности , и их лучше всего хранить в прохладном , сухом месте. Существует много рекомендаций по кормлению рыб. Но лучше всего придерживаться принципа, давать корма столько. сколько рыбы съедят за 5 минут. Излишки корма следует удалять из резервуара, в котором содержится рыба.
Аквапоника в теплице своими руками
1. В расчетах используйте кормовой коэффициент
В правильно спроектированной и сбалансированной системе аквапоники соотношение между количеством рыб и растений основано на кормовом коэффициенте. Кормовой коэффициент — это отношение количества корма, которым вы кормите рыб каждый день, к площади участка для выращивания растений. Для raft-системы гидропоники оптимальное соотношение варьирует от 60 до 100 граммов корма к 1 м2 участка в день. Например, если средний объем корма для рыб составляет 1 кг в день, то для кормового коэффициента в 60 г/м2 в день площадь участка гидропоники должна составлять 16,7 м2. И наоборот, если для выращивания растений выделяется участок до 200 м2 и необходим кормовой коэффициент на уровне 100 г/м2 в день, то объем контейнеров для рыб и, собственно, количество самих рыб и график их разведения должны рассчитываться таким образом, чтобы ежедневно подавалось 20 кг корма. Оптимальный кормовой коэффициент зависит от множества факторов, например, от конструкции гидропоники, культивируемых растений, химического состава воды и процента оседания воды в почве. Оптимальный кормовой коэффициент для гидропоники, в которых используется пленка с питательным раствором, составляет примерно 25% от того объема, который применяется в raft-системах.
2. Корм должен подаваться относительно стабильно
Для относительно стабильной подачи корма в систему аквапоники есть два способа. Первый способ подразумевает использование нескольких контейнеров для разведения рыб и установок, расположенных в шахматном порядке. В системе аквапонки в Университете Виргинских островов (UVI) четыре контейнера для разведения тиляпии. Полный цикл разведения составляет 6 месяцев. Тиляпия содержится в разных контейнерах в соответствии со стадией своего развития. Таким образом, собирать «урожай» можно каждые полтора месяца. После вылова взрослой рыбы и ее замены на мальков, общее количество корма в системе падает на 25 — 30% и затем постепенно возрастает до максимального значения за полтора месяца. Количество корма и уровень питательных веществ колеблется, но уровень таких колебаний средний. Если в аквапонике будет только один контейнер для разведения рыбы, то после вылова взрослых особей и их замены на мальков количество поступаемого корма снизится на 90% и будет медленно увеличиваться до максимума на протяжении 24 недель (6 месяцев). Уровень содержания питательных веществ будет низким сразу после запуска мальков и слишком высоким при содержании взрослых особей, что может негативно сказаться на росте растений.
Схема аквапоники в Университете Виргинских островов (UVI) В системе аквапоники в Университете Виргинских островов (UVI) четыре контейнера для разведения тиляпии. Бассейны (х4): диаметр — 3 м, высота — 1.2 м, объем — 7800 л, каждый. Отстойник: диаметр — 1.2 м, высота цилиндра — 0.9 м, высота конуса — 1.1, угол — 45, объем — 3785 л. Фильтр и емкости для дегазации: длина 1.82 м, ширина — 0,76 м, высота — 0.61 м, объем — 700 л. Гидропоника: длина — 30 м, ширина — 1.22 м, высота — 0,25 м, объем — 11356 л, площадь — 214 м2. Самп: диаметр — 1,22 м, высота — 0,9 м, объем — 606 л. Дополнительный основной бассейн (рядом с сампом): диаметр — 0,61 м, высота — 0,9 м, объем — 190 л. Общий объем системы — 111196 л. Скорость водного потока — 378 л/мин. Помпа — 1/2 hp. Компрессоры — 1/2 hp (рыба) и 1 hp (растения). Общая площадь под аквапонику — 506 м2.
Второй способ для поддержания относительно постоянной подачи корма заключается в разведении рыбы различных размеров в одном контейнере. Как показывает пример 6-месячного разведения тиляпии, в контейнере должны содержаться рыбы, которые разделены по размерам на 6 групп. Сортировка и вылов крупных особей производится каждый месяц с использованием специальной сортировочной системы. После каждого вылова запускается такое же количество мальков. Количество корма будет меняться умеренно в течение каждого месячного цикла. Данная система очень экономит место и сокращает капитальные затраты. Однако имеется два недостатка. Ежемесячная сортировка всей рыбы — довольно трудоемкий процесс. К тому же, погибает незначительная часть особей. Некоторые взрослые рыбы вырываются и остаются в системе на протяжении длительного времени, в результате чего корм тратиться впустую.
3. Добавляйте кальций, калий и железо
Для роста растениям необходимо 13 питательных веществ, но из контейнера с рыбами в достаточном объеме поступает лишь 10. Вместе с тем, в аквапонике уровень кальция, калия и железа, как правило, слишком низок для хорошего роста растений, поэтому эти минералы нужно добавлять самим. В системе UVI кальций и калий добавляют в виде основных соединений (гидроксид кальция и калия гидроокись), чтобы контролировать уровень pH. Железо добавляют в виде хелатного соединения, т.е. соединения, где железо находится в органической структуре, которая не дает ему выделяться из раствора.
4. Обеспечьте хорошую аэрацию
Чтобы рыба, растения и бактерии были здоровыми и росли максимально быстро на аквапонике, им нужен адекватный уровень растворенного кислорода (DO). Как в контейнерах для рыбы, так и в воде, которая находится у корней растений, должен поддерживаться уровень растворенного кислорода 5 мг/л или выше. Соответствующий уровень DO также необходим для поддержания полезных нитрифицирующих бактерий, которые преобразуют токсичный аммиак и нитрит в относительно нетоксичные ионы нитратов. В процессе жизнедеятельности рыбы выделяют аммиак, главным образом, через жабры. Один род бактерий (Nitrosomonas) преобразует аммиак в нитриты, а другой род бактерий (Nitrobacter) преобразует нитриты в нитраты. Для этого процесса химических преобразований, известного как нитрификация, необходим кислород.
5. Убирайте излишки корма
Примерно 25% корма, который дают рыбе, оседает на дно. При контакте с водой масса таких отходов существенно увеличивается. Рекомендуется использовать фильтры или специальные поддоны с тем, чтобы отходы не попадали в гидропонный узел. Если отходы не убирать, они попадут на корни растений, тем самым снижая уровень содержания кислорода. Это повлияет на поглощение воды и питательных веществ. Излишки корма также негативно сказываются на нитрифицирующих бактериях. К тому же, по мере разложения корма потребляется кислород и вырабатывается аммиак.
6. Будьте осторожны с наполнителями
Такие наполнители, как гравий, песок и перлит отлично подходят для выращивания растений в системах гидропоники. Однако твердые органические вещества в аквапонике могут засорить наполнитель, и вода начнет двигаться только в определенном направлении. Т.е. вода по засоренным участкам течь не будет, и, соответственно, те участки также лишаться доступа к кислороду. По мере разложения разложения органических веществ будут погибать корни растений. Даже в том случае, если твердые частицы органических веществ уберут из потока до того, как они попадут в гидропонный узел, в аквапонике все равно содержится достаточное количество растворенного органического вещества, которое будет способствовать росту бактерий и других организмов. Также бактерии размножаются в ходе процесса нитрификации. Скопление мертвых и живых бактерий может засорить наполнители. При использовании наполнителей необходимо, по большей части, сократить численность рыбы и корма.
7. Трубы больших размеров
Чтобы снизить негативные последствия от распада органических веществ, используйте трубы крупного диаметра. К трубам можно применить тот же принцип, что и к наполнителю. Высокое содержание растворенных органических веществ в аквапонике способствует росту нитчатых бактерий внутри труб, что отрицательно сказывается на способности пропускать воду. Тонкие трубы для подачи воды к отдельным растениям, скорее всего, забьются, и вода перестанет поступать на эти участки. Даже 4-дюймовые сливные трубы, которые ведут от контейнеров для рыбы, могут засориться, в результате чего уровень воды в контейнере поднимется. В системе UVI некоторые тиляпии, содержащиеся в отстойнике, могут заплывать в сливные трубы и очищать их от органического мусора, проплывая сквозь него и поедая бактерии. Трубы, которые расположены ниже компонентов для вывода органического мусора и биофильтров, забиваются не так часто, поскольку фильтры очищают часть или все растворенные органические вещества. Количество органического мусора сокращается с понижением температуры воды.
8. Проводите биологический контроль
Для контроля над насекомыми и растениями в аквапонике нельзя использовать пестициды, так как многие из них токсичны для рыбы и ни один пестицид не был одобрен для использования в корме для рыб. Точно также нельзя использовать большую часть средств для лечения рыб от паразитов и болезней, поскольку эти средства могут погубить полезные бактерии, а растения впитывают и накапливают их. Методы биологического контроля являются единственным вариантом контроля за насекомыми и болезнями. К счастью, биологический контроль является предметом интенсивных исследований. Также появляются новые методы. Разведение выносливых рыб, например, тиляпии, а также применение передовых технологий предотвращает появление у рыб болезней и паразитов. 9. Обеспечьте надлежащую биофильтрацию После фильтрации твердых веществ следующим этапом в процессе обработки системы рециркуляции является биофильтрация или окисление аммиака и его преобразование в нитрат с помощью нитрифицирующих бактерий. В системе UVI надлежащая биофильтрация проводится в гидропонном узле. В частности, если поддерживается оптимальный уровень подачи корма, то лишняя вода также может быть отфильтрована. В системах аквапоники, в которых используется пленка с питательными веществами, поверхность гидропонного узла, куда могут прикрепиться нитрифицирующие бактерии, меньше, следовательно, возникает необходимость в использовании биофильтра. Также биофильтры используют в аквапонике с рыбой, которой требуется вода высокого качества. Биофильтры — это, своего рода, дополнительный фактор безопасности для различных видов, менее выносливых, нежели тиляпия.
10. Контроль pH
pH часто называют основным показателем, поскольку другие значения, по которым определяется качество воды, во многом зависят от уровня pH. Процесс нитрификации является одним из самых важных для воды. Нитрификация происходит эффективней при pH 7,5 или выше и практически прекращается при pH ниже 6,0. Нитрификация — это процесс выработки кислоты, при котором уровень pН постоянно снижается. Поэтому pH нужно измерять каждый день. Также для нейтрализации кислоты необходимо добавлять нуклеотиды (гидроксид кальция и гидроксид калия). Оптимальный уровень pH — 6,5 или чуть ниже. Нужно добиться среднего значения между процессами нитрификации и растворимости питательных веществ. Таким образом, в системах аквапоники рекомендован уровень pH 7,0. Если происходит защелачивание, питательные вещества выпадают в осадок, и растениям их будет не хватать. Соответственно, сократятся темпы роста и урожайности. При низком уровне pH аммиак накапливается до точки, когда он становится токсичным для рыбы. Некоторые питательные вещества исчезают, что также негативно сказывается на росте и урожайности растений. Таким образом, контроль над уровнем pH — неотъемлемая часть работы с системами аквапоники.
Элемент/pH | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 6,5 | 7,0 | 7,5 | 8,0 | 8,5 | 9,0 | 9,5 | 10,0 |
Азот | 0 | 3 | 5 | 8 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 8 | 5 | 3 | 0 |
Фосфор | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 10 | 10 | 10 | 5 | 3 | 6 | 10 | 10 |
Калий | 0 | 3 | 5 | 8 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Сера | 0 | 3 | 5 | 8 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Кальций | 0 | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 | 10 | 10 | 10 | 10 | 7 | 4 | 0 |
Магний | 0 | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 | 10 | 10 | 10 | 10 | 7 | 4 | 0 |
Железо | 10 | 9 | 9 | 8 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Марганец | 0 | 5 | 10 | 10 | 10 | 10 | 8 | 6 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Бор | 0 | 5 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 6 | 4 | 3 | 10 | 10 | 10 |
Медь | 0 | 5 | 10 | 10 | 10 | 10 | 8 | 6 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Молибден | 0 | 2 | 4 | 6 | 7 | 8 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Таблица. Зависимость доступности элементов для растения от pH среды (0 — растение не может усваивать элемент; 10 — высокая биологическая доступность). Видно, что в оптимальном промежутке pH 6.5-7.0 — лимитирующим элементом является железо (Fe).
Дополнительное преимущество
Как-то раз один мудрый человек сказал, что в системах аквакультуры должен быть только один насос. Его слова были: «Один Бог, одна страна, один насос». Этим человеком был Дин Фэррелл, бывший владелец компании Seagreenbio в Палм-Спрингс в штате Калифорния. На всей его рыбной ферме, где он выращивал несколько сотен тысяч килограмм тиляпии, был всего лишь один насос 13-hp. Точно так же в система аквапоники должна иметь всего один насос. Перекачивайте воду из нижней точки в системе до самой высокой точки, устанавливайте эти точки недалеко друг от друга, и пусть вода течет по остальной части системы самотеком. Используя один насос, Вы сэкономите и деньги, и силы.
Аквапоника своими руками с применением микроконтроллера
Всем привет. Как-то на просторах Интернета мне попался интересный американский проект. Суть проекта в том, что можно выращивать различные агрокультуры, используя не почву, а, так сказать, симбиоз рыб с растениями. Получается замкнутый цикл. Вы кормите и выращиваете рыб, их продукты жизнедеятельности, растворённые в воде, являются питательной средой для растений. А эти растения, получая питательные вещества для роста из воды, очищают её. Весь процесс повторяется по кругу. Данный метод называется «аквапоника».
Вдохновленный данным проектом, я решил создать нечто подобное, но уже с применением микроконтроллера. По сути, я хотел автоматизировать весь процесс – именно автоматизация, по большому счёту, меня и привлекала. Определившись, что буду выращивать клубнику, я начал конструировать саму установку
Кратко рассмотрим некоторые конструктивные моменты
Стаканы для установки клубники я изготовил, используя канализационные пластиковые тройники 50 х 50. Также понадобилась одна заглушка и два Г-образных уголка того же диаметра.
Подобрать подходящее освещение для клубники оказалось непростым делом. Мне хотелось использовать светодиоды, но, погуглив в Интернете, я выяснил, что любые светодиоды не подойдут. Они должны быть с определенными спектром и длиной волны. Для нормального роста растений спектр свечения должен быть смешанным и состоять из красных и синих светодиодов. В принципе, они так и называются – светодиоды для растений. Например такие
Затем возник вопрос: а какое количество светодиодов нужно? Не найдя чёткой информации по этому вопросу, я остановился на покупке одноваттных светодиодов – пяти красных и пяти синих. Ввиду ограниченного бюджета, светодиоды приобрел без радиатора. Но, учитывая то, что они работают продолжительное время, нужно позаботиться об их охлаждении. Поэтому радиаторы я самостоятельно изготовил из алюминиевого листа, к которому прикрутил медные полоски.
Поскольку аквариум с фильтром у меня уже был, то я решил немного модернизировать автоматику для аквариума, и собрать автоматическую кормушку для рыб из доступных материалов. Шириной зазора перегородки, которая размещалась в корпусе, спаянном из фольгированного текстолита (55 х 55 х 10), регулировалась доза корма. Чтобы контролировать количество корма в кормушке, требовалась прозрачная крышка. Материалом для неё послужил корпус из завалявшегося подкассетника, но можно использовать и тонкое оргстекло.
Для подачи дозированной порции в аквариум был приспособлен шаговый двигатель из старого сидирома. Для контроля перемещения шагового двигателя я установил концевой выключатель с «лыжей». Так как в данном проекте всем процессом будет управлять микроконтроллер, то именно на него я возложил функцию управления этим девайсом. Время кормления было фиксированным, корм подавался рыбам два раза в сутки, утром в 8.00 и вечером в 18.00.Кормушка получилась вместительная, корма хватает на месяц без дозаправки корма. Это, пожалуй, единственное, что в процессе эксплуатации аквапоники не пришлось изменять.
Для аквапоники был выбран метод периодической затопляемости. Он подразумевает использование насоса для подачи воды в установку. Покупать специально какой-то насос мне не хотелось, поэтому взял аквариумный фильтр. Он отлично подходил для этой цели, не потребовалось даже никаких переделок – надел на фильтр гибкий шланг, и всё. Мало того, что сам аквариумный фильтр очищал воду от крупного мусора, он ещё и отлично подавал воду на небольшую высоту. Для контроля уровня поданной воды я использовал два медных электрода, изготовленных из медной проволоки (в процессе работы это оказалось не лучшим вариантом, потому что они окислялись). Естественно, всем процессом управлял микроконтроллер.
Более наглядную работу аквапоники и электронного блока управления на микроконтроллере можно посмотреть в данном видео.
Немного не по теме: рассмотрим некоторые проблемы, которые возникли в процессе эксплуатации аквапоники.
Эксперименты над светодиодным освещением
С самого начала я делал включение освещения жёстким, то есть освещение в указанное время включалось и выключалось. Продолжая эксперименты над продолжительностью работы освещения, я заметил, что ягоды созревают быстрее, если освещение реализовать, как в природе: оно должно продолжительно и плавно включаться и выключаться, имитируя восход и заход солнца. Также нужно учитывать и периоды созревания ягод. Во время формирования ягод продолжительность освещения должна составлять порядка 10 часов. Когда ягода набирает цвет – то 12 часов. Но над этими параметрами я всё ещё работаю.
После двух месяцев роста клубники возникли проблемы. Я заметил, что её листья становились скорее белыми, чем зелёными. Перелопатив массу информации, я выяснил, что возможная причина заключается в нехватке питательных элементов в воде, необходимых для формирования правильного роста. Какую-либо химию добавлять не хотел. Поэтому принял простое решение – увеличить количество рыб, так как больше рыб выработают больше продуктов жизнедеятельности.
По истечении месяца положительного результата не наблюдалось, листья по-прежнему оставались бледно-зелёные. Но зато начала обильно плодоносить клубника.
Я стал экспериментировать с освещением, спустя некоторое время после того, как я убрал два красных светодиодов, листья клубники стали зеленые. Сейчас соотношение светодиодов составляет пять синих и три красных.
Нашествие паразитов
На листьях обосновались паразиты, причем в огромном количестве. Как они туда попали, непонятно. Как выяснилось, имя данного вредителя – паутинный клещ. Нужно было что-то делать, так как клубника чахла. Купил соответствующий яд для борьбы с данным вредителем, по инструкции нужно было опрыскать каждый кустик. Но в моем случае это был не вариант. Яд пагубно влияет как на паразитов, так и на рыб. Нашел простое решение: развел препарат в пластиковом тазу и каждый кустик, перевернув листьями вниз, макал в воду, не опуская туда саму корневую систему клубники. Результат не заставил себя ждать, паразиты буквально посыпались. Победа!
Плодоношение
Ягоды постоянно завязывались, правда, опылять их приходилось вручную, кисточкой. Но это не было проблемой, так как кустов немного. Пустоцвета не было ни разу, ягоды завязывались всегда. В период созревания ягод аромат клубники распространялся на весь кабинет, так что даже приходилось «отмахиваться» от голодных сотрудников, чтобы не съели весь урожай. Но вот вкусовые качества ягод не впечатлили – трава травой. Но тут опять же много факторов нужно учитывать, начиная от качества питательных элементов и заканчивая сортами клубники.
Программа на микроконтроллер и сама схема постоянно меняются. Казавшийся с самого начала относительно простой проект перерос в серьёзное устройство с применением микроконтроллера. Сейчас в процессе изготовления – новая установка, значительно большего размера, наворотов там также больше. Всё в проводах, датчиках и различных дозаторах.
Как собрать простую аквапонную систему для выращивания растений дома
Если вы давно хотите оборудовать в своем доме замкнутую систему, работающую по принципу гидро- или аквапоники, то сейчас самое время этим заняться! В продаже есть все необходимое, а собрать простую установку не составит труда.
Принцип работы аквапонной установки – это выращивание гидропонным методом водолюбивых растений с одновременным разведением аквариумных рыб. В гидропонных системах вода используется для транспортировки питательных веществ к растениям, и этот принцип лег в основу аквапоники. Второй важной составляющей аквапонной установки является аквариум с рыбками. Водные обитатели оставляют после себя отходы жизнедеятельности, которые являются естественным удобрением зеленых культур. Самое важное – сохранить баланс водной системы, чтобы она одновременно была нетоксичной для рыб и содержала комплекс веществ, необходимых для питания растений. Ниже мы рассмотрим пример создания самой простой аквапонной установки.
Замкнутая аквапонная система – начало изготовления
Эта система отличается от аналогов тем, что представляет собой замкнутую систему-"змейку", в которой циркулирует вода. На дно емкостей для воды уложены мелкие камни или гравий. Для сборки такой системы понадобятся:
- 4 трубы ПВХ длиной 150 см и диаметром 12,5 см;
- 4 фитинга;
- 4 колпачка-клеммы;
- 2 большие емкости, устланные ПВХ-пленкой для прудов;
- 2 водяных насоса для циркуляции воды;
- резиновый шланг длиной 6 м труба и диаметром 10 мм;
- 2 металлических зажима;
- пластиковые стаканчики, пила, дрель, сверла, ПВХ-клей, гравий и щебень.
При проделывании отверстий держите дрель строго вертикально, поскольку даже небольшое смещение может повредить трубу и сделать ее непригодной для дальнейшего использования.
Из четырех труб можно собрать две идентичные аквапонные установки. Две трубы соедините при помощи фитингов, и к каждой присоедините насос и резервуар с водой. Поскольку система функционирует под действием силы тяжести, одна трубка должна располагаться выше другой. Трубки соедините фитингами, а концы закройте крышками. Все щели заделайте герметиком.
Сборка аквапонной системы
Закрепите в емкостях для воды ПВХ-пленку и уложите на дно гравий и мелкие камни. Установите между ними насос, подведите шланг к краю резервуара и зафиксируйте его там. Второй конец шланга выведите через отверстие трубы и закрепите его при помощи клейкой ленты или металлического зажима. Вода должна поступать с той стороны трубы, которая располагается выше. Для слива воды назад в емкость на конце трубы нужно сделать сливное отверстие.
При помощи тонкого сверла проделайте одновременно несколько отверстий в донышке пластиковых стаканчиков. Наполните их подходящим материалом: глиняными шариками, гравием, пемзой. Затем посадите саженцы и вставьте стаканчики в подготовленные в трубах отверстия.
Останется только активировать систему. Уровень водного потока, который будет циркулировать в трубе, должен составлять 2-2,5 см. Перед тем как запустить в установку рыбок, нужно продезинфицировать емкости для воды хлоркой, наполнив их до краев и оставив на 12 часов. Затем емкости следует тщательно промыть и наполнить чистой отстоянной водой.
Аквапоника – полноценная замена грядкам
Можно ли при помощи аквариума выращивать растения? Можно, системой, которая называется "аквапоника" и позволяет создать замкнутый цикл, при котором будут "и рыбы сыты, и растения целы".
Аквапоника – это забытая технология, которая упоминается еще в китайских текстах и манускриптах древних ацтеков. Суть ее состоит в выращивании растений и разведении рыб в рамках одной симбиотической системы. Рыбки в процессе жизнедеятельности создают отходы, которые служат пищей для растений, а те, в свою очередь, очищают воду, что формирует для рыб комфортные условия обитания.
Аквалибриум – сад будущего
До недавнего времени установки, выстроенные по принципу аквапоники, были небольшими и компактными. Речь о промышленных масштабах не шла. И только недавно начался сбор средств на большую модификацию аквапонной установки. Впрочем, принцип действия не будет зависеть от размеров конечного устройства.
В процессе жизнедеятельности рыб образуются соли азотной кислоты, которые являются компонентами минеральных удобрений. Азотные соединения используются растениями для постройки клеток и создания хлорофилла. Растения же обогащают окружающую среду кислородом, в том числе отдавая часть своим соседям рыбкам.
Аквалибриум даст возможность:
- выращивать свежие, органические овощи;
- перестать использовать пестициды, гербициды или синтетические удобрения;
- выращивать цветы, травы и даже чай;
- экономить время и деньги – растения будут расти прямо в вашем доме или офисе;
- выращивать растения на протяжении всего года, поскольку система получает все питательные вещества без привязки к какому-либо периоду года;
- наслаждаться произведением искусства (установки обычно имеют необычный дизайн) и попутно успокаивать нервы, наблюдая за рыбками. К тому же в помещении всегда будет чистый воздух.
Аквапоника поможет экономить энергию
Несмотря на почти абсолютную экологичность, установку Aqualibrium все же нужно подключать к сети, потому что оттуда она получает необходимую для распределения полезных элементов энергию. Однако и эти функции Аквалибриум выполняет с максимальной экономией:
- устройство расходует энергию по минимуму, светодиодная подсветка лишь дополняет солнечный свет, который попадает на растение;
- система работает в замкнутом цикле, а значит, при работе не образуются отходы или вредные вещества;
- на выходе получается гораздо больше чистой воды, полезной и для рыб, и для растения;
- установка занимает минимум вашего свободного времени. Нельзя сказать, что она относится к разряду "поставил и забыл", но требует минимального участия человека;
- систему можно установить даже в однокомнатной квартире, она занимает минимум пространства и не издает шума. А дополнительные контейнеры всегда можно установить в любое время.
Как собрать аквапонную установку?
Для того чтобы собрать аквапонику, нужно несколько деталей. Постараемся вкратце описать пошаговую стратегию построения подобной системы.
- Для начала нужно установить раму. Для ее монтажа понадобится стойка, пара корзин из металлических прутьев и два пластиковых контейнера. Контейнер для аквариума может иметь емкость, например, 50 л, а для растений – 25 л. Контейнеры устанавливают в корзины.
- Главная задача – построить правильный трубопровод. Для начала понадобится небольшой циркуляционный насос, где-то на 400-600 л/ч, который будет создавать давление в аквариуме. После насоса установите шар-кран – он будет перекрывать трубу, идущую обратно в аквариум. Так вы сможете контролировать количество жидкости, поступающей в емкость для растений.
- Также потребуется установка фиттингов с внутренней и внешней резьбой. Проделайте отверстие в верхнем контейнере для растений на расстоянии 5 см от краев. Оно должно быть такого диаметра, чтобы туда плотно входил фиттинг с наружной резьбой. В фиттинг с внутренней резьбой установите фильтр из металлической сетки.
- Вставьте фиттинг с наружной резьбой в отверстие с внутренней части контейнера. Затем наденьте на резьбу резиновую прокладку. После этого вкрутите фиттинг с внутренней резьбой в фиттинг с наружной. К верхнему фиттингу присоедините переходник с 13 до 25 мм.
- Сифон позволит медленно набирать воду в контейнер, а затем быстро ее сливать при необходимости. Для этого потребуется просверлить в нем отверстия не ниже, чем за 3 см от низа трубы.
- Для задержки камней и кусков корней можно соорудить простой фильтр из трубы диаметром 100 мм. Проделайте в нем отверстия, чтобы внутрь попадала вода, а более крупные части оставались снаружи.
- Обходная труба с шар-краном позволит контролировать расход воды для верхнего контейнера с растениями. При помощи крана вода из насоса сможет возвращаться прямо в аквариум – так она будет циркулировать с лучшей аэрацией. Последнее особенно важно для здоровья рыб.
- Осталось налить воду, запустить рыб и проверить, работает ли система и нет ли течи. Верхний контейнер заполните: гидротоном, перлитом, лава-камнями или обычными речными камушками. После этого можно высаживать растения и запускать рыб. Для начали запустите мальков, они будут выделять аммиак, который необходим для работы системы.
Создатели установки рассчитывают приблизить тот день, когда у каждого дома будет своя установка по выращиванию салата и других полезных культур. Со временем подобные устройства станут такими же распространенными, как холодильники, кухонные плиты и умывальники.
Aqualibrium – это еще один пример инновационных технологий и "зеленого бизнеса", при ведении которого вы получаете экологически чистую пищу за минимальную стоимость.
Выращивание растений по методу аквапоники в домашних условиях
Привет мозгоизобретатели! В сегодняшнем проекте мы своими руками создадим домашнюю систему аквапоники, которую можно сделать всего лишь за один час. Данная система использует цикл обмена азота для максимального роста растений. В итоге вы создаете очень выгодную систему – вы выращиваете растения и разводите съедобную рыбу одновременно.
Преимущества данной системы в том, что полезные бактерии разрушают аммиак и продукты жизнедеятельности рыб, преобразуя их в нитриты и соли азотной кислоты, которые могут всасываться корнями растений.
Шаг 1: Разработка конструкции
На рисунке показан макет с указанными размерами. Вы можете изменить размеры в соответствии со своими предпочтениями. Стоимость всей системы не превышает $200-$250 долларов с учетом новых материалов.
Шаг 2: Основание
Начнем с создания прямоугольника размером 60 х 90 см, который будет выступать в качестве каркаса нижней части.
Шаг 3: Распорки
Установим распорки и стойки для создания нижней полки.
Шаг 4: Нижняя полка
Установим передние ножки полки и соединим все заготовки с помощью винтов.
Шаг 5: Средняя полка
Установим ножки для средней полки и скрепим полки вместе.
Шаг 6: Верхняя полка
Установим ножки верхней полки.
Шаг 7: Верхняя полка, завершение
Установим оставшиеся заготовки для верхней полки.
Шаг 8: Каркас
Установим распорки, которые скрепляют ножки различных полок для создания стабильной конструкции.
Установите внутренние распорки и полки.
Шаг 9: Придание конструкции мобильности
В заключение создания деревянной конструкции вы можете (опционально) добавить колесики для удобного перемещения в случае необходимости.
Резиновые колесики диаметром 5-7 см будут наиболее приемлемыми для использования.
Шаг 10: Делаем «грядки» и систему трубопроводов
Установите пластмассовые емкости с вырезанными отверстиями для установки трубных соединений.
Прорежьте желоба для установки корзин для растений и ПВХ труб. Вокруг трубных соединений используется аквариумное уплотнение для исключения появления утечек. Также можно использовать уплотнительные прокладки Uniseals.
Шаг 11: Добавляем резервуары/аквариумы и насосы
Установите 1-2 резервуара/аквариума (емкостью 20-40 литров), 1-2 небольших насоса (на высоте 90-120 см для получения наилучших результатов), гравий для аквариума и любые живые водные растения.
Шаг 12: Выбор растения для выращивания
Добавьте семена или рассаду (лучше подойдет листовая зелень) и запустите рыбу (японские рыбки шубункины очень живучие существа, они создают большое количество аммиака, который используется в цикле обмена азота).
Установите и прикрепите систему освещения для максимального роста растений. В течение 4-6 недель у вас вырастет большое количество зеленого салата, которого хватит на семью из 4-х человек!
Читайте также: