common:navbar-cta
Загрузить приложениеблогфункцииЦеныПоддержкаВойти
EnglishEspañolعربىFrançaisPortuguêsItalianoहिन्दीKiswahili中文русский

Тенденции в технологии

Как мы видели выше, дизайн успешных аквапонических систем зависит от группы пользователей. Высокоурожайное, безпочвенное производство требует высоких технологий (насосов, аэраторов, лесозаготовителей) и знаний, поэтому оно в основном подходит для коммерческих операций. Тем не менее, вполне возможно проектировать и эксплуатировать низкотехнологичные аквапонные системы, которые требуют меньше навыков для работы и все еще дают респектабельные результаты. Это подразумевает компромисс (высокотехнологические/низкотехнологичные) и широкий спектр применения аквапоники имеют последствия для дальнейшего развития технологий, проектирования систем и социально-экономических аспектов. Технология Aquaponic может развиваться по крайней мере в двух направлениях: с одной стороны, к низкотехнологичным решениям (возможно, главным образом в развивающихся странах и для непрофессионального применения) и, с другой стороны, к высокоэффективным высокотехнологичным установкам (главным образом в развитых странах и с профессиональные/коммерческие партнеры) (Junge et al. 2017).

Хотя сама технология не ограничивает территорию фермы (поскольку она может быть модульной), размер городских фермерских хозяйств определяется i) характеристиками имеющейся площади, которая неизбежно фрагментирована в городе (заброшенные участки, недоиспользуемые или свободные здания и крыши); и ii) ограничения, связанные с экономикой растениеводства. Как правило, площадь, необходимая для прорыва даже для коммерческих операций, составляет около 1000 м2. Хобби и установки на заднем дворе, конечно, могут быть гораздо меньше. Фермы Aquaponic могут увеличивать/расширяться за счет увеличения количества операционных систем (или модулей) или вертикального перехода, хотя их невозможно масштабировать без резкого увеличения затрат на строительство и энергопотребление. Размерный диапазон городских аквапонных ферм, вероятно, будет колебаться от 150 м2 до 3000 м 2 из-за ограниченности пространства, экономики и управления, но этого может быть достаточно для удовлетворения основных потребностей в ассортименте свежих овощей для части городского населения. Пригородные аквапонные фермы могут быть более крупными и модифицированными для включения в них внутренних водных систем аквакультуры или повторного использования богатых питательными веществами сточных вод или компостированного рыбного шлама в сельских районах.

Сама технология Aquaponic можно считать незрелой, так как есть еще проблемы, которые предстоит решить. Простое соединение современной системы аквакультуры с современной гидропонной системой не учитывает другие факторы, такие как проблемы с забитыми барабанными фильтрами, неэффективные поселенцы, отказы от кислорода, плохо спроектированные поселенцы и забитые водопроводные трубы. Несмотря на то, что влияние растительных пластов (NFT, капельное орошение, глубоководная культура) уже хорошо известно в гидропонных системах, выбор этих пластов в аквапонных системах нуждается в дальнейшем изучении, поскольку это будет иметь последствия для производительности и эксплуатации. Дальнейшие исследования необходимы и в других областях. Поскольку микроорганизмы вездесущи, они играют важную роль на всех стадиях аквапонии. Влияние условий окружающей среды на их обилие, многообразие и роли может быть изучено, например, путем дальнейшего использования методов нового поколения секвенирования (Schmautz et al. 2016a). Одним из центральных вопросов является надлежащая борьба с вредителями и болезнями для систем аквапоники. Проблемы защиты растений в аквапонике обсудили Bittsanszky et al. (2016b). Они пришли к выводу, что, поскольку мало инструментов для защиты растений в аквапонике, следует уделять особое внимание мерам предосторожности для сведения к минимуму инфильтрации вредителей и патогенов. С другой стороны, биологические методы борьбы с вредителями, имеющиеся в настоящее время для органического сельского хозяйства, должны быть адаптированы к аквапонике (см. главу 8).

Для того чтобы аквапоника развивалась как успешный высокотехнологичный метод производства продуктов питания, необходимо сосредоточить внимание на снижении потребностей в рабочей силе. Хотя некоторые системы автоматизации уже хорошо разработаны (для полива и кормления, онлайнового мониторинга и сигнализации для многих параметров, особенно кислорода), ее необходимо доработать, чтобы обеспечить более точные и трудоэффективные операции, что потребует разработки подходящих датчиков. Одним из вариантов сокращения рабочей силы может быть использование роботов. Для специального использования в аквапонике следует разработать универсальные системы, аналогичные FarmBot.

Тенденции в проектировании систем

Хотя аквапоника обладает потенциалом для устойчивого развития, всесторонний анализ жизненного цикла (LCA) аквапонных операций и продуктов мало (Forchino et al. 2017; Maucieri et al. 2018). Вместе с тем очевидно, что экологическое воздействие аквапоники может быть дополнительно улучшено за счет использования возобновляемых источников энергии, разработки методов сбора дневного света во избежание использования электроэнергии, использования предварительно очищенной или рециркулированной воды или дождевой воды, а также улучшения климатического контроля в теплицах. В городских условиях аквапоника следует дополнительно интегрировать в здания, обеспечивая обмен газом, водой и энергией между теплицами и зданиями. Необходимо также усовершенствовать циклы органических материалов. Корм для рыбы является основным источником питательных веществ и в значительной степени определяет устойчивость эксплуатации. Аквапоника (как и RAS) требует оптимального питания для рыб, а корма для рыб должны состоять из экологически чистых материалов местного происхождения (органических, вегетарианских, насекомых). Аквапонная петля должна быть дополнительно закрыта путем переваривания рыбного ила для повторного использования питательных веществ в аквапонной системе или путем выращивания красных червей и/или насекомых на растительных остатках и использования их для корма рыбы, при этом остаточный шлам рыбы и растительные отходы компостируются. Цель состоит в том, чтобы прийти к концепции нулевого оттока на ферме, с тем чтобы уменьшить углеродный след. Исследования по выбросам парниковых газов могли бы сделать эту картину полной. Наконец, следует дополнительно изучить возможность использования новых организмов в аквапонике (например, водных растений, морских рыб, водорослей и морских водорослей, ракообразных и т.д.) в целях расширения экологического цикла. Новая аквакультура и растительная продукция также могут иметь последствия для экономической жизнеспособности технологии, о чем говорится в следующем разделе.

Социально-экономические исследования

В настоящее время аквапоника — это небольшой, но развивающийся бизнес сектор. Хотя производство продовольствия является основной целью операции, оно часто сочетается с туризмом и образованием в целях повышения прибыльности. В связи с относительно новым технологическим сквозным подходом аквапоника не имеет четкого правового статуса в рамках действующих в Европе правил (Joly et al. 2015). В то время как в США аквапонные продукты могут быть сертифицированы как органические, в Европе это в настоящее время невозможно, поскольку аквапоника включает безпочвенное растительное производство и RAS, которые не допускаются органическими правилами ЕС.

Несмотря на потенциал аквапоники как технологии производства продуктов питания, остаются нерешенными вопросы. Как мы уже показали выше, аквапоника является важной темой в социальных сетях, но мало известно о знаниях и принятии потребителей, которые необходимо понимать в различных культурных и рыночных условиях. В целом, мы недостаточно знаем о том, как преимущества аквапоники должны быть доведены до сведения потребителей по сравнению с качеством продукции, таким как вкус, свежесть, здоровье и цена (Newman et al. 2014).

До сих пор большинство исследований в области аквапоники было сосредоточено на разработке функциональных объектов. Одним из способов повышения рентабельности может быть повышение эффективности. Эффективное использование альтернативных источников энергии, воды и рециркуляция органических сточных вод позволит сэкономить на производственных затратах, однако их необходимо оценивать с учетом более высоких инвестиционных затрат. Для увеличения коммерческого производства необходимо также разработать новые бизнес-модели с учетом формирующихся идей циркулярной и местной экономики, однако управление интерфейсами усложняет. Здесь необходимо будет рассмотреть вопросы, касающиеся рамочных условий эксплуатационных расходов, местного материально-технического обеспечения и факторов, определяющих поведение покупателей овощей и рыбы. Помимо повышения технологической эффективности, существуют также вопросы оперативного управления, и было бы интересно изучить новые чувствительные к транспорту сорта сельскохозяйственных культур, с тем чтобы получить достаточно высокую рыночную цену, избегая конкуренции со специализированным садоводством. Однако сочетание новой технологии с новыми продуктами также повышает неопределенность предпринимательской деятельности.

Аквапоника особенно полезна для педагогов: даже небольшая учебная система предлагает широкий спектр возможностей для обучения на различных уровнях образования, от начальной школы до университета (см. Глава 15). Аквапоника легко интегрируется во все предметы STEM (наука, техника, техника и математика), чтобы продемонстрировать не только основные биологические и экологические принципы, но и химию, физику и математику. Различные компетенции и навыки могут быть приобретены за счет эксплуатации аквапонических систем, таких как базовые лабораторные навыки, работа в команде, экологическая этика. Широкость социально-экономических аспектов, описанная здесь, свидетельствует о том, что аквапоника будет процветать только при широком сотрудничестве нескольких дополнительных ключевых участников, помимо естественных наук и инженеров. К ним могут относиться, например, i) дизайнеры и архитекторы, обеспечивающие эстетически приятные проекты; ii) социологи, помогающие понять восприятие аквапоники и ее принятие более широкой аудиторией; и iii) ученые, занимающиеся вопросами здравоохранения и питания, изучают, каким образом можно инкорпорировать продукты аквапонии в диеты как здоровые и устойчиво производимые продукты питания. Необходимо также разработать петли обратной связи с разработчиками систем и физиологами растений и рыб, с тем чтобы улучшить системы с точки зрения потребительского спроса, устойчивости и питательной ценности продуктов.

*Авторское право © Партнеры проекта Aqu @teach. Aqu @teach является стратегическим партнерством Erasmus+ в области высшего образования (2017-2020), возглавляемым Университетом Гринвича, в сотрудничестве с Цюрихским университетом прикладных наук (Швейцария), Техническим университетом Мадрида (Испания), Люблянским университетом и Биотехническим центром Naklo (Словения) . *

Дополнительные темы см. в оглавлении.


[email protected]

https://aquateach.wordpress.com/
Loading...

Будьте в курсе новейших технологий Aquaponic

Компания

Авторское право © 2019 Аквапоника AI. Все права защищены.