common:navbar-cta
Загрузить приложениеблогфункцииЦеныПоддержкаВойти
EnglishEspañolعربىFrançaisPortuguêsItalianoहिन्दीKiswahili中文русский

Матильда Эк, Оливер Кёрнер и М. Хайсам Джиджакли

Абстракт В аквапонике питательные вещества происходят главным образом из кормов для рыб и воды, поступающей в систему. Значительная часть корма поглощается рыбой и используется для роста и обмена веществ или выводится в виде растворимых и твердых фекалий, в то время как остальная часть несъеденного корма распадается в резервуарах. В то время как растворимые экскременты легко доступны для растений, твердые фекалии должны быть минерализованы микроорганизмами, чтобы их содержание питательных веществ было доступно для поглощения растений. Таким образом, контролировать имеющиеся концентрации питательных веществ в аквапонике сложнее, чем в гидропонике. Кроме того, многие факторы, в частности pH, температура и интенсивность света, влияют на наличие питательных веществ и поглощение растений. До сегодняшнего дня большинство исследований было сосредоточено на циклах азота и фосфора. Однако для обеспечения хорошей урожайности необходимо обеспечить растения достаточным уровнем всех ключевых питательных веществ. Поэтому важно лучше понимать и контролировать циклы питательных веществ в аквапонике.

Ключевые слова Аквапоника · Цикл питательных веществ · Солюбилизация · Микробиологические процессы

  • 9.1 Введение
  • 9.2 Происхождение питательных веществ
  • 9.3 Микробиологические процессы
  • 9.4 Баланс массы: Что происходит с питательными веществами, когда они попадают в аквапоническую систему?
  • 9.5 Выводы
  • Ссылки

М. Эк · М. Х. Джиджакли

Лаборатория комплексной и городской патологии растений, Université de Liège, Agro-Bio Tech, Gembloux, Бельгия

О. Кёрнер

Лейбниц - Институт овощных и декоративных культур (IGZ), Гроссберен, Германия

© Автор (ы) 2019 231

С. Годдек и др. (ред.), Системы производства продуктов питания Aquaponics, https://doi.org/10.1007/978-3-030-15943-6_9

Ссылки

Bartelme RP, Oyserman BO, Blom JE, Sepulveda-Villet OJ, Newton RJ (2018) Удаление почвы: рост растений способствует микробиологическим возможностям в аквапонике. Передняя микробиол 9 (8). https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00008

Bittsanszky A, Uzinger N, Gyulai G, Mathis A, Junge R, Villarroel M, Kotzen B, Komives T (2016) Питательные вещества растений в аквапонных системах. Экоциклы 2 (1720). https://doi.org/10.19040/ ecocycles.v2i2.57

Blancheton JP, Attramadal KJK, Michaud L, d'Orbcastel ER, Vadstein O (2013) Изучение популяции бактерий в системах аквакультуры и ее влияние. Аквак Энг 53:30 —39

Boyd CE (2015) Обзор кормов для аквакультуры: глобальные последствия использования ингредиентов. Корм Корм Практ Аквак 3—25. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100506-4.00001-5

Багби Б (2004) Управление питательными веществами в рециркулирующей гидропонной культуре. Акта Хортик 648:99 —112. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2004.648.12

Buzby KM, Lin LS (2014) Масштабирование аквапонных систем: балансировка поглощения растений с выходом рыбы. Аквак ENG 63:39 -44. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2014.09.002

Карсиотис М, Ханна С (1989) Генетическая инженерия микробной нитрификации. Агентство по охране окружающей среды Соединенных Штатов, Инженерная лаборатория по снижению рисков, Цинциннати

Cerozi BS, Fitzsimmons K (2017) Моделирование динамики фосфора и баланса масс в системе аквапоники. Агрик Сист 153:94 —100. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2017.01.020

Даймс Г, Лебедева Е.В., Пьевац П, Хан П, Херболд С, Альбертсен М, Йемлих Н, Палатински М, Верхайлиг Дж, Булаев А, Киркегаард РГ, Фон Берген М, Раттей Т, Бендингер Б, Нильсен Н, Вагнер М (2015) Полная нитрификация Бактерии. Природа 528:504. https://doi.org/ 10.1038/nature16461

Davidson J, Good C, Barrows FT, Welsh C, Kenney PB, Summerfelt ST (2013) Сравнение влияния кормления зерна или рыбной пищи на основе качества воды, производства отходов и производительности радужной форели Oncorhynchus mykiss в системах рециркуляции аквакультуры с низкой обменной водой. Аквак Энг 52:45 —57. https://doi.org/10.1016/J.AQUAENG.2012.08.001

Delaide B (2017) Исследование минеральных элементов, имеющихся в аквапонике, их влияния на продуктивность салата и потенциальное улучшение их доступности. Кандидатская диссертация. Gembloux AgroBio Tech, Университет Льежа

Делайде Б, Годдек С, Готт Дж, Суйерт Г, Хайсам Джиджакли М, Лалман Дж, Джунге Р (2016) Сатива (Lactuca sativa L. var. Сукрин) производительность роста в дополненном растворе аквапоники превосходит гидропонику. Вода 8. https://doi.org/10.3390/w8100467

Delaide B, Delhaye G, Dermience M, Gott J, Soyeurt H, Jijakli MH (2017) Производительность завода и рыбного производства, балансы массы питательных веществ, использование энергии и воды в коробке PAFF, мелкомасштабной аквапонной системы. Аквак Энг 78:130 —139. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2017. 06.002

Fitzgerald CM, Camejo P, Oshlag JZ, Noguera DR (2015) Аммиаокисляющие микробные сообщества в реакторах с эффективной нитрификацией при низкорастворенном кислороде. Вода Res 70:38 —51. https://doi.org/10.1016/J.WATRES.2014.11.041

Geay F, Ferraresso S, Zambonino-Infante JL, Bargelloni L, Quentel C, Vandeputte M, Kaushik S, Cahu CL, Mazurais D (2011) Последствия полной замены рациона на основе растений на печеночный транскриптом двух европейских морских окуней (Dicentrarchus labrax) полусемей демонстрируя различный рост цены с растительной диетой. Генемика BMC 12:522. https://doi.org/10.1186/1471-2164-12-522

Gentile ME, Lynn Nyman J, Criddle CS (2007) Корреляция закономерностей неустойчивости денитрификации в тиражируемых биореакторных сообществах со сдвигами в относительном изобилии и денитрификации конкретных популяций. ISME J 1:714 —728. https://doi.org/10.1038/ismej.2007.87

Goddek S, Keesman KJ (2018) Необходимость технологии опреснения для проектирования и калибровки многоконтурных систем аквапоники. Опреснение 428:76 —85. https://doi.org/10.1016/J.DESAL. 2017.11.024

Goddek S, Körner O (2019) Полностью интегрированная имитационная модель многоконтурной аквапоники: пример определения размеров системы в различных средах. Агрик Сыст 171:143

Goddek S, Delaide B, Mankasingh U, Ragnarsdottir KV, Jijakli H, Thorarinsdottir R (2015) Проблемы устойчивой и коммерческой аквапоники. Устойчивость 7:4199 —4224. https://doi.org/10.3390/su7044199

Goddek S, Schmautz Z, Scott B, Delaide B, Keesman K, Wuertz S, Junge R (2016) Влияние анаэробного и аэробного шлама рыб на гидропонный салат. Агрономия 6:37. https://doi.org/10.3390/agronomy6020037

Goddek S, Delaide BPL, Joyce A, Wuertz S, Jijakli MH, Gross A, Eding EH, Bläser I, Reuter M, Keizer LCP и др. (2018) Производительность минерализации питательных веществ и уменьшения органических веществ в реакторах на основе RASB-EGSB. Аквак Энг 83:10 —19

Graber A, Junge R (2009) Системы Aquaponic: переработка питательных веществ из рыбных сточных вод путем производства овощей. Опреснение 246:147 —156. https://doi.org/10.1016/j.desal.2008.03.048

Баланс массы и качество воды в резервуарах для аквакультуры. Университет Организации Объединенных Наций, Программа подготовки кадров в области рыболовства, Рейявик

Hu B, Shen L, Xu X, Zheng P (2011) Анаэробное окисление аммония (анаммокс) в различных природных экосистемах. Биохим Сок Транс 39:1811 —1816. https://doi.org/10.1042/BST20110711

Hu Z, Lee JW, Chandran K, Kim S, Brotto AC, Khanal SK (2015) Влияние видов растений на восстановление азота в аквапонике. Биоресурсы 188:92 —98. https://doi.org/10.1016/j.biortech. 2015.01.013

Hua K, Bureau DP (2012) Изучение возможности количественной оценки влияния растительных белковых ингредиентов в кормах для рыб с использованием методов метаанализа и моделирования питательных моделей. Аквакультура 356— 357:284 —301. https://doi.org/10.1016/J.AQUACULTURE. 2012.05.003

Jorquera M, Мартинес О, Маруяма F, Marschner P, de la Luz Mora M (2008) Текущее и будущее биотехнологическое применение бактериальных фитасов и фитасообразующих бактерий. Микробы Энвирон 23:182 —191. https://doi.org/10.1264/jsme2.23.182

Körner O, Aaslyng JM, Andreassen AU, Holst N (2007) Моделирование микроклимата для динамического климатического контроля парниковых газов. Хортнаук 42:272 —279

Körner O, Gutzmann E, Kledal PR (2017) Динамическая модель, имитирующая симбиотические эффекты в аквапонных системах. Акта Хортик 1170:309 —316

Kuhn DD, Drahos DD, Marsh L, Flick GJ (2010) Оценка продукта нитрифицирующих бактерий для повышения эффективности нитрификации в рециркулирующих системах аквакультуры. Аквак Энг 43:78 —82. https://doi.org/10.1016/J.Aquaeng.2010.07.001

Le Corre KS, Valsami-Jones E, Hobbs P, Parsons SA (2005) Влияние кальция на размер, форму и чистоту кристалла струвита. J Cryst Рост 283:514 —522. https://doi.org/10.1016/J.JCRYSGRO. 2005.06.012

Lennard WA, Leonard BV (2006) Сравнение трех различных гидропонных подсистем (гравийный слой, метод плавающей и питательной пленки) в испытательной системе Aquaponic. Аквак Инт 14:539 —550. https://doi.org/10.1007/s10499-006-9053-2

Летельер-Гордо CO, Dalsgaard J, Suhr KI, Ekmann KS, Pedersen PB (2015) Снижение соотношения пищевого белка: энергия (P:E) изменяет собилизацию и брожение радужной форели (Oncorhynchus mykiss) фекалий. Аквак ENG 66:22-29

Производство биомассы и динамика питательных веществ в системе аквапоники. Кандидатская диссертация. Департамент сельского хозяйства и биосистем, Аризонский университет

Losordo TM, Masser MP, Rakocy J (1998) Рециркулирующие системы производства резервуаров для аквакультуры: обзор критических соображений. ГРАК № 451, стр. 18—31

Мадиган М.Т., Мартинко Ю.М. (2007) Биология микроорганизмов, 11-е издание. Пирсон Образование Франция, Париж

Meriac A, Eding EH, Schrama J, Kamstra A, Verreth JAJ (2014) Диетический состав углеводов может изменить производство отходов и нагрузку биофильтра в рециркулирующих системах аквакультуры. Аквакультура 420— 421:254 —261. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2013.11.018

Michaud L, Blancheton JP, Bruni V, Piedrahita R (2006) Влияние твердых частиц органического углерода на гетеротрофные популяции бактерий и эффективность нитрификации в биологических фильтрах. Аквак ENG 34:224 —233. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2005.07.005

Мунгия-Фрагозо П, Алаторре-Жаком О, Рико-Гарсия Е, Торрес-Пачеко I, Крус-Эрнандес А, Окампо-Веласкес РВ, Гарсия-Трехо ЮФ, Гевара-Гонсалес РГ (2015) Перспективы для аквапонных систем: «омические» технологии для анализа микробных сообществ. Биомед Res Int 2015:1. https://doi.org/10.1155/2015/480386

Оценка нагрузки питательных веществ в отходах Нила Tilapia Oreochromis niloticus (L.), выращенных в клетках в тропических климатических условиях. Аквак Рес 46:1309 —1322. https://doi.org/10.1111/are.12280

Orozco-Mosque MC, Rocha-Granados MC, Glick BR, Santoyo G (2018) Технология микробиома для улучшения биоконтроля и стимулирования роста растений. Микробиол Res. в прессе

Palm HW, Knaus U, Appelbaum S, Goddek S, Strauch SM, Vermeulen T, Haїssam Jijakli M, Kotzen B (2018) На пути к коммерческой аквапонике: обзор систем, конструкций, весов и номенклатуры. Аквак Инт 26:813 —842

Прабху А.С., Фагерия Н.К., Берни РФ, Родригес ФА (2007) Фосфор и болезни растений. В: Datnoff LE, Elmer WH, Huber DM (eds) Минеральное питание и болезни растений. Американское фитопатологическое общество, Сент-Пол, стр. 45—55

Rafiee G, Saad CR (2005) Питательный цикл и образование осадка на разных стадиях роста красного Tilapia (Oreochromis sp.) в рециркулирующей системе аквакультуры. Аквакультура 244:109 —118. https://doi.org/10.1016/J.AQUACULTURE.2004.10.029

Rakocy JE, Shultz RC, Bailey DS, Thoman ES (2004) Aquaponic производство Tilapia и базилика: сравнение пакетной и шахматной системы возделывания. Акта Хортик 648:63 —69. https://doi.org/10. 17660/Актаортика.2004.648.8

Rakocy JE, Masser MP, Losordo TM (2006) Системы рециркулирующих резервуаров для аквакультуры: аквапоника - интеграция рыбной и растительной культуры. SRAC Publ South Reg Aquac Cent 16. https://doi.org/454

Рэндалл D, Tsui TK (2002) Токсичность аммиака в рыбе. Мар Поллут Бык 45:17 —23. https://doi.org/10. 1016/S0025-326X (02) 00227-8

Resh HM (2013) Гидропоники производства пищевых продуктов: окончательное руководство для продвинутого домашнего садовника и коммерческого гидропонного производителя, 7-е издание. CRC Пресс, Бока Ратон

Влияние внекорневого применения некоторых макро- и микропитательных веществ на растения томатов в аквапонной и гидропонной системах. Sci Hortic 129:396 —402. https://doi.org/ 10.1016/Й.scienta.2011.04.006

Roosta HR, Hamidpour M (2013) Минеральные питательные вещества растений томатов в аквапонной и гидропонной системах: эффект внекорневого применения некоторых макро- и микроэлементов. J завод Нутр 36:2070 —2083. https://doi.org/10.1080/01904167.2013.821707

Ru D, Liu J, Hu Z, Zou Y, Jiang L, Cheng X, Lv Z (2017) Повышение эффективности аквапоники за счет добавления микро- и макро-питательных веществ. Environ Sci загрязняет Res 24:16328 —16335. https://doi.org/10.1007/s11356-017-9273-1

Rurangwa E, Verdegem MCJ (2013) Микроорганизмы в рециркулирующих системах аквакультуры и управление ими. Рев Аквак 7:117 —130. https://doi.org/10.1111/raq.12057

Schmautz Z, Graber A, Mathis A, Griessler Bulc T, Junge R (2015) Производство томатов в аквапонной системе: баланс массы и переработка питательных веществ (реферат)

Schmautz Z, Loeu F, Liebisch F, Graber A, Mathis A, Bulc TG, Junge R (2016) Продуктивность и качество томатов в аквапонике: сравнение трех гидропонных методов. Вода 8:1 -22. https://doi.org/10.3390/w8110533

Schmautz Z, Graber A, Jaenicke S, Goesmann A, Junge R, Smits THM (2017) Микробное разнообразие в различных средах системы аквапоники. Арка Микробиол 199:613. https://doi.org/10. 1007/s00203-016-1334-1

Schneider O, Sereti V, Eding EH, Verreth JAJ (2004) Анализ потоков питательных веществ в интегрированных системах интенсивной аквакультуры. Аквак Энг 32:379-401. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2004. 09.001

Seawright DE, Stickney RR, Walker RB (1998) Динамика питательных веществ в интегрированных системах аквакультуры — гидропоники. Аквакультура 160:215 —237

Шода М (2014) Гетеротрофическая нитрификация и аэробная денитрификация Alcaligenes faecalis. J Biosci Биоенг 117:737 —741. https://doi.org/10.5772/68052

Сомервилль С, Станкус А, Лователли А (2014) Маломасштабное аквапоническое производство пищевых продуктов. Комплексное рыбоводство и растениеводство. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, Рим

Кормление растений тепличных культур//Зонневельд С., Voogt W (2009). Спрингер, Дордрехт/Хайдельберг/Лондон/Нью-Йорк

Sugita H, Nakamura H, Shimada T (2005) Микробные сообщества, связанные с фильтрующими материалами в рециркулирующих системах аквакультуры пресноводных рыб. Аквакультура 243:403. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2004.09.028

Suhl J, Dannehl D, Kloas W, Baganz D, Jobs S, Schmeibe G, Schmidt U (2016) Передовая аквапоника: оценка интенсивного производства томатов в аквапонике против традиционной гидропоники. Агрическая вода Манаг 178:335 —344. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.10.013

Tacon AGJ, Metian M (2008) Глобальный обзор использования рыбной муки и рыбьего жира в промышленных комбикормах: тенденции и перспективы на будущее. Аквакультура 285:146 —158. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2008.08.015

Timmons MB, Эбелинг JM (2013) Рециркулирующая аквакультура. Итака Издательство, Нью-Йорк

Turcios AE, Papenbrock J (2014) Устойчивая обработка сточных вод аквакультуры — что мы можем извлечь из прошлого в будущем? Устойчивость 6:836 —856. https://doi.org/10.3390/su6020836 van Lier JB, Махмуд N, Zeeman G (2008) In: Henze M, van Loosdrecht MCM, Ekama GA, Brdjanovic D (eds) Анаэробная очистка сточных вод, в: биологическая очистка сточных вод: принципы, моделирование и дизайн. IWA Publishing, Лондон ISBN: 9781843391883

van Rijn J (2013) Обработка отходов в рециркулирующих системах аквакультуры. Аквак Энг 53:49 —56. https://doi.org/10.1016/J.AQUAENG.2012.11.010

Wongkiew S, Hu Z, Chandran K, Lee JW, Khanal SK (2017) Преобразования азота в аквапонных системах: обзор. Аквак Энг 76:9 —19. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2017.01. 004

Xu G, Fan X, Miller AJ (2012) Усвоение азота и эффективность использования растений. Аннуский Рев Завод Биол 63:153 —182. https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-042811-105532

Yildiz HY, Robaina L, Pirhonen J, Mente E, Domínguez D, Parisi G (2017) Благосостояние рыбы в системах Aquaponic: ее отношение к качеству воды с акцентом на корм и фекалии — обзор. Вода 9. https://doi.org/10.3390/w9010013

Йогев У, Барнс А, Гросс А (2016) Анализ питательных веществ и энергетического баланса для концептуальной модели трех петель вне сетки, аквапоники. Вода 8. https://doi.org/10.3390/w8120589

Zekki H, Gauthier L, Gosselin A (1996) Рост, продуктивность и минеральный состав тепличных томатов, выращиваемых на гидропонике, с переработкой питательных растворов или без них. J Am Soc Hortic Sci 121:1082 —1088

Zou Y, Hu Z, Zhang J, Xie H, Guimbaud C, Fang Y (2016) Влияние рН на превращения азота в медиааквапонике. Биоресурс Технол 210:81 —87. https://doi.org/10.1016/ Ж.БИОРТЕХ.2015.12.079

Open Access Данная глава лицензирована в соответствии с условиями международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), которая разрешает использование, обмен, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или формате, как если вы даете должное первоначальному автору (авторам) и источнику, предоставите ссылку на лицензию Creative Commons и укажете, были ли внесены изменения.

Изображения или другие материалы третьих лиц в этой главе включены в лицензию Creative Commons главы, если иное не указано в кредитной линии материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons главы и ваше предполагаемое использование не разрешено законом или превышает разрешенное использование, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя.

! изображение-20200929112107029


Aquaponics Food Production Systems

Loading...

Будьте в курсе новейших технологий Aquaponic

Компания

Авторское право © 2019 Аквапоника AI. Все права защищены.