Аквапоника: принципы работы, расчет замкнутой системы и обогрев теплицы

Принцип действия и базовое устройство

Главное правило функционирования аквапоники — количество питательных веществ для растений напрямую зависит от объема корма, потребляемого рыбой. Вода циркулирует по замкнутому контуру: из резервуара с рыбой она поступает на механический фильтр для очистки от взвесей, проходит датчик pH и направляется к растениям, после чего возвращается обратно через повторную фильтрацию и контрольные замеры

Конструкция системы для культивирования зависит от выращиваемых культур :

• Зелень (базилик, салат и др.) выращивается по принципу гидропоники, при котором корни свободно омываются проточной водой . Часто применяются системы из пластиковых труб ПВХ

• Крупные культуры (томаты, болгарский перец) высаживаются на капиллярных или кокосовых матах либо в специальных желобах .

При сравнении вариантов подачи питательного раствора аквапоника демонстрирует лучшие результаты, чем классическая гидропоника, однако желоба требуют постоянной защиты от засоров, а в системах с эрлифтом критически важно следить за исправностью сифона во избежание замора рыбы

Емкости, переливы и мониторинг параметров

В качестве резервуаров для рыбы чаще всего используют еврокубы объемом 1000 литров, изготовленные из пищевого пластика . Также на практике применяются сборные каркасные бассейны

. Переливы и сливы монтируются из обычных труб ПВХ.

Наличие датчиков pH является обязательным требованием на входе и выходе из емкости с гидробионтами. Растения усваивают соединения азота (NH3), и если они не извлекают их в достаточном объеме, вода становится токсичной для рыбы. Следует учитывать, что разным видам растений требуется различный уровень pH, поэтому параметры раствора необходимо контролировать и корректировать

Выбор рыбы, плотность посадки и расчет кормов

Для автономных систем предпочтительны всеядные рыбы, такие как карп или карп кои. В отличие от теплолюбивой тиляпии, требующей температуры воды от 25 до 30 °C, карп неприхотлив и охотно поедает водную растительность (например, ряску). Хищные породы требуют корма с содержанием протеина около 45%, тогда как для всеядных достаточно рациона с 35% белка .

Расчет параметров гидросистемы ведется по базовым нормативам :

• Рекомендуемая плотность посадки составляет от 6 до 17 кг рыбы на 1 м³ воды. При превышении порога в 17 кг/м³ требуется мощная принудительная аэрация.
• Суточная норма кормления составляет 1–2% от живого веса рыбы.

Интеграция птичника в экосистему

Для снижения затрат на покупные корма и удобрения над емкостями с водой размещают клетки с курами или утками с сетчатым полом

. Помет сквозь сетку падает в воду, частично поедается всеядной рыбой, а также стимулирует рост ряски, служащей кормовой базой.

По расчетам практиков, одна курица производит около 18 кг помета в год (примерно 50 г в сутки). Исходя из суточной потребности рыбы в корме на уровне 1% от массы тела, на 40 кг живого веса рыбы (400 г корма в сутки) требуется около 8 птиц. Экспериментальные замеры воды при такой посадке (6 птиц на бак с 1500 мальков) показывают стабильные параметры: аммиак — 0,1; нитриты — 0,3; нитраты — 50; pH — 7,5–8,0

Обогрев и энергозатраты в зимний период

Круглогодичная эксплуатация аквапоники требует учета затрат на досветку и отопление. Только на досветку растений требуется до 1 МВт электроэнергии на 1 га теплицы. Использование систем типа вегетария сопряжено со сложностями вентиляции и частыми летними перегревами.

В условиях нехватки солнечных дней оптимальными признаны обычное водяное отопление либо применение ракетных печей . Ракетная печь работает по принципу длительного горения с двумя камерами (первичной и камерой дожига газов), эффективно отдавая тепло без образования копоти. Горячие дымовые газы распределяются по трубам под полом теплицы или грядками, передавая тепло напрямую грунту и конструкциям.