Ακουαπονική – Όλα όσα πρέπει να ξέρετε

Τι είναι η Ακουαπονική

Ακουαπονική είναι μια μέθοδος καλλιέργειας που συνδυάζει την ανάπτυξη φυτών με την ακτοκαλλιέργεια, δηλαδή την εκτροφία υδρόβιων ζώων όπως ψάρια και ενδεχομένως καβούρια, σαλιγκάρια, κοχύλια ή γαρίδες. Αποτελεί μέρος των ευρύτερων μεθόδων «χωρίς χώμα», όπως η υδροπονία και η αεροπονία.

Στη σύγχρονη της μορφή, η ακουαπονική συχνά συνδυάζεται με σχετικά υψηλής τεχνολογίας υδροπονική καλλιέργεια – την καλλιέργεια φυτών χωρίς χώμα – χρησιμοποιώντας το νερό για τη μεταφορά των θρεπτικών ουσιών. Συχνά μπορεί να αποτελεί μέρος ενός κατακόρυφου ή εσωτερικού συστήματος γεωργίας.

Συζητήσαμε λεπτομερώς τα διάφορα συστήματα που είναι δυνατόν για την υδροπονική καλλιέργεια και τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματά τους στο άρθρο μας «Υδροπονία – Όλα όσα πρέπει να ξέρετε».

Ο συνδυασμός γεωργίας και ακτοκαλλιέργειας είναι όμως πολύ αρχαίος. Οι Αζτέκοι καλλιεργούσαν σε υψίπεδα γεωργίας που ονομάζονταν chinampas πάνω σε λίμνες, οι Κινέζοι αγρότες καλλιεργούσαν ρύζι με ψάρια στα λιβάδια για χιλιετίες, και το ίδιο έκαναν οι αυτόχθονες πολιτισμοί της Νοτιοανατολικής Ασίας, συμπεριλαμβανομένης της αξιοσημείωτης πόλης του Angkor Wat.

Πηγή: Prevention Web

Το μέγεθος της αγοράς ακουαπονικής αντιπροσωπεύει σχεδόν 1,2 δισεκατομμύρια δολάρια το 2024 και αναμένεται να αυξηθεί κατά 9,6 % CAGR μέχρι το 2029. Οι μεγαλύτερες αγορές βρίσκονται στη Βόρεια Αμερική και την Ασία.

Η επιστήμη της Ακουαπονικής

Η υδροπονία προσφέρει πολύ στενή έλεγχο των συνθηκών καλλιέργειας, βοηθώντας στην αξιόπιστη παραγωγή υψηλής ποιότητας καλλιεργειών. Είναι επίσης πολύ αποδοτική σε νερό και χώρο. Αλλά τι θα γινόταν αν μπορούσε επίσης να παράγει πυκνό, υγιές κρέας με το ίδιο νερό; Αυτό γίνεται δυνατό συνδέοντας το νερό που χρησιμοποιεί το υδροπονικό σύστημα με δεξαμενές ανάπτυξης ακτοκαλλιέργειας.

Το πιο ισχυρό επιχείρημα υπέρ της ακουαπονικής είναι η δημιουργία ενός κύκλου όπου κάθε στοιχείο λύνει ένα πρόβλημα που υπάρχει στην υδροπονία και την ακτοκαλλιέργεια όταν λειτουργούν ξεχωριστά.

Η υδροπονία είναι ένα πολύ αποδοτικό σύστημα καλλιέργειας, αλλά απαιτεί συνεχή προσθήκη λιπασμάτων στο νερό για να διατηρεί το φυτό υγιές και σε ανάπτυξη.

Ταυτόχρονα, η ακτοκαλλιέργεια απαιτεί πολύ φρέσκο, καθαρό νερό και φιλτράρισμα, καθώς τα απόβλητα των ψαριών (ή άλλων υδρόβιων ζώων) θα συσσωρευτούν και θα μολύνουν το νερό.

Σε ένα σύστημα ακουαπονικής, και τα δύο «λύνουν» το πρόβλημα. Τα απόρριψη των ψαριών δεν είναι πλέον μόλυνση, αλλά λιπάσματα πλούσια σε άζωτο για τα φυτά. Στη συνέχεια, οι ρίζες των φυτών καθαρίζουν και φιλτράρουν το νερό «δωρεάν» απορροφώντας τα.

Πηγή: The Aquaponic Resource

Τύποι συστημάτων Ακουαπονικής

Σύστημα Ακουαπονικής με Μέσο

Ένα αδρανές μέσο όπως χαλίκι, πετρώματα λάβα ή πηλός αγγίζει τις ρίζες του φυτού. Η κλίνη ανάπτυξης φυτών πλημμυρίζει περιοδικά με νερό από τη δεξαμενή ψαριών μέσω ενός βελούδινου σύριγγίου. Αυτό φέρνει τα θρεπτικά συστατικά στα φυτά.

Το νερό στη συνέχεια επιστρέφει στη δεξαμενή ψαριών για να κλείσει ο κύκλος αφού φιλτραριστεί από τα φυτά. Μερικές φορές, προστίθενται σκουλήκια στο αδρανές μέσο για να βοηθήσουν στην αποσύνθεση των αποβλήτων των ψαριών.

Πηγή: Go Green Aquaponics

Καθώς αυτό το σύστημα δεν χρησιμοποιεί φίλτρο και έχει τα λιγότερα εξαρτήματα, είναι το πιο απλό.

Σύστημα Ράφτης

Τα φυτά τοποθετούνται σε πλωτές ράφτες, με τις ρίζες να κρέμονται στο νερό. Το νερό πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά από τη δεξαμενή ακτοκαλλιέργειας ρέει συνεχώς σε ένα σύστημα φίλτρου και στη συνέχεια στις ράφτες φυτών.

Το φίλτρο περιέχει βακτήρια που βοηθούν το θρεπτικό να γίνει πιο «πιο εύπεπτο» για τα φυτά.

Αυτό το σύστημα είναι πιο πολύπλοκο, αλλά μπορεί να κλιμακωθεί πολύ πιο εύκολα, χωρίς όριο στον αριθμό των ράφτών ή στο μέγεθος της δεξαμενής ψαριών, εφόσον οι σωληνώσεις νερού και το φίλτρο ταιριάζουν.

Πηγή: Go Green Aquaponics

Τεχνική Θρεπτικού Φιλμ (NFT)

Αυτό το σύστημα είναι παρόμοιο με τα συστήματα ακουαπονικής με μέσο, αλλά με μια λεπτή μεμβράνη συνεχούς ροής νερού που προέρχεται από τη δεξαμενή ψαριών. Δεν υπάρχει ενδιάμεσο φίλτρο όπως στο σύστημα ράφτης.

Πηγή: Go Green Aquaponics

Το σύστημα προσφέρει μερικά πλεονεκτήματα αλλά και περιορισμούς.

Η ροή του νερού και το λεπτό στρώμα επιτρέπουν πλούσια οξυγόνωση, ωφέλιμη τόσο για τις ρίζες των φυτών όσο και για τα ψάρια, καθώς το νερό επιστρέφει στη δεξαμενή. Είναι επίσης πολύ αποδοτικό σε χώρο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε στενούς ή ψηλούς κατακόρυφους γεωργικούς χώρους. Τέλος, η συνεχής ροή θρεπτικών ουσιών και νερού ενισχύει την ανάπτυξη των φυτών καλύτερα από ένα σύστημα με μέσο, χωρίς την ανάγκη του φίλτρου του συστήματος ράφτης.

Ωστόσο, τα συστήματα NFT είναι κατάλληλα μόνο για φυτά με μικρές ρίζες, όπως τα φυλλώδη πράσινα λαχανικά· τα φυτά με μεγαλύτερα ριζικά συστήματα δεν λειτουργούν καλά. Είναι επίσης δυνατόν οι ρίζες να φράξουν τα ρηχά κανάλια, προκαλώντας έλλειψη θρεπτικών. Η θερμοκρασία του νερού μπορεί να κυμαίνεται γρήγορα, ειδικά αν τα φυτά εκτίθενται σε άμεσο ηλιακό φως, κάτι που μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα τόσο για τα φυτά όσο και για τα ψάρια.

Τι μπορεί να καλλιεργηθεί με Ακουαπονική

Πλευρά Φυτών

Τα περισσότερα φυτά που μπορούν να καλλιεργηθούν με υδροπονία μπορούν επίσης να καλλιεργηθούν με ακουαπονική. Η αγορά της υδροπονίας κυριαρχείται κυρίως από υψηλής αξίας καλλιέργειες με σταθερή ζήτηση και ανάγκη για υψηλής ποιότητας και ελεγχόμενο περιβάλλον ανάπτυξης:

• Ντομάτες.
• Βότανα.
• Σαλάτες.
• Αγγούρια.
• Πιπεριές.

Πηγή: Grand View Research

Άλλες υψηλής αξίας καλλιέργειες μπορούν να καλλιεργηθούν με υδροπονία & ακουαπονική, όπως για παράδειγμα η κάνναβη ή το λυκίσκο. Σε αυτή την περίπτωση, η υδροπονία/ακουαπονική προσφέρει υψηλό επίπεδο συνέπειας στις συνθήκες ανάπτυξης, με αποτέλεσμα σταθερή γεύση & χημική σύνθεση.

Πλευρά Ακτοκαλλιέργειας

Αναπαραγωγή Ψαριών

Η πιο δημοφιλής εκτροφή υδρόβιων ζώων είναι τα ψάρια.

Το γλυκό νερό είναι υποχρεωτικό για τα συστήματα ακουαπονικής, καθώς το αλμυρό θα ήταν τοξικό για το φυτικό μέρος του συστήματος.

Κάποια έρευνα διεξάγεται για την ανάπτυξη ακουαπονικής με αλμυρό νερό, αναζητώντας φυτά με αρκετή αλμυρότητα. Οι επιλογές περιλαμβάνουν το κοινό παγωμένο φυτό (μια δημοφιλής υδροπονική καλλιέργεια στην Ιαπωνία), γονιδιακά τροποποιημένο ρύζι ανθεκτικό στο αλάτι ή φύκη.

Μεταξύ των δημοφιλών ψαριών για ακουαπονική είναι:

• Τιλαπία (κατά πολύ το πιο κοινό ψάρι στην ακουαπονική).
• Bluegill/brim/sunfish/crappie.
• Κατσαρίδα.
• Πέρκα.
• Καρπός.
• Κόι.
• Πάκου.
• Διάφορα διακοσμητικά ψάρια όπως αγγέλου, γουππίες, τέτρα, σπαθόψαρα, μολίδες, χρυσόψαρα.

Γενικά, τα καλύτερα ψάρια θα έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά, επίσης ωφέλιμα για την ακτοκαλλιέργεια γενικότερα:

• Ζουν καλά μαζί σε μικρές, περιορισμένες δεξαμενές, με μέγιστο μέγεθος ενήλικων που να είναι αρκετά μικρό.
  • Η καλή αναπαραγωγή σε αιχμαλωσία είναι επίσης πολύτιμο χαρακτηριστικό.
• Γρήγορη ανάπτυξη, ειδικά για ψάρια κρέατος, και ιδανικά καλός λόγος μετατροπής τροφής (πόσα κιλά τροφής απαιτούνται για την ανάπτυξη ενός κιλού ψαριού).
• Καλή ανθεκτικότητα σε ασθένειες.
• Καλή αντοχή σε κρύο νερό (μειώνει την ανάγκη για ακριβή θέρμανση) και σε διακυμάνσεις θερμοκρασίας (δύσκολη ελεγχόμενη με εποχικές αλλαγές).
  • Η θερμοκρασία της δεξαμενής ψαριών και τα είδη ψαριών πρέπει να προσαρμόζονται στην τοποθεσία.
• Ισχυρή ζήτηση στην αγορά για αυτό το είδος.

Άλλα Υδρόβια Ζώα

Τα ψάρια δεν είναι τα μόνα ζώα που μπορούν να εκτραφούν με ακουαπονική, υπάρχουν εναλλακτικές, όπως:

• Καβούρια/γιαμπί, ένα μικρό γλυκό νερό σπείρο του οστρακίου.
• Γαρίδες και γαρίδες, εφόσον είναι τύπου γλυκού νερού. Απαιτούν σχετικά υψηλές θερμοκρασίες νερού.
• Μύδια, στρείδια & άλλα κέλυφος
  • Τα κέλυφος βοηθούν στη διατήρηση του νερού καθαρού και προσφέρουν προϊόν υψηλής αξίας για πώληση.
  • Ωστόσο, μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα αν διασκορπιστούν και εδραιωθούν μέσα στις σωληνώσεις του συστήματος, δημιουργώντας φράγματα.
  • Καθώς τα κέλυφος τρέφονται κυρίως από μικροάλγη και πλαγκτόν, η υδροπονική καλλιέργεια άλγης θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα πρωτότυπο σύστημα ακουαπονικής χωρίς φυτά ή ψάρια.
• Χελώνες & υδρόβια ερπετά. Τα υδρόβια ερπετά μερικές φορές εκτρέφονται ως κατοικίδια ή ακόμη και για τροφή σε ορισμένες χώρες. Έτσι θα μπορούσαν να διαδραματίσουν τον ίδιο ρόλο με τα ψάρια σε ένα σύστημα ακουαπονικής, ειδικά σε ζεστό περιβάλλον.
• Σκουλήκια (“vermiponics”).
  • Τα σκουλήκια μπορούν να τρέφονται με αγροτικά απόβλητα, υπολείμματα κουζίνας, κοπριά κουνελιού και άλλα προϊόντα που δεν θα λειτουργούσαν ως τροφή ψαριών.
  • Απαιτούν λιγότερο οξυγόνο και γενικά είναι πιο ανθεκτικά από πιο σύνθετα ζώα.

Φίλτρο Βακτηρίων

Παρόλο που δεν όλα τα συστήματα ακουαπονικής χρησιμοποιούν φίλτρο, συχνά απαιτείται για μεγάλες εγκαταστάσεις.

Ο σκοπός ενός τέτοιου φίλτρου είναι να φιλοξενεί βακτήρια που μπορούν να μετατρέψουν το άζωτο από τα απορρίμματα των υδρόβιων ζώων σε νιτρώδες και νιτρικά («νιτριφοποίηση»), πιο ωφέλιμα για τα φυτά.

Αν δεν μετατραπούν σε νιτρικά και χρησιμοποιηθούν από τα φυτά, η υψηλή συγκέντρωση αμμωνίας (και σε μικρότερο βαθμό νιτρώδους) μπορεί επίσης να σκοτώσει τα ψάρια και άλλα υδρόβια ζώα. Καθώς τα φυτά αφομοιώνουν την αμμωνία λιγότερο αποτελεσματικά, αυτό καθιστά τη νιτριφοποίηση απαραίτητη σε πολλά σχέδια.

Η αμμωνία μετατρέπεται σε νιτρώδες από τα βακτήρια Nitrosomonas και το νιτρώδες σε νιτρικά από τα βακτήρια Nitrobacter. Η διαδικασία μπορεί να διαρκέσει, γι’ αυτό πρέπει να ληφθεί υπόψη στο σχεδιασμό και τη λειτουργία ενός συστήματος ακτοκαλλιέργειας, με πιθανή χρήση πολλαπλών δεξαμενών φίλτρων βακτηρίων που απελευθερώνουν το επεξεργασμένο νερό διαδοχικά.

Τα Πλεονεκτήματα της Ακουαπονικής

Η ακουαπονική μοιράζεται πολλά από τα πλεονεκτήματα (και περιορισμούς) της υδροπονίας. Αυτό περιλαμβάνει 1/6^th εως 1/10^th της κατανάλωσης νερού σε σύγκριση με τη συμβατική γεωργία, εξαιρετικά συνεπείς και παραγωγικές συνθήκες ανάπτυξης, χαμηλότερη χρήση φυτοφαρμάκων και μη χρήση ζιζανιοκτόνων, καθώς και την εξάλειψη των ασθενειών που προέρχονται από το έδαφος.

Η ακουαπονική έχει επίσης μοναδικά πλεονεκτήματα πάνω από την υδροπονία ή την ακτοκαλλιέργεια μόνο της:

• Όλα τα φυσικά λιπάσματα, προέρχονται εξ ολοκλήρου από τα απόβλητα των ψαριών.
  • Η τροφή των ψαριών, που είναι απαραίτητη στην ακτοκαλλιέργεια, επαναχρησιμοποιείται «δύο φορές», εξοικονομώντας το κόστος των λιπασμάτων.
  • Μπορεί να επιτρέψει πιο φυσική και οργανική υδροπονική καλλιέργεια, χωρίς χημικά λιπάσματα στο σύστημα.
• Το νερό των ψαριών φιλτράρεται φυσικά. Αυτό αντικαθιστά την ανάγκη αποστράγγισης 5‑30 % του νερού καθημερινά.
  • Μειώνει δραματικά τη χρήση νερού στην ακτοκαλλιέργεια.
  • Μειώνει επίσης τη ρύπανση που σχετίζεται με την ακτοκαλλιέργεια, η οποία μπορεί να προκαλέσει ζημιά σε κοντινές πηγές νερού, καθώς και βλαβερές αλγικές άνθους και ευτροφία υγρών περιβάλλοντων.
• Παραγωγή ταυτόχρονα τροφής πλούσιας σε πρωτεΐνες και υγιεινών φυτικών προϊόντων.
• Διαφοροποιημένη πηγή εισοδήματος.
  • Οι τιμές των λαχανικών και των ψαριών μπορούν να κυμαίνονται ευρέως, αλλά χωρίς να είναι συσχετισμένες μεταξύ τους.
  • Η συγκομιδή ψαριών είναι λιγότερο τακτική, αλλά μπορεί να προσφέρει μεγάλο χρηματικό εισροή πάνω από το πιο τακτικό εισόδημα της υδροπονικής καλλιέργειας.

Τα Μειονεκτήματα της Ακουαπονικής

Παρόλο που είναι συνολικά πιο αποδοτική από την υδροπονία και την ακτοκαλλιέργεια ξεχωριστά, η ακουαπονική μπορεί να παρουσιάσει τις δικές της προκλήσεις.

Πολυπλοκότητα & Κόστη

Ενώ το κόστος ήταν ήδη ο κύριος περιορισμός της υδροπονίας, η ακουαπονική είναι ακόμη πιο πολύπλοκη και επομένως πιο δαπανηρή στην εγκατάσταση. Τα συστήματα ακτοκαλλιέργειας έχουν προστεθεί στα υδροπονικά συστήματα.

Κάθε σύστημα πρέπει να διαστασιολογηθεί ώστε να ταιριάζει ακριβώς με το άλλο, ώστε να υπάρχουν αρκετά φυτά για το φιλτράρισμα του νερού, καθώς και αρκετά ψάρια για την παροχή λιπάσματος.

Αυτό το πιο πολύπλοκο σύστημα χρειάζεται επίσης καλή διαχείριση της θερμοκρασίας, τόσο του αέρα όσο και του νερού, λαμβάνοντας υπόψη την εξάτμιση και τη μέση υγρασία. Και τόσο τα φυτά όσο και τα ζώα μπορούν να τροποποιήσουν το pH του νερού, κάτι που μπορεί να μειώσει την ανάπτυξη ή ακόμη και να τα σκοτώσει αν είναι εκτός ισορροπίας.

Έλεγχος & Δεξιότητες

Λόγω της αλληλοσύνδεσης όλων των παραμέτρων που πρέπει να παρακολουθούνται, απαιτείται συνεχής επίβλεψη και αισθητήρες για τον έλεγχο αυτών των μετρήσεων.

Παρομοίως, η παρακολούθηση για εκρήξεις ασθενειών πρέπει τώρα να γίνεται τόσο για τα ψάρια όσο και για τα φυτά. Η αντιμετώπισή τους μπορεί να είναι πιο δύσκολη, π.χ. η χορήγηση αντιβιοτικών στα ψάρια μπορεί να μολύνει τα φυτά, ή το μυκητοκτόνο για τα φυτά να μολύνει το κρέας των ψαριών.

Η παρακολούθηση και η φροντίδα ενός τόσο πολύπλοκου συστήματος απαιτεί καλή γνώση και εκπαίδευση, ακόμη και περισσότερο από ό,τι απαιτείται για τις «απλούστερες» υδροπονικές ή ακτοκαλλιέργειες, οι οποίες είναι ήδη πολύπλοκες περιοχές στη γεωργία.

Απαίτηση Ενέργειας

Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας μπορούν να είναι θανατηφόρες για τα υδρόβια ζώα, ακόμη πιο γρήγορα από ό,τι για τα φυτά με μικρότερη αντοχή σε μεγάλες ή γρήγορες αλλαγές.

Έτσι, ένα σύστημα ακουαπονικής πιθανότατα θα χρειαστεί σύστημα θέρμανσης και/ή ψύξης για να διατηρεί το νερό σε αποδεκτό εύρος.

Αυτό μπορεί να κάνει την ακουαπονική πολύ ενεργοβόρα, ειδικά σε ορισμένα κλίματα. Μπορεί επίσης να δυσκολεύει τη χρήση φυσικού φωτός και θερμοκηπίου για το φυτικό μέρος του συστήματος. Ενώ μειώνει την ανάγκη για τεχνητό φωτισμό και θέρμανση των φυτών, μπορεί επίσης να οδηγήσει σε υπερθέρμανση του νερού τους καλοκαιρινούς μήνες, κάτι που μπορεί εύκολα να γίνει πρόβλημα για τα υδρόβια ζώα.

Ανθεκτικότητα

Τα συστήματα ακουαπονικής είναι από τη φύση τους πολύ τεχνητά. Απαιτούν πολλή σωληνώσεις, αντλίες, αισθητήρες, φίλτρα κ.λπ. Αυτό σημαίνει ότι εξαρτώνται από την ομαλή λειτουργία όλων τους:

• Αλυσίδα εφοδιασμού εξαρτημάτων και μερών.
• Προμήθεια ηλεκτρικής ενέργειας.
• Ηλεκτρονικό συνδεδεμένο σύστημα για υψηλή αυτοματοποίηση και προχωρημένες λειτουργίες.
• Εξειδικευμένο εργατικό δυναμικό ικανό να εκτελεί αποδοτικά την απαιτούμενη παρακολούθηση και συντήρηση.

Αυτά τα ζητήματα είναι ακόμη πιο έντονα από την υδροπονία, καθώς τα ψάρια χρειάζονται συνεχή παροχή τροφής, φιλτραρισμένου νερού και οξυγόνου.

Έτσι, η διακοπή λειτουργίας του συστήματος ακουαπονικής για μόλις 24 ώρες θα μπορούσε να σημαίνει το θάνατο όλων των ψαριών, κάτι που πιθανόν θα μπορούσε να αντέξει μόνο το φυτικό μέρος.

Ενώ υπάρχουν τρόποι μείωσης αυτών των κινδύνων, π.χ. με εφεδρικό σύστημα ή μεγαλύτερο απόθεμα (που αυξάνει το κόστος εγκατάστασης), ή τοπική παροχή ενέργειας μέσω ανανεώσιμων πηγών, η ακουαπονική δεν θα είναι ποτέ τόσο ανθεκτική όσο η υδροπονία, και πολύ λιγότερο ανθεκτική από μια καλλιέργεια βροχής σε ανοιχτό χωράφι.

Καινοτομία στην Ακουαπονική

Καινοτομία Ακουαπονικής

Καθώς η ακουαπονική συνδυάζει τόσο την υδροπονία όσο και την ακτοκαλλιέργεια, οι καινοτομίες και στα δύο πεδία μπορούν να βελτιώσουν την παραγωγικότητα.

Καινοτομίες Υδροπονίας

Φωτισμός LED

Τα LED είναι μια ακόμη κρίσιμη τεχνολογική παρέμβαση στην υδροπονία και την ακουαπονική. Αυτά τα φώτα καταναλώνουν πολύ λιγότερη ενέργεια, εκπέμπουν λιγότερη θερμότητα και διαρκούν περισσότερο από άλλες πηγές φωτός.

Επιπλέον, δεν όλο το ορατό φάσμα του φωτός είναι χρήσιμο για τα φυτά στη φωτοσύνθεση, έτσι μπορούν να χρησιμοποιηθούν ειδικά LED χωρίς πράσινο φως για να μειώσουν περαιτέρω την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από τον τεχνητό φωτισμό.

Πηγή: Agritecture

eSoil

Η υδροπονική καλλιέργεια επιτρέπει άμεσο έλεγχο των φυτών με τρόπο αδύνατο στη συμβατική γεωργία. Αυτό ανοίγει το δρόμο για πειραματισμούς με νέους τρόπους αύξησης της παραγωγικότητας πέρα από την πρόσβαση σε φως ή θρεπτικά.

Για παράδειγμα, εξετάζουμε μια τέτοια επιλογή στο άρθρο μας «Η Ηλεκτρισμός θα Ενισχύσει την Ανάπτυξη στις Υδροπονικές Καλλιέργειες». Ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα προσαρμοσμένο τεχνητό υπόστρωμα, ή «αγώγιμο έδαφος / eSoil» φτιαγμένο από κυτταρίνη (το κύριο συστατικό του χαρτιού) αναμεμειγμένο με ένα αγώγιμο πολυμερές που ονομάζεται PEDOT (poly(3,4-ethylenedioxythiophene). Με αυτόν τον τρόπο, μπορούσαν να εκθέσουν τα σπόρια σε συνεχές χαμηλό τάση, με αποτέλεσμα αύξηση 50 % του ρυθμού ανάπτυξης.

Αυτό είναι μόνο ένα παράδειγμα του πώς τα υδροπονικά συστήματα θα μπορούσαν να προσφέρουν σημαντική αύξηση παραγωγικότητας χάρη στο αυξημένο επίπεδο ελέγχου που προσφέρουν.

Καινοτομία Ακτοκαλλιέργειας

Ένα από τα κύρια προβλήματα στην ακτοκαλλιέργεια είναι η διαχείριση παρασίτων και ασθενειών. Η πρόοδος στη βιοτεχνολογία καθιστά δυνατή τη χρήση θεραπειών RNAi για τη μείωση της επίπτωσης ιών όπως, για παράδειγμα, ο ιός λευκού σημείου (WSSV), ένας ιός που έχει σημαντική αρνητική επίδραση στα καλλιεργούμενα γαρίδες.

Τα εμβόλια θα μπορούσαν επίσης να χορηγούνται μέσω της τροφής των ψαριών, είτε μέσω ειδικής μικρο-ενθυλάκωσης ή ακόμη και χρησιμοποιώντας γενετικά τροποποιημένα φύκη που σχηματίζουν ένα βρώσιμο, αυτοαναπαραγόμενο εμβόλιο.

Τέλος, με τις άγριες αποθέσεις ψαριών να εξαντλούνται γρήγορα, αξιόπιστες μέθοδοι προμήθειας όπως οι λύσεις blockchain, π.χ. Fishcoin, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να διασφαλίσουν ότι το ψαρό κρέας που φθάνει στους καταναλωτές παράγεται με τον πιο ηθικό τρόπο και με το χαμηλότερο ενεργειακό κόστος.

Άλλες υψηλής τεχνολογίας λύσεις μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθούν, όπως ατομικοί αισθητήρες παρακολούθησης ψαριών, όπως το iFarm, που αναπτύχθηκε σε συνεργασία μεταξύ του αυτοτροφικού εργοστασίου Cermaq στη Νορβηγία και της εταιρείας αισθητήρων BioSort.

Καινοτομία για Και τις Υδροπονίες & Ακτοκαλλιέργεια

IoT & Αυτοματισμός Βασισμένος σε Αισθητήρες

Η πτώση του κόστους των αισθητήρων και της ηλεκτρονικής έχει καταστήσει δυνατή τη συνεχή παρακολούθηση της θερμοκρασίας, υγρασίας, φωτισμού, επιπέδων pH και όγκου θρεπτικών. Αυτό το επίπεδο παρακολούθησης είναι ακόμη πιο σημαντικό από την υδροπονία, καθώς η παρουσία ζώων κάνει τις ανεπιθύμητες μεταβολές πιο πιθανές και με πιο σοβαρές συνέπειες.

Αυτή η μέθοδος βασισμένη σε αισθητήρες βοηθά στην παρακολούθηση και προσαρμογή σε πραγματικό χρόνο ώστε οι συνθήκες να παραμένουν συνεχώς βέλτιστες.

Τεχνολογίες Βασισμένες σε AI

Όπως αναφέρθηκε, η ακουαπονική απαιτεί εξαιρετικά έντονο επίπεδο παρακολούθησης του συστήματος νερού, ασθενειών, επιπέδων θρεπτικών, θερμοκρασίας, pH, ποιότητας φιλτραρίσματος κ.λπ.

Η AI μπορεί να βοηθήσει στη βελτιστοποίηση των υφιστάμενων περιβαλλοντικών συνθηκών, συμπεριλαμβανομένων των επιπέδων φωτός, υγρασίας και θρεπτικών. Η AI βοηθά επίσης στη βελτιστοποίηση των επενδύσεων και στη μείωση του κόστους δημιουργώντας προσαρμοσμένες λύσεις για συγκεκριμένες συνθήκες. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό θα μπορούσε να μειώσει την ανάγκη για ανθρώπινους χειριστές με υψηλή εκπαίδευση και γνώση για την ακουαπονική.

Η AI μπορεί επίσης να χρησιμοποιήσει μηχανική όραση ή τακτικές αυτοματοποιημένες βιοχημικές δοκιμές για να προειδοποιήσει για την παρουσία ασθενειών πριν το ανιχνεύσει ο άνθρωπος.

Τέλος, με την άνοδο των αυτόνομων γεωργικών ρομπότ, μπορούμε να φανταστούμε ένα σύστημα ακουαπονικής όπου η φύτευση, το κλάδεμα, η συγκομιδή και η αντικατάσταση φυτών, καθώς και η τροφοδοσία, η αναπαραγωγή και η συγκομιδή των ψαριών, μπορούν να γίνονται αυτόνομα από την AI που ελέγχει το σύστημα ακουαπονικής.

Έναρξη Εγκατάστασης Ακουαπονικής

Θα χρειαστεί επίσης μια αργή φάση εκκίνησης, η οποία είναι απαραίτητη για την επίτευξη ενός ισορροπημένου και σταθερού κύκλου αζώτου. Πριν προστεθούν ψάρια, είναι καλύτερο να δημιουργηθεί ο κύκλος αζώτου εισάγοντας αμμωνία στο σύστημα και αφήνοντας το βιοφίλμ βακτηρίων να αναπτυχθεί μέσα στο φίλτρο ώστε η αμμωνία να μετατραπεί αποδοτικά σε νιτρώδες και νιτρικά.

Το ίδιο ισχύει για την προσθήκη ψαριών και φυτών, με προοδευτικές εισαγωγές που επιτρέπουν την προσαρμογή των παραμέτρων ποιότητας νερού, της σίτισης των ψαριών και της ανάπτυξης των φυτών. Μόνο όταν το σύστημα λειτουργεί ομαλά με φυτά και ζώα σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης και συνεχόμενη συγκομιδή, η ακτοκαλλιέργεια μπορεί να θεωρηθεί πλήρως εγκατεστημένη.

Διαστασιολόγηση

Λόγω της πολυπλοκότητας της ακουαπονικής, τα περισσότερα από αυτά τα συστήματα τείνουν να κατασκευάζονται σε εμπορική κλίμακα με ακριβή αναμενόμενη απόδοση επένδυσης. Θα ενσωματώνουν επίσης υψηλό βαθμό αυτοματοποίησης και τεχνολογιών αισθητήρων.

Αυτό δεν σημαίνει ότι δεν μπορούν να κατασκευαστούν πιο χειροκίνητα ή μικρότερα συστήματα, αλλά μπορεί να είναι πιο δύσκολο να διατηρηθούν σε ισορροπία όσον αφορά την οξύτητα, τη θερμοκρασία, τα επίπεδα αμμωνίας κ.λπ., και να απαιτούν πιο συχνές προσαρμογές.

Ο κλάδος βρίσκεται ακόμη στα αρχικά του στάδια, χωρίς τυποποιημένο πρότυπο και με πολλή πειραματική δοκιμή. Ωστόσο, δεν είναι πια μόνο μια έννοια σε ανάπτυξη, με μερικές αξιοσημείωτες μεγάλες εγκαταστάσεις:

• Superior Fresh στο Wisconsin, από το 2017, παράγει ετησίως 1,8 εκατομμύρια λίβρες σαλάτας και φυλλωδών λαχανικών — και 40.000 λίβρες ψαριών — σε χώρο παραγωγής 123.000 τετραγωνικά πόδια (11.000+ τετραγωνικά μέτρα).
• Les Nouvelles Fermes στη Γαλλία, που συγκέντρωσαν 2 εκατ. δολάρια το 2020 για την παραγωγή 60 τόνων φρέσκων προϊόντων και 12 τόνων ορχιδέας τόξου ετησίως.
• Η εγκατάσταση 4.000 τετραγωνικών μέτρων του Jabber Al Mazroui στα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα.

Συμπέρασμα

Η ακουαπονική είναι ένας αξιοσημείωτα αποδοτικός σχεδιασμός, που λύνει πολλά από τα περιοριστικά στοιχεία τόσο των τρεχουσών υδροπονικών όσο και των ακτοκαλλιεργητικών μεθόδων. Μπορεί να μειώσει τόσο την εξάρτηση της υδροπονίας από χημικά λιπάσματα όσο και τη ρύπανση του νερού και τα απόβλητα που προκαλεί η ακτοκαλλιέργεια.

Ωστόσο, είναι πολύ πιο τεχνική, και οι περισσότεροι άνθρωποι και εταιρείες πιθανότατα θα ωφεληθούν από την ανάπτυξη εκτενούς εμπειρίας είτε στην υδροπονία είτε στην ακτοκαλλιέργεια πριν προσπαθήσουν να τα συνδυάσουν με ακουαπονική.

Με αυτόν τον τρόπο, είναι πιο πιθανό να πετύχουν στην αντιμετώπιση των πολλαπλών προκλήσεων που θέτει η πολυπλοκότητα του συστήματος, όπως η διαχείριση ασθενειών & παρασίτων, η χημική ανισορροπία (pH, επίπεδα αμμωνίας κ.λπ.), η επιλογή ειδών, οι διακυμάνσεις θερμοκρασίας κ.λπ.

Παρόλα αυτά, λαμβάνοντας υπόψη την παγκόσμια αύξηση του πληθυσμού σε συνδυασμό με την εξάντληση των άγριων αποθεμάτων ψαριών & τη μείωση της έκτασης καλλιεργήσιμης γης, η ακουαπονική θα μπορούσε να αποτελέσει μια ισχυρή λύση για την παραγωγή υψηλής ποιότητας φυτικών προϊόντων και υψηλής πρωτεΐνης υγιούς κρέατος. Και να το κάνει αυτό με χαμηλότερη χρήση γης και νερού, ενώ εκλύει πολύ λιγότερη ρύπανση.