อะควาโปนิกส์ – ทุกสิ่งที่คุณต้องรู้

อะควาโปนิกส์คืออะไร

อะควาโปนิกส์เป็นวิธีการเพาะปลูกที่ปลูกพืชร่วมกับการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ หรือการเลี้ยงสัตว์น้ำ เช่น ปลา และในที่สุด กั้ง หอยทาก เปลือกหอย หรือกุ้ง เป็นส่วนหนึ่งของวิธีการเพาะปลูกแบบ "ไม่ใช้ดิน" ที่กว้างขึ้น รวมถึงการปลูกแบบไฮโดรโปนิกส์และแอโรโพนิกส์

ในรูปแบบที่ทันสมัย ​​อะควาโพนิกส์มักจะผสมผสานกับการเพาะปลูกแบบไฮโดรโปนิกส์ที่มีเทคโนโลยีค่อนข้างสูง ซึ่งเป็นการปลูกพืชที่ไม่มีดิน โดยใช้น้ำเพื่อนำสารอาหารมาเลี้ยง มักเป็นส่วนหนึ่งของระบบการทำฟาร์มแนวตั้งหรือระบบการทำฟาร์มในร่ม

เราได้พูดคุยโดยละเอียดเกี่ยวกับระบบต่างๆ ที่เป็นไปได้สำหรับการเพาะปลูกแบบไฮโดรโปนิกส์ รวมถึงข้อดีและข้อเสียในบทความของเรา “ไฮโดรโปนิกส์ – ทุกสิ่งที่คุณต้องรู้"

อย่างไรก็ตาม การผสมผสานระหว่างเกษตรกรรมและการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเป็นสิ่งที่เก่าแก่มาก ชาวแอซเท็กที่ปลูกบนพื้นที่เกษตรกรรมที่มีชื่อว่า chinampas เหนือทะเลสาบ ชาวนาชาวจีนปลูกข้าวกับปลาในนาเป็นเวลานับพันปี เช่นเดียวกับวัฒนธรรมพื้นเมืองของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ รวมถึงเมืองที่น่าทึ่งของ วัดอังกอร์.

ที่มา: เว็บป้องกัน

ขนาดของตลาดอะควาโพนิคส์เป็นตัวแทน เกือบ 1.2 พันล้านดอลลาร์ในปี 2024 และคาดว่าจะเติบโต 9.6% CAGR จนถึงปี 2029. ตลาดที่ใหญ่ที่สุดตั้งอยู่ในอเมริกาเหนือและเอเชีย

ศาสตร์แห่งอะควาโปนิกส์

ไฮโดรโปนิกส์ให้การควบคุมสภาพการเพาะปลูกที่เข้มงวดมาก ช่วยให้ปลูกพืชคุณภาพสูงได้อย่างน่าเชื่อถือ อีกทั้งยังประหยัดน้ำและประหยัดพื้นที่อีกด้วย แต่จะเกิดอะไรขึ้นหากมันสามารถเติบโตเป็นเนื้อที่มีความหนาแน่นและดีต่อสุขภาพได้ด้วยน้ำเดียวกันเช่นกัน? สิ่งนี้เกิดขึ้นได้โดยการเชื่อมต่อน้ำที่ระบบไฮโดรโพนิกใช้กับถังเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ

ข้อโต้แย้งที่ชัดเจนที่สุดที่สนับสนุนอะควาโพนิกส์คือการสร้างวงกลมซึ่งแต่ละส่วนประกอบจะแก้ปัญหาที่มีอยู่ในไฮโดรโปนิกส์และการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเมื่อแยกออกจากกัน

ไฮโดรโปนิกส์เป็นระบบการเพาะปลูกที่มีประสิทธิภาพมาก แต่ต้องเติมปุ๋ยลงในน้ำอย่างต่อเนื่องเพื่อให้พืชแข็งแรงและเติบโต

ในขณะเดียวกัน การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำต้องใช้น้ำจืดสะอาดและการกรองในปริมาณมาก เนื่องจากของเสียจากปลา (หรือสัตว์น้ำอื่นๆ) จะสะสมและทำให้เกิดมลพิษในน้ำ

ในระบบอะควาโพนิก ทั้งคู่จะ "ได้รับการแก้ไข" มูลปลาไม่ใช่มลภาวะอีกต่อไป แต่เป็นปุ๋ยที่อุดมด้วยไนโตรเจนสำหรับพืช จากนั้นรากพืชจะทำความสะอาดและกรองน้ำ “ฟรี” โดยการดูดซับ

ที่มา: ทรัพยากรอะควาโปนิก

ประเภทของระบบอะควาโปนิก

ระบบ Aquaponic บนสื่อ

วัสดุเฉื่อย เช่น กรวด หินลาวา หรือกรวดดินเหนียว ยึดรากพืชไว้ แปลงปลูกพืชจะถูกเติมน้ำจากตู้ปลาเป็นระยะๆ ผ่านไซฟอนรูประฆัง วิธีนี้จะนำสารอาหารไปสู่พืช

จากนั้นน้ำจะถูกส่งกลับไปยังตู้ปลาเพื่อปิดวงจรเมื่อน้ำถูกกรองโดยพืชแล้ว บางครั้งหนอนจะถูกเพิ่มลงบนเตียงสื่อเฉื่อยเพื่อช่วยสลายมูลปลา

ที่มา: Go Green Aquaponics

เนื่องจากระบบนี้ไม่ใช้ตัวกรองและมีส่วนประกอบน้อยที่สุด จึงเป็นระบบที่ง่ายที่สุด

ระบบแพ

ต้นไม้จะวางอยู่บนแพลอยน้ำ โดยมีรากห้อยอยู่ในน้ำ น้ำที่อุดมด้วยสารอาหารจากถังเพาะเลี้ยงจะไหลเข้าสู่ระบบกรองอย่างต่อเนื่อง จากนั้นจึงแพพืช

แผ่นกรองประกอบด้วยแบคทีเรียที่ช่วยทำให้สารอาหารที่พืช “ย่อยได้” มากขึ้น

ระบบนี้ซับซ้อนกว่าแต่สามารถขยายขนาดได้ง่ายกว่ามาก โดยไม่จำกัดจำนวนแพหรือขนาดของตู้ปลา ตราบใดที่ท่อน้ำและตัวกรองตรงกัน

ที่มา: Go Green Aquaponics

เทคนิคภาพยนตร์สารอาหาร (NFT)

ระบบนี้คล้ายกับระบบอะควาโพนิกแบบมีเดีย แต่มีน้ำไหลออกมาจากตู้ปลาเป็นแผ่นบางๆ ไม่มีตัวกลางกรองเหมือนในระบบแพ

ที่มา: Go Green Aquaponics

ระบบมีข้อดีบางประการแต่ก็มีข้อจำกัดเช่นกัน

น้ำที่ไหลผ่านและชั้นน้ำบางๆ ช่วยให้ออกซิเจนอุดมสมบูรณ์ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อทั้งรากพืชและปลา เมื่อน้ำไหลกลับเข้าสู่ตู้ปลา นอกจากนี้ยังประหยัดพื้นที่อย่างมาก สามารถใช้งานได้ในพื้นที่แคบหรือระบบทำฟาร์มแนวตั้งที่สูง นอกจากนี้ การไหลเวียนของสารอาหารและน้ำอย่างต่อเนื่องยังช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชได้ดีกว่าระบบที่ใช้วัสดุกรอง แต่ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวกรองแบบแพ

อย่างไรก็ตาม ระบบ NFT เหมาะสำหรับพืชที่มีรากเล็ก เช่น ผักใบเขียวเท่านั้น ระบบรูทที่ใหญ่กว่าจะทำงานได้ดี อาจเป็นไปได้ว่ารากอาจอุดตันช่องน้ำตื้นซึ่งอาจทำให้ขาดสารอาหารได้ อุณหภูมิของน้ำสามารถผันผวนได้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากต้นไม้ได้รับแสงแดดโดยตรง ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหากับทั้งพืชและปลาได้

อะควาโปนิกส์ ปลูกอะไรได้บ้าง

ด้านพืช

พืชส่วนใหญ่ที่สามารถปลูกแบบไฮโดรโปนิกส์สามารถปลูกโดยใช้อะควาโพนิกส์ได้ ตลาดไฮโดรโปนิกส์ส่วนใหญ่ถูกครอบงำโดยพืชผลที่มีมูลค่าสูงซึ่งมีความต้องการคงที่และความต้องการสภาพแวดล้อมการเจริญเติบโตที่มีคุณภาพสูงและควบคุมได้:

• มะเขือเทศ.
• สมุนไพร.
• ผักกาดหอม.
• แตงกวา.
• พริกไทย.

ที่มา: Grand View Research

พืชที่มีมูลค่าสูงอื่นๆ สามารถปลูกได้โดยใช้ไฮโดรโปนิกส์และอะควาโพนิกส์ เช่น กัญชาหรือฮ็อพ ในกรณีนี้ ไฮโดรโปนิกส์/อะควาโพนิกส์จะทำให้การเจริญเติบโตมีความสม่ำเสมอในระดับสูง ส่งผลให้ได้รสชาติและองค์ประกอบทางเคมีที่สม่ำเสมอ

ด้านการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ

การเลี้ยงปลา

การเลี้ยงสัตว์น้ำที่นิยมที่สุดคือปลา

น้ำจืดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับระบบอะควาโพนิก เนื่องจากน้ำทะเลที่มีรสเค็มจะเป็นพิษต่อส่วนประกอบของพืชในระบบ

มีการวิจัยบางส่วนเพื่อพัฒนาอะควาโปนิกส์ในน้ำเค็ม โดยมองหาพืชที่มีความทนทานต่อเกลือสูงเพียงพอ ตัวเลือกที่สำรวจ ได้แก่ โรงงานน้ำแข็งทั่วไป (พืชไฮโดรโปนิกส์ยอดนิยมในญี่ปุ่น) ข้าวจีเอ็มโอทนเกลือ พันธุ์หรือสาหร่ายทะเล

ปลาที่นิยมใช้ในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำได้แก่:

• ปลานิล (โดยไกลเป็นปลาที่พบมากที่สุดใน Aquaponics)
• ปลาบลูกิลล์/ปีกหมวก/ปลาซันฟิช/แครปปี้
• ปลาดุก.
• คอน.
• ปลาคาร์พ.
• ก้อย
• ปาคู.
• ปลาสวยงามนานาชนิด เช่น ปลาเทวดา ปลาหางนกยูง ปลาเทตร้า ปลากระโทงดาบ ปลามอลลี่ ปลาทอง

โดยทั่วไปแล้วปลาที่ดีที่สุดจะมีลักษณะดังต่อไปนี้ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำโดยทั่วไปด้วย

• อยู่ร่วมกันได้ดีในตู้ขนาดเล็กและคับแคบ โดยมีขนาดสูงสุดที่เล็กพอสำหรับผู้ใหญ่
  • การผสมพันธุ์อย่างดีในกรงขังถือเป็นลักษณะที่มีคุณค่าอีกประการหนึ่ง
• การเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะปลาเนื้อ และอัตราส่วนการเปลี่ยนอาหารที่ดี (ต้องใช้อาหารกี่ปอนด์ในการเลี้ยงปลาหนึ่งปอนด์)
• ต้านทานโรคได้ดี
• ทนทานต่อน้ำเย็นได้ดี (ลดความจำเป็นในการทำความร้อนที่มีราคาแพงและใช้พลังงานมาก) และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ (ควบคุมได้ยากเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล)
  • อุณหภูมิของตู้ปลาและพันธุ์ปลาควรปรับให้เหมาะสมกับสถานที่
• ความต้องการของตลาดที่แข็งแกร่งสำหรับสายพันธุ์นี้

สัตว์น้ำอื่นๆ

ปลาไม่ใช่สัตว์ชนิดเดียวที่สามารถเลี้ยงด้วยระบบอะควาโพนิกส์ได้ แต่ยังมีทางเลือกอื่น เช่น:

• กั้ง/แย๊บบี้ ซึ่งเป็นน้ำจืดขนาดเล็กที่เกี่ยวข้องกับกุ้งล็อบสเตอร์
• กุ้งและกุ้งตราบเท่าที่เป็นประเภทน้ำจืด พวกเขาต้องการอุณหภูมิน้ำค่อนข้างสูง
• หอยแมลงภู่ หอยนางรม และเปลือกหอยอื่นๆ
  • เปลือกหอยจะช่วยรักษาน้ำให้สะอาดและจำหน่ายผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูง
  • อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้อาจทำให้เกิดปัญหาได้หากแพร่กระจายและเกาะอยู่ภายในท่อของระบบ ทำให้เกิดการอุดตัน
  • เนื่องจากเปลือกหอยส่วนใหญ่กินสาหร่ายขนาดเล็กและแพลงก์ตอน การปลูกสาหร่ายแบบไฮโดรโปนิกส์จึงสามารถสร้างระบบอะควาโพนิกส์แบบดั้งเดิมโดยไม่ต้องใช้พืชหรือปลา
• เต่าและสัตว์เลื้อยคลานในน้ำ สัตว์เลื้อยคลานในน้ำบางครั้งถูกเลี้ยงเป็นสัตว์เลี้ยง หรือแม้แต่เป็นอาหารในบางประเทศ ดังนั้นพวกมันจึงสามารถมีบทบาทเหมือนกับปลาในระบบอะควาโพนิก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่อบอุ่น
• เวิร์ม (“เวอร์มิโพนิกส์")
  • หนอนสามารถนำมาเลี้ยงเป็นขยะทางการเกษตร เศษอาหารจากครัว มูลกระต่าย และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่ไม่สามารถใช้เป็นอาหารปลาได้
  • พวกมันต้องการออกซิเจนน้อยกว่าและโดยทั่วไปจะมีความยืดหยุ่นมากกว่าสัตว์ที่มีความซับซ้อนมากกว่า

ตัวกรองแบคทีเรีย

แม้ว่าระบบอะควาโพนิกส์บางระบบจะใช้ตัวกรอง แต่มักจำเป็นสำหรับการติดตั้งขนาดใหญ่

จุดประสงค์ของตัวกรองดังกล่าวคือการกักเก็บแบคทีเรียที่สามารถเปลี่ยนสัตว์น้ำซึ่งอุดมไปด้วยแอมโมเนียให้เป็นไนไตรต์และไนเตรต (“ไนตริฟิเคชัน”) ซึ่งมีประโยชน์ต่อพืชมากกว่า

หากไม่เปลี่ยนเป็นไนเตรตและพืชนำไปใช้ แอมโมเนียที่มีความเข้มข้นสูง (และไนไตรต์ในระดับที่น้อยกว่า) ก็สามารถฆ่าปลาและสัตว์น้ำอื่นๆ ได้ เนื่องจากพืชดูดซึมแอมโมเนียได้น้อย จึงทำให้ความต้องการไนตริฟิเคชั่นเป็นสิ่งจำเป็นในการออกแบบหลายๆ แบบ

แอมโมเนียจะถูกแปลงเป็นไนไตรท์โดย Nitrosomonas แบคทีเรียและไนไตรต์ให้เป็นไนเตรตด้วย nitrobacta แบคทีเรีย. กระบวนการนี้อาจใช้เวลานาน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องคำนึงถึงการออกแบบและการทำงานของระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ โดยถังกรองแบคทีเรียหลายถังอาจปล่อยน้ำที่ผ่านการบำบัดออกมาตามลำดับ

ข้อดีของอะควาโปนิกส์

อะควาโพนิกส์มีข้อดี (และข้อจำกัด) หลายประการเกี่ยวกับไฮโดรโปนิกส์ ซึ่งรวมถึง 1/6^th ถึง 1/10^th ปริมาณการใช้น้ำเมื่อเทียบกับการเกษตรแบบดั้งเดิม สภาพการเจริญเติบโตที่สม่ำเสมอและมีประสิทธิผลสูง ลดการใช้สารกำจัดศัตรูพืชและไม่มีสารกำจัดวัชพืช และกำจัดโรคที่เกิดจากดิน

อะควาโพนิกส์ยังมีข้อได้เปรียบพิเศษนอกเหนือจากไฮโดรโปนิกส์หรือการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเพียงอย่างเดียว:

• ปุ๋ยธรรมชาติทั้งหมดมาจากเศษปลาทั้งหมด
  • อาหารปลาซึ่งจำเป็นในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำอยู่แล้ว ปัจจุบันถูกนำมาใช้ซ้ำ “สองครั้ง” ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนการใช้ปุ๋ย
  • ช่วยให้ปลูกพืชไฮโดรโปนิกส์แบบธรรมชาติและอินทรีย์ได้มากขึ้น โดยไม่ต้องใช้ปุ๋ยเคมีเข้าสู่ระบบ
• น้ำของปลาได้รับการกรองตามธรรมชาติ ช่วยลดความจำเป็นในการปล่อยน้ำออกวันละ 5-30%
  • ช่วยลดการใช้น้ำในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำได้อย่างมาก
  • นอกจากนี้ยังช่วยลดมลพิษที่เกี่ยวข้องกับการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อแหล่งน้ำใกล้เคียงอีกด้วย บุปผาสาหร่ายที่เป็นพิษ และ ภาวะยูโทรฟิเคชันของแหล่งน้ำจืด.
• ผลิตทั้งอาหารที่อุดมด้วยโปรตีนและผลิตภัณฑ์จากพืชเพื่อสุขภาพในเวลาเดียวกัน
• แหล่งรายได้ที่หลากหลาย
  • ราคาในตลาดผักและปลาอาจมีความผันผวนอย่างกว้างขวางแต่ไม่มีความสัมพันธ์กัน
  • การเก็บเกี่ยวปลาไม่สม่ำเสมอแต่สามารถให้เงินไหลเข้าจำนวนมาก นอกเหนือจากรายได้จากการปลูกพืชไร้ดินแบบปกติมากขึ้น

ข้อเสียของอะควาโปนิกส์

แม้ว่าโดยรวมจะมีประสิทธิภาพมากกว่าทั้งแบบไฮโดรโปนิกส์และการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแยกกัน แต่อะควาโพนิกส์ก็สามารถนำเสนอความท้าทายในตัวเองได้

ความซับซ้อนและต้นทุน

แม้ว่าต้นทุนจะเป็นข้อจำกัดหลักของการปลูกพืชไร้ดินอยู่แล้ว แต่อะควาโพนิกส์มีความซับซ้อนมากกว่า ดังนั้นจึงมีค่าใช้จ่ายสูงในการติดตั้ง ขณะนี้มีการเพิ่มระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำในระบบไฮโดรโพนิกส์แล้ว

แต่ละต้นจะต้องมีขนาดเพื่อให้เข้ากันพอดีเพื่อให้มีพืชเพียงพอสำหรับกรองน้ำ และมีปลาเพียงพอที่จะให้ปุ๋ยเพียงพอ

ระบบที่ซับซ้อนกว่านี้ยังต้องจัดการอุณหภูมิให้ดีทั้งอุณหภูมิอากาศและอุณหภูมิของน้ำ โดยต้องคำนึงถึงการระเหยและความชื้นเฉลี่ยด้วย และทั้งพืชและสัตว์สามารถปรับ pH ของน้ำได้ ซึ่งสามารถลดการเจริญเติบโตหรือแม้กระทั่งฆ่าพวกมันได้หากไม่สมดุล

การควบคุมและทักษะ

เนื่องจากการเชื่อมต่อกันของพารามิเตอร์ทั้งหมดในการตรวจสอบ จึงจำเป็นต้องมีการควบคุมดูแลอย่างต่อเนื่องและเซ็นเซอร์เพื่อตรวจสอบการวัดเหล่านี้

ในทำนองเดียวกัน การเฝ้าระวังการระบาดของโรคในปัจจุบันจำเป็นต้องทำทั้งปลาและพืช การรักษาอาจทำได้ยากกว่า เช่น การให้ยาปฏิชีวนะแก่ปลาที่อาจนำไปสู่การปนเปื้อนของพืช หรือยาฆ่าเชื้อราสำหรับพืชที่ปนเปื้อนเนื้อปลา

การติดตามและดูแลระบบที่ซับซ้อนดังกล่าวต้องอาศัยความรู้และการฝึกอบรมที่ดี มากกว่าสิ่งที่จำเป็นสำหรับการปลูกพืชไร้ดินหรือการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำที่ "ง่ายกว่า" เพียงอย่างเดียว ซึ่งเป็นสาขาที่ค่อนข้างซับซ้อนในการเกษตร

ความต้องการพลังงาน

การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอาจส่งผลร้ายแรงต่อสัตว์น้ำ แม้จะเร็วกว่าพืชที่มีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่หรืออย่างรวดเร็วน้อยกว่าก็ตาม

ดังนั้นระบบอะควาโพนิกส์จึงอาจต้องใช้ระบบทำความร้อนและ/หรือทำความเย็นเพื่อให้น้ำอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้

สิ่งนี้สามารถทำให้อะควาโพนิคส์ใช้พลังงานมากโดยเฉพาะในบางสภาพอากาศ นอกจากนี้ยังอาจทำให้การใช้แสงธรรมชาติและโรงเรือนสำหรับส่วนประกอบของพืชในระบบมีความซับซ้อนอีกด้วย แม้ว่าวิธีนี้จะช่วยลดความจำเป็นในการใช้ไฟประดิษฐ์และทำให้ต้นไม้อุ่นขึ้น แต่ก็อาจทำให้น้ำร้อนเกินไปในช่วงฤดูร้อน ซึ่งอาจกลายเป็นปัญหาสำหรับสัตว์น้ำได้ง่าย

ความยืดหยุ่น

โดยธรรมชาติแล้วระบบอะควาโพนิกนั้นประดิษฐ์ขึ้นมาเอง พวกเขาต้องการท่อ ปั๊ม เซ็นเซอร์ ตัวกรอง ฯลฯ จำนวนมาก ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับทุกอย่างที่ทำงานได้อย่างราบรื่น:

• ห่วงโซ่อุปทานในชิ้นส่วนและส่วนประกอบ
• แหล่งจ่ายไฟฟ้า
• ระบบเชื่อมต่ออิเล็กทรอนิกส์สำหรับการทำงานอัตโนมัติขั้นสูงและขั้นสูง
• แรงงานที่มีทักษะสามารถดำเนินการตรวจสอบและบำรุงรักษาที่จำเป็นได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ปัญหาเหล่านี้เด่นชัดกว่าการปลูกพืชไร้ดิน เนื่องจากปลาจะต้องได้รับอาหาร น้ำกรอง และออกซิเจนอย่างต่อเนื่อง

ดังนั้นระบบอะควาโพนิกส์ที่ออฟไลน์เพียง 24 ชั่วโมงอาจส่งผลให้ปลาทั้งหมดตาย ซึ่งเป็นสิ่งที่พืชสามารถทนได้เพียงลำพัง

ในขณะที่มีวิธีลดความเสี่ยงเหล่านี้ เช่น ด้วยความซ้ำซ้อนของระบบหรือสินค้าคงคลังที่มากขึ้น (ซึ่งเพิ่มค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง) หรือการจัดหาพลังงานในท้องถิ่นผ่านการผลิตพลังงานหมุนเวียน อะควาโพนิกส์จะไม่มีความยืดหยุ่นเท่ากับไฮโดรโปนิกส์ และน้อยกว่าฝน -รดน้ำพืชผลในทุ่งโล่ง

นวัตกรรมด้านอะควาโปนิกส์

นวัตกรรมอะควาโพนิค

เนื่องจากอะควาโพนิกส์ผสมผสานทั้งไฮโดรโปนิกส์และการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ นวัตกรรมในทั้งสองสาขาจึงสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้

นวัตกรรมไฮโดรโปนิกส์

ไฟ LED

ไฟ LED เป็นอีกหนึ่งการแทรกแซงทางเทคโนโลยีที่สำคัญในการปลูกพืชไร้ดินและอะควาโปนิกส์ ไฟเหล่านี้ใช้พลังงานน้อยกว่ามาก ปล่อยความร้อนน้อยกว่า และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ

นอกจากนี้ สเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ทั้งหมดนั้นไม่ได้มีประโยชน์สำหรับพืชในการสังเคราะห์ด้วยแสง ดังนั้น LED เฉพาะที่ไม่มีแสงสีเขียวจึงสามารถนำมาใช้เพื่อลดการใช้ไฟฟ้าจากฟ้าผ่าเทียมเพิ่มเติมได้

ที่มา: เกษตร

eSoil

การเพาะปลูกแบบไฮโดรโปนิกส์ช่วยให้สามารถควบคุมพืชได้โดยตรงในลักษณะที่เป็นไปไม่ได้ในการทำฟาร์มแบบดั้งเดิม นี่เป็นการเปิดประตูสู่การทดลองด้วยวิธีใหม่ๆ ในการเพิ่มผลผลิตพืช นอกเหนือจากการเพิ่มการเข้าถึงแสงหรือสารอาหาร

ตัวอย่างเช่น เราสำรวจตัวเลือกดังกล่าวในบทความของเรา “ไฟฟ้าถูกกำหนดให้เพิ่มพลังการเติบโตในพืชไฮโดรโพนิกส์". นักวิจัยใช้สารตั้งต้นเทียมแบบกำหนดเอง หรือ "ดินนำไฟฟ้า / eSoil" ที่ทำจากเซลลูโลส (ส่วนประกอบหลักของกระดาษ) ผสมกับพอลิเมอร์นำไฟฟ้าที่เรียกว่า PEDOT (โพลี(3,4-เอทิลีนไดออกซีไทโอฟีน)). ด้วยวิธีนี้ ต้นกล้าจะได้รับแรงดันไฟฟ้าต่ำอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้มีอัตราการเติบโตเพิ่มขึ้น 50%

นี่เป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นว่าระบบไฮโดรโปนิกส์สามารถให้ผลผลิตเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญได้อย่างไร เนื่องจากระดับการควบคุมที่เพิ่มขึ้น

นวัตกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ

ประเด็นสำคัญประการหนึ่งในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำคือการจัดการศัตรูพืชและโรค ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีชีวภาพทำให้มีแนวคิดในการใช้การรักษา RNAi เพื่อลดผลกระทบของไวรัสได้ เป็นต้น ไวรัสจุดขาว (WSSV) ซึ่งเป็นไวรัสที่ส่งผลเสียอย่างมีนัยสำคัญต่อกุ้งเพาะเลี้ยง.

วัคซีนสามารถจัดส่งพร้อมกับอาหารของปลาได้เช่นกัน การห่อหุ้มไมโครพิเศษ หรือแม้กระทั่งการใช้ สาหร่ายดัดแปลงพันธุกรรมที่สร้างวัคซีนที่กินได้และทำซ้ำได้เอง.

สุดท้ายนี้ เนื่องจากปริมาณปลาธรรมชาติหมดลงอย่างรวดเร็ว วิธีการจัดหาที่เชื่อถือได้สูงโดยใช้โซลูชันบล็อกเชน เช่น ฟิชคอยน์ สามารถใช้เพื่อให้แน่ใจว่าเนื้อปลาที่เข้าถึงผู้บริโภคได้รับการผลิตอย่างมีจริยธรรมมากที่สุดและมีต้นทุนพลังงานต่ำที่สุด

อาจใช้โซลูชันไฮเทคอื่นๆ เช่นกัน เช่น เซ็นเซอร์ติดตามปลาแต่ละตัว เช่น iFarm ซึ่งได้รับการพัฒนาโดยความร่วมมือระหว่าง ฟาร์มปลาแซลมอน Cermaq ในนอร์เวย์ และบริษัทเซ็นเซอร์ BioSort

นวัตกรรมสำหรับทั้งไฮโดรโปนิกส์และการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ

IoT และระบบอัตโนมัติที่ใช้เซ็นเซอร์

ต้นทุนที่ลดลงของเซ็นเซอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำให้สามารถตรวจสอบอุณหภูมิ ความชื้น แสง ระดับ pH และปริมาตรสารอาหารได้อย่างต่อเนื่อง การตรวจสอบในระดับนี้มีความสำคัญมากกว่าการปลูกพืชไร้ดินเนื่องจากการมีสัตว์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ไม่ต้องการและมีผลกระทบร้ายแรงมากขึ้น

วิธีการที่ใช้เซ็นเซอร์นี้ช่วยในการติดตามและปรับเปลี่ยนแบบเรียลไทม์ว่าสภาวะต่างๆ จะเหมาะสมที่สุดอย่างต่อเนื่อง

เทคโนโลยีที่ใช้ AI

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว อะควาโพนิกส์จำเป็นต้องมีการตรวจสอบระบบน้ำ โรค ระดับสารอาหาร อุณหภูมิ pH คุณภาพของการกรองในระดับเข้มข้นอย่างยิ่ง

AI สามารถช่วยปรับสภาพแวดล้อมที่มีอยู่ให้เหมาะสม รวมถึงระดับแสง ความชื้น และระดับสารอาหาร AI ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการลงทุนและลดต้นทุนด้วยการสร้างโซลูชันแบบกำหนดเองตามเงื่อนไขเฉพาะ เมื่อเวลาผ่านไป สิ่งนี้อาจลดข้อกำหนดที่ผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์ต้องได้รับการฝึกอบรมขั้นสูงและมีความรู้เกี่ยวกับอะควาโพนิกส์

AI ยังสามารถใช้วิชันซิสเต็มหรือการทดสอบทางชีวเคมีอัตโนมัติตามปกติเพื่อเตือนเกี่ยวกับการปรากฏตัวของโรคก่อนที่มนุษย์จะทำได้

สุดท้ายนี้ ด้วยการเพิ่มขึ้นของหุ่นยนต์ทำฟาร์มอัตโนมัติ เราจินตนาการถึงระบบอะควาโพนิกส์ที่การปลูก การตัดแต่งกิ่ง การเก็บเกี่ยว และการเปลี่ยนพืช รวมถึงการให้อาหาร การผสมพันธุ์ และการเก็บเกี่ยวปลา สามารถทำได้โดยอัตโนมัติโดย AI ที่ควบคุมระบบอะควาโพนิกส์ .

เปิดตัวการติดตั้ง Aquaponic

นอกจากนี้ยังต้องมีระยะเริ่มต้นที่ช้า ซึ่งจำเป็นเพื่อให้ได้วัฏจักรไนโตรเจนที่สมดุลและเสถียร ก่อนที่จะเติมปลา วิธีที่ดีที่สุดคือสร้างวัฏจักรไนโตรเจนโดยการนำแอมโมเนียเข้าสู่ระบบและปล่อยให้ฟิล์มชีวะของแบคทีเรียเติบโตภายในตัวกรอง เพื่อให้แอมโมเนียถูกแปลงเป็นไนไตรต์และไนเตรตอย่างมีประสิทธิภาพ

เช่นเดียวกับการเพิ่มปลาและพืช ด้วยการแนะนำแบบก้าวหน้าทำให้สามารถปรับพารามิเตอร์คุณภาพน้ำ การให้อาหารปลา และการเจริญเติบโตของพืช เพียงครั้งเดียวที่ระบบทำงานได้อย่างราบรื่นกับพืชและสัตว์ในระยะการเจริญเติบโตและการเก็บเกี่ยวอย่างต่อเนื่องเท่านั้น ระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำจึงจะถือว่าเสร็จสมบูรณ์

การกำหนดขนาด

เนื่องจากความซับซ้อนของอะควาโพนิกส์ ระบบเหล่านี้ส่วนใหญ่จึงมีแนวโน้มที่จะสร้างขึ้นในเชิงพาณิชย์โดยคาดหวังผลตอบแทนจากการลงทุนที่แม่นยำ พวกเขายังมีแนวโน้มที่จะบูรณาการระบบอัตโนมัติและเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ในระดับสูงอีกด้วย

นี่ไม่ได้หมายความว่าจะไม่สามารถสร้างระบบที่มีการควบคุมด้วยตนเองมากขึ้นหรือมีขนาดเล็กลงได้ แต่อาจยากต่อการรักษาสมดุลเกี่ยวกับความเป็นกรด อุณหภูมิ ระดับแอมโมเนีย ฯลฯ และต้องมีการปรับเปลี่ยนตรงต่อเวลามากขึ้น

ภาคนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น โดยไม่มีเทมเพลตที่ได้มาตรฐานและมีการทดลองมากมาย อย่างไรก็ตาม มันไม่ใช่แค่แนวคิดในการพัฒนาอีกต่อไป ด้วยการติดตั้งขนาดใหญ่ที่โดดเด่น:

• ซูพีเรียสดในวิสคอนซินตั้งแต่ปี 2017 เป็นต้นมา สามารถปลูกผักกาดหอมและผักใบเขียวได้ปีละ 1.8 ล้านปอนด์ และปลาได้ 40,000 ปอนด์ ภายในพื้นที่การผลิต 123,000 ตารางฟุต (11,000+ ตารางเมตร)
• เล นูแวล แฟร์มส์ ในฝรั่งเศสซึ่งระดมทุนได้ 2 ล้านเหรียญสหรัฐในปี 2020 เพื่อผลิตผักผลไม้สด 60 ตันและเรนโบว์เทราต์ 12 ตันต่อปี
• ระบบอะควาโปนิกส์ขนาด 4,000 ตารางเมตรของ Jabber Al Mazroui การติดตั้งในสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์

สรุป

อะควาโพนิกส์คือการออกแบบที่มีประสิทธิภาพอย่างน่าทึ่ง ซึ่งช่วยแก้ไขข้อจำกัดหลายประการของทั้งวิธีไฮโดรโปนิกส์และการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำในปัจจุบัน สามารถลดการพึ่งพาปุ๋ยเคมีแบบไฮโดรโปนิกส์ ตลอดจนมลพิษทางน้ำและของเสียที่เกิดจากการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำได้

อย่างไรก็ตาม มันต้องใช้เทคนิคมากกว่ามาก และผู้คนและบริษัทส่วนใหญ่น่าจะได้รับประโยชน์จากการพัฒนาประสบการณ์อย่างกว้างขวางในการทำงานอย่างน้อยในด้านไฮโดรโปนิกส์หรือการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ ก่อนที่จะรวมพวกมันเข้ากับอะควาโพนิกส์

ด้วยวิธีนี้ พวกเขามีแนวโน้มที่จะประสบความสำเร็จในการจัดการกับความท้าทายหลายประการที่เกิดจากความซับซ้อนของระบบ เช่น โรคและการจัดการศัตรูพืช ความไม่สมดุลของสารเคมี (pH ระดับแอมโมเนีย ฯลฯ) การเลือกสายพันธุ์ ความผันผวนของอุณหภูมิ ฯลฯ

อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาถึงการเติบโตของประชากรทั่วโลก บวกกับจำนวนปลาป่าที่ลดลง และการลดลงของพื้นผิวดินที่เหมาะแก่การเพาะปลูก อะควาโพนิกส์อาจเป็นทางออกที่มีประสิทธิภาพในการผลิตผลิตภัณฑ์จากพืชคุณภาพสูงและเนื้อสัตว์ที่มีโปรตีนสูง และทำเช่นนี้โดยใช้ที่ดินและน้ำน้อยลง ขณะเดียวกันก็ปล่อยมลพิษน้อยลงมาก