Замкнута біологічна система для вирощування осетрів і полуниці.

[ На головну ]
[ вгору ]
[ Відео аквапоніка ]

наш Блог
моніторинг УЗВ
Гра Аква Ферма

Весь матеріал, викладений нижче, спеціально відредагований для широкого кола читачів. Без хитромудрих формул, щоб кожна людина могла зрозуміти, що хотів сказати автор. Можливо, в майбутньому буде створено спеціальний платний сайт для вузького кола читачів, де можна буде дискутувати і обговорювати нові досліди і методи розрахунків біологічно замкнутих систем.

Загальний вигляд експериментальної установки:

в білому пластиковому басейні жила сотня сибірського осетра ( "Ленський" осетер), ліворуч була розташована гідропонна установка (з вагається рівнем води) для вирощування салатів, полуниці або томатів, праворуч - система фільтрів і балон з стисненим киснем;

в пісочному фільтрі замість піску використовувалися пластикові гранули, основна мета яких полягала в можливості заселення їх нітріфіцірующімі бактеріями, а також для затримки зважених часток, нерозчинних у воді, розміром більш ніж 100 мікрон. Такий модифікований фільтр є одночасно і біофільтром, і механічним фільтром. Щоб уникнути утворення застійних зон (анаеробних) і закупорки біофільтра, часто проводилася зворотна промивка фільтра;

вироблялося відстоювання промивної води і використання твердого осаду для компосту;

була встановлена ​​система аварійної сигналізації, яка дзвонила на мобільний телефон головного розробника (система була зібрана з охоронної сигналізації і тому коштувала недорого). До вхідним реле підключені три датчика: наявність електрики в офісі, концентрація кисню в воді і рівень води в басейні з рибою. Основна мета досвіду - перевірити точність математичної моделі, яка описує замкнену екосистему по живильних елементів.

Розробив і зібрав установку Краснобородько В.В. в 1993 році.

Перед початком експерименту були обрані параметри води, які необхідно було підтримувати протягом досвіду:

1. Для осетра:
   - максимальна концентрація аміаку, мг / л;
   - максимальна концентрація загального амонію (була обчислена, знаючи pH і температуру води), мг / л;
   - максимальна концентрація нітриту, мг / л;
   - максимальна концентрація нітрату, мг / л;
   - максимальна концентрація нерозчинених зважених часток, мг / л;
   - максимальна концентрація вуглекислого газу, мг / л;
   - мінімальна концентрація кисню, мг / л;
   - температура води, С;
   - діапазон pH води (з урахуванням потреби рослин);
   - діапазон лужності води (був обчислений з урахуванням залежності від pH і від CO2), мг / л як CaCO3;
   - діапазон жорсткості води, мг / л як CaCO3.

2. Для полуниці:
   - максимальна концентрація розчинених речовин, мг / л;
   - оптимальні концентрації макро і мікроелементів: Ca, Mg, K, N (як NO3), P (як PO4), S (як SO4), Cl, Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo.

3. Для коригування pH води застосовувалися: KOH, CaO, Ca (OH) 2 (як відомо, продукти життєдіяльності риб знижують pH, а рослини, навпаки, підвищують. Але в даному випадку окислювальні процеси домінували).

В результаті цього експерименту був накопичений великий експериментальний матеріал, що включає в себе: динаміку основних поживних елементів (NO3, PO4, SO4, K, Ca і Mg), що надходять з кормом для риб і акумулювати в рибі, рослинах і твердих відходах. Вода в результаті цього експерименту нікуди не виливалася, а повторно використовувалася. Втрати води складалися тільки з випаровування. Коригування pH здійснювалася два рази в день (особливо в кінці досвіду, коли біомаса осетра значно зросла), коригування же мікроелементів - раз в тиждень. Макроелементи не додають, тому що надходили з кормом для риб, крім калію і кальцію, які додавалися в вигляді гідроксидів в залежності від того, чого не вистачало.

Математична модель поведінки такої біосистеми в кінці досліду була доведена до досконалості. Вдавалося навіть без дорогих тестів досить точно прогнозувати поточні концентрації макроелементів в воді, кількість гідроксидів, необхідних для коригування pH води, а також деяких мікроелементів.

Експлуатація подібних замкнутих систем (з оборотним водопостачанням) вимагає обов'язкової присутності навченого оператора протягом 24 годин. Це важливо для швидкого усунення поломок в системі життєзабезпечення риб. Якщо щільність посадки риб велика (автор доводив до 400 кг / м3), для досягнення максимального врожаю та зменшення витрат на опалення приміщення, то зростає ймовірність поломки вузлів вашої установки. Наприклад, при припиненні постачання риби киснем, ви ризикуєте через 20 хвилин позбутися всього поголів'я риби!
Критичний інтервал часу:

Рахунок йде на хвилини

Відсутність електрики, падіння рівня води в басейнах, припинення аерації повітрям або чистим киснем Рахунок йде на години Температура, CO2, pH Рахунок йде на дні Лужність води, Амоній - Аміак, Нітрит, Нітрат

Експлуатація системи, в якій спільно вирощуються риба і сільськогосподарські рослини - дуже складна справа, яка потребує знань з трьох абсолютно різних, на перший погляд, областей науки. Це аквакультура (рибництво), гідропоніка (тепличне господарство) і мікробіологія (культивування бактерій в біофільтрі). Тварини, рослини і бактерії - ось ці три діючих "особи" в будь-який замкнутої біологічної системі, які живуть в симбіозі один з одним. Перший опис такого спільного співіснування дав в минулому столітті В. І. Вернадський і назвав його "Вчення про Біосфері"!

Однак не все так складно, як здається на перший погляд. Організми, що живуть на Землі, досить важко знищити, принаймні, прості форми життя. Якщо описати поведінку таких трьох китів як: тварини, рослини і бактерії або, назвемо їх по-іншому, споживачі, виробники і деструктори, то вийти диференціальне рівняння 2-го порядку, яке не має прямого рішення. Але ми то знаємо, що життєві форми живучі, більш того, здатні підлаштовуватися під мінливі умови навколишнього середовища, тому нема чого намагатися враховувати всі хімічні елементи, а досить сконцентруватися на так званих "маркерах". По інших хімічних елементів система сама себе призведе в рівновагу. Тому рівняння спрощується і стає цілком вирішуваним. В цьому і полягає основна ідея математичної моделі Краснобородько Василя. Завдяки такому підходу, вдалося досить точно розраховувати повністю замкнуті системи і розробити методику виробництва абсолютно запаяних живих акваріумів. Ви запитаєте, чому проводяться тільки такі маленькі акваріуми з креветками, а не з рибками? А дуже просто, що б створити повністю замкнуту систему для маленької рибки, то буде потрібно обсяг мінімум 200 літрів води. Збирати доведеться в лабораторних умовах, а додому ви його не зможете взяти, тому що 200 літровий акваріум важить 200 кг!

Для перегляду Сюжету про вирощування осетра і полуниці в замкнутій системі, тисніть сюди. 2 хвилини тривалість ролика.

Робочий ескіз акваріума для полуниці

Домашній акваріум з рибками "гуппі" - повна відсутність акваріумних фільтрів Схема акваріума Вид з іншого боку. Рибок не видно, тому що в акваріумі мало світла

Для вирощування теплолюбних видів риб важливим критерієм є температура води. У нашій кліматичній зоні при звичайному способі (наприклад, Садковий) можна вирощувати осетра тільки 4-5 місяців на рік. Весь інший час осетер не харчується і, відповідно, не росте. Тому він виростає від 3 грамового малька до товарної ваги 1 кг за 2 3 роки. Оптимальною температурою для росту осетра є 20 ° С-24 ° С. Підігрівати воду на осетровому заводі - це тупик. Неможливо підігріти 200 м3 / год води з 10 ° С до 24 ° С - для цього не вистачить і цілої електростанції! Єдиний вихід з цього становища: зробити високу посадку осетрів в басейнах і не використовувати воду з річки, а очищати і не випускати теплу воду із системи (осетер + полуниця). Тоді можна всю установку розмістити в опалювальному приміщенні і тримати температуру 20 ° С-24 ° С. Попередні результати показали, що можна отримувати до 80 кг осетра з м2 басейну глибиною 1 м в рік і 10 кг полуниці з цієї ж площі. Осетер - хижак, тому коріння рослин не представляють для нього інтересу. Собівартість осетра при такому способі падає в кілька разів! Значить можна створити виробництво риб на основі такої технології. При такому способі вирощування досягається мала витрата комбікорму - на 1 кг осетра витрачається 1,5 кг комбікорму, проти 3 кг комбікорму при ставковому вирощуванні. Чому це так, зрозуміти не складно. При ставковому розведенні риб у вас є період зимівлі, коли температура води стає низькою. Риба перестає харчуватися і, відповідно, не набирає вагу, а худне. Влітку ви її годуєте, а взимку вона худне. У замкнутій системі ви можете тримати температуру води теплої, і у вас немає періоду зимівлі. Риба їсть, набирає вагу, думає, що завтра прийде зима. Ось тому і витрата корму нижче в 2 рази! Жоден рибгосп не зможе конкурувати.

на початок сторінки