Аквапоника: утопия или будущее сельского хозяйства?

19.12.2022
Совместным выращиванием растений и рыбы фермеры занимались с древних времен. Технологии достигли такого уровня, что сегодня житель мегаполиса может самостоятельно выращивать овощи и рыбу одновременно. В новой статье журнала «Рыболовство и Рыбоводство» мы расскажем об аквапонике - инновационном синтезе аквакультуры и гидропоники.

От ацтеков до наших дней

Основы аквапоники ученые обнаружили в Древнем Китае и цивилизации ацтеков. Популярным примером аквапоники являются рисовые заливные поля. Рыба удобряет угодья, давая питательные вещества растениям. Чаще всего на рисовых полях выращиваются озерный голец, болотный угорь, сазан, карась. Подобные фермы существуют в Южном Китае, Таиланде и Индонезии. В Китае также распространены плавающие системы аквапоники на поликультурных рыбных прудах. Площадь таких систем превышает 10 000 м². В США для аквапоники круглогодично используются вертикальные конструкции. В Катаре действует институт развития аквапоники площадью 270 000 м² (27 га).

 

C 1970 года развитием аквапоники занимался Джеймс Ракози, которого называют «крестным отцом» методики, хотя он не согласен с данным определением. Ученый вывел фундаментальные основополагающие правила для работы с аквапоникой как с технологией, способной производить овощи и рыбу в индустриальных масштабах.

По мнению другого популяризатора аквапонки Ника Сэвида, специфическая микробиологическая среда, которая образуется в аквапонных системах, позволяет добиваться более внушительных урожаев, чем в традиционной гидропонике. Содержание нитратов в растениях, выращенных на аквапонике примерно в 10 раз меньше, чем в выращенных на земле. Наиболее неприхотливые агрокультуры в аквапонике: листовой салат, руккола, кудрявая капуста, свекла, мята, базилик, декоративные цветы. Более требовательные к условиям: брокколи, клубника, томаты, перец, баклажаны, огурцы. В качестве гидробионтов можно выращивать: тилапию, форель, карпа, осетра, сома, креветок, раков. 

Биологический цикл аквапоники

Правильное совмещение гидропоники (выращивании растений в воде без почвы) и аквакультуры (разведение гидробионтов) составляет основу аквапоники. В замкнутой биологической системе отходы от деятельности рыбы являются удобрениями для растений. Корни растений в свою очередь фильтруют воду для рыбы.

Этапы биологического цикла аквапоники (информация предоставлена компанией Аквавега):

1 этап. Кормление рыбы в бассейнах. Протеин в кормах должен составлять от 25 до 45 процентов. В процессе жизнедеятельности рыба выделяет в воду аммоний (NH3)

2 этап. Бактерии Nitrosomonas и Nitrobacter превращают аммоний (NH3) в нитриты (NO2), а потом в нитраты (NO3). Оптимальный pH для бактерий: Nitrosomonas spp. 7.2 7.8, Nitrobacter spp. 7.2 8.2. Оптимальный растворенный кислород (DO) для бактерий 4-8 мг/литр. Твёрдые отходы становятся вермикомпостом, который также способствует росту растений. 

3 этап. Растения потребляют из воды нитраты (NO3), фильтруя таким образом воду. Вода поступает обратно в бассейн к рыбам. Важное условие: уровень нитратов в воде не должен превышать 5-50 мг/литр. «Основным продуктом для растений является аммоний NH3, выделяемый и растворяемый в воде. При жизнедеятельности аэробных бактерий и также растворённого в воде кислорода O2, аммоний окисляет аммиак в производные», - рассказала научный сотрудник компании Аквавега (AquaVega) Елена Радкевич.

Таким образом, аквапоника позволяет выращивать рыб, отходы которых кормят растения, которые, в свою очередь, служат фильтрами воды для рыбы.

Конструкция систем аквапоники 

Система для аквапоники может иметь разные конструкции. От простых, где емкость для растений служит одновременно крышкой бассейна для рыбы, до промышленных вариантов, включающих в себя пруд, аквапонные модули для растений, отстойники для сбора излишнего корма.

Схема работы УЗВ с аквапонным модулем

Базовые правила аквапоники

Поддержка качества воды. 

Необходимо контролировать пять ключевых параметров: 
- уровень растворенного кислорода (4-8 мг/литр),
- рН (6-8),
- температура (18-30°C),
- общее содержание азота,
- щелочность воды.


Для контроля состояния воды потребуются тест-системы. Повышать рН можно при помощи карбоната кальция и карбоната калия. А понижать фосфорной кислотой, которая добавляет необходимые растениям фосфаты. 

Правильное питание рыбы. Плотоядным видам (форель) требуется корм с высоким содержанием белка (45-50%). Всеядным рыбам (тилапия, окунь, карп, сом) требуется меньшее содержание белка (32%). Молодь обычно нуждается в корме с повышенным содержанием белка. 

Бизнес-план аквапонической фермы 

Руководитель Евразийского аквакультурного альянса Александр Неврединов приводит следующие расчеты для проекта по аквапонике:

 
- урожайность при горизонтальной посадке с 1 м² составит 20 кг/год
- сборка готовой продукции 2 раза в месяц (урожай из семян), урожай из рассады вырастает за 1 неделю
- себестоимость 1 кг - 50 руб. (выращивание), 20 руб. (предпродажная подготовка, доставка), 30 руб. (накладные расходы), итого 100 руб.
- затраты на обслуживающий персонал - 1 работник на 500 м²
- затраты на аквапонную установку рассчитываются из стоимости 2000 руб за 1 м².
- монтаж интеграции аквапонного оборудования с оборудованием УЗВ ориентировочно 1 млн руб.
- при площади комплекса 1000 м² затраты на оборудование составят: 1000 м² x 2000 руб. = 2 млн руб. + 1 млн руб. (инженерные работы), всего инвестиций - 3 млн рублей.
- чистый доход 2 млн руб./год или 166 667 руб./мес.
- окупаемость инвестиций планируется через 18 месяцев.

Эксперты прогнозируют рост рынка продукции аквапоники с темпом 12,8% в год: с $668 млн в 2019 году до $1 376 млн в 2025 году. Расходы на содержание фермы по аквапонике минимальны, а прибыль выше, чем при традиционных методах. Аквапоника неприхотлива, однако требует постоянного контроля показателей воды и продукции.

Фото: dzagigrow.ru, gidronom.ru, keywordbaskets.com, kalloa.my.id, Василий Краснобородько, Андрей Пономарев

Подписывайтесь на телеграмм-канал журнала Рыболовство и Рыбоводство.