Аквапоника своими руками дома чертежи. Аквапоника: Основные принципы

Системы Аквапоники все больше и больше начинают пользоваться спросом во всем мире, так как имеют большой потенциал для решения множества проблем возникающих в современном сельском хозяйстве и аквакультуре. Майк Николас представляет новую и инновационную систему коммерческой аквапоники, которая сочетает в себе две системы в одной.

Ник Сэвид с урожаем базилика и бассейнами с рыбой на заднем фоне.

Совсем недавно я остановился на несколько дней в Альберте, Канада, что бы встретиться с доктором Ник Сэвидом. Он является руководителем научно-исследовательского тепличного комплекса, где ведутся исследования и ищут новые инновационные решения для выращивания сельскохозяйственных культур, там же мне рассказали, что в этот проект было вложено $15 миллионов долларов и в ближайшие 12 месяцев будет построен еще один такой же комплекс для исследований. Ник Сэвид рассказал, что основываясь на опыте Джима Реккой, ему удалось значительно улучшить свой проект строящегося аквакомплекса, он внес несколько изменений и благодаря им его ферма стала намного производительней и надежней, чем была у Джима. К слову сказать, Джим Реккой является первым разработчиком подобной системы.

Сильная аэрация в системе создает течение.

Благодаря новшествам, которые сделал Ник, пространство в дорогостоящих оранжереях стали использоваться еще более эффективно, все водоемы были соединены одним большим бассейном, таким образом им удалось покончить со всевозможными трубами с маленькими отверстиями, насосами, аэрационными шлангами, которые тянулись по всей теплице.

Базилик, корневая система.

В новом проекте он улучшил качество воды, рабочее пространство, эффективность труда, убрал химикаты, в том числе и пестициды, улучшил фильтры и регуляторы pH. Все новые компоненты были объединены в одну систему, под названием Биофлок, которая основан на технологии Geotube. Geotube система, которая позволяет отделить твердые и крупные частицы от воды. После такой процедуры очищенная вода может быть возвращена назад в систему, вместо того, чтобы циркулировать по системе с твердыми частицами как было в прошлых проектах.Твердые частицы оседают в контейнере Geotube, где постепенно разлагаются и распадаются на безопасные элементы благодаря процессам брожения, которые происходят внутри контейнера. Он понял, что если удаленные твердые частицы из воды по технологии GeoTube хранить в этом же контейнере, то благодаря им во всей системе увеличивается количество питательных веществ. В результате эффективность использованной схемы питания близка к 100 %. Другими словами, он впервые создал самостоятельную рециркуляционную систему, которая перерабатывает все органические вещества входящие в корм для рыб и растений.

Теплица выращивающая базилик в бассейнах с рыбой.

Бактерии являются ключом к здоровой системе и согласно заметкам доктора Сэвида на ферме, где используется аквапоника, можно вырастить урожай равный 70% урожая обычного гидропонного комплекса, но в году может быть два урожая, которые будут выше на 30-40 % чем полученные урожаи в обычных комплексах, где используется простая гидропоника. Такие хорошие результаты- это заслуга микроорганизмов в системе, которым требуется около года для формирования правильного баланса.

Аквапоника в Нидерландах

Совсем недавно посетил в Нидерландах, в городе Bleiswijk, новый усовершенствованный тепличный комплекс, целью визита прежде всего была возможность пообщаться и лично познакомиться с Вилем Кеммерс, директором и руководителем проекта EcoFutura (другое название аэропоники) и с Пимом Вильгельмом, аквабиологом.

Рыба и помидоры — Bleiswijk, Нидерланды.

Проект по выращиванию Рыбы и Томатов является самым крупным в Нидерландах, таким он и должен быть, ведь он поддерживается самыми крупными игроками в этой промышленности. Садки для рыбы расположены в теплице под полом, на котором растут помидоры на минеральной вате Grodan. Это и в правду очень сложный проект, с полной рециркуляционной системой, так как питательный раствор для растений берется из аквариума, затем вода стерилизуется ультрафиолетовым светом и перед тем как подать раствор помидорам проверяется его минерализация и уровень pH, затем он корректируется, и только потом – готовый полноценный раствор подается растениям. Подобным образом удаляется часть органических отходов. Дренаж с матов возвращается в садки с рыбой, но перед тем как туда попасть, вода снова проходит процесс корректировки, увеличивается pH до уровня необходимого рыбе.

Одна из трудностей использования аквапоники- это необходимость обеспечения сельскохозяйственных культур, таких как помидоры, оптимальным количеством солей в растворе(приблизительно 3.5 mS), для того что бы можно было гарантировать высококачественный урожай овощей в середины зимы. Раствор, который поступает непосредственно из бассейна с рыбой, обычно, имеет очень низкую минерализацию, но в глубоководных системах это не столь важно, так как питательный раствор течет по корням растений и сельскохозяйственные культуры в состоянии поглотить необходимое им количество питательных веществ, однако с помидорами ситуация другая, цель состоит в том, чтобы использовать минерализацию для управления развитием и качеством плодов, а это сделать, используя глубоководную систему в комплексе, где используют аквапонику, очень трудно.

Для того, что бы иметь возможность контролировать концентрацию раствора для использования его в системе гидропоники на матах из минеральной ваты или матов из кокосового волокна с высокой минерализацией и иметь возможность вернуть отработанный раствор обратно в бассейны с рыбой, необходимо использовать фильтр с обратным осмосом.

Аквапоника в Канаде становится все более популярной и все чаще используется как инструмент для обучения. Многие школы приобрели мини установки аквапоники и используют их для исследований и обучения. Все это демонстрируется школьникам и студентам для того, что бы они поняли простые принципы экологии и биологии.

Аквапоника против органики

К сожалению, большинство руководителей сегодняшних тепличных хозяйств все еще не доверительно относятся к аквапонике. Их главный аргумент — то, что это неестественно, потому что растения выращиваются без почвы. Это очень странный и не обоснованный аргумент, потому, что данная система является самой безвредной для окружающей среды из всех существующих на данный момент, так же эта система система самая эффективная по использованию воды. Как ни крути, выращивание в почве не так эффективно и экологично, как выращивание на аквапонике!

В любом случае, из чего состоит почва? В основном это:
твердые частицы (например, песок, ил, глина)
органические вещества
микроорганизмы
вода
газ (кислород, CO2 и т.д.).

Аквапоника – это система, которая включает все выше перечислено, ну конечно кроме твердых частиц, а если чего-то не хватает или какого-то вещества мало, то его легко добавить!
Кстати говоря, теплица, которая выращивает растения на почве собирает примерно 60% урожая простой гидропонной теплицы. В Канаде, доступна возможность сертификации продукции выращенной методом аквапоники при условии, что в качестве субстрата использовались кокоматы!

Переведено и подготовлено к публикации администрацией ресурса сайт

• Tutorial

Всем привет. Как-то на просторах Интернета мне попался интересный американский проект. Суть проекта в том, что можно выращивать различные агрокультуры, используя не почву, а, так сказать, симбиоз рыб с растениями. Получается замкнутый цикл. Вы кормите и выращиваете рыб, их продукты жизнедеятельности, растворённые в воде, являются питательной средой для растений. А эти растения, получая питательные вещества для роста из воды, очищают её. Весь процесс повторяется по кругу. Данный метод называется «аквапоника».

Вдохновленный данным проектом, я решил создать нечто подобное, но уже с применением микроконтроллера. По сути, я хотел автоматизировать весь процесс – именно автоматизация, по большому счёту, меня и привлекала. Определившись, что буду выращивать клубнику, я начал конструировать саму установку

Кратко рассмотрим некоторые конструктивные моменты

Подобрать подходящее освещение для клубники оказалось непростым делом. Мне хотелось использовать светодиоды, но, погуглив в Интернете, я выяснил, что любые светодиоды не подойдут. Они должны быть с определенными спектром и длиной волны. Для нормального роста растений спектр свечения должен быть смешанным и состоять из красных и синих светодиодов. В принципе, они так и называются – светодиоды для растений. Например такие
Затем возник вопрос: а какое количество светодиодов нужно? Не найдя чёткой информации по этому вопросу, я остановился на покупке одноваттных светодиодов – пяти красных и пяти синих. Ввиду ограниченного бюджета, светодиоды приобрел без радиатора. Но, учитывая то, что они работают продолжительное время, нужно позаботиться об их охлаждении. Поэтому радиаторы я самостоятельно изготовил из алюминиевого листа, к которому прикрутил медные полоски.

Поскольку аквариум с фильтром у меня уже был, то я решил немного модернизировать автоматику для аквариума, и собрать автоматическую кормушку для рыб из доступных материалов. Шириной зазора перегородки, которая размещалась в корпусе, спаянном из фольгированного текстолита (55 х 55 х 10), регулировалась доза корма. Чтобы контролировать количество корма в кормушке, требовалась прозрачная крышка. Материалом для неё послужил корпус из завалявшегося подкассетника, но можно использовать и тонкое оргстекло.

Для подачи дозированной порции в аквариум был приспособлен шаговый двигатель из старого сидирома. Для контроля перемещения шагового двигателя я установил концевой выключатель с «лыжей». Так как в данном проекте всем процессом будет управлять микроконтроллер, то именно на него я возложил функцию управления этим девайсом. Время кормления было фиксированным, корм подавался рыбам два раза в сутки, утром в 8.00 и вечером в 18.00.Кормушка получилась вместительная, корма хватает на месяц без дозаправки корма. Это, пожалуй, единственное, что в процессе эксплуатации аквапоники не пришлось изменять.

Для аквапоники был выбран метод периодической затопляемости. Он подразумевает использование насоса для подачи воды в установку. Покупать специально какой-то насос мне не хотелось, поэтому взял аквариумный фильтр. Он отлично подходил для этой цели, не потребовалось даже никаких переделок – надел на фильтр гибкий шланг, и всё. Мало того, что сам аквариумный фильтр очищал воду от крупного мусора, он ещё и отлично подавал воду на небольшую высоту. Для контроля уровня поданной воды я использовал два медных электрода, изготовленных из медной проволоки (в процессе работы это оказалось не лучшим вариантом, потому что они окислялись). Естественно, всем процессом управлял микроконтроллер.

Более наглядную работу аквапоники и электронного блока управления на микроконтроллере можно посмотреть в данном видео.

Немного не по теме : рассмотрим некоторые проблемы, которые возникли в процессе эксплуатации аквапоники.

Эксперименты над светодиодным освещением

После двух месяцев роста клубники возникли проблемы. Я заметил, что её листья становились скорее белыми, чем зелёными. Перелопатив массу информации, я выяснил, что возможная причина заключается в нехватке питательных элементов в воде, необходимых для формирования правильного роста. Какую-либо химию добавлять не хотел. Поэтому принял простое решение – увеличить количество рыб, так как больше рыб выработают больше продуктов жизнедеятельности.

По истечении месяца положительного результата не наблюдалось, листья по-прежнему оставались бледно-зелёные. Но зато начала обильно плодоносить клубника.

Я стал экспериментировать с освещением, спустя некоторое время после того, как я убрал два красных светодиодов, листья клубники стали зеленые. Сейчас соотношение светодиодов составляет пять синих и три красных.

Плодоношение

Программа на микроконтроллер и сама схема постоянно меняются. Казавшийся с самого начала относительно простой проект перерос в серьёзное устройство с применением микроконтроллера. Сейчас в процессе изготовления – новая установка, значительно большего размера, наворотов там также больше. Всё в проводах, датчиках и различных дозаторах.

P.C. Если данная тема на просторах хабра получит отзыв, то буду продолжать писать статьи на данную тему .

Если гидропоника довольно хорошо известна и давно используется для выращивания некоторых культур, то аквапоника - жизнедеятельность рыб и растений в едином цикле - ещё не нашла столь широкого применения в условиях жилой квартиры или дома. Тем не менее некоторые хозяева таких систем уже накопили солидный опыт самостоятельного изготовления аквапонических установок без грунта, которые успешно работают и приносят реальные результаты.

Рыбы в процессе своей жизни выделяют аммиак, который находится в аквариумной воде. В процессе биофильтрации это опасное для водной живности вещество перерабатывается в нитриты, а затем в нитратные соединения.

Нитраты в разумных дозах нужны для роста растений. Они потребляют их непосредственно из воды через корневую систему, оставляя рыбкам очищенную акву.

Получается некий живой замкнутый цикл, при котором принудительное внесение химикатов, способствующих развитию растительности, не требуется.

Нужно только кормить рыбок обычным кормом.

Индивидуальные аквапонические мини-установки имеются в продаже. Их предлагают некоторые американские и европейские производители. В то же время такую систему можно разработать и реализовать самостоятельно в собственном доме и даже в городской квартире.

Аквапоника в домашних условиях

Условия частного дома очень хорошо подходят для изготовления собственной аквапонической фермы. Помещением для неё могут быть, например, утеплённая веранда или отапливаемая хозяйственная постройка.

В самом начале нужно определить, каких рыб можно содержать для системы аквапоники. Если ёмкость позволяет, то это могут быть небольшие особи карпов. Существует опыт разведения и некоторых видов осетровых.

Необходимо иметь две ёмкости: для рыб и для выращивания растений. Хорошо для этих целей подходит так называемый еврокуб.

Это пластмассовый контейнер кубической формы ёмкостью 1000 литров, установленный в металлическую решётку. Разрезав контейнер пополам, можно получить две ёмкости высотой 55 сантиметров, шириной 50 сантиметров и длиной 60 см. Металлическую решётку необходимо тоже разрезать, пластмассовые ванны установить рядом в полученные каркасы.

Питомник для рыб устраивается по принципу аквариума. На дно можно насыпать щебень или гравий и положить несколько керамических трубок для размножения биологически активных микроорганизмов.

Принцип устройства

Внизу резервуара делается отверстие под соединительную муфту, к которой затем крепится подающая помпа со шлангом.

Выходное отверстие должно быть типа душевой лейки для обеспечения . Водяной насос подбирается из расчёта его производительности 1000 литров в час и высоты подачи воды не менее 1 метра. Такие помпы с встроенным имеются в продаже.

В ёмкости для растений прорезается два отверстия: одно сверху (для подачи воды) и одно в дне резервуара (для слива воды обратно в аквариум). Подающий шланг может подходить и сверху, а для слива воды желательно соорудить сифон.

Его можно сделать из пластиковых труб. На более тонкую трубу, присоединённую к шлангу обратной подачи, надевается более толстая труба, играющая роль сифона. Вся эта конструкция заключается в отрезок широкой канализационной трубы со множеством отверстий, и служит препятствием частичкам твёрдого наполнителя резервуара для растительности. В качестве такого наполнителя тоже можно использовать гравий.

Принцип действия прост: вода постепенно поднимается до уровня крышки сифона, затем в течение 1-2 минут через тонкую трубку по обратной линии сливается в рыбий питомник. Фитоёмкость снова постепенно наполняется водой.

Вверху данной ёмкости устанавливаются кассеты с рассадой. Основанием для них может быть толстая фанера с вырезанными отверстиями под обыкновенные пластиковые стаканчики. В донышке этих стаканов делается несколько дырочек для развития корневой системы растений. Уровень воды в резервуаре должен быть немного ниже крайней нижней точки стаканчиков. В процессе роста рассады её корни постепенно опускаются в воду, из которой растительность получает все необходимые вещества для своего развития.

Нельзя забывать и об растений. Для этого подойдёт светодиодная фитолампа, которую можно без проблем купить в магазине.

В такой небольшой акваферме можно круглый год выращивать, например, клубнику, небольшие помидоры, салат, лук и даже цветную капусту.

Аквапоника в городской квартире

Сделать аквапоническую систему своими руками можно в обычной городской квартире, где хозяева содержат аквариумных декоративных рыбок. Причём такая гидроустановка не займёт много места, если разместить ёмкость для растений прямо на крышке аквариума. Для неё подойдёт обыкновенный пластиковый вазон прямоугольной формы.

Порядок изготовления

В верхней части вазона вырезается круглое отверстие, монтируется соединительный фитинг для подсоединения заливного шланга. С другой стороны в нижней части делается то же самое для слива воды. Разумеется, все стыки надо надёжно загерметизировать. Сливное отверстие с краником, шланг от которого идёт в аквариум, необходимо оснастить сеткой для механической очистки воды.

После того как данная конструкция готова, её надо испытать на герметичность в ванной комнате. Нелишним будет сделать в верхней части вазона ещё одно отверстие с фитингом для аварийного слива воды, если забьётся основной.

В ёмкость для растительности засыпается грунт, аналогичный аквариумному. На него можно поставить пластмассовые горшочки с отверстиями для растений. Но лучше изготовить конструкцию из фанеры и пластиковых стаканчиков, о которой говорилось ранее. В этом случае корневая система будет получать больше воздуха.

Подача воды в вазон должна осуществляться с помощью внутреннего или внешнего аквариумного фильтра.

Необходимое условие: помпа фильтра должна быть регулируемой. Этим достигается поддержание необходимого уровня воды в резервуаре для растений, который устанавливается опытным путём.

В принципе, домашняя аквапонная система, имеющая замкнутый цикл работы, готова.

По желанию в дальнейшем можно добавлять фитоёмкости, поставить рядом с аквариумом или прикрепить к стене. В такой установке хорошо растут травянистые декоративные растения или цветы, а также зелень (салат или лук).

Для аквариумных питомцев режим содержания и кормления остаётся неизменным.

Изготовив своими руками домашнюю аквапонную систему, можно увидеть её очевидные достоинства:

• единый постоянный процесс роста и развития водной живности и комнатной флоры;
• получение питательных для растительности веществ от остатков жизнедеятельности рыб;
• создание благоприятной водной среды в аквариуме.

Видео-пример того, что создать аквапонику своими руками в условиях квартиры вполне реально:

В природе все уравновешено и создано друг для друга. Нарушение баланса требует компенсации. Простейший пример - подводный мир. Продукты жизнедеятельности рыб провоцируют у них же высокий уровень метаболизма, и даже может стать причиной гибели. Именно поэтому воду в аквариумах постоянно меняют. В естественных условиях очисткой воды занимаются водоросли. Известно, что они, будучи разновидностью растительного мира, потребляют готовую органику, в том числе и рыбного происхождения.

В то же время растения, в их числе и овощи, нуждаются в природной органике, которую в век промышленного производства в сельском хозяйстве заменили химией - азотными, калийными и фосфорными удобрениями. Правда, нередко бизнесмены в погоне за урожайностью и прибылью выращивают овощи и фрукты не соответствующие стандартам экологии.

Именно поэтому в начале 21 века популярность начинает приобретать такой уникальный способ овощеводства, как . Его суть заключается в том, что рыбы вырабатывают удобрения, которые перекачиваются вместе с водой в систему гидропоники, где и выращиваются овощи. Продукт получается природным, а урожайность не уступает нормам интенсивного земледелия. В Европе, в Канаде, в США за аквапоникой видят будущее: выращивая рыбу, выращивают овощи. Тот и другой продукт полезен для здоровья, и всегда будет пользоваться спросом.

Об этом новом бизнесе на аквапонике, являющемся, на наш взгляд, одной из , мы и решили рассказать.

Аквапонике - 127 лет

Аквапонику справедливо считают разновидностью гидропоники, история которой начинается с опытов голландца Иоганна Ван Гельмонта в первом десятилетии семнадцатого века. Гельмонт доказал, что растения можно выращивать и без грунта, правильно готовя воду. Многочисленные наблюдения показали, что вода, используемая для выращивания растений методом гидропоники, самоочищается, т.е., вещества, растворенные в ней, усваиваются корневой системой.

Первыми, кто извлек из этого факта практическую пользу, были любители декоративных рыбок. Именно для них появились аквариумные фитофильтры авторства Николая Федоровича Золотницкого. В 1885 году в книге «Аквариум любителя» он привел их краткое описание и пояснил механизм работы. Им было замечено, что растения, украшающие аквариумы, корни которых были опущены в воду, растут не с меньшей эффективностью, чем на грунте с интенсивным удобрением. А рыбы, плавающие в такой воде, хорошо развиваются и не болеют. Правда, в то время этот научный факт имел ограниченное применение.

В настоящее время, в эпоху энергосбережения и экологических приоритетов, аквапоника получила новое развитие. На западе имеется немало ферм, в которых выращиваются экологически чистые продукты методом аквапоники, и даже сняты фильмы, популяризующий этот бизнес. Поначалу овощеводство на аквапонике дополняло рыбоводство, и было вторичным, однако с ростом спроса на экологическую продукцию, первичным стала именно аквапоника.

От биофильтров для декоративных рыб к растениеводству

Биологические фильтры представляют собой замкнутую систему, в которых воду из аквариума посредством насоса пропускают через корневую систему растений, растущих в специальных устройствах по методу гидропоники. В отличие от водорослей, наземные растения активнее потребляют органику.

«У меня сделан такой же биофильтр для аквариума, - на форуме «Гидропонщики» сообщил Ivanow, - работает почти год, растения прекрасно себя чувствуют». Ему вторит nonpro: «Рыбам нравится чистая вода». Точно так устроена «рыбная» аквапоника: вода из бассейна с рыбами насосами закачивается в емкость, в которой на твёрдых субстратах выращиваются растения.

Игорь Некрасов, студент из Москвы рассказал о своем опыте аквапоники: «Всё получилось спонтанно, мы решили украсить аквариум вазоном и одновременно фильтровать воду через корни растений, высаженных в нем. Делалось, это лишь с одной целью, как можно реже менять воду, поскольку это очень хлопотное занятие. Использовался аквариумный грунт внизу и керамзит - сверху. Посадили то, что было под рукой - луковки репчатого лука. Когда эта гидросистема заработала, я увидел, что лук в биофильтре рос в два раза быстрее, чем в грунте на окне».

По словам юноши, он заинтересовался этой темой и нашел в интернете немало положительных примеров. Впрочем, узнал он и об отрицательном опыте. Аквапоника в производственных целях является наукоемким процессом, и упрощенный взгляд может негативно сказаться на результатах. Поэтому комментарии «пробовал, и ничего не получилось» говорят, скорее, об отсутствии знаний.

Помидор из карпа

Лидерами в аквапонике стали голландцы. Многие разработки ведутся в рамках проекта EcoFutura, с целью снизить в разы содержание нитратов, сохраняя при этом высокую урожайность, что актуально в условиях усиления экоконтроля. Так аквабиологом Пимом Вильгельмом разработана аквапоническая технология выращивания экологически чистых помидоров в зимнее время. Известно, что рост томатов на закрытом грунте зимой сопровождается обильным питанием их нитратами.

Водоемы соседствуют друг с другом. Высокий урожай томатов достигается за счет частичной обработки аквариумной воды - её стерилизацией ультрафиолетовым светом и pH контролем. При этом вода активно минерализуется, как это требуется по технологии выращивания помидоров. Обратно вода сливается в аквариум после фильтрации осмосом, поскольку уровень минерализации остается высоким.

В этом, собственно, и заключается специфика выращивания помидоров. Для других культур, требуются иные подходы и технологии. В этой связи Вилем Кеммерс, директор и руководитель проекта EcoFutura, видит трудности промышленного выращивания овощей аквапоникой в доведении аквариумных вод до норм, необходимых для конкретной агрокультуры, поскольку требует дорогостоящей контрольно-измерительной техники и дозирующих устройств.

Промышленное выращивание рыбы и овощей требует высоких стартовых трат, т.к., необходимо построить теплицы, и в них размещать водоемы. Рентабельность такого бизнеса может быть достаточной в южных регионах России. В то же время спрос на экологически чистые продукты постоянно возрастает. Так в странах Евросоюза томаты, выращенные по технологии аквапоники, имеют содержание нитратов в десять раз меньше, чем на закрытом грунте, и стоят в пять раз дороже. При этом затраты увеличиваются всего в два раза.

В России аквапоника пока не нашла широкого применения, но уже известны небольшие хозяйства опытного производства, в которых совмещают выращивание рыб и клубники. Об этом поведала форумчанка ЗАФИРА, сообщив: «Я уже три года выращиваю клубнику, используя воду из аквариума, в которой муж держит солнечных окуней. С площади, примерно полметра, каждые полгода собираю до 2 килограмм вкуснейших ягод».

***
В России этот бизнес, скорее, экзотика, поскольку спрос на экологически чистые продукты с высокой добавленной стоимостью пока не велик. Однако вслед за Западом и у нас овощи, выращенные по технологии аквапоники, обязательно будут востребованы.

Александр Ситников
Фото с сайта ponics.ru, uzv.su, vkontakte.ru