Замкнутая биологическая система для выращивания осетров и клубники. Аквапоника: клубника из осетра выращивание осетра с клубникой в израиле

Весь материал, изложенный ниже, специально отредактирован для широкого круга читателей. Без заумных формул, чтобы любой человек мог понять, что хотел сказать автор. Возможно, в будущем будет создан специальный платный сайт для узкого круга читателей, где можно будет дискутировать и обсуждать новые опыты и методы расчетов биологически замкнутых систем.

Общий вид экспериментальной установки:

	в белом пластиковом бассейне жила сотня сибирского осетра ("Ленский" осетр), слева была расположена гидропонная установка (с колеблющимся уровнем воды) для выращивания салатов, клубники или томатов, справа - система фильтров и баллон с сжатым кислородом;
	в песочном фильтре вместо песка использовались пластиковые гранулы, основная цель которых заключалась в возможности заселения их нитрифицирующими бактериями, а также для задержки взвешенных частиц, нерастворенных в воде, размером более чем 100 микрон. Такой модифицированный фильтр является одновременно и биофильтром, и механическим фильтром. Во избежание образования застойных зон (анаэробных) и закупорки биофильтра, часто проводилась обратная промывка фильтра;
	производилось отстаивание промывочной воды и использование твердого осадка для компоста;
	была установлена система аварийной сигнализации, которая звонила на сотовый телефон главного разработчика (система была собрана из охранной сигнализации и поэтому стоила недорого). Ко входным реле подключены три датчика: наличие электричества в офисе, концентрация кислорода в воде и уровень воды в бассейне с рыбой. Основная цель опыта - проверить точность математической модели, описывающей замкнутую экосистему по питательным элементам.

Разработал и собрал установку Краснобородько В.В. в 1993 году.

Перед началом эксперимента были выбраны параметры воды, которые необходимо было поддерживать в течение опыта:

Для осетра:
- максимальная концентрация аммиака, мг/л;
- максимальная концентрация общего аммония (была вычислена, зная pH и температуру воды), мг/л;
- максимальная концентрация нитрита, мг/л;
- максимальная концентрация нитрата, мг/л;
- максимальная концентрация нерастворенных взвешенных частиц, мг/л;
- максимальная концентрация углекислого газа, мг/л;
- минимальная концентрация кислорода, мг/л;
- температура воды, С;
- диапазон pH воды (с учетом потребности растений);
- диапазон щелочности воды (был вычислен с учетом зависимости от pH и от CO2), мг/л как CaCO3;
- диапазон жесткости воды, мг/л как CaCO3.

Для клубники:
- максимальная концентрация растворенных веществ, мг/л;
- оптимальные концентрации макро и микроэлементов: Ca, Mg, K, N (как NO3), P (как PO4), S (как SO4), Cl, Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo.

Для корректировки pH воды применялись: KOH, CaO, Ca(OH)2 (как известно, продукты жизнедеятельности рыб понижают pH, а растения, наоборот, повышают. Но в данном случае окислительные процессы доминировали).

В результате этого эксперимента был накоплен большой экспериментальный материал, включающий в себя: динамику основных питательных элементов (NO3, PO4, SO4, K, Ca и Mg), поступающих с кормом для рыб и аккумулировавшихся в рыбе, растениях и твердых отходах. Вода в результате этого эксперимента никуда не выливалась, а повторно использовалась. Потери воды состояли только из испарения. Корректировка pH осуществлялась два раза в день (особенно в конце опыта, когда биомасса осетра значительно возросла), корректировка же микроэлементов - раз в неделю. Макроэлементы не добавлялись, т.к. поступали с кормом для рыб, кроме калия и кальция, которые добавлялись в виде гидроксидов в зависимости от того, чего не хватало.

Математическая модель поведения такой биосистемы в конце опыта была доведена до совершенства. Удавалось даже без дорогостоящих тестов достаточно точно предсказывать текущие концентрации макроэлементов в воде, количество гидроксидов, необходимых для корректировки pH воды, а также некоторых микроэлементов.

Эксплуатация подобных замкнутых систем (с оборотным водоснабжением) требует обязательного присутствия обученного оператора в течение 24 часов. Это важно для быстрого устранения поломок в системе жизнеобеспечения рыб. Если плотность посадки рыб большая (автор доводил до 400 кг/м3), для достижения максимального урожая и уменьшения расходов на отопление помещения, то возрастает вероятность поломки узлов вашей установки. Например, при прекращении снабжения рыбы кислородом, вы рискуете через 20 минут лишиться всего поголовья рыбы!
Критичный интервал времени:

Эксплуатация системы, в которой совместно выращиваются рыба и сельскохозяйственные растения - очень сложное дело, требующее знаний из трех совершенно разных, на первый взгляд, областей науки. Это аквакультура (рыбоводство), гидропоника (тепличное хозяйство) и микробиология (культивирование бактерий в биофильтре). Животные, растения и бактерии - вот эти три действующих "лица" в любой замкнутой биологической системе, которые живут в симбиозе друг с другом. Первое описание такого совместного сосуществования дал в прошлом веке В. И. Вернадский и назвал его "Учение о Биосфере"!

Однако не все так сложно, как кажется на первый взгляд. Организмы, живущие на Земле, довольно трудно уничтожить, по крайне мере, простые формы жизни. Если описать поведение таких трех китов как: животные, растения и бактерии или, назовем их по-другому, потребители, производители и деструкторы, то получиться дифференциальное уравнение 2-го порядка, которое не имеет прямого решения. Но мы то знаем, что жизненные формы живучи, более того, способны подстраиваться под изменяющиеся условия окружающей среды, поэтому незачем стараться учитывать все химические элементы, а достаточно сконцентрироваться на так называемых "маркерах". По остальным химическим элементам система сама себя приведет в равновесие. Поэтому уравнение упрощается и становится вполне решаемым. В этом и заключается основная идея математической модели Краснобородько Василия. Благодаря такому подходу, удалось довольно точно рассчитывать полностью замкнутые системы и разработать методику производства абсолютно запаянных живых аквариумов. Вы спросите, почему производятся только такие маленькие аквариумы с креветками, а не с рыбками? А очень просто, что бы создать полностью замкнутую систему для маленькой рыбки, то потребуется объем минимум 200 литров воды. Собирать придется в лабораторных условиях, а домой вы его не сможете взять, т.к. 200 литровый аквариум весит 200 кг!


Замкнутая система	Установка замкнутого водоснабжения	Сибирский осетр и кокосовая пальма - братья на веки!	Мальки осетра. Навеска 50-100 грамм


Каждый день сладкая клубника к чаю! По вкусу и не скажешь, что выращена на гидропонике	Вот такой у нас салат! Ни грамма минеральных удобрений. Как только взвесим, так сразу и съедим и никому не дадим	Сверху видна 400 Вт лампа подсветки

Рабочий эскиз аквариума для клубники


Один из многочисленных протоколов испытаний воды	Анализ воды как питательный раствор для растений. Сравнение с традиционными растворами используемыми для гидропоники	Использование воды от осетров для поливки растений в теплице

Первые опыты с интеграцией аквариума и клубники


Домашний аквариум с рыбками "гуппи" - полное отсутствие аквариумных фильтров	Схема аквариума	Вид с другой стороны. Рыбок не видно, т.к. в аквариуме мало света

Для чего надо было городить весь этот огород?

Для выращивания теплолюбивых видов рыб важным критерием является температура воды. В нашей климатической зоне при обычном способе (например, садковый) можно выращивать осетра только 4-5 месяцев в году. Все остальное время осетр не питается и, соответственно, не растет. Поэтому он вырастает от 3 граммового малька до товарного веса 1 кг за 2- 3 года. Оптимальной температурой для роста осетра является 20°С-24°С. Подогревать воду на осетровом заводе - это тупик. Невозможно подогреть 200 м3/ч воды с 10°С до 24°С - для этого не хватит и целой электростанции! Единственный выход из этого положения: сделать высокую посадку осетров в бассейнах и не использовать воду из реки, а очищать и не выпускать теплую воду из системы (осетр + клубника). Тогда можно всю установку разместить в отапливаемом помещении и держать температуру 20°С-24°С. Предварительные результаты показали, что можно получать до 80 кг осетра с м2 бассейна глубиной 1 м в год и 10 кг клубники с этой же площади. Осётр - хищник, поэтому корни растений не представляют для него интереса. Себестоимость осетра при таком способе падает в несколько раз! Значит можно создать производство рыб на основе такой технологии. При таком способе выращивания достигается малый расход комбикорма - на 1 кг осетра расходуется 1,5 кг комбикорма, против 3 кг комбикорма при прудовом выращивании. Почему это так, понять не сложно. При прудовом разведении рыб у вас есть период зимовки, когда температура воды становиться низкой. Рыба перестает питаться и, соответственно, не набирает вес, а худеет. Летом вы ее кормите, а зимой она худеет. В замкнутой системе вы можете держать температуру воды теплой, и у вас нет периода зимовки. Рыба ест, набирает вес, думает, что завтра придет зима. Вот поэтому и расход корма ниже в 2 раза! Ни один рыбхоз не сможет конкурировать.

На аквапонных установках клубника или земляника получает питательные вещества из воды постоянно циркулирующей по коробам. Вода, с растворенными в ней питательными веществами, течет по дну короба тонким слоем. Высаживаются растения в стаканчиках, дно которого немного приподнято и не касается питательного слоя. По мере роста растений, корни погружаются в питательный слой и получают все питательные вещества, обогащенные кислородом из жидкости. Землянику (клубнику) лучше выращивать на твёрдом воздухопроницаемом субстрате (керамзит, крупный перлит, гравий, крупный речной песок).

Корни земляники (клубники) не должны находиться в неподвижном растворе. Это приведет к гибели растений. Корни земляники (клубники) так же не любят обильное и длительное затопление.

Одному взрослому растению земляники требуется емкость от 3 литров. Можно высадить растения в одну емкость, для этого потребуется 10-15 литров на 3-4 растения. В теплицах на один квадратный метр высаживают около двадцати растений. Растения размещают на расстоянии 20-30 сантиметров одно от другого. Сорта с крупными листьями садят на большем расстоянии. Компактные сорта можно посадить на расстоянии 10-15 сантиметров между растениями.

Так же широко применяется в системах аквапоники для выращивания земляники (клубники) смесь вермикулита и перлита в сочетании с капельным поливом. В установках с керамзитом и капельным поливом вода подается на 15-20 минут каждые 1,5 часа. Раствор не должен попадать на растение.

Вертикальное выращивание земляники

Для экономии места и для максимального использования пространства выращивают землянику вертикально. Чтобы получилась красивая вертикальная установка, нужно сажать землянику (клубнику) поярусно или использовать сорта, которые склонны к плодообразованию так же и на дочерних розетках. При вертикальном способе на 1 квадратном метре можно разместить 60-100 растений. Количество зависит от сорта и используемого оборудования.

Опыление земляники в теплицах с аквапоникой

Урожайность земляники на аквапонике напрямую зависит от организации искусственного опыления в тепличном хозяйстве. Рассмотрим несколько способов опыления земляники (клубники) в теплице.

Если плантация небольшая, несколько квадратных метров для выращивания до ста растений, можно применить простой метод опыления вручную – при помощи обычной, но обязательно очень мягкой, кисточки (для рисования или маленькой косметической кисточки). Кисточка должна быть только из натуральной щетины. Рабочее утро в теплице, когда начнет зацветать клубника, надо начинать с того, что брать кисточку и осторожно проводить по каждому открывшемуся цветку. Одновременно выращивая два-три сорта земляники или клубники, вы добьетесь перекрестного опыления цветов, а это положительно повлияет на урожайность и качество ягод.

Второй способ искусственного опыления земляники: при помощи вентилятора. Включается вентилятор и направляется поток воздуха на цветы земляники. Получается, будто дует ветерок. Вентилятор не должен находиться близко, а поток воздуха – ни в коем случае повреждать цветы и сами растения земляники.

Третий способ – опыление цветов земляники с помощью пчел или шмелей . К нему обычно прибегают, когда плантация клубники обширная, и справиться самому с опылением нереально. Используют одновременно и шмелей и пчел так как они работают по разному на цветах земляники и в разное время суток. В итоге происходит идеальное опыление цветков земляники (клубники) в теплице. Одна семья шмелей или пчел, при интенсивном цветении земляники на аквапонике, опыляет примерно 0,2 гектара.

Процесс опыления земляники при выращивании на аквапонике в первую очередь определяет урожайность и качество ягоды. Но, к сожалению, вопросам опыления в настоящее время придается очень маленькое значение.

Сорта земляники в аквапонике

Выбор сорта земляники (клубники) для выращивания в теплице на аквапонике зависит от целей выращивания земляники.Для постоянного получения ягод на протяжении длительного периода времени нужны ремонтантные сорта нейтрального светового дня. Если вы планируете продавать землянику - обращайте внимание на размер, плотность ягод и возможность транспортировки. Проще продать одинаковые средне-крупные ягоды, чем гигантские пополам с мелочью.

Наиболее часто используемые сорта: Ананасовая, Хонией, Зенга Зенгана, Корона, Мармолада, Дарселект. В последние годы в Голландии и Бельгии (основных странах-производителях тепличной земляники и клубники применяют почти исключительно сорт Эльсанта и Соната. Как вариант, можно вырастить самоопыляющийся мелкоплодный сорт земляники Суприм.

Эйхорния – водный гиацинт

Эйхорния

Эйхорния (водный гиацинт) – тропическое растение, стремительно набирающее популярность у Россиян. Родом эйхорния из бассейна реки Амазонки.

Водный гиацинт растет на поверхности, корни могут плавать в воде или укореняться в зависимости от глубины водоема. Листья эйхорнии плотные и блестящие, овальной формы и имеют воздушные полости, которые выполняют роль поплавков. Листья водного гиацинта собраны в корзиночку. Соцветия эйхорнии имеют прекрасный аромат и похожи на цветки садового гиацинта.

Размножается водный гиацинт боковыми усами от розетки.

Уникальные свойства водяного гиацинта.

Высокая скорость роста водяного гиацинта. За три месяца из одного кустика вырастает до двухсот эйхорний. Масса растений за месяц увеличивается в два раза.
Некоторые ученые считают, что именно эйхорнии, обитавшей на земле еще в незапамятные времена, мы обязаны образованием запасов нефти и газа.

Питательная ценность водного гиацинта высока. Зеленую эйхорнию охотно поедают многие виды животных, птиц и рыб. Эйхорнию хорошо поедают утки, нутрии. Водный гиацинт едят растительноядные рыбы: карп, сазан, белый амур...

Высокая скорость поглощения продуктов метаболизма рыб, минеральных и органических веществ делает водный гиацинт отличным фильтром для воды. На мощной корневой системе хорошо оседают взвешенные частицы. Водяной гиацинт поглощает из воды растворенные неорганические вещества включая цианиды, нефтяные загрязнения, тяжелые металлы, фенол. Эйхорния подавляет болезнетворные бактерии в воде, убивает кишечную палочку. Гектар водного гиацинта перерабатывает в сутки 150-200 кг аммонийного азота, 2-5 кг нефтепродуктов.
В начале августа 1999 г. В Новосибирском аэропорту «Толмачево» в сточный канал длиной 50 м, шириной 3 м и глубиной 1 м посадили несколько растений эйхорнии. К сентябрю растения так разрослись, что образовали сплошной ковер на поверхности воды. И даже за такой короткий период содержание нитратов, хлоридов, нефтепродуктов и прочих загрязняющих веществ резко снизилось.

Применение водяного гиацинта в нашей эко-системе

В нашей замкнутой экосистеме водный гиацинт используется в качестве элемента:

блока очистки. Позволяет снизить количество подпиточной воды.
блока выращивания растений. Планируется использовать в качестве корма для растительноядных рыб.

Нимфея в пруду: описание, посадка, уход в Сибири.

Легенды...

Почти у каждого народа про водяные кувшинки – нимфеи сложены легенды. Описание самых красивых из них, по нашему мнению, мы публикуем в отдельной статье

18.07.2016

Среди всех методов статус самого экзотического принадлежит аквапонике . Впрочем, идея выращивания рыб и растений в симбиозе может показаться странной лишь на первый взгляд.

Как устроены системы аквапоники

Будь то выращивание в промышленных масштабах или домашняя аквапоника , принцип устройства системы будет одинаков. Контейнер с растениями и аквариум соединяются с помощью системы труб и насосов. Рыбы в процессе жизнедеятельности выделяют органические удобрения, загрязненная вода с помощью насосов подается к растениям. Те очищают воду, потребляя удобрения, и она вновь стекает в аквариум.
Система сама обеспечивает себя всем необходимым. Дополнительно вносить удобрения, как при других методах гидропоники, не нужно. Однако особое внимание придется уделить состоянию воды и удалению остатков корма для рыб.

Аквапоника своими руками

Оборудование для коммерческой аквапоники легко купить, в том числе в России. А вот системы для домашнего выращивания существуют в основном в виде проектов. Поэтому многие предпочитают собирать системы для аквапоники своими руками .

Пятью основными элементами системы являются вода, свет, кислород, корма для рыб и электричество для перекачивания, фильтрации воды и насыщения ее кислородом. Это значит, что вам нужно предусмотреть установку водного и воздушного насоса, биофильтра и отстойника.

На что обратить внимание?

Не перегружайте емкости. Оптимальная плотность посадки - 20 кг/1000 л. Чем больше посажено растений на единицу площади, тем более активный уход потребуется с вашей стороны.
Очищайте аквариум от остатков корма. Делать это нужно через полчаса после кормления рыб. В противном случае корм начнет гнить, провоцируя появление болезней и поглощая весь кислород.
Постоянно контролируйте качество воды. Это главный источник жизни в аквапонике. Уровень кислорода, температура, содержание азота и щелочность воды - все это помогут отслеживать специальные тест-системы.
Для начала выберите неприхотливые породы рыб (например, карповых). Из растений проще всего начать будет с зелени (петрушка, укроп, базилик). Впрочем, выращивать можно почти что угодно: от помидоров и огурцов до клубники и дынь.

У вас есть вопросы по обустройству аквапоники в своей квартире или доме? Приходите на выставку Smart Еда & Geek Огород. Здесь вы сможете увидеть эти и другие высокотехнологичные устройства для выращивания и задать вопросы экспертам.

Осетр + Клубника = ЗАМКНУТАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Общий вид экспериментальной установки:
в белом пластиковом бассейне жила сотня сибирского осетра ("Ленский" осетр), слева была расположена гидропонная установка (с колеблющимся уровнем воды) для выращивания салатов, клубники или томатов, справа - система фильтров и баллон с сжатым кислородом;

В песочном фильтре вместо песка использовались пластиковые гранулы, основная цель которых заключалась в возможности заселения их нитрифицирующими бактериями, а также для задержки взвешенных частиц, нерастворенных в воде, размером более чем 100 микрон. Такой модифицированный фильтр является одновременно и биофильтром, и механическим фильтром. Во избежание образования застойных зон (анаэробных) и закупорки биофильтра, часто проводилась обратная промывка фильтра;

Производилось отстаивание промывочной воды и использование твердого осадка для компоста;

Была установлена система аварийной сигнализации, которая звонила на сотовый телефон главного разработчика (система была собрана из охранной сигнализации и поэтому стоила недорого). Ко входным реле подключены три датчика: наличие электричества в офисе, концентрация кислорода в воде и уровень воды в бассейне с рыбой. Основная цель опыта - проверить точность математической модели, описывающей замкнутую экосистему по питательным элементам.

Разработал и собрал установку Краснобородько В.В.

Для чего надо было городить весь этот огород?

Общий вид экспериментальной установки:

в белом пластиковом бассейне жила сотня сибирского осетра ("Ленский" осетр), слева была расположена гидропонная установка (с колеблющимся уровнем воды) для выращивания салатов, клубники или томатов, справа - система фильтров и баллон с сжатым кислородом;

в песочном фильтре вместо песка использовались пластиковые гранулы, основная цель которых заключалась в возможности заселения их нитрифицирующими бактериями, а также для задержки взвешенных частиц, нерастворенных в воде, размером более чем 100 микрон. Такой модифицированный фильтр является одновременно и биофильтром, и механическим фильтром. Во избежание образования застойных зон (анаэробных) и закупорки биофильтра, часто проводилась обратная промывка фильтра;

производилось отстаивание промывочной воды и использование твердого осадка для компоста;

была установлена система аварийной сигнализации, которая звонила на сотовый телефон главного разработчика (система была собрана из охранной сигнализации и поэтому стоила недорого). Ко входным реле подключены три датчика: наличие электричества в офисе, концентрация кислорода в воде и уровень воды в бассейне с рыбой. Основная цель опыта - проверить точность математической модели, описывающей замкнутую экосистему по питательным элементам.

Разработал и собрал установку Краснобородько В.В.