Создание и использование лабораторной аквапонной установки замкнутого водоснабжения для выращивания африканского клариевого сома Clarias gariepinus (Burchell, 1822)
|
ВВЕДЕНИЕ 2
Глава 1 5
АКВАПОНИКА 5
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ АКВАПОНИКИ 6
ОПЫТ РОССИИ И ДРУГИХ СТРАН 9
Глава 2 14
АЗОТНЫЙ ЦИКЛ В ПРИРОДЕ. АДАПТАЦИЯ АЗОТНОГО ЦИКЛА К АКВАПОННОЙ УСТАНОВКЕ 14
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЗОТА РАСТЕНИЯМИ 17
РОЛЬ УСЛОВИЙ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ 20
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФОСФОРА РАСТЕНИЯМИ 20
РОЛЬ ФОСФОРА В ОРГАНИЗМЕ РЫБ 23
10 ОСНОВНЫХ ПРИНЦИПОВ АКВАПОННОЙ СИСТЕМЫ 23
МЕТОДЫ ВЕДЕНИЯ ГИДРОПОНИКИ В АКВАПОННОЙ УСТАНОВКЕ....27
Глава 3 30
ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА АКВАКУЛЬТУРЫ: АФРИКАНСКИЙ КЛАРИЕВЫЙ СОМ 30
ВЫБОР ОБЪЕКТА ГИДРОПОНИКИ 34
Глава 4 41
ПРОЕКТ ЛАБОРАТОРНОЙ АКВАПОННОЙ УСТАНОВКИ 41
МАКСИМАЛЬНЫЕ ПЛОТНОСТИ ПОСАДКИ 44
ОПТИМАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 59
Глава 1 5
АКВАПОНИКА 5
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ АКВАПОНИКИ 6
ОПЫТ РОССИИ И ДРУГИХ СТРАН 9
Глава 2 14
АЗОТНЫЙ ЦИКЛ В ПРИРОДЕ. АДАПТАЦИЯ АЗОТНОГО ЦИКЛА К АКВАПОННОЙ УСТАНОВКЕ 14
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЗОТА РАСТЕНИЯМИ 17
РОЛЬ УСЛОВИЙ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ 20
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФОСФОРА РАСТЕНИЯМИ 20
РОЛЬ ФОСФОРА В ОРГАНИЗМЕ РЫБ 23
10 ОСНОВНЫХ ПРИНЦИПОВ АКВАПОННОЙ СИСТЕМЫ 23
МЕТОДЫ ВЕДЕНИЯ ГИДРОПОНИКИ В АКВАПОННОЙ УСТАНОВКЕ....27
Глава 3 30
ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА АКВАКУЛЬТУРЫ: АФРИКАНСКИЙ КЛАРИЕВЫЙ СОМ 30
ВЫБОР ОБЪЕКТА ГИДРОПОНИКИ 34
Глава 4 41
ПРОЕКТ ЛАБОРАТОРНОЙ АКВАПОННОЙ УСТАНОВКИ 41
МАКСИМАЛЬНЫЕ ПЛОТНОСТИ ПОСАДКИ 44
ОПТИМАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 59
В современном мире экологическая ситуация обострена. Человечество оставляет свой губительный след на Земле, относится к природе потребительски, недостаточно восполняет принесенный ущерб. Но в настоящее время потребитель все чаще отдает предпочтение продукции с пометкой «Эко», поэтому компании делают акцент на экологичности своей продукции и производстве. В ход идут инновации в различных сферах промышленности, новые методы очистки отходов производств, переработка синтетических материалов, пластика.
Сельское хозяйство имеет неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Земледелие влияет на природу больше животноводства. Оно требует больших площадей, для повышения урожайности культур вносят большое количество минеральных удобрений, которые изменяют химический состав почв и приводят к разрушению почвенных экосистем, потере плодородия, уплотнению почв, водной и ветровой эрозии. Смываясь с полей, они попадают в грунтовые и поверхностные воды и загрязняют водоемы. Это неполный список того, как земледелие ухудшает условия окружающей среды.[15]
Аквакультура тоже имеет свои последствия, но сейчас производство движется в сторону систем с наименьшим воздействием на окружающую среду. Садковое и прудовое хозяйство уступает выращиванию гидробионтов в установках УЗВ.
Аквапоника - высокотехнологичный способ ведения сельского хозяйства, сочетающий аквакультуру и гидропонику.[2]. Благодаря взаимодействию растений, бактерий и гидробионтов создается замкнутая искусственная экосистема, дающая эффективный результат в производстве как рыбной, так и растительной продукции.
Актуальность выбранной темы работы обусловлена одной из насущных проблем современности - обеспечением увеличивающегося населения планеты безопасными продуктами питания, без нанесения ущерба окружающей среде.
Цель работы: Разработка проекта показательной лабораторной аквапонной установки на основе установки УЗВ для выращивания африканского клариевого сома Clarias gariepinus (Burchell, 1822) и ее использование в образовательных целях.
Для достижения цели дипломной работы были поставлены следующие задачи:
• Рассмотреть историю возникновения и способы применения аквапоники
• Проанализировать опыт России и других стран в аквапонике
• Изучить важнейшие процессы в системе аквапоники
• Изучить особенности и методы аквапоники
• Обосновать выбор в качестве объекта аквакультуры африканского клариевого сома
• Определить возможные варианты растительных культур для выращивания в системе аквапоники
• Провести расчеты количества азота, поступающего в гидропонный узел
• Разработать проект лабораторной аквапонной установки замкнутого водоснабжения
• Выявить положительные и отрицательные стороны аквапонного метода ведения хозяйства
• Определить перспективы аквапоники в России
Объектом исследования является аквапонная лабораторная установка, созданная в образовательных целях.
Предмет исследования: технология выращивания африканского клариевого сома в условиях лабораторной аквапонной установки замкнутого водоснабжения.
Структура дипломной работы: выпускная квалификационная работа представлена на 62 страницах и состоит из введения, 4 глав, выводов по написанной работе, а также списка использованной литературы в количестве 22 источников.
Сельское хозяйство имеет неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Земледелие влияет на природу больше животноводства. Оно требует больших площадей, для повышения урожайности культур вносят большое количество минеральных удобрений, которые изменяют химический состав почв и приводят к разрушению почвенных экосистем, потере плодородия, уплотнению почв, водной и ветровой эрозии. Смываясь с полей, они попадают в грунтовые и поверхностные воды и загрязняют водоемы. Это неполный список того, как земледелие ухудшает условия окружающей среды.[15]
Аквакультура тоже имеет свои последствия, но сейчас производство движется в сторону систем с наименьшим воздействием на окружающую среду. Садковое и прудовое хозяйство уступает выращиванию гидробионтов в установках УЗВ.
Аквапоника - высокотехнологичный способ ведения сельского хозяйства, сочетающий аквакультуру и гидропонику.[2]. Благодаря взаимодействию растений, бактерий и гидробионтов создается замкнутая искусственная экосистема, дающая эффективный результат в производстве как рыбной, так и растительной продукции.
Актуальность выбранной темы работы обусловлена одной из насущных проблем современности - обеспечением увеличивающегося населения планеты безопасными продуктами питания, без нанесения ущерба окружающей среде.
Цель работы: Разработка проекта показательной лабораторной аквапонной установки на основе установки УЗВ для выращивания африканского клариевого сома Clarias gariepinus (Burchell, 1822) и ее использование в образовательных целях.
Для достижения цели дипломной работы были поставлены следующие задачи:
• Рассмотреть историю возникновения и способы применения аквапоники
• Проанализировать опыт России и других стран в аквапонике
• Изучить важнейшие процессы в системе аквапоники
• Изучить особенности и методы аквапоники
• Обосновать выбор в качестве объекта аквакультуры африканского клариевого сома
• Определить возможные варианты растительных культур для выращивания в системе аквапоники
• Провести расчеты количества азота, поступающего в гидропонный узел
• Разработать проект лабораторной аквапонной установки замкнутого водоснабжения
• Выявить положительные и отрицательные стороны аквапонного метода ведения хозяйства
• Определить перспективы аквапоники в России
Объектом исследования является аквапонная лабораторная установка, созданная в образовательных целях.
Предмет исследования: технология выращивания африканского клариевого сома в условиях лабораторной аквапонной установки замкнутого водоснабжения.
Структура дипломной работы: выпускная квалификационная работа представлена на 62 страницах и состоит из введения, 4 глав, выводов по написанной работе, а также списка использованной литературы в количестве 22 источников.
Аквапоника - прогрессивное направление развития сельского хозяйства. Оно обладает множеством преимуществ как для потребителя, так и для производителя. Но самое главное, что аквапоника решает проблемы влияния традиционного сельского хозяйства на окружающую среду.
Аквапоника - древний метод ведения хозяйства. Его эффективность проверена веками использования в различных странах и на различных растительных культурах и видах рыб.
Аквапоника имеет широкое распространение в мире, но распределение ее использования неравномерно. Аквапоника укрепилась в странах Азии, Европы и Северной Америки. В России метод совместного выращивания рыб и растений пока не так популярен, но уже используется некоторыми компаниями.
Этот метод ведения сельского хозяйства основан на взаимодействии нескольких групп живых организмов, которые взаимно влияют друг на друга, как в естественных экосистемах. Именно использование принципа замкнутой системы делает аквапонику уникальным, эффективным и экологичным видом сельского хозяйства. Главными процессами в аквапонных системах являются нитрификация, фосфорилирование, фотосинтез и корневое питание растений, процессы питания и выделения у рыб. Все эти процессы абсолютно естественны и происходят в природе.
Аквапоника имеет несколько методов ведения, поэтому можно подобрать наилучшие условия для выращивания растений и рыб.
В данной работе объектом выращивания в аквапонной установке был выбран африканский клариевый сом. Этот вид уникален своей высокой плотностью посадки, широким диапазоном содержания кислорода в воде, быстрым ростом, болезнестойкостью и качеством мяса, что делает его перспективным объектом аквакультуры.
В аквапонике можно выращивать множество растительных культур. Широкое распространение получили листовой салат, клубника, лук разных сортов, пряные травы, томаты, огурцы, перец.
Были проведены расчеты трех видов для аквапонных установок. Разработаны рекомендации для улучшения лабораторной аквапонной установки, участвующей в эксперименте. Спроектирована лабораторная аквапонная установка для выращивания африканского клариевого сома в образовательных целях. Эта установка позволяет:
• Вырастить клариевого сома для дальнейшего его использовании в обучении (препарация)
• Изучить принцип работы аквапоники как системы в целом и как части фильтрационной системы УЗВ
• Отработать навыки контроля качества воды в системе УЗВ
• Изучить процессы фильтрации в системе УЗВ
Плюсы ведения сельского хозяйства методом аквапоники:
• Потенциальная близость к потребителю: небольшое аквапонное хозяйство может успешно функционировать в черте города, так как нет необходимости в большой территории.
• Экологически чистая продукция: нет необходимости вносить в систему гербициды и пестициды для защиты растений от вредителей; если рыба заболевает, то ее изымают из системы и антибиотики не попадают к растениям и не накапливаются в них.
• Увеличение степени фильтрации: гидропонный узел в аквапонной установке работает как дополнительное звено системы фильтрации воды (фитофильтр). Увеличение степени фильтрации способствует здоровью выращиваемых рыб.
Минусы аквапоники:
• Дороговизна на раннем этапе производства: для эффективного функционирования системы необходим определенный уровень технического оснащения.
Аквапоника в России - перспективное направление. Это экологичный и компактный тип производства, который может существовать в черте города. Высокая продуктивность позволяет обеспечивать экологически чистой продукцией потребителя в достаточно короткие сроки при должной организации производства.
Переход сельского хозяйства от загрязнения почв и грунтовых вод к «чистому» аквапонному производству - большой шаг навстречу экологичному будущему.
Аквапоника - древний метод ведения хозяйства. Его эффективность проверена веками использования в различных странах и на различных растительных культурах и видах рыб.
Аквапоника имеет широкое распространение в мире, но распределение ее использования неравномерно. Аквапоника укрепилась в странах Азии, Европы и Северной Америки. В России метод совместного выращивания рыб и растений пока не так популярен, но уже используется некоторыми компаниями.
Этот метод ведения сельского хозяйства основан на взаимодействии нескольких групп живых организмов, которые взаимно влияют друг на друга, как в естественных экосистемах. Именно использование принципа замкнутой системы делает аквапонику уникальным, эффективным и экологичным видом сельского хозяйства. Главными процессами в аквапонных системах являются нитрификация, фосфорилирование, фотосинтез и корневое питание растений, процессы питания и выделения у рыб. Все эти процессы абсолютно естественны и происходят в природе.
Аквапоника имеет несколько методов ведения, поэтому можно подобрать наилучшие условия для выращивания растений и рыб.
В данной работе объектом выращивания в аквапонной установке был выбран африканский клариевый сом. Этот вид уникален своей высокой плотностью посадки, широким диапазоном содержания кислорода в воде, быстрым ростом, болезнестойкостью и качеством мяса, что делает его перспективным объектом аквакультуры.
В аквапонике можно выращивать множество растительных культур. Широкое распространение получили листовой салат, клубника, лук разных сортов, пряные травы, томаты, огурцы, перец.
Были проведены расчеты трех видов для аквапонных установок. Разработаны рекомендации для улучшения лабораторной аквапонной установки, участвующей в эксперименте. Спроектирована лабораторная аквапонная установка для выращивания африканского клариевого сома в образовательных целях. Эта установка позволяет:
• Вырастить клариевого сома для дальнейшего его использовании в обучении (препарация)
• Изучить принцип работы аквапоники как системы в целом и как части фильтрационной системы УЗВ
• Отработать навыки контроля качества воды в системе УЗВ
• Изучить процессы фильтрации в системе УЗВ
Плюсы ведения сельского хозяйства методом аквапоники:
• Потенциальная близость к потребителю: небольшое аквапонное хозяйство может успешно функционировать в черте города, так как нет необходимости в большой территории.
• Экологически чистая продукция: нет необходимости вносить в систему гербициды и пестициды для защиты растений от вредителей; если рыба заболевает, то ее изымают из системы и антибиотики не попадают к растениям и не накапливаются в них.
• Увеличение степени фильтрации: гидропонный узел в аквапонной установке работает как дополнительное звено системы фильтрации воды (фитофильтр). Увеличение степени фильтрации способствует здоровью выращиваемых рыб.
Минусы аквапоники:
• Дороговизна на раннем этапе производства: для эффективного функционирования системы необходим определенный уровень технического оснащения.
Аквапоника в России - перспективное направление. Это экологичный и компактный тип производства, который может существовать в черте города. Высокая продуктивность позволяет обеспечивать экологически чистой продукцией потребителя в достаточно короткие сроки при должной организации производства.
Переход сельского хозяйства от загрязнения почв и грунтовых вод к «чистому» аквапонному производству - большой шаг навстречу экологичному будущему.