Аквапоника своими руками на улице. Аквапоника. Посещение фермы Эксперименты над светодиодным освещением

Поговорим о таком пока экзотическом для нашей страны способе ведения сельского хозяйства, как аквапоника. Это соединение двух направлений — гидропоники и аквакультуры, которое сейчас активно развивается в самых разных странах. Причём применить принципы аквапоники вы можете даже дома.

Конечно, чтобы заняться аквапоникой у себя дома, можно купить готовый комплект — аквариум с системой гидропоники. Такой комплекс уже включает всё необходимое для выращивания комнатных растений вместе с рыбками. А можно попробовать сделать всё своими руками. Типичная система аквапоники будет включать в себя:

1. Непосредственно ёмкость для рыб, где они будут кормиться и расти. Это может быть бак, аквариум, пластиковый контейнер, даже старая ванна.
2. Отстойник. Это агрегат, необходимый для вылавливания остатков корма для рыб, мелких частиц, отделившейся биоплёнки.
3. Биофильтр. В этом месте нитрифицирующие бактерии смогут перерабатывать отходы жизнедеятельности рыб, превращая вредный для них аммиак в нитраты.
4. Гидропонная система для растений — ёмкость с твёрдым наполнителем или без него.
5. Поддон. Сюда будет поступать уже использованная растениями вода, которая затем вновь отправляется в бак с рыбой.

Так как система аквапоники основана на рециркуляции воды, отходов очень мало, это экологически чистый способ получать овощи и зелень.

По данной технологии можно выращивать салаты, землянику и клубнику, базилик , пастернак, лук, кольраби, томаты, перец, редьку. Рыба разводится, конечно, пресноводная, популярны телапия, баррамунди, разные виды окуня, треска Мюррей, сом, синежаберный солнечник.

Важный вопрос — сколько рыбы и растений должна содержать сбалансированная система аквапоники? Если брать за расчёт количество корма для рыб, то на 1 квадратный метр системы гидропоники для растений должно приходиться не больше 100 граммов. Например, если каждый день вы даёте рыбам 1 килограмм корма, то площадь участка с растениями может составлять 10 квадратных метров.

Есть другой показатель — на 3,8 литра воды должно приходиться 0,23-0,45 килограмма рыбы. Какой способ подсчёта оптимального числа участников системы аквапоники выбрать — решать вам. Многие фермеры приходят к этому уже на основании своего опыта.

Очень важно обеспечить качественную аэрацию воды в ёмкости с водными обитателями, контролировать уровень pH, стабильно кормить рыбу, сохраняя постоянство, график подачи и количество корма, вовремя удалять твёрдые отходы. Кроме того, помните, что если вы заменяете взрослую рыбу на мальков, количество использующегося корма резко снизится, то есть растения начнут получать меньше питательных веществ.

В целом аквапоника подразумевает наличие знаний сразу в двух отраслях — фермерстве и рыбоводстве.

Видео по теме

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:

Разработал и собрал установку Краснобородько В.В.

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:

• 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

Стаканы для установки клубники я изготовил, используя канализационные пластиковые тройники 50 х 50. Также понадобилась одна заглушка и два Г-образных уголка того же диаметра.

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

С самого начала я делал включение освещения жёстким, то есть освещение в указанное время включалось и выключалось. Продолжая эксперименты над продолжительностью работы освещения, я заметил, что ягоды созревают быстрее, если освещение реализовать, как в природе: оно должно продолжительно и плавно включаться и выключаться, имитируя восход и заход солнца. Также нужно учитывать и периоды созревания ягод. Во время формирования ягод продолжительность освещения должна составлять порядка 10 часов. Когда ягода набирает цвет – то 12 часов. Но над этими параметрами я всё ещё работаю.

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

Ягоды постоянно завязывались, правда, опылять их приходилось вручную, кисточкой. Но это не было проблемой, так как кустов немного. Пустоцвета не было ни разу, ягоды завязывались всегда. В период созревания ягод аромат клубники распространялся на весь кабинет, так что даже приходилось «отмахиваться» от голодных сотрудников, чтобы не съели весь урожай. Но вот вкусовые качества ягод не впечатлили – трава травой. Но тут опять же много факторов нужно учитывать, начиная от качества питательных элементов и заканчивая сортами клубники.

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 .

Как известно, гидропоника имеет массу достоинств. Но у неё есть один маленький недостаток, а именно, ручное внесение удобрений. В связи с этим, при неправильном внесении удобрений, можно отхватить проблем как с дозировками, так с качеством урожая, если все же получится довести ситуацию до урожая.

Так вот, многим аквапоника видится решением проблемы с кормлением растений. По сути, аквапоника, это тоже самое, что и гидропоника, только разница в том, что в системе аквапоника, не применяется никакой химии, а в качестве удобрений используется натуральный продукт – продукты жизнедеятельности рыб.

Аквапоника. Симбиоз животного и растительного мира

В процессе своей жизнедеятельности рыбы выделяют в воду большое количество аммиака. Аммиак опасен для рыб, но бактерии, которые селятся в субстрате (керамзит, гравий и т.д.), перерабатывают аммиак в менее безопасный нитрит, а нитриты бактерии перерабатывают в нитрат. Нитрат в свою очередь потребляется растениями, обеспечивая рыбам чистую воду. Вот такой симбиоз получается. И вам теперь не надо будет вносить различные химикаты, а нужно просто периодически кормить рыбу.

Если у вас уже есть гидропонная система, то вам всего, лишь нужно увеличить объем резервуара и запустить рыб. Это ведь вариант уличной аквпоники, так что, если у вас на саду, есть небольшой пруд на участке, то вам достаточно вместо внешнего фильтра использовать фитофильтр т.е. данную систему аквапоники и получать двойную пользу (чистую воду для рыб и хороший урожай овощей).

Для примера приведу один из вариантов создания аквапоники своими руками из б/у еврокубов, но разумеется можно выкопать пруд на своем участке или использовать другие емкости (старая ванная, бочки и т.д.).

Еврокуб, вместе с ребрами жесткости разрезается болгаркой на две части, причём для рыб будем использовать 2/3 или 3/4 емкости, а для растений оставим 1/3 или 1/4 емкости.

Для удобства посадки растений и предотвращения нагрева воды в жаркую погоду, нижние емкости можно вкопать в землю.

Поскольку рыбам хорошее освещение не нужно, емкость для растений устанавливаем непосредственно над емкостью для рыб, и оставляем небольшую щель для кормежки и вылова рыбы.

В емкости для растений устанавливаем систему автоматического наполнения-осушения. На практике это делается из нескольких трубок. Тонкая трубка на 3/4 с раструбом (воронкой на конце) для слива. Труба с заглушкой для обеспечения эффекта сифона. И сетчатое ограждение (канализационная труба с множеством отверстий), чтобы субстрат не попал в слив.

Принцип действия такой системы заключается в следующем: при наполнении емкости до верхней точки трубы с заглушкой (помпа при этом работает постоянно), вода за пару минут полностью сольется в нижний резервуар, тем самым обеспечивая рыбам и корням растений кислород. Затем помпа за 20-30 мин. наполнит резервуар заново, и процесс повторится.

В качестве субстрата, как говорил ранее можно использовать керамзит или гравий. Однако хочу напомнить, что строительный керамзит содержит множество отложений солей, из-за которых происходит сдвиг PH воды в щелочную среду. Для этого керамзит целесообразно вымачивать в соляной кислоте, серной или фосфорной кислоте.