Akvaponika

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Malý akvaponický systém

Akvaponie je přírodní princip využívaný v integrovaných systémech kombinující chov ryb a pěstování rostlin. Samotný název je spojením slov akvakultura a hydroponie, vystihující spojení těchto technologií. Akvaponie je snahou o vytvoření ekosystému podobného tomu přírodnímu. Například v řece jsou rybí výkaly sedimentovány a rozpuštěny. Poté dochází k jejich degradaci a přeměně sloučenin na jiné látky, které jsou využity dalšími mikroorganismy, planktonem a rostlinami. Na rozdíl od přirozeného ekosystému je akvaponický systém uzavřená soustava vytvořená člověkem.

Princip[editovat | editovat zdroj]

Obrázek schematicky znázorňuje základní princip akvaponického systému. Vstupem do systému je voda a krmivo pro ryby, výstupem je biomasa ryb a rostlin. Klíčovou roli v systému hrají bakterie, především nitrifikační a nitratační. Tyto bakterie umožňují přeměnu toxické odpadní látky od ryb (amoniaku) na méně toxické formy a umožňují recirkulaci vody v systému.
Obrázek 1 (Goddek et al., 2015) schematicky znázorňuje základní princip akvaponie. Vstupem do systému je krmivo pro ryby a výstupem biomasa ryb a rostlin. Bakterie jsou klíčovým organismem, přeměňujícím toxický amoniak na pro ryby méně škodlivé formy (dusitany a dusičnany), které rostliny využívají ke své výživě.

Akvaponie využívá obdobně jako kořenové čistírny schopnosti rostlin odebrat z vody živiny a vodu tímto způsobem vyčistit. Problémem trvalé udržitelnosti všech akvakulturních chovů je na živiny bohatá voda, která vzniká jako odpadní produkt chovu ryb. Hlavním přínosem akvaponie je využití odpadní vody z chovu ryb jako hnojiva pro hydroponické pěstování rostlin. Rostliny vodu vyčistí a voda může být znovu využita v chovu ryb. Oba systémy (akvakulturní a hydroponický) jsou integrované v jedné nebo dvou recirkulačních smyčkách. Nezbytnou součástí systému jsou různé druhy bakterií, které systém samovolně osídlí a transformují toxické formy odpadních produktů ryb a zároveň umožňují jejich přeměnu na formy využitelné rostlinami. Akvaponie bývá někdy označována jako symbiotické soužití ryb, bakterií a rostlin[1] (obrázek 1). Přestože základní myšlenka působí jednoduše, vztahy mezi těmito organismy jsou na sobě vzájemně závislé a vysoce komplexní.

V akvaponickém systému probíhá koloběh dusíku. Ryby svými výměšky dodávají zdroj živin (bakterie a další mikroorganismy, které jsou součástí tohoto ekosystému je dále přemění na jednoduché látky - biologický proces přeměny amoniaku (NH4+), který vylučují ryby skrze svoje žábry a jeho oxidaci na dusitan (NO2-) a následně na dusičnan (NO3-), který již mohou rostliny přijmout]) pro užitkové rostliny (bylinky, zeleninu, ovoce - např. jahody) ve formě hydroponií. Hydroponické rostliny pak vodu obohacenou o živiny z ryb přečistí svým kořenovým systémem a voda se vrací do nádrže pro chov ryb. Tím je celý okruh uzavřen. Základním vstupem do tohoto ekosystému tak zůstává pouze potrava pro ryby, případně další doplňkové prvky (např. železo a draslík pro lepší růst hydroponií).

Výhody a nevýhody[editovat | editovat zdroj]

Akvaponie opětovně využívá vodu v systému (90 - 99 % objemu je denně recyklováno) a šetří tak vodní zdroje. Další výhodou je poměrně efektivní využívání a recyklace živin v rámci systému. Potraviny z akvaponie jsou získané bez použití antibiotik, agrochemikálií, herbicidů a pesticidů[2] - jedná se tedy o ekologickou metodu chovu ryb a pěstování rostlin. Přes četné výhody bývají akvaponické systémy náročné na investice s vyšším rizikem podnikání. Systém může snadno v důsledku špatného manažerského opatření nebo nemoci zkolabovat, což způsobuje ekonomické ztráty.[3][4] Systémy jsou také díky integraci zmíněných metod náročné na znalosti a zkušenosti z oborů akvakultury, chemismu vody, chemie a rostlinné produkce. Mezi nejčastější problémy v akvaponickém systému patří zhoršený zdravotní stav ryb nebo růst, špatná kvalita vody (především pH a znečištění organickými látkami) a výživové nedostatky rostlin.

Přestože akvaponie vzbuzuje velký zájem veřejnosti,[5] je rozvoj akvaponických systémů v procesu. Důvodem je nedostatek poznatků z praxe a nedostatek vědeckých dat, především ale jejich obtížná srovnatelnost.

Klasifikace[editovat | editovat zdroj]

Obrázek 2 (Monsees et al., 2017) Vlevo je znázorněn jednosmyčkový akvaponický systém s propojenou cirkulací. Vpravo je znázorněn systém, kde je akvakulturní a hydroponická část oddělena a jsou propojeny pouze jednosměrným ventilem, propouštějícím vodu od ryb do hydroponické části.

Akvaponie bývá technologicky členěna na dva technologické poddtypy systémů: systémy s uzavřenou recirkulací (jednosmyčková akvaponie) a systémy s technologicky oddělenou akvakulturní a hydroponickou částí (dvousmyčková akvaponie),[6] jak je znázorněno na obrázku 2. Dvousmyčková akvaponie umožňuje brát v úvahu druhově specifické požadavky. Příklad dvousmyčkové akvaponie uvádí autor Kloas et al. (2015).[7] Systém nazvaný INAPRO je dvojitě recirkulační systém se dvěma podsystémy - akvakulturní a hydroponickou částí.

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. GODDEK, Simon; DELAIDE, Boris; MANKASINGH, Utra. Challenges of Sustainable and Commercial Aquaponics. Sustainability. 2015-04-10, roč. 7, čís. 4, s. 4199–4224. Dostupné online [cit. 2019-01-16]. ISSN 2071-1050. DOI:10.3390/su7044199. 
  2. ATTRA: National sustainable agriculture information service. Choice Reviews Online. 2006-07-01, roč. 43, čís. 11, s. 43–6508-43-6508. Dostupné online [cit. 2019-01-16]. ISSN 0009-4978. DOI:10.5860/choice.43-6508. 
  3. PALM, Harry W.; KNAUS, Ulrich; APPELBAUM, Samuel. Towards commercial aquaponics: a review of systems, designs, scales and nomenclature. Aquaculture International. 2018-03-03, roč. 26, čís. 3, s. 813–842. Dostupné online [cit. 2019-01-16]. ISSN 0967-6120. DOI:10.1007/s10499-018-0249-z. 
  4. TOKUNAGA, Kanae; TAMARU, Clyde; AKO, Harry. Economics of Small-scale Commercial Aquaponics in Hawai‘i. Journal of the World Aquaculture Society. 2015-02, roč. 46, čís. 1, s. 20–32. Dostupné online [cit. 2019-01-16]. ISSN 0893-8849. DOI:10.1111/jwas.12173. 
  5. DOS SANTOS, Maria José Palma Lampreia. Smart cities and urban areas—Aquaponics as innovative urban agriculture. Urban Forestry & Urban Greening. 2016-12, roč. 20, s. 402–406. Dostupné online [cit. 2019-01-16]. ISSN 1618-8667. DOI:10.1016/j.ufug.2016.10.004. 
  6. MONSEES, Hendrik; KLOAS, Werner; WUERTZ, Sven. Decoupled systems on trial: Eliminating bottlenecks to improve aquaponic processes. PLOS ONE. 2017-09-28, roč. 12, čís. 9, s. e0183056. Dostupné online [cit. 2019-01-16]. ISSN 1932-6203. DOI:10.1371/journal.pone.0183056. 
  7. KLOAS, W; GROß, R; BAGANZ, D. A new concept for aquaponic systems to improve sustainability, increase productivity, and reduce environmental impacts. Aquaculture Environment Interactions. 2015-10-07, roč. 7, čís. 2, s. 179–192. Dostupné online [cit. 2019-01-16]. ISSN 1869-215X. DOI:10.3354/aei00146. 

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • RAKOCY, James E., MASSER, Michael P., LOSORDO, Thomas M. Recirculating aquaculture tank production systems: Aquaponics — integrating fish and plant culture. Southern Regional Aquaculture Center. Listopad 2006, čís. 454. Dostupné v archivu pořízeném dne 2012-09-15. (anglicky) 
  • DIVER, Steve. Aquaponics — integration of hydroponics with aquaculture. ATTRA - National Sustainable Agriculture Information Service. 2006. Dostupné online. (anglicky) 

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]