Aquaponic hệ sinh thái nhỏ: khái niệm và ứng dụng

0
217

Khái niệm hệ thống

Aquaponics (tiếng Pháp: Aquaponie) là một hệ thống trồng cây – nuôi cá tích hợp đồng thời cả hai hệ thống: nuôi trồng thủy sản và thủy canh, dựa trên nguyên tắc của hệ thống sản xuất trong tự nhiên. Thuật ngữ Aquaponics là sự kết hợp từ Aquaculture (nuôi trồng thủy sản) và Hydroponics (thủy canh).

Hệ thống thủy canh là biện pháp canh tác không dùng đất, bộ rễ cây trồng được nuôi dưỡng phát triển trong nước có bổ sung các thành phần dinh dưỡng thiết yếu. Có một sự khác biệt giữa phương pháp canh tác thổ canh (trồng trong đất) và thủy canh là trong hệ thống thủy canh không có sự tham gia của các vi sinh vật phân giải như trong đất, là sự khác biệt với tự nhiên. Một nhược điểm đáng lưu ý nữa của phương pháp thủy canh là đòi hỏi người thực hiện phải có trình độ kỹ thuật nhất định và tương đối khó khăn trong việc bổ sung chất dinh dưỡng (phân bón, các yếu tố vi lượng,…) tối ưu cho sự phát triển của cây trồng. Nước trong hệ thống thủy canh cần phải được thay định kỳ và sau đó phải bổ sung dinh dưỡng cho phù hợp với sự phát triển của cây. Điều này gây tốn kém, khó khăn cho vận hành hệ thống và gây ô nhiễm môi trường.

Nuôi trồng thủy sản tập trung vào việc tối đa hóa sự tăng trưởng của cá trong bể hoặc ao nuôi. Cá nuôi trong bể thường có mật độ khá cao, khoảng 10kg/100 lít nước và cần phải thay nước khoảng 20-50% mỗi ngày. Điều này gây tốn kém trong vận hành và gây ô nhiễm môi trường khi mà nước thải trong bể cá chứa một lượng cao amonia và chất thải rắn từ cá.

Sự tích hợp đồng thời cả hai hệ thống: nuôi trồng thủy sản và thủy canh mang lại lợi ích thiết thực và tính độc đáo của Aquaponics. Thay vì bổ sung phân bón và các hóa chất để trồng cây, Aquaponics sử dụng chất thải từ cá nhờ sự chuyển hóa từ các loài vi sinh vật thành chất dinh dưỡng cần thiết và đầy đủ cho sự phát triển của cây. Ngược lại, thay vì phải xử lý rồi xả nước từ nuôi cá ra môi trường, Aquaponics sử dụng cây trồng để làm sạch nước và trả lại cho bể cá. Nước này có thể được tái sử dụng vô thời hạn và chỉ cần thay thế khi nó bị mất do bay hơi. Đây là một hệ thống tuần hoàn khép kín hoàn hảo!

Nguyên tắc hoạt động của hệ thống Aquaponics
Nguyên tắc hoạt động của hệ thống Aquaponics

Aquaponics là giải pháp lý tưởng cho việc xử lý chất thải giàu dinh dưỡng từ một hồ cá và tái sử dụng nó để cung cấp cho đời sống thực vật với các chất dinh dưỡng cần thiết để phát triển một cách bền vững. Thức ăn cho cá là các đầu vào chính của một hệ thống aquaponic, cá ăn các thức ăn và sau đó bài tiết các chất thải. Năm mươi phần trăm của chất thải mà là sản phẩm của cá là ở dạng amoniac từ nước tiểu, và với số lượng nhỏ thông qua có mang. Phần còn lại của chất thải được thải ra như vấn đề phân và trải qua một quá trình khoáng hoá. Trong quá trình dị dưỡng vi khuẩn này tiêu thụ chất thải của cá, các vật chất thực vật và thực phẩm vẫn còn, chuyển đổi chúng thành các hợp chất amoniac và khác.

Một yếu tố vô hình và giữ vai trò cực kỳ quan trong trong hệ thống Aquaponics là các vi sinh vật. Bạn không cần phải bổ sung vi khuẩn cho hệ thống Aquaponics, tự nó sẽ phát triển và giúp bạn vận hành hệ thống ổn định. Các vi khuẩn sẽ phát triển mạnh trong các bể cạn trồng cây (growbed) và giúp chuyển hóa các chất thải từ bể nuôi cá thành dạng dinh dưỡng phù hợp cho cây trồng phát triển. Bạn không cần phải cung cấp phân bón hóa học vào hệ thống vì điều này có thể làm phá vỡ sự cân bằng của quần thể vi sinh vật trong hệ thống và ảnh hưởng đến sự phát triển của cá.

Có hai loại vi khuẩn khác nhau tham gia vào quá trình chuyển hóa chất thải từ cá thành chất dinh dưỡng cho cây trồng là Nitrosomonas sẽ chuyển hóa amoniac thành nitrit. Nitrit sau đó sẽ được chuyển hóa thành nitrate nhờ vi khuẩn Nitrobacter, các loài thực vật sau đó có thể tiêu thụ nitrate để phát triển.

Tóm lại, có 3 yếu tố quan trọng trong hệ thống aquaponic là cá, thực vật và vi khuẩn có lợi, cả ba đều phải dựa vào nhau. Aquaponics là phương pháp sản xuất nông nghiệp theo hướng hữu cơ, hoàn toàn thân thiện với môi trường.

Lợi ích của ứng dụng hệ thống Aquaponics

Mục đích của hệ thống Aquaponics là tận dụng lợi ích của nhau và tiết kiệm chi phí vận hành cũng như công sức quản lý hệ thống. Nếu chỉ nuôi cá không thì phải xử lý thức ăn dư thừa và chất thải của cá, hoặc trồng cây không thì phải bón phân cho cây. Khi tích hợp 2 hệ thống này thành một hệ thống chung thì những việc đó không cần thiết nữa. Chất thải từ nuôi cá sẽ được vi khuẩn chuyển hoá thành dạng “phân bón” cho cây sử dụng, đồng thời cá sẽ nhận được nước sạch từ bể trồng cây. Sự kết hợp hoàn hảo!

Có thể liệt kê ra đây một số lợi ích khi ứng dụng hệ thống Aquaponics:

  • Rau cũ hoàn toàn tươi và có hương vị tự nhiên nhất
  • Hoàn toàn ″hữu cơ″ và được sản xuất trong hệ thống do bạn quản lý
  • Không chứa thuốc trừ sâu, diệt cỏ hoặc phân bón độc hại
  • Tiết kiệm nguồn nước so với sản xuất truyền thống
  • Tốc độ tăng trưởng và sản lượng cao
  • Không cần đất để trồng cây
  • Không cần diện tích lớn, đặc biệt là ở các đô thị
  • Cá tươi, sạch và đặc biệt không chứa kháng sinh hay chất độc hại
  • 01Tiết kiệm chi phí mua thực phẩm cho gia đình

8319722_f520

Tiềm năng ứng dụng

Có thể thấy tiềm năng cho vận hành các hệ thống cộng đồng áp dụng cho nghề cá địa phương, và dòng chảy từ nước mưa, suối để tiết kiệm năng lượng cần thiết cho quá trình tuần hoàn. Công nghệ này là hứa hẹn đối với người dân nông thôn, đặc biệt là đối với các quốc gia đông dân như Bangladesh, Nepal và Việt Nam, những nước mà người nông dân có nguồn đất trồng hạn chế để cung cấp thực phẩm với protein, khoáng chất và vitamin cho gia đình của họ.

Aquaponics là công nghệ này là phù hợp với các nơi có đất trồng khan hiếm và thiếu các nguồn nước. Đây chính là trường hợp của Việt Nam, nơi mà nguồn nước đang dần trở nên khan hiếm, bị tích trữ ở các hồ với mục tiêu làm thủy điện là chính. Sử dụng hệ thống aquaponics có thể khắc phục được những khó khăn về nguồn nước đang diễn ra tại rất nhiều địa phương, nhất là tại vùng trung du và miền núi. Có thể thấy ở vùng cao, vận hành các hệ thống aquaponics rất tiết kiệm (không sử dụng phân bón), thuận lợi nhờ dòng chảy từ nguồn nước mưa, nước suối, từ nguồn sỏi đá có sẵn và sử dụng năng lượng điện hoặc năng lượng thiên nhiên (gió, mặt trời…) sẽ mở ra một cơ hội mới cho không những cho sản xuất rau quả mà còn cho cả nghề cá của các địa phương nghèo nơi đây.

Mặt khác, nước ta là một nước có dân số đông, mật độ nhân khẩu cao hàng đầu thế giới. Tình trạng thiếu đất cho sản xuất nông nghiệp đã ở mức báo động đỏ từ hàng chục năm nay. Công nghệ Aquaponics sẽ là hứa hẹn cho tất cả bà con nông dân, để trước mắt cung cấp thực phẩm sạch, an toàn cho gia đình, tiến tới phục vụ xã hội.

Nhược điểm của phương pháp này là chi phí đầu tư cao, lệ thuộc vào nguồn điện và khó cân bằng và kiểm soát môi trường nuôi trồng… Tuy nhiên, Aquaponics được đánh giá là một hệ thống canh tác mới, đầy tiềm năng trên thế giới và nhất là ở những nước như Việt Nam. Nghiên cứu và phát triển Aquaponics đã tiến bộ hơn trong ba thập kỷ qua, với hàng chục ngàn hệ thống được lắp đặt ở quy mô hộ gia đình tại Mỹ, Úc và hàng chục nước khác.

Ứng dụng công nghệ này mở ra tiềm năng mới trong sản xuất nông nghiệp (nuôi trồng thủy sản và trồng trọt), có ý nghĩa rất lớn trong phát triển nông nghiệp theo hướng công nghệ cao theo chủ trương phát triển nền nông nghiệp nước ta, có ý nghĩa về mặt kinh tế và môi trường. Thiết nghĩ, ứng dụng công nghệ này vào đời sống trong điều kiện nước ta là rất phù hợp.

Sưu tầm