Фото: із відкритих джерел
Дослідники Virginia Tech тестують систему sandponics, яка переосмислює аквапоніку: замість дорогих субстратів використовують пісок, що одночасно слугує середовищем для рослин і біологічно-механічним фільтром.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на Hortidaily.
У Коледжі сільського господарства та наук про життя Virginia Tech працюють над системою sandponics — варіантом аквапоніки, де пісок замінює традиційні (і часто дорогі) субстрати. Ідея полягає в тому, щоб зробити замкнену систему вирощування доступнішою для виробників, зокрема у регіонах із дефіцитом води, та водночас зменшити ризики забруднення довкілля поживними речовинами.
Які проблеми намагаються вирішити
У матеріалі зазначається, що глобальний попит на продовольство зростає, а доступність придатних для обробітку земель скорочується. За оцінкою Міністерства сільського господарства США (USDA), попит на їжу може збільшитися на 70–100% до 2050 року. Паралельно посилюється водний дефіцит у багатьох регіонах, а інтенсифікація виробництва підвищує ризики виносу поживних речовин із полів у водойми, що може призводити до «перезбагачення» води та шкідливого «цвітіння».
«Це може знищувати водне життя», — сказав Буддіка Абейратне (Buddika Abeyrathne), аспірант і керівник проєкту на кафедрі Biological Systems Engineering.
Аквапоніка частково розв’язує ці виклики, поєднуючи вирощування риби та рослин: відходи риби стають джерелом азоту й фосфору для рослин, а рослини допомагають очищати воду. Водночас традиційні системи можуть бути дорогими для впровадження.
Чому саме пісок і в чому суть sandponics
Sandponics пропонує використати пісок як дешевший і доступний матеріал. Однак сам по собі пісок має обмеження як середовище для вирощування.
«Пісок має дуже низьку здатність до обміну вуглецю. Він не може утримувати багато поживних речовин і має низьку водоутримувальну здатність, що створювало б проблеми для вирощування», — пояснив Абейратне.
Ключова інновація, за описом дослідників, — перетворити пісок одночасно на посадкове середовище та на біологічний і механічний фільтр. Коли збагачена поживними речовинами вода з рибного резервуара проходить крізь шар піску, у ньому накопичується органічна речовина і зростає мікробна активність. Саме вона, як зазначено, перетворює аміак із відходів риби на нітрат, зменшуючи накопичення аміаку, який з часом може бути токсичним для риби.
«Поживні речовини та тверді відходи відфільтровуються і дають органічну речовину в пісок. Коли ми збільшуємо вміст органічної речовини, бачимо зростання активності, що потім приносить користь процесу вирощування», — сказав Абейратне.
Стадія випробувань і які культури тестують
Команда, до якої входять також студенти бакалаврату Коледжу інженерії, тестує систему у невеликому пілотному масштабі. Паралельно оцінюють різні типи піску, щоб зрозуміти, як вони впливають на фільтрацію та цикли поживних речовин. Після аналізу даних дослідники планують визначити підходи до масштабування.
Наразі найбільше випробувань припадає на листові овочі — у матеріалі зазначено, що вони добре ростуть у верхньому шарі піску, збагаченому органічною речовиною. Також у ранніх дослідженнях розглядали батат і мангольд (Swiss chard), а надалі команда планує розширювати перелік культур.
Що це може означати для виробників
Sandponics описують як замкнену систему з рециркуляцією поживних речовин, яка має зберігати воду та зменшувати ризики забруднення довкілля. Потенційними користувачами називають фермерів і виробників у посушливих регіонах, а також освітні й наукові установи, які можуть використовувати систему як демонстраційну модель сталого виробництва. У матеріалі також підкреслюється, що аквапоніка загалом спирається на контрольовані умови, тому на старті команда орієнтується на тепличний формат, але розглядає і перспективу великомасштабного застосування.