نظم الإستزراع السمكى الحديثة

 نظام الـ  Aquaponics

دكتور / صلاح محمد كمال

باحث أول بقسم الإستزراع السمكى

المعمل المركزى لبحوث الثروة السمكية بالعباسة

مقدمة

     مع تزايد سكان العالم ليصل لأكثر من 8 بليون نسمة فى عام 2025م لذلك يجب أن يزيد الإنتاج السمكى الحالى من 140 مليون طن مترى إلى 165 مليون طن مترى سنة 2025م للمحافظة على نصيب الفرد الحالى. 

فى مصر بدأ نشاط الإستزراع السمكى بالمفهوم العلمى المنظم فى أوائل الثمانينات وكان نشاط الإستزراع السمكى من قبل يتم بطريقة بدائية تعتمد على دخول الزريعة للحوش وبرك المياه ولا يستخدم أى تغذية صناعية وفى بعض الأحيان يستخدم التسميد العضوى فقط. ومع إدراك الدولة بأهمية توفير البروتين الحيوانى بدأ نشاط الإستزراع السمكى بالمفهوم العلمى المنظم من تقنيات حديثة فى مجالات إنشاء المزارع السمكية والتفريخ ومعالجة المياه وتصنيع الأعلاف المتخصصة ومعالجة الأمراض مما أدى إلى تحول نشاط الإستزراع السمكى فى مصر من النظام البدائى التقليدى إلى النظم المكثفة والشبه مكثفة، وأصبح الإنتاج من الإستزراع السمكى يمثل حوالى 60% من إجمالى إنتاج الأسماك فى مصر. وعلى ذلك أصبح من الضرورى أن يلم العاملين فى هذا المجال بكل ماهو جديد وحديث فى نظم الإستزراع السمكى الحديثة ومنها نظام ال Aquaponics.

  التعريف بنظام Aquaponics :

هو إنتاج متكامل بين السمك والخضر المزروعة مائياً على مياه الأسماك حيث يهدف الإستزراع السمكى إلى إنتاج سمك صالح للتسويق تحت السيطرة على ظروف الإنتاج خاصة الإمداد بماء نظيف والأكسجين والغذاء. فى النظم الدائرية المغلقة يتم معالجة المياه بغزالة المخلفات الصلبة والتحلل البيولوجى للمركبات النيتروجينية الناتجة عن عمليات الهدم (تحويل الأمونيا والنيتريت إلى نترات). أداء هذه الخطوات بنجاح سوف يزيد وحدة الإنتاج عدة مرات عن النظم الغير معالجة. إرتفاع سعر الأرض والرغبة فى مكان قريب من الأسواق وإنتاج محصول عالى الجودة وعالى القيمة كان هو الحافز للإنتاج المكثف للسمك فى النظم الدائرية.

صممت نظم الإستزراع المائى (hydroponics) بدون تربة لتكثيف الإنتاج لمحاصيل الخضر فى مساحة أصغر من المطلوبة للإنتاج الحقلى لنفس المحصول. هذا يتأتى بإمداده بمستوى عالى من العناصر الغذائية والماء.

نظام الإنتاج المتكامل بين السمك والخضر المزروعة مائياً Aquaponics هو نظام تكافلى يربط بين الإستزراع السمكى والزراعة المائية. المخلفات النيتروجينية الناتجة عن عمليات الهدم فى الأسماك تمد محصول الخضر بإحتياجاته من العناصر الغذائية بإزالة هذه المخلفات، الخضر تستخدم كفلتر لتنقية المياه وتحسن البيئة لتشجيع النمو السريع والصحى للأسماك.

الأهمية الإقتصادية والفنية لإستخدام نظام الـ Aquaponics:

ترجع الأهمية الإقتصادية والفنية لإستخدام نظام الـ Aquaponics إلى أهمية المياه وندرتها فى الوقت الحالى على مستوى العالم وأيضاً إرتفاع سعر الأرض والرغبة فى مكان قريب من الأسواق وذلك للأسباب التالية :

• الكفاءة العالية فى إستخدام المياه حيث أن الماء يستخدم لإنتاج الأسماك ثم إنتاج محاصيل الخضر ومعالجة المياه ثم تعود مرة أخرى للأسماك فى نظام دائرى مغلق فيؤدى ذلك إلى توفير كميات كبيرة من المياه التى كانت تفقد عن طريق الصرف. ولذلك يعتبر هذا النظام من أكفأ النظم التى توفر المياه وذلك يتفق مع الإتجاه العالمى للمحافظة على قطرة الماء.
• الكفاءة العالية لإنتاجية هذا النظام سواء كان إنتاج سمكى أو نباتى.
• الكفاءة العالية فى توفير الأسمدة حيث إخراج الأسماك يعتبر سماد عالى الجودة لمحاصيل الخضر.
• تعتبر من أكفأ النظم لإنتاج محاصيل خالية من المواد الضارة سواء كانت مبيدات أو سماد كيماوى لذلك فهى تنتج منتج حيوى وآمن فهى صديقة للبيئة.
• من أكفأ الطرق المستخدمة لحل المشاكل المتعلقة بالتربة والتى تؤدى إلى صعوبة زراعتها.
• إتاحة الفرصة لإنتاج المحاصيل سواء كانت سمكية أو نباتية فى أوقات إرتفاع أسعارها وذلك لإمكانية التحكم فى البيئة المحيطة بها.
• لا يحتاج إلى مساحة كبيرة من الأرض مقارنة بالإستزراع السمكى التقليدى أو الزراعة التقليدية وبالتالى يمكن إقامته فى الأماكن القريبة من مكان التسويق.

الأسس العلمية والتطبيقية لنظام الـ Aquaponics :

يعتبر نظام الـ  Aquaponics   نظام مكثف دائرى مغلق حيث يتكون من وحدتين أساسيتين مرتبطتين ببعضهم البعض وتدور بينهما المياه وهم :

1 – وحدة إنتاج الأسماك.

2 – وحدة الزراعة المائية (بدون تربة) Hydroponics.

أولاً : وحدة إنتاج الأسماك :

وحدة إنتاج الأسماك فى هذا النظام من النظم المغلقة أو الدائرية وصممت لتقليل الإعتماد على تغيير الماء وإعادة إستخدامه مرة أخرى لتقليل الفقد فى الماء.

هناك عدة تصميمات للنظام الدائرى أغلبها يعمل بكفاءة إذا توافرت العناصر التالية:

1 – التهوية

2 – إزالة المخلفات الصلبة

3 – الفلترة الحيوية لإزالة مخلفات الأمونيا والنيتريت الذائبة فى الماء

4 – معادلة الـ PH

وحدة النظام الدائرى تتكون من خمس عناصر أساسية: 

1 – وحدات الرعاية Rearing Units

2 – تنكات الترسيب Settling Tanks

3 – فلتر ميكانيكى Mechanical Filters  وله عدة أنواع:

• غرابيل ثابتة   Stationary Screens     

• غرابيل دورانية         Rotary Screens                           

• غرابيل عند محاور التدفق   Axial Flow Screens              

• غرابيل شعاعية التدفق     Radial Flow Screens

• غرابيل على هيئة سلسلة دائرية Chain type Rotary Screens

• مرشح الرمل  Sand Filter

 4 -   فلتر حيوى Biological Filter وهو يشمل أنواع أساسية منها :

• فلتر مغمور (غاطس)  Submerged Filter

• فلتر معلق Trickling Filter

5 – معدات تهوية : وهى لها عدة أنواع

مرشحات إضافية :

• مرشحات منظمة Buffering Filters

وهى تستخدم الحجر الجيرى أو الصدف لتوفير كربونات الكالسيوم حيث أن كل 7.13 كجم من قلوية كربونات الكالسيوم تعادل أيون الهيدروجين المنتج خلال أكسدة 1 كجم أمونيا.

• مرشحات النبات  Plant Filters

• مرشحات الفحم النشطة  Activated Charcoal Filters

• تكسير الرغاوى  Foam Fractionation

وليس شرطاً أن يتم إستخدام هذه اللوحات المرشحة ولكن حسب ظروف الإنتاج ويمكن أيضاً توفير بعض المكونات الأخرى للنظام مثل الفلاتر سواء ميكانيكية أو بيولوجية بإمكانيات وخبرة مصرية.

ثانياً : وحدة الزراعة المائية (بدون تربة)  Hydroponics:

بعد خروج الماء من وحدة إنتاج الأسماك وحدوث عملية الفلترة له من خلال الفلاتر الميكانيكية و البيولوجية فإنه يذهب من خلال مواسير إلى وحدات الزرعة المائية حيث يكون محملاً بالعناصر الغذائية فى صورة بسيطة وسهلة الإمتصاص ليستفيد منها النبات ثم تعود المياه مره أخرى إلى أحواض السمك فى صورة نقية يستطيع السمك النمو فيها بصورة جيدة، وفى هذا النظام يتم زراعة جميع أنواع الخضر مثل الطماطم والفراولة والخيار والفلفل .....إلخ. وهذا النظام مكثف حيث يتم تكثيف عدد النباتات فى المتر المربع عن نظم الزراعة التقليدية.

يوجد عدة أنواع من المزارع المائية وهى :

1 – الزراعة على ألواح البولى إيثيلين فى تنكات أو قنوات مائية:

وهذه التنكات لها فتحات فى البداية لدخول الماء القادم إليها من وحدة إنتاج الأسماك ثم فى النهاية يكون لها فتحات للصرف حيث يخرج الماء ويعود مرة أخرى إلى أحواض السمك عن طريق مضخات صغيرة لرفع المياه من حوض تجميع المياه، ويكون النبات المراد زراعته على ألواح البولى إيثيلين على سطح الماء بعد عمل فتحات مناسبة له.

2 – الزراعة على مواسير PVC:

وذلك بعمل فتحات فى المواسير يوضع فيها الشتلات ويمر الماء القادم من أحواض السمك فى تيار رقيق أسفل الشتلات حتى نهاية الماسورة ويتم تجميعه ثم يعود ويضخ إلى أحواض السمك مرة أخرى. ويتم وضع المواسير على حوامل على شكل هرمى لزيادة عدد النباتات فى وحدة المساحة وبالتالى زيادة التكثيف.

إعداد / أيــمـــن عــشــــرى

إشراف م./ زينب محمود عثمان