Chương 9: Một số chủ đề bổ sung cho aquaponics

Chương cuối cùng này thảo luận về các chủ đề nhỏ, nhưng quan trọng, liên quan đến việc quản lý các hệ thống aquaponic quy mô nhỏ. Aquaponics đòi hỏi một số đầu vào thiết yếu, bao gồm thức ăn cho cá, điện, hạt giống / cây giống, cá giống, phân bón bổ sung và nước để bổ sung cho thiết bị. Tất cả các đầu vào này đều có sẵn để mua, nhưng có những phương pháp đơn giản để sản xuất ra chúng.

9.1 Một số đầu vào bền vững

9.1.1 Phân bón hữu cơ

Aquaponic thường dễ bị thiếu hụt và phải bổ sung 1 số vi chất như sắt, canxi, kali. Phân bón tổng hợp không được khuyên dùng có thể quá khắc nghiệt và dễ làm hỏng hệ sinh thái. Thay vào đó sử dụng phân trà (compost tea) để bổ sung chất dinh dưỡng.

Quy trình ủ phân

Phân hữu cơ là loại phân giàu chất dinh dưỡng, được làm từ việc phân hủy chất hữu cơ, bao gồm rác thực vật. Ngoài ra phân hữu cơ có thể được sử dụng để tạo ra phân bón lỏng gọi là phân trà (compost tea) loại phân dễ dàng thêm vào aquaponic.

Phân hữu cơ có thể làm từ rác thải thực phẩm ủ trong một thùng chứa , trong đó có vi khuẩn hiếu khí, nấm và các loài sinh vật khác. Chúng có nhiệm vụ phá vỡ chất hữu cơ thành các chất dinh dưỡng đơn giản mà cây trồng có thể hấp thụ. Quá trình ủ phân này có thể mất 6 tháng để tạo ra một lớp đất mùn với 65% là chất dinh dưỡng và không có mầm bệnh.

Ủ phân sử dụng một thùng phi 200-300 lít, có nắp, nhiều lỗ thông hơi, có màu tối để giữ nhiệt, làm tăng tốc độ phân hủy. Khi ủ phân hữu cơ, quan trọng là quản lý nguyên liệu đầu vào, độ ẩm vào khoảng 60-70 %. Trong 2-3 tuần đầu, nhiệt độ có thể đạt 60-70 độ C, giai đoạn này cần đảm bảo độ ẩm không quá cao để tăng nhiệt độ, giúp tiệt trùng mầm bệnh và đẩy nhanh quá trình ủ phân.

Phân hữu cơ được ủ từ hỗn hợp thức ăn thừa, trái cây, rau quả, rơm, tro…Tỷ lệ Cacbon và Nitơ khuyến cáo ở mức 20/30. Không nên sử dụng quá nhiều tro để tránh việc pH tăn quá mức. Một số nguyên liệu không bao giờ được dùng để ủ phân gồm thịt, sữa, cam, chanh, nhựa, thủy tinh, kim loại.

Phân ủ nên có đủ độ ẩm và nitơ để nuôi sống tất cả các sinh vật có lợi. Nước có thể được phun thêm vào nếu quá khô. Sự gia tăng nhiệt độ cho thấy quá trình ủ phân đang diễn ra. Trong thực tế, phân ủ có thể sử dụng để làm nóng nhà kính ở những nơi có khí hậu lạnh.

Sau quá trình ủ kết thúc chất thải hữu cơ đã phân hủy thành mùn ( mất từ 4 – 6 tháng), bỏ vào túi lưới ngâm trong một xô nước khoảng 20 lít, sục khí liên tục trong vài ngày.  Sau 2 3 ngày sục khí liên tục lọc dung dịch thu được qua lớp vải mịn sau đó pha loãng với nước tỷ lệ 1:10 và phun lên gốc cây. Hoặc cũng có thể thêm thẳng vào nước trong hệ thống, sau đó theo dõi để biết nhu cầu của cây. Cẩn thận không thêm quá nhiều.

Ngoài ra cũng có thể khoáng hóa chất thải rắn lấy từ bộ lọc cơ để đưa vào hệ thống.

Một nguồn dinh dưỡng khác là rong biển, chứa rất nhiều sắt và kali thường thiếu trong aquaponic.

Quá trình ủ phân cần đảm bảo phân hủy hoàn toàn để tránh mầm bệnh. Không dùng nguồn hữu cơ từ động vật, thông khí thùng ủ phân để tránh vi khuẩn gây bệnh.

9.1.2 Thay thế nguồn thức ăn cho cá

Đối với aquaponic thức ăn cho cá rất quan trọng và tốn kém. Khuyến cáo thức ăn sử dụng cần phải chất lượng và đáp ứng tất cả các nhu cầu dinh dưỡng của cá. Mặc dù vậy dưới đây là một số ví dụ để tự sản xuất thức ăn bổ sung để giảm chi phí. Thông tin thêm xem trong Phụ lục 5.

Bèo tấm

Bèo tấm là loài thực vật sống trôi nổi trên mặt nước, giàu protein và có thể làm nguồn thức ăn cho cá chép và rô phi. Bèo tấm có thể tăng gấp đôi khối lượng trong 1 – 2 ngày, tuy nhiên cũng nên gây bèo tấm ở bể riêng tránh bị cá ăn hết. Khay bèo nên đặt giữa khay trồng rau và bể cá, khi đó nước sẽ được lọc sạch hơn trước khi đổ vào bể cá.

Bèo hoa dâu

Bèo hoa dâu là một chi của dương xỉ phát triển trôi nổi trên mặt nước. Sự khác biệt là bèo hoa dâu cộng sinh với vi khuẩn Anabaena azollae, có thể tạo ra protein từ không khí, tạo ra nguồn thức ăn có tốc độ tăng trưởng đặc biệt cao. Bèo hoa dâu trồng như bèo tấm, nhưng cần bổ sung thêm phốt pho.

Thức ăn từ côn trùng

Côn trùng thường là loài gây hại trong nông nghiệp, tuy nhiên một số lại là một nguồn cung thức ăn bền vững, chứa nhiều axit amin, protein và chất béo. Côn trùng cũng rất dễ nuôi, thức ăn cho chúng là chất thải thực vật, phân chuồng, thậm chí là trấu, gỗ thích hợp cho mối. Côn trùng có thể nuôi ở không gian rất nhỏ, tiết kiệm chi phí, là sinh vật máu lạnh nên khả năng chuyển đổi thức ăn thành thịt cao hơn so với các loài động vật khác.

Ruồi lính đen

Ấu trùng ruồi lính đen có hàm lượng protein cao cho gia súc. Ấu trùng ăn phân động vật, động vật chết, chất thải thực phẩm, tất cả được đặt trong một thùng ủ phân có thoát nước và thông khí.

Hai phần ba ấu trùng có thể được chế biến thành thức ăn, số lượng còn lại nên nuôi tiếp để cho đẻ trứng. Ruồi trưởng thành không phải là sinh vật truyền bệnh, không có miệng, không ăn, chỉ đẻ trứng và chết sau một tuần.

Ruồi lính đen đã được chứng minh là ngăn chặn được ruồi nhà và ruồi xanh ở các cơ sở chăn nuôi và có thể làm giảm lượng mầm bệnh trong phân. Mặc dù vậy, trước khi cho cá ăn, ấu trùng phải được nướng trong lò (170°C trong 1 giờ) . Quá trình nướng này sẽ diệt hết các mầm bệnh.

Chùm Ngây

Chùm ngây là loài cây nhiệt đới có rất nhiều chất chất dinh dưỡng, bao gồm protein và vitamin. Trong thực tế, đã có một số dự án aquaponic quy mô nhỏ ở Châu Phi sử dụng lá của chùm ngây làm nguồn thức ăn duy nhất cho cá rô phi. Những cây này phát triển nhanh, chịu hạn và dễ dàng nhân giống. Tuy nhiên, chùm ngây không phù hợp với khí hậu lạnh. Người ta thu hoạch bằng cách chặt tất cả các nhánh cây để lấy lá, 4 lần/năm.

9.1.3 Thu hoạch hạt giống

Để giống và thu hoạch hạt giống từ cây trồng là một chiến lược tiết kiệm và bền vững. Đặc biệt aquaponics cây trồng là đối tượng sản xuất chính nên càng hiệu quả.

Tuy nhiên, chỉ sử dụng hạt giống từ cây trưởng thành, không lấy giống từ cây non, cây già, cây lai. Thu gom từ nhiều cây khác nhau giúp giữ lại sự đa dạng di truyền và cây khỏe mạnh. Ngoài ra có thể trao đổi, mua bán hạt giống từ các nông dân khác.

Vỏ hạt khô (Dry seed pods)

Bao gồm các loại như húng quế, xà lách, xúp lơ, cải … Quy trình chung là đặt các cành khô vào một túi giấy lớn và cất trong 3-5 ngày ở trong tối chỗ mát.Sau đó mở túi và lắc toàn bộ cây để hạt rơi ra.

Vỏ hạt ướt (Wet seed pods)

Bao gồm các loại quả như cà chua, dưa chuột, ớt. Các hạt này nằm trong trái và được bao bọc trong một túi gel ngăn cản hạt này mầm. Khi quả chín, lấy dao cắt từng lát mỏng tách lấy hạt rồi rửa sạch gel, để khô trong bóng râm, cuối cùng lấy hạt bỏ vào túi giấy để lưu trữ.

Lưu trữ hạt giống

Bảo quản hạt giống trong túi giấy ở nơi tối, mát với độ ẩm tối thiểu. Tốt nhất là để trong hộp có chứa túi hút ẩm và đặt trong tủ lạnh. Loại bỏ hết đất và các mảnh vụn để ngăn ngừa nấm mốc và nảy mầm. Ghi tên hạt giống ngày tháng để sử dụng, chỉ nên sử dụng trong 2 đến 3 vụ

9.1.4 Thu nước mưa

Sử dụng nước mưa cho aquaponics có nhiều lợi ích như nước mưa miễn phí, mang tính trung hòa hoặc hơi chua, GH, KH nước mưa thấp hiếm có muối, chất độc mầm bệnh.

Tuy nhiên, nếu sử dụng nước mưa làm nguồn nước chính, cần thêm canxi cacbonat, như được mô tả trong Phần 3.5.2

Khi thu thập nước mưa, cần tránh việc lẫn phân chim hoặc động vật khác, tốt nhất là sử dụng nước mưa thông qua bộ lọc cát đơng giản. Nên có thùng chứa lớn để trữ nước mưa, có che chắn rác muỗi, sục khí tránh vi khuẩn kỵ khí phát triển.

9.1.5 Một số kỹ thuật xây dựng aquaponic

Sự khéo léo của các nông dân đã cung cấp vô số biến thể của aquaponics. Aquaponics có thể chỉ đơn giản là nuôi cá và trồng rau trong các thùng chứa khác nhau, như bồn tắm, thùng nhựa, gỗ. Máng nước trong hệ thống DWC có thể được chế tạo từ tre hoặc nhựa tái chế; Hệ thống Media bed có thể được lấp đầy bằng gạch, đá có sẵn tại địa phương.

Xây dựng hệ thống aquaponic cực rẻ bằng cách đào một cái hố, lót bằng bạt nhựa HDPE dày 0,6 mm. Dùng lưới để tách cá khỏi rau. Một bên để nuôi cá với mật độ tương đối thấp, bên kia là kênh DWC dùng xốp làm bè nổi. Thêm sục khí và tạo dòng nước chuyển động bằng bơm hoặc tự thiết kế hệ thống airlift để tiết kiệm điện

9.1.6 Năng lượng thay thế cho aquaponic

Pin mặt trời

Các tấm quang điện chuyển bức xạ mặt trời thành điện năng để vận hành máy bơm và sục khí, cần thêm bộ chuyển điện áp AC/DC và ắc quy để đảm bảo cung cấp điện vào ban đêm hoặc vào những ngày nhiều mây. Mặc dù tính bền vững cao, năng lượng mặt trời đòi hỏi một khoản đầu rất lớn.

Vật liêu cách nhiệt

Mùa đông nếu nhiệt độ quá thấp cần phải làm ấm nước. Có thể dùng những lựa chọn giá rẻ và bền vững hơn nhiên liệu hóa thạch là cách nhiệt bể và sưởi ấm xoắn ốc. Năng lượng nhiệt mất đi một phần lớn là do sục khí, do đó tốt nhất là che và cách ly bộ lọc vi sinh hoặc sử dụng các giải pháp thay thế để tránh bọt khí.

Sưởi ấm xoắn ốc là một hình thức thu nhiệt từ năng lượng mặt trời. Nước từ hệ thống được lưu thông qua lớp ống nhựa cuộn tròn, có màu đen để dễ hấp thụ nhiệt. Làm nóng hơn bằng cách thiết kế thêm một nhà kính nhỏ và đặt cuộn ống vào trong. Kích thước ống đề nghị là phi 25 mm với chiều dài 40-80 m cho một hệ thống nhỏ.

9.2 Bảo đảm mực nước cho hệ thống quy mô nhỏ

Một trong những mối hiểm họa phổ biến nhất đối với aquaponic là mất nước. Hậu quả thảm khốc là toàn bộ cá bị chết, tệ hơn là hệ thống hoàn toàn sụp đổ. Nguyên nhân có thể là mất điện, đường ống bị tắc, xả nước quên khóa, thêm nước quên khóa …

Tất cả các vấn đề này có thể gây tử vong cho cá nếu không được xử lý kịp thời.

Dưới đây là danh sách các phương pháp để ngăn ngừa một số tình huống nêu trên:

9.2.1 Phao cơ tự động bơm nước

Đây là thiết bị tương đối rẻ tiền dùng để tự động bơm nước khi mực nước quá thấp. Có 2 loại, một loại tự động kích hoạt bơm và một loại dạng van cơ tự động xả nước.

9.2.2 Ống thoát nước

Ống tràn dẫn nước từ điểm cao nhất đến bể chứa trong trường hợp các ống thoát nước bị tắc. Điều này hạn chế nguy cơ mất nước.

9.3 Tích hợp aquaponics với khu vườn khác

Aquaponics có thể được xây dựng độc lập, nhưng sẽ tối ưu hơn khi được sử dụng kết hợp với các mô hình nông nghiệp khác vì nguồn nước trong aquaponic rất giàu dinh dưỡng và có thể được dùng để tưới cây xung quanh, nhất là giai đoạn cây trồng đang phát triển lá và thân. Mô hình Wicking beds dễ dàng tích hợp với các khu vườn khác