|
|
Balance of energy, water and nutrients in the aquaponic cycle
Szotkowski, Matěj ; Procházková, Michaela (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
The motivation behind this thesis was to provide an overview of current scientific knowledge in the area of aquaponic food production, which would culminate in the creation of a mathematical model. Additionally, an experimental aquaponic farm was to be examined from the viewpoint of water and energy balance to provide real-world data for the creation of the mathematical model. Lastly, the applicability of algal photobioreactor in a general aquaponic cycle was to be assessed. The preliminary part of the work describes the motives behind the need for innovation in agriculture. The definition of aquaponics is provided along with a description of its subcomponents, their working mechanism and design. In this part of the thesis, the nutrient cycle of aquaponics is outlined as well. As the last part of the theoretical portion of the work, the implementation of algal photobioreactor into the aquaponic cycle is examined. Mechanisms both motivating and discouraging from such an implementation are described. Consequently, the reactor in and of itself is examined more closely. The process variables influencing the growth of algae are presented along with possible reactor designs, harvesting methods, and utilizations of the resulting products. In the first part of the experimental section of this work, the examined farm run by Flenexa plus s.r.o. is introduced from the viewpoint of the aquaponic process. Furthermore, the water and energy balances of implemented aquaponic process are provided and evaluated. The focus is then shifted towards the mathematical models which were created based on the knowledge and data gathered in the course of this work. The logic and algorithms behind both models are explained and discussed along with their main features and capabilities. Paths of future development for both models are also outlined in the closing section. Lastly, the findings obtained and gathered during the process of the thesis creation are discussed and summarized in the concluding chapters.
|
|
|
Vliv alternativních zdrojů bílkovin v rybím krmivu na růst ryb a rostlin ve dvousmyčkovém akvaponickém systému
NIKL, Ondřej
Cílem této diplomové práce bylo vyhodnotit produkční účinnost krmiv, která byla navržena s úmyslem vyvinout speciální akvaponické krmivo. Dále vyhodnotit obsah živin ve vodě, kalech a živných roztocích a jejich vliv na růst rostlin a konečně navrhnout případné úpravy složení krmiv. Akvaponické krmivo by mělo respektovat nutriční požadavky ryb a rostlin, nezatěžovat životní prostředí nevyužitými živinami a, s ohledem na udržitelnost, místo moučky z mořských ryb využívat alternativní zdroje proteinů. Proto byla navržena tři experimentální izoproteinová a izokalorická krmiva. Krmivo A obsahovalo konvenční suroviny včetně moučky z mořských ryb. Krmivo B využívalo moučku ze sladkovodních ryb a dále výhradně rostlinné proteiny bez ohledu na původ. Krmivo C bylo složeno z udržitelných a lokálních zdrojů proteinů. Experiment proběhl v akvaponické hale FROV JU. Jako pokusný materiál byl zvolen tlamoun nilský (Oreochromis niloticus) a salát (Lactuca sativa). Krmivo B vykázalo podobné hodnoty všech produkčních ukazatelů jako konvenční krmivo A. Hmotnost obsádky v systému A vzrostla za třináct týdnů o 143,68 % a v systému B o 136,56 %. Hmotnost obsádky v systému B byla na konci pokusu oproti systému A neprůkazně nižší o 4,08 %. Krmný koeficient (FCR) krmiva B (1,92?0,10) byl neprůkazně vyšší o 8,47 % vůči FCR krmiva A (1,77?0,13). Průměrná hmotnost nadzemní části rostlin rostoucích v živném roztoku vytvořeném z mineralizovaného kalu získaného ze systému B, doplněném o chybějící živiny, dosáhla po čtyřech týdnech hodnoty 221,8?33,9 g. To bylo neprůkazně více o 44,21 % než průměrná hmotnost rostlin pěstovaných ve speciálním hydroponickém živném roztoku a o 8,62 % neprůkazně více než hmotnost rostlin pěstovaných v obohaceném roztoku získaného ze systému A. Experimentálně tak bylo prokázáno, že v akvaponických krmivech lze nahradit moučku z mořských ryb alternativními zdroji proteinů a těmito krmivy zajistit efektivní výživu ryb i rostlin v dvousmyčkovém akvaponickém systému.
|
|
|
Využití akvaponie na příkladu státu Keňa
Partila, Filip
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou akvaponie a jejím možném využití v rozvojových zemích. Úvodní část práce shrnuje formou literární rešerše současnou problematiku rozvojových zemí, následně představuje akvaponii jako nový potenciální směr udržitelného pěstování plodin. V další části je podrobněji představen modelový stát Keňa. Hlavní část práce se zaměřuje na analýzu stravovacích návyků, kalorického příjmu obyvatelstva, podmínek pro akvaponii v zemi a srovnává akvaponii s konvenčním zemědělstvím. V závěru bylo vyhodnoceno, zda je Keňa svými podmínkami vhodným kandidátem na akvaponický projekt.
|
|
| |
|
|
Integrovaná ochrana rostlin v akvaponických systémech
URBÁSEK, Jan
Cílem této bakalářské práce bylo vypracování literární rešerše zaměřené na problematiku integrované ochrany rostlin (IOR) v akvaponických systémech. Vzhledem k tomu, že literatura zaměřena na IOR v akvaponických systémech je velice omezena, tak práce vychází především z informací o ochraně rostlin při pěstování ve sklenících či hydroponiích. Jednotlivé metody ochrany rostlin byly zhodnoceny na základě jejich využitelnosti v různých typech akvaponických systémů. Při hodnocení byla také v potaz brána jejich reálná možnost aplikace na komerčních akvaponických farmách. Jako nejúčinnější se ukazuje prevence. Při dodržování přísných preventivních opatření lze velmi dobře předcházet vzniku markantnějších problému. Následné vyřešení vzniklých problémů může být poměrně dost komplikované a mohou zapříčinit nezvratné ekonomické ztráty na rostlinných produktech. Při ochraně rostlin ve sklenících a hydroponiích je v dnešní době běžně využívána chemická ochrana. Aplikace chemických pesticidů je však v akvaponiích silně problematická s ohledem na jejich možnou toxicitu pro vodní organismy. Vzhledem k omezeným možnostem použití tradičních chemických pesticidu je proto nutné hledat jiné alternativy. Jednou z těchto alternativ by se mohly stát přírodní přípravky založené na výtažcích z rostlin. Existuje velké množství rostlin, které vykazuji pesticidní účinky, avšak možnost jejich aplikace je bez dalšího výzkumu velice omezena, protože u většiny přípravků rostlinného původu nejsou stanoveny toxicity pro vodní organismy. V této práci byl vytvořen přehled na trhu dostupných produktů z rostlin, které by mohly být použitelné proti problematickým škůdcům a chorobám. Také na základě literárních zdrojů vznikl seznam rostlin, které lze doporučit k budoucímu výzkumu využitelnosti a zařazení do systému IOR velkých akvaponických farem.
|
|
|
Zhodnocení odpadu z akvakultury
LUNDA, Roman
Technologie pro úpravu vody, prošly v posledních letech dynamickým vývojem, spolu s novými objevy a metodami. Uměle vybudované mokřady, aerobní kompostování, anaerobní čištění, enzymatická nebo chemická hydrolýza a akvaponie jsou dnes již dobře známé technologie používané při snižování, zhodnocování a recyklaci odpadu z akvakultury. Veškerý odpad z akvakultury lze zhodnotit pomocí několika technologií. Nové technologie se používají hlavně k recyklaci zdrojů nebo k produkci cenných vedlejších produktů, včetně biopaliv, rybí siláže, biouhlí, kyseliny mléčné, vodíku a kalu jako média pro růst larev hmyzu, stejně tak jako technologie fytoremediace a bioflok pro zpracování kalů z akvakultury. Kapitola 2 uvádí složení kalů a odpadních vod z několika různých akvakulturních systémů RAS. Výsledky obsažené v Kapitole 2 prokazují možnost využití odpadních vod pro rostlinnou výrobu ve formě akvaponických nebo hydroponických systémů. Výhody akvaponie se netýkají pouze efektivního využívání půdy, vody a zdrojů živin, ale také umožňují větší integraci inteligentních energetických možností, jako je bioplyn a solární energie. V tomto ohledu, představuje akvaponie slibnou technologií pro produkci ryb a zeleniny za pomocí způsobů, které nejsou náročné na množství půdy, vyžadují méně energie a vody - a zároveň minimalizují chemické přísady a hnojivové doplňky, které se používají při konvenční výrobě potravin. Kapitola 2 také hodnotí koncentraci živin podle jednotlivých typů úpravy RAS a problém nadměrného množství sodíku v systémech. Neexistuje však dokonalé složení kalu či odpadní vody pro úplnou potřebu rostlin. Ovšem živiny obsažené v kalu a odpadní vodě, mohou snížit náklady na výrobu živných roztoků v hydroponii. Vytváření hodnotného substrátu pro hnojení pomocí vermikompostování, představuje velmi slibnou techniku pro budoucnost využití kalu. Tato technologie nevyžaduje zbytečně vysoké náklady a je vysoce ekologická. Kapitola 3 dokumentuje složení a využití kalů z akvakultury pro využití ve vermikompostování. Tato kapitola zahrnuje další možnosti využití kalů z akvakultury jako například přímé použití na pole včetně nezávadnosti v oblasti toxicity. To dává kalu ze standardního sladkovodního RAS velkou příležitost pro jeho přímé použití v odvětví vermikompostování. Je dobře známo, že zpracování pevných látek v akvakultuře může být díky využití technologii bioflok, velice výhodné. Tato technologie představuje pilíř zhodnocování odpadu z akvakultury. Využití biomasy bohaté na živiny z technologie bioflok jako potenciálního zdroje krmiva je obsaženo v Kapitole 4. Bylo prokázáno, že téměř 33 % krmiva pro chov raků může být nahrazeno bioflok biomasou. Největší překážkou při zhodnocování odpadu z akvakultury je nepřeberné množství všech možných technologií a jejich variabilita. K dosažení ideálního složení je nutné zvolit správný přístup v akvakulturních systémech. Je však zapotřebí dalšího výzkumu a vývoje, jak dokazují výzvy popsané v této práci.
|
|
|
Balance of energy, water and nutrients in the aquaponic cycle
Szotkowski, Matěj ; Procházková, Michaela (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
The motivation behind this thesis was to provide an overview of current scientific knowledge in the area of aquaponic food production, which would culminate in the creation of a mathematical model. Additionally, an experimental aquaponic farm was to be examined from the viewpoint of water and energy balance to provide real-world data for the creation of the mathematical model. Lastly, the applicability of algal photobioreactor in a general aquaponic cycle was to be assessed. The preliminary part of the work describes the motives behind the need for innovation in agriculture. The definition of aquaponics is provided along with a description of its subcomponents, their working mechanism and design. In this part of the thesis, the nutrient cycle of aquaponics is outlined as well. As the last part of the theoretical portion of the work, the implementation of algal photobioreactor into the aquaponic cycle is examined. Mechanisms both motivating and discouraging from such an implementation are described. Consequently, the reactor in and of itself is examined more closely. The process variables influencing the growth of algae are presented along with possible reactor designs, harvesting methods, and utilizations of the resulting products. In the first part of the experimental section of this work, the examined farm run by Flenexa plus s.r.o. is introduced from the viewpoint of the aquaponic process. Furthermore, the water and energy balances of implemented aquaponic process are provided and evaluated. The focus is then shifted towards the mathematical models which were created based on the knowledge and data gathered in the course of this work. The logic and algorithms behind both models are explained and discussed along with their main features and capabilities. Paths of future development for both models are also outlined in the closing section. Lastly, the findings obtained and gathered during the process of the thesis creation are discussed and summarized in the concluding chapters.
|
|
|
Městské zemědělství
Neveselý, Jakub
Diplomová práce. Brno, 2016 Práce se věnuje problematice městského zemědělství. Spis si klade za cíl seznámit čtenáře formou literární rešerše s druhy městského zemědělství, popsat vlivy městského zemědělství na životní prostředí, na ekonomiku a na sociální aspekty. Dále se práce věnuje výhodám a nevýhodám městského zemědělství a jejich rizikům. Dalším významným aspektem je potravinová bezpečnost s ohledem na rozvojové země. PESTLE analýza byla použita pro analyzování vnějšího prostředí městského zemědělství v Dar es Salaam.
|
host ::
RSS.