Tháng Mười 13, 2020
TÀI LIỆU AQUAPONICS-FAO CHƯƠNG 4- PHẦN 2: Hệ thống Aquaponics sử dụng lớp giá thể (Media Bed)
Đây là thiết kế phổ biến nhất với mô hình Aquaponics quy mô nhỏ. Thiết kế này đối đơn giản. Giá thể trong khay cây trồng có tác dụng như là bộ lọc vi sinh và lọc cơ học.
1.Dòng nước
Nước chảy từ bể cá-qua một bộ lọc cơ đơn giản-đến các khay cây trồng- đi xuống bể chứa-cuối cùng được bơm lại bể cá. Nước trong khay cây trồng có thể thiết kế tưới ngập xả cạn bằng cách sử dụng siphon, điều này làm tăng ôxy cho rễ và thúc đẩy vi khuẩn nitrat hóa phát triển. Ngoài ra có thể thiết kế để nước vào một bên và chảy ra một bên hoặc sử dụng hệ thống tưới nhỏ giọt.
2.Xây dựng một hệ thống lớp giá thể (Media bed)
Vật liệu:
Khay cây trồng có thể làm từ nhựa, sợi thủy tinh hoặc khung gỗ được lót một lớp bạt polyethylene. Tuy nhiên lựa chọn bất cứ loại vật liệu nào cũng phải đảm bảo được yêu cầu sau:
• Đủ khả năng chịu được nước và giá thể bên trong
• Chịu được thời tiết khắc nghiệt
• Vật liệu an toàn cho cá, rau và vi khuẩn.
• Dễ dàng kết nối với hệ thống dẫn nước.
• Có thể đặt gần các bộ phận khác của Aquaponics.
Hình dạng:
Kích thước chuẩn của khay cây trồng là hình chữ nhật có chiều rộng 1m và chiều dài từ 1-3m. Nếu khay quá dài có thể làm chất rắn tích tụ tại điểm hút nước tạo điều kiện cho vi khuẩn kỵ khí phát triển. Còn nếu quá rộng thì khó thu hoạch.
Độ sâu:
Nếu trồng các loại cây bộ rễ lớn (cà chua, đậu bắp, bắp cải,…) thì khay rau phải có chiều sâu là 30cm. Còn các loại rau ăn lá thì chỉ cần sâu 15-20cm. Độ sâu của khay cây trồng khá quan trọng vì nếu không đủ thì cây dễ bị thiếu dinh dưỡng.
3.Lựa chọn giá thể
Giá thể cần có diện tích bề mặt phù hợp có thể thông hơi, thấm được nước và tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển. Giá thể phải trơ, không bụi, không độc và có độ pH trung tính sao cho không ảnh hưởng đến chất lượng nước. Điều quan trọng là phải rửa kỹ trước khi sử dụng vì các hạt nhỏ có thể gây hại cho mang cá.
Các tiêu chí cụ thể của giá thể là
• Diện tích bề mặt lớn, có các lỗ nhỏ cho vi khuẩn phát triển.
• PH trung tính, trơ và không độc hại
• Có khả năng thoát nước tốt
• Vật liệu giá rẻ và có sẵn
• Trọng lượng nhẹ càng tốt.
Một số loại giá thể thường được sử dụng:
Đá vôi:
Đá vôi là một loại giá thể không được khuyến khích nhưng được sử dụng khá phổ biến. Loại đá này có diện tích bề mặt thấp, nặng và không trơ do thành phần CaCO3 tan trong nước (làm tăng pH).
Tuy nhiên, một lượng nhỏ có thể bổ sung để cân bằng axit trong quá trình nitrat hóa của vi khuẩn.
Sỏi nhẹ, hạt đất nung:
Những viên sỏi này tròn, diện tích bề mặt lớn (250-300m2/m2), rất nhẹ, phù hợp với Aquaponics trên sân thượng. Kích cỡ phù hợp cho Aquaponics là đường kính từ 8-20mm. Loại hạt này khi lắp đặt trên sân thượng còn có một lợi ích khác là cách nhiệt, ngôi nhà mát hơn vào mùa nóng và ấm hơn vào mùa lạnh.
Ngoài ra có một số loại giá thể khác như nắp chai nhựa hoặc xơ dừa có giá khá rẻ nhưng ít được sử dụng do diện tích bề mặt thấp (nắp chai 50-100m2/m3) hoặc có diện tích bề mặt cao nhưng tuổi thọ ngắn (xơ dừa).
Tỷ lệ nước và giá thể trong khay rau
Tùy thuộc vào loại giá thể mà thể tích của nó sẽ chiếm khoảng 30-60% thể tích của khay rau. Tỷ lệ này cũng quyết định kích cỡ của bể chứa vì thể tích bể chứa phải lớn hơn thể tích nước trong khay cây trồng.
4.Lọc cơ học và vi sinh
Không giống như hệ thống NFT và DWC, giá thể trong khay cây trồng có khả năng khoáng hóa và lọc rất hiệu quả cả cơ học lẫn vi sinh. Tuy nhiên nếu mật độ thả cá quá cao (>15 kg/m3) chất thải cá có thể làm tắc các lỗ nhỏ của giá thể và tạo điều kiện cho vi khuẩn kỵ khí phát triển rất nguy hiểm.
Lọc cơ học
Khả năng lọc phụ thuộc vào kích cỡ của giá thể, hạt càng nhỏ thì khả năng lọc càng cao do mật độ cao hơn và giữ được nhiều chất rắn hơn.
Tuy nhiên với mật độ cá cao (15kg/m3), cần có thêm bộ lọc phụ để giảm bớt lượng chất thải, có thể dùng một miếng vải đặt dưới vòi nước hoặc dùng một cái xô nhỏ 3-5lít đục lỗ và để miếng vải vào.
Lọc vi sinh
Khả năng lọc vi sinh của giá thể như hạt đất nung là rất lớn. Tuy nhiên vẫn phụ thuộc vào nhiệt độ và chất lượng nước.
Khoáng hóa
Theo thời gian, chất thải rắn qua quá trình vật lý và sinh học bị phá vỡ thành các phân tử đơn giản và ion mà cây có thể hấp thụ. Nhưng nếu thấy bùn tích tụ trong khay cây trồng thì có nghĩa là quá trình khoáng hóa không đầy đủ. Trong trường hợp này có thể phải thêm bộ lọc cơ nữa.
5.Ba tầng trong khay cây trồng
Tầng khô
2-5cm trên cùng là tầng khô, hoạt động như một hàng rào ánh sáng, ngăn không cho ánh sáng dọi vào nước có thể dẫn đến sự phát triển của tảo, nấm và vi khuẩn có hại ở gốc cây, có thể gây ra thối gốc và các bệnh khác. Một lý do khác để có một tầng khô là để giảm thiểu bốc hơi. Hơn nữa, vi khuẩn có lợi nhạy cảm với ánh sáng trực tiếp.
Tầng trung gian
Đây là khu vực xảy ra quá trình ngập-rút định kỳ, cao khoảng 10-20cm. Hầu hết các hoạt động sinh học của các vi khuẩn có ích hoạt động trong vùng này. Người ta thường bổ sung giun đất, trùn quế để phá vỡ chất thải rắn từ cá, lá chết hoặc rễ chết.
Tầng ướt
Tầng này từ đáy lên 3-5cm quá trình khoáng hóa xảy ra rất mạnh do vi khuẩn dị dưỡng phá vỡ chất rắn thành các phân tử hoặc ion cây có thể hấp thu được.
6.Làm ẩm giá thể
Cách đơn giản nhất là cấp nước liên tục mà không cần phải dùng siphon. Một phương pháp cũng rất được ưa chuộng là dùng siphon cho ngập và rút định kỳ. Mực nước thay đổi liên tục đảm bảo cây trồng có cả dinh dưỡng và ôxy.
Bell siphon
Đây là một dạng siphon khá tinh xảo. Nước được bơm liên tục vào khay trồng, khi đạt đến độ cao mong muốn bell siphon tự động xả đến gần đáy rồi dừng lại. Nước cứ thế ngập và xả gọi là quá trình ngập và rút định kỳ.
Cấu tạo của bell siphon có 3 bộ phận chính: ống hút, chuông , lọc rác. Kích thước phụ thuộc vào thể tích khay cây trồng và tốc độ cấp nước.
