Akvaponia - Fenntartható élelmiszertermelés?

Mára már ijesztő tény, hogy a jelenlegi 7 milliárdos földi népesség 2050-re kb. 9.1 milliárdra is duzzadhat. Ebből eredhet a kérdés, hogy hogyan lehet majd ennyi éhes szájat etetni? A világ népessége 1961 és 2007 között megduplázódott, mely ugrással ezidáig a mezőgazdasági termelés lépést tudott tartani. A klímaváltozás azonban jelentős bizonytalansági tényező a mezőgazdasági termelés folyamatosságának biztosítása tárgyában, így mindez még inkább kiemeli a probléma komplexitásának vizsgálatára törekvő kutatásokat.

A FAO egyik munkatársának a szavaival élve, a lakosság élelmezése 2050-ben is  “könnyen kivitelezhető” lesz. Könnyű bizony, ha újabb területeket vonnak termelés alá, ha még több műtrágyát és rovarírtót szórnak szét, melyek tudjuk, már így is veszélyeztetik a termőföldek és a talajvizek minőségét, ennek révén pedig az emberi környezetet. Az az alapvető probléma tehát ezzel a kijelentéssel kapcsolatban, hogy az érintett több száz millió hektáros terület mind érintetlen, vad terület lehet csak. Főleg Afrikában és Dél-Amerikában lehetséges a terjeszkedés, ami párosulna a jelenkorra jellemző forráspusztító, destruktív mezőgazdasággal is. Ha ez a jövő, hát elég szomorú képet mutat.

A következő évtizedek valódi kihívása abban rejlik, hogyan lehet biztosítani a mezőgazdasági termelékenységet a művelésbe vont területek agresszív növelése nélkül. A kérdésre talán választ adhat az akvapónia. De mi is az?

Lényegét tekintve egy fenntartható élelmiszer előállító rendszer, mely kombinálja a hagyományos aquakultúrát (halak, rákok tartályokban való nevelése) és a hidrofoniát (növények vízhez kötött termesztése) egy szimbiotikus környezetben. A kifejezés tehát az aquakultúra és hidrofonia szavak össszeolvasásából ered. Az aquakultúrában a keletkezett melléktermékek károsak a halak számára, ám hasznosak a növények fejlődése során. Ez a “szenyezett” víz átvezetésre kerül a növények gyökerei között, az így megtisztított víz pedig visszaáramlik a halakhoz, ezen szervesanyagok ugyanis elengedhetetlenek a növények növekedése szempontjából. Az akvaponia ősi formáit már az aztékok is alkalmazták ill. Kína déli részein és Thaiföldön is kombinálták a rizstermesztést és haltenyésztést. 

Akvaponikus rendszerek létezhetnek kisméretű, házi keretek között vagy akár nagyobb, ipari jellegű méretekben ugyanazt a módszert alkalmazva. A rendszer általában édes vizet használ fel, de a termesztett növénytől és az aquakultúra állataitól függően lehetséges tengervíz alkalmazása is.

Bár az akvaponia nem egy újkeletű módszer, mégis még mindig korai szakaszában van a tökéletesítésnek. 

Nitrifikáció

Az akvaponikus rendszerekben az ammónia aerob módon történő átalakítása nitrátokká az egyik legfontosabb folyamat, hisz csökkenti a víz toxikusságát a halak számára, és lehetővé teszi a növények számára az átalakított nitrogén-vegyületek felvételét és hasznosítását. Az ammónia a halak metabolizmusának eredményeképpen jut a vízbe, és mivel magasabb koncentrációja ( 0.5-1 ppm ) mérgező rájuk nézve, szükséges a kiszűrése. Habár a növények képesek kisebb mennyiségű ammónia abszorbálására, a nitrátok felvétele sokkal hatékonyabb a toxikusság csökkentése szempontjából. A folyamat során az ammóniát a Nitrosomonas baktérium először nitritekké, a Nitrobacter a nitriteket pedig nitrátokká alakítja.

Egy akvaponikus rendszerben az ehhez a folyamathoz szükséges baktérium egy biofilm réteget képez a vízzel állandó kapcsolatban lévő szilárd felszíneken. A növények alámerült gyökerei megfelelő nagyságú felületet adnak, így elég nagy számú baktérium tud megtelepedni rajtuk. Ezen baktérium kolóniák figyelemmel kísérése igencsak fontos, hiszen végső soron ezek határozzák meg az ammónia asszimilációt. Nem csoda, hogy szinte minden akvaponikus rendszerbe beépítettek egy biofilter egységet, mely ezen mikroorganizmusok megfelelő növekedéséért felel.

A legtöbb zöldség nagyon jól növekszik hidrofonikus rendszerben, leginkább mégis a káposzta, saláta, bazsalikom, burgonya és kaliforniai paprika alkalmas erre a célra. Más zöldségek ill. gyümölcsök, melyek szintén alkalmasak akvaponikus rendszerben történő termesztésre, a bab, a borsó, a karalábé, a retek, az eper, a dinnye, a hagyma, az édesburgonya és a gyógynövények.

Az édesvízi halak a leggyakrabban tenyésztett vízi élőlények az akvaponikus rendszerekben, bár tengeri halakat és rákokat is “alkalmaznak”. A gyakorlatban a tilapia a legnépszerűbb ehető hal otthoni és kereskedelmi projektekben, bár alkalmaznak sügér, harcsa és tőkehal fajokat is.

Az akvaponikus rendszerek nagy előnye, hogy mivel cirkuláltatják a vizet, csupán a párolgással eltávozott víz mennyiségét szükséges pótolni. Ennek köszönhetően ezek a rendszerek egy hagyományosan fenntartott farm vízszükségletének csupán 2 %-át igénylik!

Nem kérdés, hogy bár ez a rendszer nem oldja meg az élelmezési problémákat, mégis egy lehetséges megoldás az ún. vertikális mezőgazdasági rendszerek bevezetésére, ill. módszert adhat  egy fenntarthatóbb mezőgazdaság kialakítására a vízzel szegényesen ellátott területeken.

(Szerkesztő megjegyzése: A cikk külföldi írója nem tér ki arra, mennyi energia kell a farmok fenntartásához, és az miből lenne biztosítható. Egyes tervek szerint akár százemeletes vagy még nagyobb – irodaházszerű – épületekben is lehetne termelni, de ha ez nem működhet alternatív energiákkal, pl. napenergiával, a termesztés igen drága lenne.)

Forrás: Science, Wikipedia

http://www.cocoponics.co/wp-content/uploads/2011/04/Aquaponics-vs-Hydroponics.png

Szerző: Lucza Veronika, biológus, ökológos