Akvapónia üzemeltetés Aquaponics operation and maintenance Vízminőség Water quality

Baktériumok/Bacteria Intro Halak/Fish Növények/Plants Baktériumok/Bacteria A víz kapcsolja össze a rendszer elemeit Water connects the system parts Water is everything: Buffers the temp. Universal dissolver Unique physichal and chemical properties Carries nutrients Dissolve gases Provide a habitat

Baktériumok/Bacteria Intro Halak/Fish Növények/Plants Baktériumok/Bacteria Közös optimum Shared optimum Minden az optimalizálásról szól Időben nem túl rugalmas a rendszer Ismerni kell/vagy úgy kell tervezni a rendszert, hogy az egyes paraméterek befolyásolásával a kiválasztott tartományban lehessen tartani a paramétereket. Természetvédelmi ökológia Dr. Bihari Zoltán, Dr. Antal Zsuzsanna, Dr. Gyüre Péter (2008) http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/0032_okologia/ch06s02.html

Milyen vízminőségi paraméterek? Which water quality parameters? Hőmérséklet/Temperature pH Oldott oxigén/Dissolved oxygen Szervetlen nitrogénformák/Inorganic N forms Lúgosság/Alkalinity Növényi tápelemek/Plant nutrients Lebegőanyag/Suspended solids

Hőmérséklet/Temperature Környezeti hőmérséklet/Ambient temperature Víz hőmérséklet/Water temperature Feltételezve, hogy minden más környezeti feltétel optimális : fény, CO2,O2,

Hőmérséklet/Temperature Hatása a növényekre/Effect on plants Növényi optimum/Plant optimum range Tényezők/factors: Növényfaj/Plant species Évszak/Season Növekedési fázis/Growth phase Üvegházi károsítók/Pests

Hőmérséklet/Temperature Kritikus hőmérsékleti értékek/Critical Temperatures for Selected Crops Crop/Növény Minimum Growth Temperature Optimum Growth Temperature Range Maximum Cool Season Grains/Gabonanövények 0-4 24-29 32-38 Corn/Kukorica 10 29-32 43-46 Cucumbers/Uborka 9-10 24-27 35-46 Melons/Dinnye 15-18 30-37 43-49 Peas/Borsó 3-6 10-16 21-24 Potatoes/Burgonya 6-7 27-32 Beans/Bab 38-43 Tomatoes (growth)/Paradicsom (növekedés) 10-13 16-27 29-35 Tomatoes (for fruit set) /Paradicsom (termésképzés) 13-14 15-20 22

Hőmérséklet/Temperature A halak poikilotherm állatok/Fish poikilothermic species Növekedési sebesség egyenesen arányos a hőmérséklettel/Fish growth is proportional to temperature Halfajonként eltérő/Species specific Oldott oxigén limitáló hatása/Oxygen is a limiting factor A halfaj környezeti optimuma lehet szűk, vagy tág… Pisztráng szűk: jelzi, hogy milyen OK a rendszer Kezdőknek tágabb optimummal rendelkező halfaj http://www.eoearth.org/article/Information_required_to_project_responses_of_arctic_fish Fig. 8.18. Growth rates of fish species at varying temperatures determined from laboratory studies. Stenothermic northern species (e.g.,A, B, C, and F) are grouped towards the lower temperatures on the left, whereas mesothermic southern species (e.g., G, I, and J) are grouped towards the right. Stenothermic species tend to have a more peaked curve indicating only narrow and typically low temperature ranges over which optimal growth is achieved. Wide-ranging eurythermic species (e.g., D, E, and H) probably exhibit the greatest possibilities for adapting rapidly to shifting thermal regimes driven by climate change.

Hőmérséklet/Temperature Eltávolítási sebesség egyenesen arányos a hőmérséklettel/Removal rate is proportional to temperature Oldott oxigén limitáló hatása/Oxygen is a limiting factor Nitrification is temperature sensitive. The optimum temperature for nitrification is generally considered to be 30°C. Temperature and Nitrification (after Gerardi, M.H., 2002) Temperature Effect upon Nitrification >45°C Nitrification ceases 28-32°C Optimal temperature range 16°C Approx. 50% of nitrification rate at 30°C 10°C Significant reduction in nitrification rate - 20% of rate at 30°C <5°C Nitrification ceases

Hőmérséklet/Temperature Halak/Fish Növények/Plants Baktériumok/Bacteria Közös optimum Shared optimum Rendszer egyedi adottsága Specific for each system Mérése/Measurement: Gyakoriság/frequency: naponta/daily Módszer/method: „ízlés szerint”/your choice Rendszer egyedi adottsága

Baktériumok/Bacteria pH Halak/Fish – pH 6,5-8,0 Növények/Plants 4,5-7,0 Baktériumok/Bacteria 6,0-8,0 Közös optimum Shared optimum Jól meghatározható érték Well defineable 6,5-6,9 Mérése/Measurement: Gyakoriság/frequency: naponta/daily Módszer/method: gyorsteszt, mérőműszer/quick tests-electordes If pH drops below 6.0, the plants usually don't mind and the fish will adapt somewhat over time. However, the biofiltration bacteria do become inactive below a pH of 6.0, so whilst the fish may have adapted they may not be in water of the best quality for their health and well-being.

pH A rendszer pH természetes csökkenése/The system pH naturally decreses Nitrifikáció „savtermelő” folyamat/Nitrification is acid forming process pH hőmérséklet hatása az ammónia koncentrációra/pH and temperature affect ammonia

Lúgosság/Alkalinity NH4+ + 1.5O2 → 2H+ + NO2- + 2H2O H+ + NO2→HNO2 7.14 mg lúgosság (alkalinity) CaCO3/mg ammonium CO2 termelődés- kihajtás/CO2 production and stripping If the pH drops below 6.7,there is a significant decrease in nitrification. Alkalinity is the buffering capacity of water. That is, its ability to maintain a pH of 7.0 or above. In aquaculture, alkalinity is most often influenced by the bicarbonate ion (the negative ion in sodium bicarbonate, NaHCO3). When kept above 100 mg/liter @ CaCO3, alkalinity will usually be an effective buffer, depending on the level of carbon dioxide (CO2) in the water (see graph). Alkalinity should not fall below 80 mg/liter @ CaCO3, as it is the source of carbon for nitrifying bacteria and is consumed during nitrification.

Baktériumok/Bacteria Lúgosság/Alkalinity Halak/Fish – <500 mg/l Növények/Plants <80mg/l Baktériumok/Bacteria > 50 mg/l Közös optimum Shared optimum Jól meghatározható érték 50-80 mg/l Mérése/Measurement: Gyakoriság/frequency: alapállapotfelvétel+pH változás/base value+pH measurement Módszer/method: gyorsteszt, labor Approximately 4.6 kg of oxygen are required for every kg of ammonium ions oxidized to nitrate (This compares with a requirement of 1 kg of oxygen to oxidize 1 kg of carbonaceous B.O.D.). An absence of oxygen for <4 hours does not adversely affect nitrifiers when oxygen is restored. An absence of D.O. for ≥24 hours can destroy a population of nitrifiers. To ensure effective nitrification always maintain a D.O. level of ≥1.5 mg/l.

pH Gyors változtatás elkerülése Növényi tápanyagfelvétel Emelése KOH, CaOH hozzáadásával (gyakorlatiasan!)

Oldott oxigén/Dissolved oxygen Halak/Fish – 2,0 – 6,0 mg/l Növények/Plants > 2 mg/l Baktériumok/Bacteria >2 mg/l Mérése/Measurement: Gyakoriság/frequency: naponta/daily Módszer/method: gyorsteszt, mérőműszer/quick tests-electordes Approximately 4.6 kg of oxygen are required for every kg of ammonium ions oxidized to nitrate (This compares with a requirement of 1 kg of oxygen to oxidize 1 kg of carbonaceous B.O.D.). An absence of oxygen for <4 hours does not adversely affect nitrifiers when oxygen is restored. An absence of D.O. for ≥24 hours can destroy a population of nitrifiers. To ensure effective nitrification always maintain a D.O. level of ≥1.5 mg/l.

Oldott oxigén/Dissolved oxygen Anyagcsere/ reakció sebesség egyenesen arányoson nő a hőmérséklettel Metabolic/reaction rate increases with the temp. Víz oldott oxigéntartalma a hőmérséklettel egyenesen arányosan csökken Dissolved oxygen decreases with the temp Oldott oxigén limitáló hatása Oxygen as a limiting factor

Szervetlen nitrogénformák/TiN Ammonia Nitrit Nitrát Nitrifikáció/Nitrification

A nitrogén ciklus / The nitrogen cycle

Szervetlen nitrogénformák/TiN Ammonia Nitrit Nitrát N2 Denitrifikáció/Denitrification

Szervetlen nitrogénformák/TiN Halak/Fish – Ammónia: <0,05mg/l Nitrit: < 0,1 mg/l Nitrát: < 50 mg/l Növények/Plants Ammónia: <1mg/l Baktériumok/Bacteria Mérése/Measurement: Gyakoriság/frequency: hetente/weekly Módszer/method: gyorsteszt/quick tests Approximately 4.6 kg of oxygen are required for every kg of ammonium ions oxidized to nitrate (This compares with a requirement of 1 kg of oxygen to oxidize 1 kg of carbonaceous B.O.D.). An absence of oxygen for <4 hours does not adversely affect nitrifiers when oxygen is restored. An absence of D.O. for ≥24 hours can destroy a population of nitrifiers. To ensure effective nitrification always maintain a D.O. level of ≥1.5 mg/l.

Növényi tápelemek/Plant nutrients EC (electrical conductivity) – elektromos vezetőképesség Egyes tápelemek koncentrációja nehezen mérhető (költséges)/Measurement of some micronutrients are difficult/expensive Rendszer beéredését követően nincs kijelzett tápanyaghiány /With matured systems nutrient defficiency seldom occurs Az egyes elemek egymáshoz viszonyított mennyisége és egyedi koncentrációja is lényeges a sikeres termelés szempontjából. A növényi tápelemek felvételét az egyes elemek egymáshoz viszonyított relatív mennyisége is befolyásolja (antagonizmus), például a kálium hatással lehet a magnézium, a kalcium felvehetőségére. Az akvapónia rendszerek alapvető sajátossága az, hogy mind a makroelemek, mind a mikroelemek túlnyomó többsége a halak takarmányából származik, azonban a halak fiziológiai jellemzői miatt számítani lehet a kálium és a vas relatív hiányára, melyek hiányára a növények hiánytünetei figyelmeztetnek, de utánpótlásuk könnyen és természetes készítmények használatával megoldható

Növényi tápelemek/Plant nutrients Ionantagonizmus/Ion antagonism Liebig féle minimum elv/Liebig”s minimum theory Természetes tápoldatok (gilisztatea, algakivonatok)/Natural supplements (compost tea)

Lebegőanyag/Suspended solids Avoiding clogging, anaerobic/anoxic pockets! Source of disesases and loss of nitrogen

Akvapónia üzemeltetés Aquaponics operation and maintenance Köszönöm a megtisztelő figyelmet! Thank you for your kind attention! Az esti szekcióban várom a kérdéseket! Looking forward to your questions at the evening session!