Hy vọng cao về hệ thống aquaponics lấy cảm hứng từ xử lý nước thải

Một hệ thống lọc nước mới lấy cảm hứng từ các nhà máy xử lý nước thải đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc tối ưu hóa chất thải của cá để sử dụng làm phân bón cho cây trồng trong các cơ sở aquaponics.

Cơ sở aquaponics nơi thử nghiệm diễn ra. Ảnh: Victor Lobanov

Trong một nghiên cứu gần đây, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng hệ thống này có thể cải thiện quá trình tái khoáng chất dinh dưỡng cho cây trồng, đồng thời loại bỏ nitơ và carbon dư thừa khỏi hệ thống, tạo ra một môi trường trong lành hơn cho cá.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Frontiers in Plant Science , được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu từ Khoa Khoa học Biển tại Đại học Gothenburg và liên quan đến việc sản xuất cá hồi vân và rau diếp.

Với tư cách là tác giả chính, Victor Lobanov giải thích với Frontiers Science News : “Bùn cá là chất thải được tạo thành từ thức ăn thừa và phân cá và thường được phân hủy bởi vi khuẩn trong nước. Ngoài việc gây hại về mặt thể chất cho mang cá, lượng carbon dư thừa trong chất rắn còn dẫn đến sự phát triển quá mức của vi khuẩn - làm giảm lượng oxy trong nước và cản trở khả năng hô hấp của cá. Chúng tôi muốn tìm hiểu xem liệu chất thải này có thể được sử dụng để bón cây trong hệ thống aquaponics bằng cách loại bỏ lượng carbon quá mức, nhưng vẫn giữ được các khoáng chất cần thiết cho cây trồng phát triển hay không. "

Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu một giải pháp tiềm năng được lấy cảm hứng từ các nhà máy xử lý nước thải và nước thải được tìm thấy trên khắp thế giới, được gọi là loại bỏ phốt pho sinh học tăng cường (EBPR). Họ đã điều chỉnh nó để giảm nguy cơ vi khuẩn tích tụ trong nước, nhưng các khoáng chất từ chất thải của cá có thể hòa tan trong nước và do đó có thể có sẵn về mặt sinh học để thực vật hấp thụ.

Họ nhận thấy rằng hệ thống xử lý chất rắn của họ có hiệu quả trong việc cung cấp chất dinh dưỡng từ chất thải của cá đến hệ thống aquaponic như một dung dịch dinh dưỡng thương mại. Mặc dù phân bón không đáp ứng hoàn toàn nhu cầu của cây trồng, vì một số chất dinh dưỡng như mangan bị thiếu, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tối ưu hóa hệ thống này trong các nghiên cứu trong tương lai.

“Hy vọng rằng chúng tôi có thể mở rộng quy mô hệ thống hiệu quả hơn trong tương lai, không chỉ cho rau diếp được sử dụng trong nghiên cứu này mà còn cho các loại cây khác, với số lượng cá phù hợp tương ứng với kích thước của hệ thống. Bằng cách tối ưu hóa hơn  sự phân hủy chất rắn của cá bằng hệ thống xử lý chất rắn, chúng tôi cũng có thể đạt được tốc độ xử lý nhanh hơn và làm cho toàn bộ quá trình hiệu quả hơn, ”Lobanov giải thích.

Các dung dịch phân bón thương mại thường có hàm lượng nitơ rất cao, kích thích cây trồng nảy nở và hấp thụ một lượng lớn nước và tạo ra sự phát triển tốt hơn nhưng thường làm giảm lượng khoáng chất trong cây. Mặc dù phân bón được tạo ra bởi hệ thống xử lý chất rắn có chứa hàm lượng nitơ thấp hơn so với phân bón hóa học bán sẵn trên thị trường, cây trồng không bị thiếu chất dinh dưỡng. Điều này cho thấy rằng lượng nitơ cao thường được sử dụng đang vượt quá nhu cầu của cây. Các tác giả hy vọng rằng phát hiện này sẽ kích thích các nghiên cứu sâu hơn về mối liên hệ giữa các chất dinh dưỡng thực vật, sức khỏe và mùi vị,

“Công trình của chúng tôi cho thấy loại hình canh tác này không chỉ bền vững hơn mà còn có khả năng cung cấp chất dinh dưỡng ở dạng dễ dàng cho cây trồng. Nông dân có thể sử dụng hệ thống này và tối ưu hóa nó cho các loại cây trồng và khối lượng sản xuất cụ thể của họ, thậm chí có khả năng bổ sung các chất dinh dưỡng bổ sung nếu cần, ”Lobanov nói.