Автори: Lu Xu, Ronja Siebert, Bettina Eichler-Löbermann, Harry W. Palm, Ulrich Knaus
Вступ
Безпосереднє виробництво та збут аквапонічних овочів слід вважати критично важливим через якість та кількість, а також витрати на робочу силу порівняно з конкуренцією промислового овочівництва. Однак існують можливості отримання прибутку від рослинних інгредієнтів і метаболітів (наприклад, вітамінів, білків, ефірних олій) через вторинні ланцюги доданої вартості, які відносно не залежать від терміну придатності порівняно зі свіжими овочами. Більші обсяги можуть бути накопичені шляхом екстрагування та сушіння вторинних рослинних компонентів, а також шляхом їх зберігання та накопичення у попередньо заготовленому стані. Такі екстракти можна використовувати у свіжому вигляді (наприклад, коктейлі з паростків пшениці) або сушити у вигляді порошків чи таблеток як харчові добавки або косметичні засоби. Швидкозростаючі види рослин особливо придатні для такого аквапонічного ланцюга створення вартості, наприклад, трави (Knaus et al., 2020) або функціональні суперпродукти, такі як паростки м’якої пшениці (Triticum aestivum; van den Driessche et al., 2018). Паростки м’якої пшениці (T. aestivum) раніше тестували з різними середовищами вирощування в аквапоніці з африканським сомом (Clarias gariepinus) (Xu et al., 2022). Результати показали, що рибні стоки позитивно впливають на ріст пшениці, особливо в плані покращення якості поживних речовин для органічної продукції. Необхідно зменшити використання синтетичних добрив в аквапоніці. Отже, метою даного дослідження було перевірити вплив поживного розчину з рециркуляційних систем аквакультури африканського сома (RAS) з різною щільністю зариблення на ріст паростків пшениці
Матеріяли та методи
Пшеницю вирощували в комерційній аквапонічній системі із періодичним зволоженням та осушуванням ( ebb and flow або flood and drain) з 23.8.2021 по 03.9.2021 (12 днів) у рибницькій теплиці (FishGlassHouse) Університету Ростока, Німеччина. У триразовому повторенні пшеницю зрошували двома різними стоками із систем рециркуляції африканського сома (C. gariepinus) з інтенсивною аквакультурою (IAU: 140 риб/резервуар; 138,78 ± 120 кг/резервуар) та екстенсивною аквакультурою (EAU: 35 риб/резервуар; 25,80 ± 23,29 кг/резервуар), а також звичайною водою з добривом (Universol Basis, ICL, Ізраїль) як контролем. Параметри росту рослин та вміст поживних речовин були виміряні та проаналізовані з метою оцінки ефективності вирощування пшениці. Дизайн системи був ідентичним до Xu et al. (2022).
Результати та обговорення
Довжина пагона досягала найбільшого значення в IAU (27,07 ± 3,51 см), порівняно з EAU (26,44 ± 2,81 см), і була значно нижчою в контролі (23,61 ± 2,89 см). Крім того, індекс SPAD був найбільшим в IAU (27,55 ± 5,78 %) і був нижчим у контролі (23,86 ± 5,91 %) та EAU (23,34 ± 4,41 %). Загалом, дослідні групи зі зрошенням рибною водою мали кращі показники росту пшениці, хоча значення рН у контролі було найнижчим (6,62 ± 0,06; EAU: 6,69 ± 0,12; IAU: 7,10 ± 0,34), а значення ЕС – найвищим (контроль: 1701,80 ± 35,81 µS /см; IAU: 1439,20 ± 56,64 µS /см; EAU: 993,50 ± 32,57 µS /см). Значно вищий рівень нітратів в IAU (434,50 ± 62,03 мг/л) був пов’язаний з оптимальним ростом пирію при інтенсивному скиданні рибних стоків, який мав чітко нижчі значення як в EAU (177,62 ± 52,42 мг/л), так і в контролі (177,82 ± 45,79 мг/л). Більшість рослинних поживних речовин у пшениці не мали значної різниці між усіма групами в цьому дослідженні. Помітно, що вітамін B5 (пантотенова кислота) досягав значно вищих значень в EAU (і IAU), ніж у контролі (Таблиця 1). Відмінність від контролю, ймовірно, пояснюється значно вищим значенням рН в IAU (трохи вище 7) та EAU. Таке значення рН в IAU могло мати позитивний вплив на мікробні спільноти і, таким чином, позитивно впливати на вироблення вітамінів (Ratzke & Gore, 2018) та ріст рослин. Таким чином, обидві одниці з стоками аквакультури (IAU та EAU) були сприятливими для росту та вмісту вітаміну (B5) у пшениці, хоча деякі умови росту, такі як pH та значення EC, були кращими в контролі. Було зроблено припущення, що високий рівень азоту, велика кількість органічних речовин, органічних метаболітів і певних корисних мікробів у стічних водах аквакультури значно сприяли росту рослин; тим часом, мікроби, які можуть біосинтезувати вітамін B5, повинні бути досліджені і перевірені в подальших експериментах..
Посилання
Knaus, U., Wenzel, L.C., Appelbaum, S., & Palm, H.W. (2020). Aquaponics (sl) Production of spearmint (Mentha spicata) with African catfish (Clarias gariepinus) in Northern Germany. Sustainability, 12(20), 8717. https://doi.org/10.3390/ su12208717
Ratzke, C., Gore, J. (2018). Modifying and reacting to the environmental pH can drive bacterial interactions. PLoS Biol 16(3): e2004248. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2004248
van den Driessche, J.J., Plat, J., & Mensink, R.P. (2018). Effects of superfoods on risk factors of metabolic syndrome: a systematic review of human intervention trials. Food & function, 9(4), 1944-1966. https://doi.org/10.1039/ C7FO01792H
Xu L, Ziethen CJ, Appelbaum S, Palm HW, Knaus U. Aquaponics Production of Wheatgrass (Triticum aestivum L.) in Different Horticultural Substrates with African Catfish (Clarias gariepinus) in Northern Germany. AgriEngineering. 2022 Nov 4;4(4):1076-94. https://doi.org/10.3390/agriengineering4040067
Повний збірник тез за посиланням: Balanced Diversity Aquaculture Development
