Численность населения во всем мире в настоящее время превышает 7 миллиардов, и, согласно прогнозам, к 2030 году она достигнет 8,5 миллиардов, а к 2050 году - 9,7 миллиардов.
В условиях быстро растущего населения мира спрос на почву и землю для растениеводства, скорее всего, возрастет, и, по прогнозам, будет происходить дальнейшее развитие городских территорий.
Пахотные земли ограничены, и такие проблемы, как деградация почвы, нехватка воды и развитие городских территорий, необходимо решать путем разработки новых и модифицированных сельскохозяйственных систем.
Альтернативные системы производства продуктов питания, которые требуют ограниченных земель. Почвы и воды и которые могут быть разработаны в городских районах, могут сыграть важную роль в будущем сельском хозяйстве.
Гидропоника и аквапоника - это беспочвенные сельскохозяйственные системы, которые являются высокопродуктивными, пригодными для городских районов и могут решить проблему нехватки земли в связи с растущим спросом на производство продуктов питания.
Гидропоника - это культура растений в беспочвенных системах на водной основе, где питательные вещества поступают только из составных удобрений.
Аквапоника - это интеграция гидропоники и аквакультуры , где сельскохозяйственные растения и водные виды можно выращивать вместе в безводной водной системе.
Аквакультура - это выращивание водных животных, организмов в обозначенном водоеме.
Большие количества загрязненной воды производятся в системах аквакультуры с возможностью загрязнения окружающей среды, которая может быть уменьшена с помощью таких методов, как аквапоника.
Аквапоника, комбинированная культура рыб и растений, была предложена в качестве средства для уменьшения накопления отходов от водной монокультуры и для повышения продуктивности и прибыльности системы.
Системы на основе воды обычно устанавливаются в системах вертикальной интеграции в городских условиях внутри помещений, что учитывает ограничения качества почвы и наличия свободных мест.
Будучи практикой в помещениях, гидропоника и аквапоника не подвержены непосредственному воздействию изменяющихся климатических моделей и резких погодных условий, и, следовательно, могут также быть эффективными адаптивными стратегиями
Аквапоника имеет ряд преимуществ перед аквакультурой и гидропоникой. Эта система снижает потребность в рецептурных удобрениях, исключает возможность оттока сельскохозяйственной продукции и очищает воду путем обработки биофильтрами.
Питательные вещества, выделяемые рыбой экскременты и микробиологический распад органических отходов используются растениями в аквапонных системах.
Таким образом, растительный компонент служит в качестве биофильтра, и поэтому в отличие от аквакультурных систем отдельный биофильтр не требуется.
Кроме того, этот биофильтр также генерирует доход за счет продажи экономичных растительных продуктов.
Следовательно, аквапонические системы развивают экономически выгодную симбиотическую систему, в которой водные виды и растительный компонент приносят пользу друг другу и производитель получает два товарных продукта.
В отличие от этого, растениеводство является единственным товарным продуктом в гидропонике, и оно лишено коммерческих водных видов и связанных с ними питательных веществ.
Аквапоника также может быть стратегией борьбы с нехваткой воды, поскольку было показано, что она снижает общее потребление воды и продлевает срок полезного использования воды за счет снижения скорости оборота и, как следствие, загрязнения окружающей среды, что повышает экономическую отдачу.
Прежде всего, рыбы используются в качестве водных видов в аквапонических исследованиях, а потенциал других промысловых видов, таких как раки, мало известен.
Раки имеют большое экономическое значение во всем мире. Тем не менее, очень немногие исследования аквапоники включали раков и наблюдали эффекты взаимодействия растений и животных.
Отмечено, что шпинатно-аквапоничные системы приводят к 5% более высокой выживаемости раков, чем монокультура раков. Они пришли к выводу, что биофильтры растений, такие как шпинат, очень эффективно очищает воду, что приводит к лучшему выживанию раков.
Раки также могут быть выращены вместе с обычными рыбами в аквапонических системах. В Луизиане выращивание раков и риса в совокупности увеличило урожайность обоих видов.
Выбор растений для беспочвенных систем имеет решающее значение. Базилик - однолетнее растение, которое является коммерчески важным, и свежие и сушеные листья используются в кулинарных целях.
Базилик считается лекарственной травой из-за его мочегонных и стимулирующих свойств, а также используется в парфюмерных композициях.
Базилик пригоден для безземельного производства, и в нескольких исследованиях базилик использовался в качестве аквапоничной или гидропонной культуры.
Аквапонический базилик дает более высокий урожай, чем полевой базилик. Тем не менее, ни одно исследование не сравнивало системы аквапоники и гидропоники для производства базилика.
