Balans i aquaponics

Det behöver vara en balans mellan mängden fiskar, eller snarare hur mycket ammoniak som de producerar, mängden växter och biologisk yta för nedbrytning.

Av Niklas Hjelm

Det senare får du oftast på köpet om du kör med en odlingsbädd eller ZipGrow torn, men är desto viktigare om du odlar växterna utan medium såsom NFT/DWC.

Det krävs alltså en balans mellan fiskarna, mikroorganismerna som lever i filtret och växterna som tar upp ammoniaken. Vad händer annars?

Om ditt biofilter inte fungerar eller är på plats så omvandlar inte ammoniaken till nitrit (mellansteget) och nitrat. Eftersom både ammoniak och nitrit är väldigt skadligt för fiskar i större mängder så kommer de snart dö om detta inte fungerar. Detsamma gäller om din ”flow rate” är för långsam. Dvs hur snabbt du filtrerar vattnet genom filtret. Helst ska du byta ut halva din totala vattenvolym varje timme, varje timme är ännu bättre om du klarar det.

Har du för många fiskar i förhållande till växter så kommer dina nitrater sticka iväg även om du har ett fungerande biofilter. Detta är anledningen till varför man behöver göra vattenbyten i akvarier. Nitrater är det som växter tar upp framförallt även om de också kan ta upp ammoniak. Grejen med nitrat är att de flesta fiskarter klarar relativt höga värden jämfört med ammoniak och nitrit. Tilapia börjar t.ex inte få problem förrän 300-400 mg/l och har du så höga värden så har du verkligen inte fått till balansen. Tittar man på en klassisk vegetativ hydropnisk sammansättning så kör den oftast runt 150mg/l. Mer än så kommer du aldrig behöva. Då är det bättre att ligga runt 80mg/l för att vara på den säkra sidan vilket räcker gott och väl för tillväxt.

Ökar nitraterna snabbare än de försvinner så har du för lite växter i förhållande till fiskar. Om du hela tiden ligger lågt med nitrater (under 40mg/l) så har du för många växer i förhållande till fiskar. Värt att tänka på är att fina fiskar kommer växa vilket innebär en större biomassa, mer foder och mer ammoniak. Tar du inte höjd för detta kommer det sluta med att du kommer behöva göra regelbundna vattenbyten för att hålla nitraterna nere.

Temperatur och syresättningen är också viktiga faktorer som kan påverka balansen. Har du en lägre temperatur mot vad fiskarna anser optimalt så kommer de äta mindre, växa långsammare och inte producera lika mycket ammoniak, även om du har räknat rätt. Kolla därför så att dina fiskar verkligen äter upp all mat du ger dem inom några minuter. Temperatur hänger ihop med mängden syre som finns i ditt system. De flesta varmvattenfiskar mår bra med 4-8mg/l och det är viktigt att du håller koll på detta då anaeroba zoner snabbt konsumerar syre vilket i värsta fall kan leda till denitrifikation (när nitrater blir till nitriter).

Just därför är det viktigt att man har någon idé hur man ska bli av med solida partiklar. Mer om det kan du läsa i artikeln om filtrering.

Uträkningar

Det finns olika sätt att angripa beräkningarna beroende på om du vill fokusera på växt eller fiskdelen. De flesta som vi träffat är dock mer intresserade av växtdelen så därför kommer den här artikeln fokusera på den delen.

Kvävet som fiskarna producerar behöver vi omvandla från ammoniak till nitrat som är mindre giftigt för fiskarna. Detta gör vi genom ett biofilter. Att räkna ut hur stort ett biofilter behöver vara för att detta ska ske smidigt är inte speciellt svårt och kan göras genom följande grova uträkning.

Ett exempel från Earthan edge

Hur mycket media du behöver (Liter) = 100/SSA för ditt medium x Fiskmat(gram/dag)

Ett exempel. Lecakulor har en specifik yta på cirka 300 m2/m3. I genomsnitt matar du dina fiskar 1% av deras vikt. Har du 1kg fisk så innebär det 10 gram foder per dag (åtminstone 32% protein).

100/300 x 10g = 3,3 liter lecakulor.

Inte speciellt mycket alls! Värt att tänka på är att mediumet behöver vara i kontakt med vattnet för att det ska bli aktivit vilket inte alltid händer då man inte brukar flöda till toppen av bädden. Lägg därför till åtminstone en 20% så 4 liter i vårt fall.

Använder du Kaldnes som är biokulor i plast så har de en väldigt stor specifik yta (850m2/m3) så blir uträkningen annorlunda:

100/850 x 10g = 1,2 liter.

Ett exempel från FAO

Just nu är våra fiskar små och väger enbart 6kg vilket ger 60gram mat per dag. Fodret har 32% protein varav 16% är kväve. Av detta förlorar vi 61% (6% oäten mat; 55 procent som utsöndras av fiskarna). För varje gram av förlorad kväve så produceras 1.2g av ammoniak. Något krångligt ja! Poängen är den att fiskarna, växterna och mikroorganismerna och en hel del andra processer som jag inte går in på nu delar på allt kväve som vi stoppar i systemet genom fiskmaten. Så…

60 gram mat per dag (1%) x 32g protein i fiskmaten / 100g fiskmat x 16g kväve / 100g protein x 61g förlorad kväve / 100g totalt kväve x 1,2g ammoniak / 1g kväve = 2,3 gram ammoniak per dag.

Eller lite enklare:

60 x 0,32 x 0,16 x 0,61 x 1,2 = 2,3 gram ammoniak per dag

Denna ammoniaken behöver vi omvandla till nitrat så att inte ammoniaken byggs upp.

Nitrifikation styrs av många faktorer (inte så förvånande) såsom vattentemperatur, syre, pH och specifik yta på mediumet. FAO rekommenderar en något konsvervativ siffra på 0,57g ammoniak per kvardratmeter SSA per dag. Fråga mig inte exakt hur de kommer fram till denna siffra!

Detta innebär

2,3 gram ammoniak x 1m2 / 0,57 g ammoniak = 4m2

Använder vi leca med 300m2 yta så får vi: 4m2 x 1/300m2 = 0,013 m3

För att processera 2,3 gram ammoniak i en lecabädd eller 60 gram mat så behöver vi en volym på 0,013m3 eller 13 liter.

Om vi använder samma siffror med exemplet ovan så får vi något större marginal.

100/300 x 60gram = 20 liter.

Oavsett vilken uträkning vi använder så behöver det inte mycket material för att biofiltrering ska fungera, detta kommer sällan vara din begränsade faktor.

Växterna

Dessa uträkningar är dock bara för själva biofiltret som gör att kvävet omvandlas (nitrifiktion) och säger ingenting om hur många växter du kan odla. Här finns det lite olika uträkningar du kan gå på.

FAO rekommenderar 40-50 gram fiskmat per kvadratmeter / dag för bladgrönt såsom sallat, basilika och 50-80gram för fruksättande.

Om vi återgår till vårt exempel så matar vi just nu 60 gram fiskmat per dag, men hur stor yta har vi? Det krävs cirka 0,09g ammoniak per planta (väldigt ungefärligt och främst för gröna växter). Det innebär att våra 60g fiskmat eller 2,3g ammoniak räcker till 25 växter.

Vi behövde inte mer än mellan 13-20 liter medium för biofiltret men du kan troligen inte klämma när 25 växter på denna yta. I bästa fall kan du få in 25 växter på en kvadratmeter.