Substrat: Bitkinin büyümesi için gerekli olan besin eriyikleriyle zenginleştirilmiş, bitkiye destek, besin ve su sağlayan ortama denir

Toprak kullanmadan tarım ürünleri yetiştirme yöntemine hidroponik sistemler denir.

Akuaponik sistemde su, balık tanklarından filtre edilerek bitkilerin yetiştirileceği kısma alınır ve bitkiler tarafından kullanıldıktan sonra tekrar balık tanklarına geri verilir. Ekolojik ve son derece verimli bir sistemdir. Sistemin esası yem kalıntıları ve balık dışkılarından oluşan organik atıkların bakteriler tarafından bitkilerin kullanabileceği bir forma dönüştürülmesine dayanır.

Evsel, endüstriyel ve tarımsal atıkların sulara karışması sonucunda suya bol miktarda azot ve fosfor bileşikleri geçer. Bu bileşiklerin bitkilere gübreleme etkisi yapması sonucunda sudaki bitki ve alglerin aşırı miktarda çoğalmasına ötrofikasyon denir.

Akuaponik sistem kurulmadan önce sistemin kurulacağı yerin seçimi önemlidir. Genel olarak bir sera olmadan açık havada yerleşik olarak kurulur. Ancak büyük ölçekli aquaponik sistemler seralarda kurulur. Sistem bileşenleri kurulurken özellikle su ve taş yapının ağır olduğunu ve hareket ettirilemeyeceğini unutmamak önemlidir. Bu nedenle sistem son konumunda olacak şekilde inşa edilmelidir. Seçilecek bölge stabil hava koşullarına sahip olmalı, güneş ışığı ve şiddetli hava koşullarından korunmalıdır.

Kurulacak bir akuaponik sistemde dikkat edilmesi gereken unsurlar;

• Düz bir bölge seçilmelidir.
• Rüzgâr, yağmur ve kar gibi aşırı çevre koşullarına dikkat edilmelidir.
• Güneş ışığı bitkiler için kritiktir ve bu nedenle bitkiler, gün boyunca optimum miktarda güneş ışığı almalıdır.
• Bölge kamu hizmetlerinden yararlanabilecek yerlerde olmalıdır.
• Evlerin çatı katlarına kurulacak akuaponik sistemler için düz ev çatıları güneş ışığından faydalanma için uygun olmasından ve sağlamlığından dolayı tercih edilebilir.
• Seralar akuaponik sistemler için gerekli değildir ama mevsimi uzatmak için seralara kurulabilir.
• Enerji maliyetlerini düşürmek için bölge iklimine uygun sebze ve balıkların yetiştirilmesine önem verilmelidir.
• Yetiştiriciliği yapılacak balık ve bitkilerin yetiştirilme koşullarının benzer olmasına dikkat edilmelidir.

Balık tankları dayanıklılığı sebebiyle fiberglas veya güçlü plastikten imal edilmelidir. Metal tanklar paslanmadan dolayı pek tercih edilmez. Plastik ve fiberglas malzemeler hem tesisat için hem de kolay monte edilebilmesi bakımından daha uygundur. Plastik tanklar kullanılacaksa mutlaka ultraviyole ışığa karşı dirençli olmalıdır. Çünkü güneş ışığı plastik malzemelere zarar verebilir.

Biyofiltrasyon bakteriler tarafından amonyak ve nitritin nitrata dönüştürülmesidir. Atıkların çoğu, mekanik filtre kullanılarak filtrelenemez çünkü atık doğrudan suda çözünür ve bu parçacıkların boyutu mekanik olarak alınamayacak kadar küçüktür. Bu nedenle akuaponik sistemde mikroskobik atıkların filtrasyonunda mikroskobik bakteriler kullanır.

Bitki yetiştirme bölümü üç bölgeden oluşur. Bunlar kuru bölge, nemli bölge ve su bölgesidir.
Kuru bölge: Kuru bölgenin kalınlığı 2-5 cm arasında değişmektedir. Bu bölge bir ışık bariyeri vazifesi görerek
ışığın suya direkt ulaşmasını engeller, böylece alglerin oluşması engellenmiş olur. Ayrıca bitki köklerinde mantar
ve zararlı bakterilerin üreme ve çoğalmalarını engeller. Buharlaşmayı önleyerek su kaybını azaltır.
Nemli bölge: Bu bölge hem yüksek rutubet hem de yüksek gaz değişimi alanıdır. Bu bölge 10-20 cm kalınlığında olabilir. Birçok biyolojik aktivite bu bölgede gerçekleşir. Köklerin gelişimi, yararlı bakterilerin gelişimi, faydalı mikroorganizmalar bu bölgede aktiftir.
Su bölgesi: Bu bölge bitki yatağının 3-5 cm yüksekliğindeki en alt kısmını oluşturur. Bu bölgede küçük partiküllü katı atıklar vardır ve bu sebeple organizmaların en aktif mineralizasyonu bu bölgede olur. Bunlar heterotrophic bakteriler ve diğer mikroorganizmalardır.

• Akuaponik akuakültür ve hidroponik iki büyük üretim tekniğini birleştiren entegre bir tarım biçimidir.
• Balıkların metabolik artıklarını içeren yetiştirme suyu balık tankından çıkar.
• Su önce katı atıkları yakalayan mekanik bir filtreden ve sonra amonyağı nitrata okside eden biyolojik filtreden (bakteriler vasıtasıyla) geçirilir.
• Su daha sonra, bitkilerin besin maddelerini aldıkları bitki yetiştirme yatakları boyunca dolaşır ve nihayet su arıtılır ve balık tankına geri döner.
• Biyolojik filtre bakterilerin balık atıklarını bitkiler için erişilebilir besin maddeleri hâline getirmesi için bir yaşam alanı sağlar
• Suyun içinde çözünen bu besinler, daha sonra bitkiler tarafından emilir.
• Biyolojik filtreyle besinlerin yer değiştirmeyle suyun zararlı azot formlarının (amonyak ve nitrit) toksik hâle gelmesi engellenir.
• Balık, bitki ve bakterilerin simbiyotik olarak gelişmelerine izin verir.
• Böylece, tüm organizmalar, sistemin dengeli olması koşuluyla, birbirleri için sağlıklı bir büyüme ortamı oluşturmak için birlikte çalışır.

Belli başlı kullanılabilecek su kaynakları;
• Yağmur suları
• Kuyu ve yer altı suları
• Çeşme ya da şehir şebeke suları
• Filtrelenmiş su

Evapotranspirasyon, bitkilerin terlemesi ve yüzeyden buharlaşma yoluyla dünyadan atmosfere suyun transfer edilmesi işlemine denir.

Akuaponik sistemde kullanılacak suyun oksijen, pH, sıcaklık, toplam nitrojen ve su serliği gibi beş önemli kalite parametresi vardır

Suyun pH değeri, akuaponik sistemlerde özellikle bitki ve bakteriler üzerinde büyük etkiye sahiptir. pH bitkilerin mikro ve makro besin maddeleri kullanımını kontrol eder. Bitkiler 6-6,6 pH aralığında kökleri vasıtasıyla besinleri alabilirken pH değeri bu aralığın dışına çıktığında besinleri alamaz

Optimum sıcaklık aralığı 18-30°C’ dir. Sıcaklık çözünmüş oksijen, pH ve amonyak toksisitesi üzerinde etkilidir. Yüksek sıcaklık bitkilerin kalsiyum absorbsiyonunu kısıtlayabilir.

Bakterilerin sağlıklı koloniler geliştirebilmesi için;
• Büyük yüzey alanı
• pH
• Sıcaklık
• Çözünmüş oksijen
• Güneş ışığı
Dikkat edilmesi gereken unsurlardır

Sülfat indirgeyen bakteriler akuaponik sistemde istenmeyen bakterilerden biridir. Bu bakteri anaerobik (oksijensiz) koşullarda bulunur ve kükürt kullanarak redoks reaksiyonu yoluyla enerji alır. Sorun, bu işlemin balık için son derece toksik olan hidrojen sülfür (H2S) üretmesidir. Denitrifikasyon bakterileri ikinci bir istenmeyen bakteri grubudur. Bu bakteriler anaerobik koşullarda yaşar. Bitkiler tarafından kullanılabilecek besin olan nitratı bitkilerin kullanımına uygun olmayan atmosferik nitrojene geri dönüştürür. Patojenik bakteriler istenmeyen bakterilerin son bir grubudur. Bu bakteriler bitkiler, balıklar ve insanlarda hastalıklara neden olur

Akuaponik sistemlerde kabak, kavun, domates, marul, biber, lahana, salatalık, ıspanak, su teresi, frenk soğanı, fesleğen, biberiye, ada çayı, maydanoz, nane, karnabahar, brokoli ve turp başta olmak üzere bu güne kadar yüzün üzerinde bitki türü üretilebilmektedir.

Akuaponik sistemlerde tatlı su balıkları yetiştirilir. Yetiştiriciliği yapılabilen bütün tatlı su balıkları ve akvaryum balıkları akuaponik sistemlerde kullanılabilir. Bilinen en uygun ve yaygın balık; Oreochromis aureus, Oreochromis niloticus, Oreochromis mossambicus, Cyprinus carpio, Carassius gibelio, Hypophthalmichthys molitrix, Ctenopharyngodon idella, Ictalurus punctatus, Clarias gariepinus, Oncorhynchus mykiss, Micropterus salmoides türleridir.

Doğu Avrupa ve Asya kıtasında yayılış gösterir. En fazla kültür üretimi yapılan balık türlerinden biridir. Sazanlar düşük oksijenli, düşük kaliteli sulara tolerans gösterebilir. Sıcaklığa toleransı 4-34°C arasındadır. Bu sıcaklık tolerans yeteneği sazanları ideal bir akuaponik sistem balığı yapmaktadır.

Akuaponik Gıda Üretiminin Başlıca Faydaları
• Sürdürülebilir ve yoğun gıda üretim sistemidir.
• Bir azot kaynağından iki tarımsal ürün (balık ve sebze) üretilir (balık yemi).
• Su tasarrufu sağlar.
• Toprak gerektirmez.
• Gübreler veya kimyasal zirai ilaçlar kullanmaz.
• Daha yüksek verim ve niteliksel üretim sağlar
• Organik yönetim ve üretim sağlar.
• Biyo güvenliğin yüksek seviyesi ve dış kontaminantlara karşı daha düşük risk.
• Daha düşük kayıplara yol açan üretim üzerinde daha yüksek kontrol sağlar.
• Çöller, verimsiz bölgeler, kurak topraklar veya tuzlu, kumlu adalar gibi topraksız arazilerde kullanılabilir.
• Az atık oluşur.
• Günlük yapılacak işler hasatetme, dikme olduğundan tüm yaş ve cinsiyetteki insanlar rahatlıkla çalışabilir.
• Birçok aile için gıda ihtiyacını karşılamak için veya ekonomik olarak üretilmesidir.
• İnşaat malzemeleri ve bilgi tabanı yaygın olarak mevcuttur.
• Yıl boyu üretimin yapılabilmesi ve ürünlerin piyasa değerinin üzerinde satılabilmesi

• Organik ürünlere son yıllarda talebin artması ve taze yetiştirilmiş gıdalar
• Birim alandan daha fazla verim alınabilmesi

Basit olarak kurulacak olan akvaryum sistemi için;
• Akvaryum tankı
• Kapak
• Filtre

• Balık yemi
• Isıtıcı
• Ağ kepçe
• Termometre
• Hava pompası olmalıdır.

Akvaryumlarda kullanılacak dekorasyon malzemeleri şunlardır;
Taş-Çakıl-Kum: Genel olarak akvaryumların dip kısımlarına çakıl ve kum serilir. Çakıl ve kumların suda eriyen özellikte olmamasına dikkat edilir. Genel olarak 2-4 mm kalınlığında kum kullanılır.
Plastik: akvaryumlarda birçok çeşit plastik dekor malzemesi bulunmaktadır. Bitki yerine bitki ve çiçek görünümlü, Ev görünümlü ve buna benzer şekillerde plastikten yapılmış dekorasyon malzemeleri kullanılmaktadır.
Ağaç: Ağaç kökleri, dallar ve ağaç gövdeleri kullanılır. Suyun içerisinde kalabilecek özellikte ve çabuk çürüyebilecek kısımları ayrıştırılmış dal ve kökler dekorasyonda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ağaç parçalarının dayanıklılığını artırmak amacıyla vernikleme işlemi yapılabilir.
Dekor işleri: Dekorasyon akvaryumun sahibi
tarafından kendi zevkine göre döşenmesidir (Şelil
5.8). Akvaryumun kurulmadan önce ideal yerleştirilme düzeninin belirlenmesi gerekir. Balıklar için
yeterli miktarda saklanma yeri belirlenmelidir. Büyük bitkilerin akvaryumun arka kısmına konulması
uygundur. Ön tarafta küçük bitkiler veya çimenler
tercih edilmelidir. Dekorasyonla akvaryumun teknik ekipmanları görünmeyecek şekilde gizlenebilir.

İyi bir akvaryum balıkçılığında kullanılan su bakımından dikkat edilmesi gereken hususlar şunlardır;
• Temiz su kullanılmalı.
• Su sıcaklığı sabit olmalı.
• Yemleme aşırı yapılmamalı.
• Dinlendirilmiş su kullanılmalı.
• Klorlu su bekletilerek kullanılmalı.
• Akvaryum suyunun tamamı değiştirilmemeli.
• Ayda bir 1/3—1/4’ü değiştirilmelidir.
• Akvaryuma hacmine uygun sayıda balık konulmalı.
• Gereksiz yere ilaç ve kimyasal madde kullanılmamalı.
• Akvaryum bitkileri akvaryumun doğal dengesini bozmayacak şekilde olmalıdır.

Akvaryumlarda kullanılan filtreler:
1. Çakıl altı filtresi
2. Sünger filtre
3. Köşe filtresi
4. Güç filtreleri
5. Teneke filtreler
6. Su yatağı filtreleri
7. Havuz filtreleri
8. Doğal filtreler (Su bitkileri)

Akvaryum balıklarında kullanılan yemler;
1. Artemia larvası
2. Su piresi (Daphnia)
3. Pul yemler
4. Pelet yemler
5. Granül yemler
6. Diğer canlı yemler
• Beyaz kurt
• Mikro kurtlar
• Grindal kurt
• Tubifeks (Tubifex)
• Amhipodalar
• Sivrisinek ve diğer uçan böcek larvaları
• Toprak solucanları
• Taze yemler
• Kurutulmuş tubifeks
• Balık etleri
• Karides teke etleri
• Yumurta sarısı
• Ispanak
• Dalak ve karaciğer
• Diğer kırmızı etler