アクアポニック作物生産における温度調節のためのバイオマスベース暖房システム：技術、持続可能性、将来の革新

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Helps identify research gaps in biomass heating for aquaponics, including lack of standardized design models and species-specific data.

🏢実務担当者:Provides an overview of available biomass heating technologies and their potential benefits for aquaponic operations, including strategies for system integration.

🏛政策担当者:Highlights the need for policy support to overcome economic barriers and promote biomass adoption in sustainable agriculture.

アクアポニクスは、閉鎖循環型生産システム内で循環式養殖と水耕作物栽培を統合するものであり、魚の排泄物は生物学的に植物が利用可能な栄養素へと変換される。その資源効率の利点にもかかわらず、温度調節は依然として主要な技術的制約であり、それは魚、作物、および硝化微生物が最適な性能のために安定した熱条件を必要とするためである。電気と化石燃料に基づく従来の暖房システムは、しばしば生産コストを増加させ、アクアポニクスの環境持続可能性を弱める。本レビューは、アクアポニック作物生産における温度調節のための再生可能な代替手段としてのバイオマスベース暖房システムの可能性を批判的に検討した。本レビューは、農業残渣、林業副産物、動物廃棄物、バイオガス基質、および専用エネルギー作物を含むバイオマス原料と、バイオマスボイラー、ペレットおよびブリケットバーナー、ガス化装置、バイオガスユニット、熱電併給システム、蓄熱、およびハイブリッドバイオマス-太陽光構成などの暖房技術に関するエビデンスを統合した。知見は、適切に設計および制御された場合、バイオマス暖房が魚の成長、作物生産性、硝化効率、および年間を通じた生産を改善できることを示している。環境上の利点には、廃棄物の価値化、化石燃料への依存低減、および循環型フードエネルギーシステムの支援が含まれる。しかしながら、結果は原料品質、燃焼効率、排出制御、灰管理、およびシステム統合に強く依存する。経済的実現可能性は、資本コスト、燃料の入手可能性、労働需要、メンテナンス要件、および地域のエネルギー価格によって異なる。IoTモニタリング、AIベースの最適化、予測制御、およびデジタルツインなどの新興イノベーションは、性能と信頼性を向上させる新たな機会を提供する。主要な研究ギャップには、限られた直接実験研究、標準化された設計モデルの欠如、種特異的データの不足、および導入に対する政策的障壁が含まれる。したがって、バイオマス暖房は、特に豊富な有機残渣と持続可能な食料システムへの需要の高まりがある地域において、気候スマートで低炭素なアクアポニック生産への有望な経路を表している。キーワード：アクアポニクス、バイオマス暖房、温度調節、持続可能な農業、再生可能エネルギー

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Aquaponics integrates recirculating aquaculture and hydroponic crop cultivation within a closed-loop production system where fish waste is biologically transformed into plant-available nutrients. Despite its resource-efficiency advantages, temperature regulation remains a major technical constraint because fish, crops, and nitrifying microorganisms require stable thermal conditions for optimum performance. Conventional heating systems based on electricity and fossil fuels often increase production costs and weaken the environmental sustainability of aquaponics. This review critically examined the potential of biomass-based heating systems as renewable alternatives for temperature regulation in aquaponic crop production. The review synthesized evidence on biomass feedstocks, including agricultural residues, forestry by-products, animal wastes, biogas substrates, and dedicated energy crops, together with heating technologies such as biomass boilers, pellet and briquette burners, gasifiers, biogas units, combined heat and power systems, thermal storage, and hybrid biomass-solar configurations. Findings indicate that biomass heating can improve fish growth, crop productivity, nitrification efficiency, and year-round production when properly designed and controlled. Environmental benefits include waste valorization, reduced dependence on fossil fuels, and support for circular food-energy systems. However, outcomes depend strongly on feedstock quality, combustion efficiency, emission control, ash management, and system integration. Economic feasibility varies with capital cost, fuel availability, labor demand, maintenance requirements, and local energy prices. Emerging innovations such as IoT monitoring, AI-based optimization, predictive control, and digital twins offer new opportunities to improve performance and reliability. Major research gaps include limited direct experimental studies, lack of standardized design models, insufficient species-specific data, and policy barriers to adoption. Biomass heating therefore represents a promising pathway toward climate-smart and low-carbon aquaponic production, particularly in regions with abundant organic residues and rising demand for sustainable food systems. Keywords: Aquaponics, Biomass heating, Temperature regulation, Sustainable agriculture, Renewable energy

• openalex https://doi.org/10.59298/inosras/2026/14.3.126000first seen 2026-06-19 04:42:35