Aquaponic Systems Utilize the Soil Food Web to Grow Healthy Crops

ब्रायन फिलिपोविच*, सिडनी श्रमम, जोश पाइल, केविन सैवेज, गैरी डेलानॉय, जनेल हैगर, और एडी बेयरलीन

अनुसंधान का सारांश

1\। मृदा खाद्य वेब बायोपोनिक प्रणाली में कहाँ रहता है?

• सूक्ष्मजीव एक बायोपोनिक प्रणाली के भीतर सभी सतहों पर एकत्रित होते हैं और पानी के स्तंभ में निलंबित होते हैं।

• रूट्स बायोपोनिक सिस्टम और मिट्टी दोनों में माइक्रोबियल गतिविधि का एक हॉटस्पॉट है।

• सिस्टम के भीतर माइक्रो निकस बैक्टीरिया को विकास के लिए आदर्श स्थितियों के साथ प्रदान करते हैं।

• विभिन्न सिस्टम घटक अद्वितीय वातावरण प्रदान करते हैं और अलग-अलग माइक्रोबियल समुदायों की मेजबानी करते हैं।

2\। बायोपोनिक प्रणाली में मृदा खाद्य वेब कितना बड़ा और विविध है?

• बायोपोनिक प्रणालियों को मिट्टी में सूक्ष्मजीवों की एक तुलनीय मात्रा और विविधता की मेजबानी करने के लिए पाया गया है, यदि अधिक नहीं है।

• यूएसडीए के हाइड्रोपोनिक और क्वापोनिक टास्क फोर्स केस स्टडी ¹ हाइड्रोपोनिक टमाटर के पाया गया कि सिस्टम में बैक्टीरिया, कवक, प्रोटोजोआ और नेमाटोड की संख्या एक विशिष्ट कार्बनिक मिट्टी में पाए जाने वाले अपेक्षित स्तरों से ऊपर थी।

3\। बायोपोनिक प्रणाली में मृदा खाद्य वेब क्या करता है?

• मृदा खाद्य वेब सूक्ष्मजीव ठोस पदार्थों को तोड़ते हैं और पौधों के लिए मैक्रो- और सूक्ष्म पोषक तत्वों को अधिक उपलब्ध कराते हैं।

• मृदा खाद्य वेब सूक्ष्मजीव बायोकंट्रोल और रोग-दमन प्रदान करते हैं, समग्र पौधों के स्वास्थ्य और गुणवत्ता में सुधार करते हैं।

• पौधों की जड़ों के rhizosphere में रहने वाले बैक्टीरिया पौधे के ऊतकों के साथ सेल प्रक्रियाओं में सुधार करते हैं।

• अध्ययनों से पता चला है कि मिट्टी की तुलना में बायोपोनिक प्रणालियों में फसल खराब होने और फेकिल सूक्ष्मजीव कम प्रचलित हैं।

परिचय

चाहे उपभोक्ता, उत्पादक, नीति निर्माता, या व्यवसाय के मालिक के रूप में, हम सभी ऐसे निर्णय लेते हैं जो प्रभावित करते हैं कि हमारे भोजन का उत्पादन कहां और कैसे किया जाता है।

जलवायु परिवर्तन सहित वैश्विक मुद्दों को दबाने के अभिसरण के कारण हमारी खाद्य प्रणाली तेजी से बदल रही है; पर्यावरण गिरावट; पानी की कमी; आर्थिक असुरक्षा; गरीब आहार और प्रदूषण के कारण स्वास्थ्य समस्याएं; और तेजी से जनसंख्या वृद्धि और शहरीकरण।

जैसा कि हम अपनी नई खाद्य प्रणाली को आकार देते हैं, एक महत्वपूर्ण विचार यह है कि क्या हम उच्च गुणवत्ता वाले ताजे फल और सब्जियों तक पहुंच बनाए रखते हैं, विशेष रूप से उन लोगों को स्थायी रूप से उगाया जाता है।

हमें यह आकलन करना चाहिए कि क्या एक्वापोनिक्स जैसी नई बढ़ती विधियां बीज से उगाई गई ताजे फल और सब्जियां वितरित कर सकती हैं, समय की सुबह से पौधों द्वारा उपयोग की जाने वाली समान सहजीवी जैविक प्रक्रियाओं के साथ।

एक्वापोनिक्स हाइड्रोपोनिक संयंत्र उत्पादन के साथ मछली संस्कृति को पुन: व्यवस्थित करता है और उत्पादन प्रदान करता है जो कई उपभोक्ता मांगों के मोल्ड को फिट करता है। एक्वापोनिक्स मछली और पौधों का उत्पादन करने का एक स्थायी तरीका है क्योंकि यह जल संसाधनों को संरक्षित करता है, पोषक तत्व समृद्ध जलीय कृषि निर्वहन को ठीक करता है, मछली और पौधों दोनों के लिए रासायनिक additives के उपयोग को सीमित करता है, और मिट्टी आधारित कृषि पर पौधों की वृद्धि दर में सुधार करता है।

यद्यपि गतिशीलता अलग है, एक्वापोनिक उत्पादन मिट्टी आधारित कृषि में पौधों द्वारा उपयोग की जाने वाली समान जैविक प्रक्रियाओं पर निर्भर करता है। स्वस्थ मिट्टी का एक बहुत बड़ा, विविध पारिस्थितिकी तंत्र है

सूक्ष्मजीव जो पौधों के साथ सहजीवी संबंध में सह-अस्तित्व में रहते हैं। बैक्टीरिया, कवक, प्रोटोजोआ, नेमाटोड और अन्य जैसे सूक्ष्मजीव पोषक तत्वों की डिलीवरी, रोग-दमन और पर्यावरण विनियमन जैसे पौधों के लिए महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के लिए जिम्मेदार हैं। इसके लिए शब्द मृदा खाद्य वेब है।

मिट्टी की कमी के बावजूद, एक ही विविध माइक्रोबियल समुदाय एक्वापोनिक सिस्टम में मौजूद है। यह फैक्ट शीट शोध आधारित जानकारी बताती है कि एक्वापोनिक सिस्टम उच्चतम गुणवत्ता वाली कृषि फसलों का उत्पादन करने के लिए मृदा खाद्य वेब का उपयोग कैसे करते हैं।

इस दस्तावेज़ में उद्धृत अनुसंधान एक्वापोनिक सिस्टम और हाइड्रोपोनिक प्रणालियों के जैविक रूप से सक्रिय रूपों पर आधारित है। 2016 यूएसडीए हाइड्रोपोनिक और एक्वापोनिक टास्क फोर्स रिपोर्ट ने इन प्रणालियों को “बायोपोनिक” के रूप में संदर्भित किया है।

1\। मृदा खाद्य वेब बायोपोनिक प्रणाली में कहाँ रहते हैं?

• बायोपोनिक प्रणालियों में, मृदा खाद्य वेब सूक्ष्मजीव जड़ों, टैंकों की दीवारों, पाइप, तैरते कणों, और विशेष रूप से “बायोफिल्टर” के भीतर ठोस सतहों पर एकत्रित होते हैं, आवास लाभकारी बैक्टीरिया के विशिष्ट उद्देश्य के लिए एक घटक।

• कुछ सूक्ष्मजीव एक जेल जैसे पदार्थ को उखाड़ सकते हैं जो उन्हें “floc” करने की अनुमति देता है और पानी के स्तंभ में निलंबित रहता है। सूक्ष्मजीव जैसे स्यूडोमोनस एसपी और बैसिलस एसपी। बाह्य बहुलक पदार्थों को उगते हैं जो रोगाणुओं को पानी के स्तंभ (एचपी/एपी रिपोर्ट) के भीतर एक साथ एकत्रित करने की अनुमति देते हैं।

• मिट्टी की तरह, बायोपोनिक सिस्टम में जड़ें माइक्रोबियल गतिविधि का एक हॉटस्पॉट हैं ²।

• एक्वापोनिक सिस्टम में सूक्ष्म निकस होते हैं जो बैक्टीरिया को ऑक्सीजन, पोषक तत्वों और अन्य विकास मानकों की उपलब्धता के आधार पर भिन्न क्षेत्रों में बढ़ने और पनपने की अनुमति देते हैं। माइक्रो निकस कुछ जीवाणुओं की प्रभावशीलता और कार्यक्षमता में सुधार कर सकते हैं जिससे उन्हें अपने आदर्श विकास मापदंडों [^ 3] के लिए विशिष्ट वातावरण में पनपने की अनुमति मिल सकती है।

• माइक्रोबियल समुदायों में महत्वपूर्ण अंतर जलीय कृषि प्रणाली टैंक, ठोस फिल्टर, जैव फिल्टर, और संस्कृति के पानी को अद्वितीय और जटिल वातावरण का प्रतिनिधित्व करने में पाया गया है। माइक्रोबियल समुदाय विभिन्न मछली संस्कृति प्रजातियों, पानी की गुणवत्ता मानकों, फ़ीड, पीएच, या अन्य कारकों [^ 7] को दर्शाते हुए सिस्टम से सिस्टम में भिन्न होंगे।

2\। बायोपोनिक प्रणाली में मृदा खाद्य वेब कितना बड़ा और विविध है?

• अध्ययन में 1,000,000 और 10,000,000 कॉलोनी बनाने वाली इकाइयों प्रति मिलीलीटर (सीएफयू/एमएल) बैक्टीरिया और हाइड्रोपोनिक सिस्टम में 10 से 1,000 सीएफयू/मिलीलीटर कवक के बीच पाया गया है ³। 10,000,000,000 सीएफयू/ग्राम जड़ें हाइड्रोपोनिक सिस्टम [^ 1] में पाए गए थे।

• अध्ययनों से पता चलता है कि बायोपोनिक प्रणालियों में तुलनीय है - यदि अधिक नहीं है - सूक्ष्मजीवों की मात्रा और विविधता खाद और मिट्टी के रूप में क्रमशः [^ 8]

• हाइड्रोपोनिक टमाटर में बढ़ते मीडिया पर बैक्टीरिया, कवक, प्रोटोजोआ और नेमाटोड एक विशिष्ट कार्बनिक मिट्टी में पाए जाने की तुलना में अपेक्षित स्तर से ऊपर हैं, जो चक्र पोषक तत्वों की उच्च क्षमता का संकेत देते हैं। मृदा खाद्य वेब जीवों द्वारा पोषक तत्व साइकिल चलाना बायोपोनिक उत्पादन प्रणालियों में इतना प्रभावी है कि यह 300 एलबीएस नाइट्रोजन प्रति एकड़ (एचपी/एपी रिपोर्ट) को आत्मसात कर सकता है।

3\। बायोपोनिक सिस्टम में मृदा खाद्य वेब क्या करता है?

• मृदा खाद्य वेब सक्रिय रूप से बायोपोनिक प्रणालियों में पोषक तत्वों का चक्र करता है। रोगाणु एंजाइम जारी करते हैं जो फ्लोटिंग ऑर्गेनिक पदार्थ को विघटित करते हैं, उपलब्ध पोषक तत्व लेते हैं, और अंततः इन पोषक तत्वों को अन्य रोगाणुओं या पौधों (एचपी/एपी रिपोर्ट) के लिए उपलब्ध कराते हैं।

• रोगाणु पौधों की जड़ों (एचपी/एपी रिपोर्ट) में पोषक तत्वों को बढ़ाने के लिए धातुओं को चेलेटिंग करने में सहायता करते हैं।

• मृदा खाद्य वेब पौधों को रोगजनकों से बचाने के द्वारा बायोकंट्रोल करता है। एक्वापोनिक लेटस जड़ों से नमूनों का एक अपेक्षाकृत उच्च अनुपात में स्यूडोमोनस एसपीपी, एसिडोवोरैक्स एसपीपी, स्पिंगोबियम एसपीपी, या फ्लैवोबैक्टीरिया एसपीपी सहित बायोकंट्रोल में फंसे बैक्टीरिया उपभेदों को पाया गया। ⁴।

• पौधों की बीमारी, नाइट्रोजन निर्धारण, सेल विनियमन, और रंग गुणों के दमन में सहायता करने वाले अन्य एंटीऑक्सिडेंट जैसे माध्यमिक मेटाबोलाइट्स बनाने के लिए पानी आधारित सिस्टम सिग्नल पौधों में राइज़ोबैक्टीरिया को बढ़ावा देने वाले पौधों की वृद्धि।

• एक्वापोनिक बायोफिल्टर्स में रोगाणुओं को प्रदर्शन करने के लिए पाया जाता है: नाइट्रिफिकेशन; हेटरोट्रॉफिक और ऑटो ट्रॉफिक डिनाइट्रिफिकेशन; अमोनिया में नाइट्रेट में कमी; और एनारोबिक अमोनियम ऑक्सीकरण

• एक्वापोनिक रूप से उगाए गए लेटस में मिट्टी में उगाए जाने वाले लेटस की तुलना में खराब होने और फेकिल सूक्ष्मजीवों की काफी कम एकाग्रता होती है [^ 5]।

निष्कर्ष

एक्वापोनिक्स मछली और पौधों का उत्पादन करने का एक स्थायी तरीका है क्योंकि यह जल संसाधनों को संरक्षित करता है, पोषक तत्व समृद्ध जलीय कृषि निर्वहन को ठीक करता है, मछली और पौधों दोनों के लिए रासायनिक additives के उपयोग को सीमित करता है, और मिट्टी आधारित कृषि पर पौधों की वृद्धि दर में सुधार करता है।

अनुसंधान से पता चलता है कि, मिट्टी की तरह, बायोपोनिक सिस्टम मृदा खाद्य वेब को कई महत्वपूर्ण कार्यों को करने के लिए नियोजित करते हैं। सभी हितधारक बायोपोनिक सिस्टम को कम से कम पर्यावरणीय प्रभाव के साथ बढ़ती आबादी के लिए स्वस्थ, प्राकृतिक फसलों को वितरित करने के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प मान सकते हैं।

योगदानकर्ता

• • संबंधित लेखक: ब्रायन फिलिपोविच, एक्वापोनिक्स एसोसिएशन निदेशक ऑफ पब्लिक पॉलिसी
• सिडनी श्राम और जोश पाइल, सिनसिनाटी हिल्स क्रिश्चियन अकादमी में रिसर्च स्टूडेंट्स
• केविन सैवेज और गैरी डेलानॉय, सिनसिनाटी हिल्स क्रिश्चियन अकादमी में संकाय
• जेनेल हैगर, केंटकी स्टेट यूनिवर्सिटी में रिसर्च एसोसिएट
• एडी बेयरलीन, ब्लू मोजो फार्म, एलएलसी

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