ब्रायन फिलिपोविच*, सिडनी श्राम, जोश पाइल, केविन सैवेज, गैरी डेलनॉय, जनेल हैगर, और एडी ब्यूर्लिन
अनुसंधान का सारांश
1. मिट्टी का खाद्य जाल एक बायोपोनिक सिस्टम में कहाँ रहता है?
सूक्ष्मजीव बायोपोनिक सिस्टम के सभी सतहों पर और पानी के स्तंभ में निलंबित होते हैं।
जड़ें बायोपोनिक सिस्टम और मिट्टी दोनों में सूक्ष्मजीव गतिविधि का एक हॉटस्पॉट हैं।
सिस्टम के भीतर सूक्ष्म निचे बैक्टीरिया को वृद्धि के लिए आदर्श परिस्थितियाँ प्रदान करते हैं।
विभिन्न सिस्टम घटक अद्वितीय वातावरण प्रदान करते हैं और विभिन्न सूक्ष्मजीव समुदायों की मेज़बानी करते हैं।
2. बायोपोनिक सिस्टम में मिट्टी का खाद्य जाल कितना बड़ा और विविध है?
बायोपोनिक सिस्टम में सूक्ष्मजीवों की मात्रा और विविधता मिट्टी के समान पाई गई है, यदि अधिक नहीं।
USDA के हाइड्रोपोनिक और एक्वापोनिक टास्क फोर्स के केस स्टडी1 ने पाया कि हाइड्रोपोनिक टमाटरों में सिस्टम में बैक्टीरिया, फफूंद, प्रोटोज़ोआ, और नेमाटोड की संख्या अपेक्षित स्तरों से अधिक थी जो एक सामान्य जैविक मिट्टी में पाई जाती है।
3. बायोपोनिक सिस्टम में मिट्टी का खाद्य जाल क्या करता है?
मिट्टी का खाद्य जाल सूक्ष्मजीव ठोस पदार्थों को तोड़ता है और पौधों के लिए मैक्रो- और माइक्रो-न्यूट्रिएंट्स को अधिक उपलब्ध बनाता है।
मिट्टी का खाद्य जाल सूक्ष्मजीवों को बायोकंट्रोल और रोग-निरोध प्रदान करता है, जिससे पौधों की समग्र स्वास्थ्य और गुणवत्ता में सुधार होता है।
पौधों की जड़ों के राइजोस्फीयर में निवास करने वाले बैक्टीरिया पौधों के ऊतकों के साथ कोशिका प्रक्रियाओं में सुधार करते हैं।
अध्ययनों ने पाया है कि फसल का खराब होना और मल के सूक्ष्मजीव बायोपोनिक सिस्टम में मिट्टी की तुलना में कम प्रचलित हैं।
परिचय
चाहे उपभोक्ता, उत्पादक, नीति-निर्माता, या व्यवसाय के मालिक के रूप में, हम सभी ऐसे निर्णय लेते हैं जो यह प्रभावित करते हैं कि हमारा भोजन कहाँ और कैसे उत्पादित होता है।
हमारा खाद्य प्रणाली तेजी से बदल रही है क्योंकि जलवायु परिवर्तन, पर्यावरणीय गिरावट, जल की कमी, आर्थिक असुरक्षा, खराब आहार और प्रदूषण के कारण स्वास्थ्य समस्याएँ, और तेजी से जनसंख्या वृद्धि और शहरीकरण जैसे दबाव वाले वैश्विक मुद्दों का संगम हो रहा है।
जब हम अपने नए खाद्य प्रणाली को आकार देते हैं, तो एक महत्वपूर्ण विचार यह है कि क्या हम उच्च गुणवत्ता वाले ताजे फल और सब्जियों तक पहुँच बनाए रखते हैं, विशेष रूप से उन फसलों के लिए जो स्थायी रूप से उगाई जाती हैं।
हमें यह आकलन करना चाहिए कि क्या एक्वापोनिक्स जैसे नए उगाने के तरीके बीज से उगाए गए ताजे फल और सब्जियाँ प्रदान कर सकते हैं, वही सहजीवी जैविक प्रक्रियाएँ जो पौधों द्वारा समय की शुरुआत से उपयोग की जाती हैं।
एक्वापोनिक्स मछली की संस्कृति को हाइड्रोपोनिक पौधों के उत्पादन के साथ जोड़ता है और ऐसे उत्पाद प्रदान करता है जो कई उपभोक्ता मांगों के अनुरूप होते हैं। एक्वापोनिक्स मछली और पौधों का उत्पादन करने का एक स्थायी तरीका है क्योंकि यह जल संसाधनों को संरक्षित करता है, पोषक तत्वों से भरपूर एक्वाकल्चर डिस्चार्ज को पुनर्प्राप्त करता है, मछली और पौधों दोनों के लिए रासायनिक योजकों के उपयोग को सीमित करता है, और मिट्टी आधारित कृषि की तुलना में पौधों की वृद्धि दर में सुधार करता है।
हालांकि गतिशीलता भिन्न होती है, एक्वापोनिक उत्पादन उन ही जैविक प्रक्रियाओं पर निर्भर करता है जो मिट्टी आधारित कृषि में पौधों द्वारा उपयोग की जाती हैं। स्वस्थ मिट्टी में सूक्ष्मजीवों का एक अत्यधिक बड़ा, विविध पारिस्थितिकी तंत्र होता है जो पौधों के साथ सहजीवी संबंध में सह-अस्तित्व में होता है। बैक्टीरिया, फफूंद, प्रोटोज़ोआ, नेमाटोड, और अन्य जैसे सूक्ष्मजीव पौधों के लिए पोषक तत्वों की आपूर्ति, रोग-निरोध, और पर्यावरणीय विनियमन जैसे कई महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए जिम्मेदार होते हैं। इसे मिट्टी का खाद्य जाल कहा जाता है।
मिट्टी की कमी के बावजूद, एक्वापोनिक सिस्टम में वही विविध सूक्ष्मजीव समुदाय मौजूद है। यह तथ्य पत्रक यह जानकारी प्रदान करता है कि एक्वापोनिक सिस्टम मिट्टी के खाद्य जाल का उपयोग करके उच्चतम गुणवत्ता की कृषि फसलें कैसे उत्पन्न करते हैं।
इस दस्तावेज़ में उद्धृत अनुसंधान एक्वापोनिक सिस्टम और जैविक रूप से सक्रिय हाइड्रोपोनिक सिस्टम पर आधारित है। 2016 USDA हाइड्रोपोनिक और एक्वापोनिक टास्क फोर्स रिपोर्ट ने इन सिस्टमों को “बायोपोनिक” कहा।
1. बायोपोनिक सिस्टम में मिट्टी का खाद्य जाल कहाँ रहता है?
बायोपोनिक सिस्टम में, मिट्टी का खाद्य जाल सूक्ष्मजीव ठोस सतहों पर जैसे जड़ों, टैंकों की दीवारों, पाइपों, तैरते कणों, और विशेष रूप से “बायोफिल्टर” में एकत्र होते हैं, जो लाभकारी बैक्टीरिया को रखने के विशेष उद्देश्य के लिए एक घटक है।
कुछ सूक्ष्मजीव एक जेल जैसी सामग्री का स्राव कर सकते हैं जो उन्हें “फ्लोक” करने और पानी के स्तंभ में निलंबित रहने की अनुमति देती है। सूक्ष्मजीव जैसे Pseudomonas sp. और Bacillus sp. बाह्य कोशिकीय पॉलिमरिक पदार्थों का स्राव करते हैं जो सूक्ष्मजीवों को पानी के स्तंभ में एक साथ एकत्रित होने की अनुमति देते हैं (HP/AP रिपोर्ट)।
मिट्टी की तरह, बायोपोनिक सिस्टम में जड़ें सूक्ष्मजीव गतिविधि का एक हॉटस्पॉट हैं2।
एक्वापोनिक सिस्टम में सूक्ष्म निचे होते हैं जो बैक्टीरिया को ऑक्सीजन, पोषक तत्वों, और अन्य वृद्धि मानकों की उपलब्धता के आधार पर भिन्न क्षेत्रों में बढ़ने और फलने-फूलने की अनुमति देते हैं। सूक्ष्म निचे कुछ बैक्टीरिया की प्रभावशीलता और कार्यक्षमता में सुधार कर सकते हैं, जिससे उन्हें उनके आदर्श वृद्धि मानकों के लिए विशिष्ट वातावरण में फलने-फूलने की अनुमति मिलती है3।
पुनः परिसंचारी एक्वाकल्चर सिस्टम के टैंकों, ठोस फ़िल्टरों, बायोफिल्टरों, और संस्कृति जल में सूक्ष्मजीव समुदायों में महत्वपूर्ण भिन्नताएँ पाई गई हैं, जो अद्वितीय और जटिल वातावरण का प्रतिनिधित्व करती हैं। सूक्ष्मजीव समुदाय सिस्टम से सिस्टम में भिन्न होंगे, जो विभिन्न मछली संस्कृति प्रजातियों, जल गुणवत्ता मानकों, फ़ीड, pH, या अन्य कारकों को दर्शाते हैं4।
2. बायोपोनिक सिस्टम में मिट्टी का खाद्य जाल कितना बड़ा और विविध है?
अध्ययनों ने हाइड्रोपोनिक सिस्टम में बैक्टीरिया के लिए प्रति मिलीलीटर (cfu/ml) 1,000,000 से 10,000,000 कॉलोनी-फॉर्मिंग यूनिट और फफूंद के लिए 10 से 1,000 cfu/ml पाया5। हाइड्रोपोनिक सिस्टम में जड़ों में 10,000,000,000 cfu/ग्राम पाए गए6।
अध्ययनों से पता चलता है कि बायोपोनिक सिस्टम में सूक्ष्मजीवों की मात्रा और विविधता क्रमशः खाद और मिट्टी के समान - यदि अधिक नहीं - होती है7।
हाइड्रोपोनिक टमाटरों में बढ़ने वाले माध्यम पर बैक्टीरिया, फफूंद, प्रोटोज़ोआ, और नेमाटोड की संख्या सामान्य जैविक मिट्टी में पाए जाने वाले अपेक्षित स्तरों से अधिक है, जो पोषक तत्वों के चक्रण की उच्च क्षमता का संकेत देता है। मिट्टी के खाद्य जाल के जीवों द्वारा पोषक तत्वों का चक्रण बायोपोनिक उत्पादन सिस्टम में इतना प्रभावी है कि यह प्रति एकड़ 300 पाउंड नाइट्रोजन को समाहित कर सकता है (HP/AP रिपोर्ट)।
3. बायोपोनिक सिस्टम में मिट्टी का खाद्य जाल क्या करता है?
मिट्टी का खाद्य जाल बायोपोनिक सिस्टम में सक्रिय रूप से पोषक तत्वों का चक्रण करता है। सूक्ष्मजीव तैरते जैविक पदार्थों को विघटित करने वाले एंजाइमों को छोड़ते हैं, उपलब्ध पोषक तत्वों को लेते हैं, और अंततः इन पोषक तत्वों को अन्य सूक्ष्मजीवों या पौधों के लिए उपलब्ध कराते हैं (HP/AP रिपोर्ट)।
सूक्ष्मजीव पौधों की जड़ों में पोषक तत्वों के अवशोषण को बढ़ाने के लिए धातुओं को चेलेट करने में सहायता करते हैं (HP/AP रिपोर्ट)।
मिट्टी का खाद्य जाल रोगाणुओं से पौधों की रक्षा करके बायोकंट्रोल करता है। एक्वापोनिक सलाद की जड़ों के नमूनों में एक अपेक्षाकृत उच्च अनुपात में बैक्टीरिया की प्रजातियाँ पाई गई हैं जो बायोकंट्रोल में शामिल हैं, जैसे Pseudomonas spp., Acidovorax spp., Sphingobium spp., या Flavobacterium spp.8।
पानी आधारित सिस्टम में पौधों की वृद्धि को बढ़ावा देने वाले राइजोबैक्टीरिया पौधों को द्वितीयक मेटाबोलाइट्स जैसे फ्लेवोनोइड्स और अन्य एंटीऑक्सीडेंट बनाने के लिए संकेत देते हैं जो पौधों की बीमारियों के दमन, नाइट्रोजन स्थिरीकरण, कोशिका विनियमन, और रंग गुणों में सहायता करते हैं7।
एक्वापोनिक बायोफिल्टरों में सूक्ष्मजीव निम्नलिखित कार्य करते पाए गए हैं: नाइट्रिफिकेशन; हेटेरोट्रॉफिक और ऑटो ट्रॉफिक डेनाइट्रिफिकेशन; अमोनिया में नाइट्रेट कमी; और एनारोबिक अमोनियम ऑक्सीडेशन।
एक्वापोनिक तरीके से उगाई गई सलाद में मिट्टी में उगाई गई सलाद की तुलना में खराब होने और मल के सूक्ष्मजीवों की सांद्रता काफी कम होती है9।
निष्कर्ष
एक्वापोनिक्स मछली और पौधों का उत्पादन करने का एक स्थायी तरीका है क्योंकि यह जल संसाधनों को संरक्षित करता है, पोषक तत्वों से भरपूर एक्वाकल्चर डिस्चार्ज को पुनर्प्राप्त करता है, मछली और पौधों दोनों के लिए रासायनिक योजकों के उपयोग को सीमित करता है, और मिट्टी आधारित कृषि की तुलना में पौधों की वृद्धि दर में सुधार करता है।
अनुसंधान से पता चलता है कि, मिट्टी की तरह, बायोपोनिक सिस्टम मिट्टी के खाद्य जाल का उपयोग करके कई महत्वपूर्ण कार्यों को पूरा करते हैं। सभी हितधारक बायोपोनिक सिस्टम को स्वस्थ, प्राकृतिक फसलों को बढ़ती जनसंख्या को न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव के साथ प्रदान करने के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प मान सकते हैं।
योगदानकर्ता
- *संबंधित लेखक: ब्रायन फिलिपोविच, एक्वापोनिक्स एसोसिएशन के सार्वजनिक नीति निदेशक
- सिडनी श्राम और जोश पाइल, सिनसिनाटी हिल्स क्रिश्चियन अकादमी के शोध छात्र
- केविन सैवेज और गैरी डेलनॉय, सिनसिनाटी हिल्स क्रिश्चियन अकादमी के संकाय
- जनेल हैगर, केंटकी स्टेट यूनिवर्सिटी के शोध सहयोगी
- एडी ब्यूर्लिन, ब्लू मोजो फार्म, LLC
उद्धरण
उद्धरण
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