अध्याय 1 एक्वापोनिक्स और ग्लोबल फूड चुनौतियां
1.5 एक्वापोनिक्स का भविष्य
प्रौद्योगिकी ने कृषि उत्पादकता को पिछली शताब्दी में तेजी से विकसित करने में सक्षम किया है, इस प्रकार महत्वपूर्ण जनसंख्या वृद्धि का भी समर्थन किया है। हालांकि, ये परिवर्तन खाद्य उत्पादन को बनाए रखने, ताजे पानी और वन संसाधनों को बनाए रखने और जलवायु और वायु गुणवत्ता (फोले एट अल 2005) को विनियमित करने में मदद करने के लिए पारिस्थितिक तंत्र की क्षमता को भी कमजोर करते हैं। अभिनव खाद्य उत्पादन में सबसे अधिक महत्वपूर्ण चुनौतियों में से एक, और इस प्रकार एक्वापोनिक्स में, एकीकृत प्रौद्योगिकियों के विस्तार को बाधित करने वाले नियामक मुद्दों को संबोधित करना है। विभिन्न एजेंसियों की एक विस्तृत श्रृंखला में पानी, पशु स्वास्थ्य, पर्यावरण संरक्षण और खाद्य सुरक्षा पर अधिकार क्षेत्र है, और उनके नियम कुछ मामलों में विरोधाभासी हैं या जटिल एकीकृत प्रणालियों (जोली एट अल। 2015) के लिए बीमार हैं। विनियम और कानून वर्तमान में उत्पादकों के लिए सबसे भ्रमित क्षेत्रों में से एक हैं और उद्यमियों होंगे। उत्पादकों और निवेशकों को परमिट, ऋण और कर छूट प्राप्त करने के लिए मानकों और दिशानिर्देशों की आवश्यकता होती है, फिर भी नियामक एजेंसियों के बीच जिम्मेदारियों का भ्रमित ओवरलैप बेहतर सामंजस्य और लगातार परिभाषाओं की तत्काल आवश्यकता पर प्रकाश डाला गया है। नियामक ढांचे अक्सर भ्रमित होते हैं, और कृषि लाइसेंसिंग के साथ-साथ उपभोक्ता प्रमाणीकरण कई देशों में समस्याग्रस्त रहता है। एफएओ (2015 में), डब्ल्यूएचओ (2017 में) और यूरोपीय संघ (2016 में) ने हाल ही में एक्वापोनिक्स सिस्टम के भीतर पशु स्वास्थ्य/कल्याण और खाद्य सुरक्षा और एक्वापोनिक उत्पादों के निर्यात-आयात व्यापार के लिए प्रावधानों को सुसंगत बनाना शुरू किया। उदाहरण के लिए, एक्वापोनिक्स में शामिल कई देश Codex Alimentarius के भीतर स्पष्ट शब्दों के लिए पैरवी कर रहे हैं, और यूरोपीय संघ के भीतर एक महत्वपूर्ण ध्यान केंद्रित, प्रायोजित लागत कार्रवाई FA1305 द्वारा निर्धारित, ‘यूरोपीय संघ एक्वापोनिक्स हब’, वर्तमान में एक स्पष्ट और विशिष्ट इकाई के रूप में एक्वापोनिक्स को परिभाषित करने पर है। वर्तमान में, नियम जलीय कृषि और हाइड्रोपोनिक्स दोनों के लिए उत्पादन को परिभाषित करते हैं, लेकिन दोनों के विलय के लिए कोई प्रावधान नहीं है। यह स्थिति अक्सर उन उत्पादकों के लिए अत्यधिक नौकरशाही बनाती है जिन्हें दो अलग-अलग परिचालनों को लाइसेंस देने की आवश्यकता होती है या जिसका राष्ट्रीय कानून सह-संस्कृति (जोली एट अल 2015) की अनुमति नहीं देता है। यूरोपीय संघ के एक्वापोनिक्स हब, जिसने इस प्रकाशन का समर्थन किया है (COST FA1305), एक्वापोनिक्स को ‘जलीय जीवों और पौधों की उत्पादन प्रणाली के रूप में परिभाषित करता है जहां इष्टतम पौधों के विकास को बनाए रखने वाले पोषक तत्वों का बहुमत (\ > 50%) जलीय अंगों को खिलाने से उत्पन्न कचरे से निकला है’ (देखें [Chap.
· Aquaponics Food Production Systems1.4 आर्थिक और सामाजिक चुनौतियां
आर्थिक परिप्रेक्ष्य से, एक्वापोनिक्स सिस्टम में अंतर्निहित कई सीमाएं हैं जो विशिष्ट वाणिज्यिक डिज़ाइन को अधिक या कम व्यवहार्य बनाती हैं (गोडडेक एट अल। 2015; वर्मेलेन और कमस्ट्रा 2013)। प्रमुख मुद्दों में से एक यह है कि स्टैंड-अलोन, स्वतंत्र हाइड्रोपोनिक्स और एक्वाकल्चर सिस्टम पारंपरिक एक-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम (ग्रैबर और जुंग 2009) की तुलना में अधिक उत्पादक हैं, क्योंकि उन्हें मछली और पौधे के घटकों के बीच व्यापार-बंद की आवश्यकता नहीं होती है। पारंपरिक, क्लासिक सिंगल-लूप एक्वापोनिक्स को पानी की गुणवत्ता और पोषक तत्वों के स्तर को अनुकूलित करने का प्रयास करते समय मछली और पौधे के घटकों के बीच समझौता करने की आवश्यकता होती है जो स्वाभाविक रूप से दो हिस्सों (जैसे वांछित पीएच श्रेणियां और पोषक तत्व आवश्यकताओं और सांद्रता) के लिए भिन्न होती हैं। पारंपरिक एक्वापोनिक्स प्रणालियों में, पौधों के लिए उर्वरक आवश्यकताओं में बचत संबंधित उपप्रणालियों (डेलाइड एट अल। 2016) में उप-स्थानिक स्थितियों के कारण फसल की कमी के लिए नहीं होती है।
· Aquaponics Food Production Systems1.3 एक्वापोनिक्स में वैज्ञानिक और तकनीकी चुनौतियां
जबकि एक्वापोनिक्स को प्रमुख खाद्य उत्पादन प्रौद्योगिकियों में से एक माना जाता है जो ‘हमारे जीवन को बदल सकता है’ (वैन वोन्सेल एट अल। 2015), टिकाऊ और कुशल खाद्य उत्पादन के मामले में, एक्वापोनिक्स को सुव्यवस्थित किया जा सकता है और इससे भी अधिक कुशल बन सकता है। पारंपरिक एक्वापोनिक्स प्रणालियों में महत्वपूर्ण समस्याओं में से एक यह है कि मछली द्वारा उत्पादित प्रवाह में पोषक तत्व पौधों के लिए इष्टतम पोषक तत्व समाधान से अलग हैं। डिकॉप्टेड एक्वापोनिक्स सिस्टम (डीएपीएस), जो मछली से पानी का उपयोग करते हैं लेकिन पौधों के बाद पानी को मछली में नहीं लौटाते हैं, खनिज घटकों और कीचड़ वाले बायोरिएक्टरों को पेश करके पारंपरिक डिजाइनों में सुधार कर सकते हैं जो कार्बनिक पदार्थ को जैव उपलब्ध रूपों में परिवर्तित करते हैं प्रमुख खनिजों, विशेष रूप से फास्फोरस, मैग्नीशियम, लोहा, मैंगनीज और सल्फर कि ठेठ मछली प्रवाह में कमी कर रहे हैं। एक-लूप सिस्टम में खनिज घटकों के विपरीत, डीएपीएस में बायोरिएक्टर प्रवाह केवल पूरे सिस्टम में पतला होने के बजाय संयंत्र घटक को खिलाया जाता है। इस प्रकार, डिकॉप्टेड सिस्टम जो कीचड़ के पाचन का उपयोग करते हैं, पौधों के विकास के लिए पोषक तत्वों के रूप में मछली से जैविक कचरे के रीसाइक्लिंग को अनुकूलित करना संभव बनाता है (गोडडेक 2017; गोडडेक एट अल। 2018)। इस तरह की प्रणालियों में कचरे में मुख्य रूप से मछली की कीचड़ (यानी मल और असमान फ़ीड जो समाधान में नहीं है) शामिल होती है और इस प्रकार सीधे हाइड्रोपोनिक्स प्रणाली में नहीं दी जा सकती है। बायोरिएक्टर्स (देखें [चैप.
· Aquaponics Food Production Systems1.2 आपूर्ति और मांग
सतत विकास के लिए 2030 एजेंडा वैश्विक चुनौतियों से निपटने की जरूरत पर जोर देती है, जलवायु परिवर्तन से लेकर गरीबी तक, टिकाऊ खाद्य उत्पादन के साथ उच्च प्राथमिकता (ब्रांडी 2017; संयुक्त राष्ट्र 2017)। जैसा कि संयुक्त राष्ट्र के सतत विकास लक्ष्य 2 (संयुक्त राष्ट्र 2017) में दर्शाया गया है, दुनिया का सामना करने वाली सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक यह सुनिश्चित करना है कि बढ़ती वैश्विक आबादी, 2050 तक लगभग 10 अरब तक बढ़ने का अनुमान है, इसकी पोषण संबंधी जरूरतों को पूरा करने में सक्षम होगी। 2050 तक अतिरिक्त दो अरब लोगों को खिलाने के लिए, खाद्य उत्पादन को विश्व स्तर पर 50% (एफएओ 2017) बढ़ने की आवश्यकता होगी। जबकि अधिक भोजन का उत्पादन करने की आवश्यकता होगी, शहरीकरण बढ़ाने के कारण एक सिकुड़ ग्रामीण श्रम शक्ति है (डॉस सैंटोस 2016)। वैश्विक ग्रामीण आबादी 1960 से 2015 (एफएओ 2017) की अवधि में 66.
· Aquaponics Food Production Systems1.1 परिचय
खाद्य उत्पादन संसाधनों की उपलब्धता पर निर्भर करता है, जैसे कि भूमि, मीठे पानी, जीवाश्म ऊर्जा और पोषक तत्व (कोनिजिन एट अल। 2018), और इन संसाधनों की वर्तमान खपत या गिरावट उनकी वैश्विक पुनर्जनन दर से अधिक है (वान वुरेन एट अल। 2010)। ग्रहों की सीमाओं (चित्र 1.1) की अवधारणा का उद्देश्य पर्यावरणीय सीमाओं को परिभाषित करना है जिसके भीतर मानवता दुर्लभ संसाधनों (रॉकस्ट्रॉम एट अल 2009) के संबंध में सुरक्षित रूप से काम कर सकती है। खाद्य आपूर्ति को सीमित करने वाले जैव रासायनिक प्रवाह सीमाएं जलवायु परिवर्तन (स्टीफन एट अल 2015) की तुलना में अधिक कड़े हैं। पोषक तत्व रीसाइक्लिंग के अलावा, वर्तमान उत्पादन को बदलने के लिए आहार परिवर्तन और अपशिष्ट रोकथाम अभिन्न रूप से आवश्यक हैं (कोनिजन एट अल। 2018; काहिलुओटो एट अल 2014)। इस प्रकार, एक प्रमुख वैश्विक चुनौती विकास आधारित आर्थिक मॉडल को संतुलित पर्यावरण-आर्थिक प्रतिमान की ओर बदलना है जो स्थायी विकास (Manelli 2016) के साथ अनंत विकास को प्रतिस्थापित करता है। एक संतुलित प्रतिमान बनाए रखने के लिए, अभिनव और अधिक पारिस्थितिक रूप से ध्वनि फसल प्रणालियों की आवश्यकता होती है, जैसे कि आवश्यक वस्तुओं और सेवाओं (एहर्लिच और हार्टे 2015) प्रदान करने के लिए बायोस्फीयर की क्षमता को बनाए रखने के दौरान तत्काल मानव जरूरतों के बीच व्यापार-बंद संतुलित हो सकता है।
· Aquaponics Food Production Systems