14.3 एक्वापोनिक्स में रोगजनकों से पौधों की रक्षा करना

फिलहाल एक्वापोनिक प्रैक्टिशनर्स एक युग्मित प्रणाली का संचालन करते समय पौधों की बीमारियों के खिलाफ अपेक्षाकृत असहाय होते हैं, खासकर रूट रोगजनकों के मामले में। कोई कीटनाशक और न ही बायोपेस्टिसाइड विशेष रूप से एक्वापोनिक उपयोग के लिए विकसित नहीं किया गया है (Rakocy 2007; Rakocy 2012; Somerville एट अल। 2014; बिट्सांज़की एट अल 2015; सिराकोव एट अल 2016)। संक्षेप में, उपचारात्मक तरीकों की अभी भी कमी है। केवल सोमरविले एट अल। (2014) अकार्बनिक यौगिकों कि aquaponics में कवक के खिलाफ इस्तेमाल किया जा सकता सूची। किसी भी मामले में, रोगजनक उपायों के लिए लक्ष्य (ओं) की पहचान करने के लिए रोग का कारण बनने वाले रोगज़नक़ों का उचित निदान अनिवार्य है। इस निदान के लिए अवलोकन क्षमता, पौधे रोगज़नक़ चक्र समझ और स्थिति के विश्लेषण के संदर्भ में अच्छी विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है। हालांकि, सामान्य (विशिष्ट नहीं) लक्षणों के मामले में और आवश्यक सटीकता की डिग्री के आधार पर, कारण एजेंट (लेपोइवर 2003) के संबंध में परिकल्पना को सत्यापित करने के लिए प्रयोगशाला तकनीकों का उपयोग करना अक्सर आवश्यक होता है। पोस्टमा एट अल। (2008) ने हाइड्रोपोनिक्स में पौधों के रोगजनकों का पता लगाने के लिए विभिन्न तरीकों की समीक्षा की, और चार समूहों की पहचान की गई:

1। रोगज़नक़ के प्रत्यक्ष मैक्रोस्कोपिक और सूक्ष्म अवलोकन

2। रोगज़नक़ का अलगाव

3। सेरोलॉजिकल तरीकों का उपयोग

4। आणविक तरीकों का उपयोग

14.3.1 संरक्षण के गैर-जैविक तरीके

पौधों के रोगजनकों के नियंत्रण के लिए अच्छी कृषि प्रथाएं (जीएपी) विभिन्न कार्य हैं जो उपज और उपज की गुणवत्ता दोनों के लिए फसल रोगों को सीमित करने का लक्ष्य रखते हैं (एफएओ 2008)। गैप एक्वापोनिक्स के लिए ट्रांसपोज़बल अनिवार्य रूप से गैर-उपचारात्मक शारीरिक या खेती प्रथाओं हैं जिन्हें निवारक उपायों और जल उपचार में विभाजित किया जा सकता है।

निवारक उपासर

निवारक उपायों के दो अलग-अलग उद्देश्य हैं। सबसे पहले यह है कि रोगज़नक़ इनोकुलम के प्रवेश से बचने के लिए और दूसरा (i) पौधों के संक्रमण को सीमित करना है, (ii) विकास और (iii) बढ़ती अवधि के दौरान रोगज़नक़ों का प्रसार। ग्रीनहाउस में प्रारंभिक इनोकुलम के प्रवेश से बचने के लिए निवारक उपाय हैं, उदाहरण के लिए, एक गिरावट अवधि, स्वच्छता के लिए एक विशिष्ट कमरा, कक्ष स्वच्छता (जैसे पौधे मलबे को हटाने और सतह कीटाणुशोधन), विशिष्ट कपड़े, प्रमाणित बीज, पौधे अंकुरण और भौतिक के लिए एक विशिष्ट कमरा बाधाओं (कीट वैक्टर के खिलाफ) (Stanghellini और रासमुसेन 1994; जार्विस 1992; Albajes एट अल. 2002; सोमरविले एट अल 2014; परवथा रेड्डी 2016)। निवारक उपायों के दूसरे प्रकार के लिए इस्तेमाल किया सबसे महत्वपूर्ण प्रथाओं में से हैं, प्रतिरोधी पौधों की किस्मों का उपयोग, उपकरण कीटाणुशोधन, संयंत्र अबियोटिक तनाव से बचने, अच्छा संयंत्र रिक्ति, शैवाल विकास और पर्यावरण की स्थिति प्रबंधन से बचाव। अंतिम उपाय, यानी पर्यावरण की स्थिति प्रबंधन, अपने जैविक चक्र (आईबीआईडी) में हस्तक्षेप करके बीमारियों से बचने या सीमित करने के लिए सभी ग्रीनहाउस मापदंडों को नियंत्रित करने का मतलब है। आम तौर पर, बड़े पैमाने पर ग्रीनहाउस संरचनाओं में, कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर और एल्गोरिदम का उपयोग पौधों के उत्पादन और रोग नियंत्रण दोनों की अनुमति देने वाले इष्टतम पैरामीटर की गणना करने के लिए किया जाता है। मापा पैरामीटर, दूसरों के बीच, तापमान (हवा और पोषक तत्व समाधान का), आर्द्रता, वाष्प दबाव घाटा, हवा की गति, ओस संभावना, पत्ती गीलापन और वेंटिलेशन (आइबिड।) हैं। व्यवसायी हीटिंग, वेंटिलेशन, छायांकन, रोशनी के पूरक, शीतलन और धुंध (आईबीआईडी) में हेरफेर करके इन मानकों पर कार्य करता है।

** जल उपचार**

संभावित जल रोगजनकों को नियंत्रित करने के लिए शारीरिक जल उपचार का उपयोग किया जा सकता है। निस्पंदन (ताकना आकार कम से कम 10 माइक्रोन), गर्मी और यूवी उपचार मछली और पौधों के स्वास्थ्य पर हानिकारक प्रभाव के बिना रोगजनकों को खत्म करने के लिए सबसे प्रभावी में से एक हैं (Ehret एट अल. 2001; हांगकांग और Moorman 2005; Postma एट अल. 2008; वान ओएस 2009; Timmons और Ebeling 2010)। इन तकनीकों में इनोकुलम, रोगजनकों की मात्रा और सिंचाई प्रणाली में उनके प्रसार चरणों को कम करके रोग के प्रकोप को नियंत्रित करने की अनुमति मिलती है। शारीरिक कीटाणुशोधन उपचार की आक्रामकता के आधार पर पानी के रोगजनकों को एक निश्चित स्तर तक कम कर देता है। आम तौर पर, गर्मी और यूवी कीटाणुशोधन का लक्ष्य प्रारंभिक सूक्ष्मजीवों की आबादी में 90 से 99.9% (आइबिड) की कमी है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया निस्पंदन तकनीक इसकी विश्वसनीयता और इसकी कम लागत के कारण धीमी निस्पंदन है। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले निस्पंदन के सबस्ट्रेट्स रेत, रॉकवूल या पॉज़ोलाना (इबिड) होते हैं। निस्पंदन दक्षता अनिवार्य रूप से ताकना आकार और प्रवाह पर निर्भर है। कीटाणुशोधन उपचार के रूप में प्रभावी होने के लिए, निस्पंदन को कम से कम 10 माइक्रोन और 100 एल/एमएसयूपी2/एसयूपी/एच की प्रवाह दर के साथ हासिल करने की आवश्यकता होती है, भले ही कम बाध्यकारी पैरामीटर संतोषजनक प्रदर्शन (आईबीआईडी) दिखाते हैं। धीमी निस्पंदन सभी रोगजनकों को खत्म नहीं करता है; कुल एरोबिक बैक्टीरिया का 90% से अधिक प्रवाह (आइबिड) में रहता है। फिर भी, यह पौधे के मलबे, शैवाल, छोटे कणों और कुछ मिट्टी से उत्पन्न बीमारियों जैसे कि Pythium और Phytophthora (दक्षता जीनस निर्भर है) के दमन की अनुमति देता है। स्लो फिल्टर केवल भौतिक क्रिया से कार्य नहीं करते हैं बल्कि एक माइक्रोबियल दमनकारी गतिविधि भी दिखाते हैं, जैसा कि संप्रदाय में चर्चा की गई है। 14.2.3 (हांग और मूरमैन 2005; पोस्टमा एट अल 2008; वान ओएस 2009; वलेंस एट अल 2010)। पौधे रोगजनकों के खिलाफ हीट ट्रीटमेंट बहुत प्रभावी है। हालांकि इसमें सभी प्रकार के रोगजनकों को दबाने के लिए कम से कम 10 सेकंड के दौरान 95 C तक पहुंचने वाले तापमान की आवश्यकता होती है, वायरस शामिल होते हैं यह अभ्यास बहुत सारी ऊर्जा का उपभोग करता है और पानी के शीतलन (हीट एक्सचेंजर और संक्रमणकालीन टैंक) को सिंचाई लूप में वापस करने से पहले लगाता है। इसके अलावा, इसमें फायदेमंद लोगों (हांग और मूरमैन 2005; पोस्टमा एट अल 2008; वान ओएस 2009) सहित सभी सूक्ष्मजीवों को मारने का नुकसान है। आखिरी तकनीक और शायद सबसे अधिक लागू यूवी कीटाणुशोधन है ईयू एक्वापोनिक्स हब चिकित्सकों का 20.8% इसका इस्तेमाल करते हैं (Villarroel एट अल 2016)। यूवी विकिरण में 200 से 280 एनएम की तरंग दैर्ध्य है। डीएनए के प्रत्यक्ष नुकसान से सूक्ष्मजीवों पर इसका हानिकारक प्रभाव पड़ता है। रोगजनक और जल अशांति के आधार पर, ऊर्जा खुराक प्रभावी होने के लिए 100 और 250 एमजे/सीएमएसयूपी2/एसयूपी के बीच भिन्न होती है (पोस्टमा एट अल। 2008; वान ओएस 2009)।

भौतिक जल उपचार आने वाले पानी से अधिकांश रोगजनकों को खत्म करते हैं, लेकिन जब वे सिस्टम में पहले से मौजूद होते हैं तो वे रोग को समाप्त नहीं कर सकते हैं। शारीरिक जल उपचार में सभी पानी (विशेष रूप से जड़ों के पास खड़े जल क्षेत्र), न ही संक्रमित पौधे के ऊतकों को कवर किया जाता है। उदाहरण के लिए, यूवी उपचार अक्सर Pythium रूट सड़ांध (सटन एट अल 2006) को दबाने में विफल रहते हैं। हालांकि, यदि भौतिक जल उपचार पौधे रोगजनकों में कमी की अनुमति देता है, सैद्धांतिक रूप से, उनके पास गैर-रोगजनक सूक्ष्मजीवों पर भी प्रभाव पड़ता है जो संभावित रूप से रोग दमन पर कार्य करता है। हकीकत में, गर्मी और यूवी उपचार एक सूक्ष्मजीवविज्ञानी वैक्यूम बनाते हैं, जबकि धीमी निस्पंदन एक उच्च रोग दमन क्षमता (Postma एट अल 2008; वलांस एट अल. 2010) में जिसके परिणामस्वरूप प्रवाह माइक्रोबायोटा संरचना में बदलाव पैदा करता है। इस तथ्य के बावजूद कि हाइड्रोपोनिक्स में यूवी और गर्मी उपचार पुनर्संचारी पानी में 90% से अधिक सूक्ष्मजीवों को खत्म करते हैं, रोग की दमन की कोई कमी नहीं देखी गई थी। यह शायद सिंचाई प्रणाली, जड़ों और पौधे मीडिया (आईबीआईडी) के संपर्क के बाद पानी के बहुत कम मात्रा में इलाज और पानी के पुन: संदूषण के कारण था।

रसायनों के माध्यम से एक्वापोनिक जल उपचार निरंतर आवेदन में सीमित है। ओजोनेशन एक तकनीक है जिसका उपयोग पुनर्चक्रित जलीय कृषि और हाइड्रोपोनिक्स में किया जाता है। ओजोन उपचार कुछ शर्तों में वायरस सहित सभी रोगजनकों को खत्म करने और ऑक्सीजन के लिए तेजी से विघटित होने का लाभ है (हांग और मूरमैन 2005; वान ओएस 2009; Timmons और Ebeling 2010; Gonçalves और गैगनॉन 2011)। हालांकि इसमें कई नुकसान हैं। कच्चे पानी में ओजोन का परिचय उप-उत्पाद ऑक्सीडेंट और अवशिष्ट ऑक्सीडेंट की महत्वपूर्ण मात्रा का उत्पादन कर सकता है (उदाहरण के लिए ब्रोमिनेटेड यौगिक और हेलॉक्सी आयन जो मछली के लिए जहरीले होते हैं) जिन्हें यूवी विकिरण द्वारा हटाया जाना चाहिए, उदाहरण के लिए, मछली भाग पर लौटने से पहले (गोंकाल्वेस और गैगनॉन 2011 द्वारा समीक्षा की गई)। इसके अलावा, ओजोन उपचार महंगा है, मानव जोखिम के मामले में श्लेष्म झिल्ली के लिए परेशान है, 0.1-2.0 मिलीग्राम/एल की एकाग्रता सीमा पर 1 से 30 मिनट की संपर्क अवधि की आवश्यकता होती है, ओएसबी 3/सब से ओएसयूबी 2/एसयूबी तक पूरी तरह से कम करने के लिए एक अस्थायी सिंप की आवश्यकता होती है और पोषक समाधान में मौजूद तत्वों को ऑक्सीकरण कर सकता है , जैसे लौह chelates, और इस प्रकार उन्हें पौधों के लिए अनुपलब्ध बनाता है (हांगकांग और मूरमैन 2005; वैन ओएस 2009; टिमन्स और ईबेलिंग 2010; गोंकाल्वेस और गैगनॉन 2011)।

14.3.2 संरक्षण के जैविक तरीके

हाइड्रोपोनिक्स में, कई वैज्ञानिक कागजात पौधों के रोगजनकों को नियंत्रित करने के लिए विरोधी सूक्ष्मजीवों (यानी अन्य जीवों को बाधित करने में सक्षम) के उपयोग की समीक्षा करते हैं लेकिन अब तक एक्वापोनिक्स में उनके उपयोग के लिए कोई शोध नहीं किया गया है। इन विरोधी सूक्ष्मजीवों की कार्रवाई का तरीका कैम्पबेल (1989)), व्हिप्स (2001) और नारायणसामी (2013) के अनुसार है:

1। पोषक तत्वों और निकस के लिए प्रतियोगिता

2। परजीविता

3। ओरिसीसिस

4। पौधों में रोगों के प्रतिरोध का प्रेरण

एक्वापोनिक सिस्टम में सूक्ष्मजीवों को शुरू करने वाले प्रयोगों को नाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया (ज़ौ एट अल। 2016) या पौधों के विकास प्रमोटरों (पीजीपीआर) जैसे एज़ोस्पिरिलम ब्रासीलेंस और _बेसिलस _ एसपीपी के अलावा नाइट्रिफिकेशन की वृद्धि पर ध्यान केंद्रित किया गया है। पौधे के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए (मंगमांग एट अल। 2015a; Mangmang एट अल। 2015a; Mangmang एट अल। 2015c; दा सिल्वा सेरोज़ी और फिट्सिमन्स 2016; बार्टेलमे एट अल 2018)। सिंथेटिक उपचारों के प्रतिबंधित उपयोग, संस्कृति के उच्च मूल्य और दुनिया में एक्वापोनिक प्रणालियों की वृद्धि के संबंध में एक्वापोनिक्स में पौधों के रोगजनकों के खिलाफ बायोकंट्रोल एजेंटों (बीसीए) पर काम करने की तत्काल आवश्यकता है। बीसीए परिभाषित कर रहे हैं, इस संदर्भ में, वायरस के रूप में, बैक्टीरिया और कवक संयंत्र रोगजनकों पर विरोधी प्रभाव डालती (कैम्पबेल 1989; Narayanasamy 2013)।

आम तौर पर, बीसीए की शुरूआत मृदुहीन प्रणालियों में आसान माना जाता है। वास्तव में, हाइड्रोपोनिक रूट पर्यावरण मिट्टी की तुलना में अधिक सुलभ है और जैविक वैक्यूम के कारण सब्सट्रेट का माइक्रोबायोटा भी असंतुलित है। इसके अलावा, बीसीए विकास की जरूरतों को प्राप्त करने के लिए ग्रीनहाउस की पर्यावरणीय स्थितियों का उपयोग किया जा सकता है। सैद्धांतिक रूप से इन सभी विशेषताओं मिट्टी की तुलना में हाइड्रोपोनिक्स में पौधों के साथ बीसीए की बेहतर परिचय, स्थापना और बातचीत की अनुमति देते हैं (पॉलिट्ज और बेलगर 2001; पोस्टमा एट अल 2009; वलांस एट अल। 2010)। हालांकि, व्यवहार में, रूट रोगजनकों को नियंत्रित करने के लिए बीसीए इनोक्यूलेशन की प्रभावशीलता मृदुहीन प्रणालियों में अत्यधिक परिवर्तनीय हो सकती है (पोस्टमा एट अल 2008; वलांस एट अल। 2010; मोंटागन एट अल 2017)। इसके लिए एक स्पष्टीकरण यह है कि बीसीए चयन इन विट्रो परीक्षणों में आधारित है जो वास्तविक परिस्थितियों का प्रतिनिधित्व नहीं कर रहे हैं और बाद में हाइड्रोपोनिक्स या एक्वापोनिक्स (पोस्टमा एट अल। 2008; वलेंस एट अल। पौधों के रोगजनकों और विशेष रूप से जड़ों के लिए जिम्मेदार लोगों को नियंत्रित करने के लिए, जलीय प्रणालियों में शामिल सूक्ष्मजीवों का चयन और पहचान, जो पौधों के रोगजनकों के खिलाफ दमनकारी गतिविधि दिखाते हैं। मृदुहीन संस्कृति में, उनके जैविक चक्र के कारण कई विरोधी सूक्ष्मजीवों को उठाया जा सकता है जो रूट रोगजनकों या जलीय स्थितियों में बढ़ने की उनकी क्षमता के समान होते हैं। इस तरह के गैर-रोगजनक Pythium और Fusarium प्रजातियों और बैक्टीरिया का मामला है, जहां Pseudomonas, Bacillus और Lysobacter साहित्य में सबसे अधिक प्रतिनिधित्व किया जाता है (पॉलिट्ज और बेलैंगर 2001; खान एट अल। 2003; चैटरटन एट अल 2004; सटन एट अल। 2007; पोस्टमा एट 2009; वलांस एट अल 2010; सोफर और सटन 2011; हुल्टबर्ग एट अल 2011; ली एंड ली 2015; मार्टिन और हरकारा 1999; मोरुज़ी एट अल 2017; थॉंगकमंगम और जेनाकसोर्न 2017)। इस तरह के biosurfactants के रूप में कुछ माइक्रोबियल चयापचयों के प्रत्यक्ष अलावा भी अध्ययन किया गया है (Stanghellini और मिलर 1997; नीलसन एट अल. 2006; नीलसन एट अल 2006)। यद्यपि कुछ सूक्ष्मजीव रूट रोगजनकों को नियंत्रित करने में कुशल हैं, बायोपेस्टिसाइड बनाने के लिए अन्य समस्याएं हैं जिन्हें दूर करने की आवश्यकता है। मुख्य चुनौतियां इनोक्यूलेशन के साधन, इनोकुलम घनत्व, उत्पाद तैयार करने (मोंटागन एट अल। 2017), कम लागत पर पर्याप्त मात्रा के उत्पादन और तैयार उत्पाद के भंडारण के लिए विधि निर्धारित करना है। मछली पर इकोटॉक्सिकोलॉजिकल अध्ययन और सिस्टम में रहने वाले फायदेमंद सूक्ष्मजीव भी एक महत्वपूर्ण बिंदु हैं। एक और संभावना है कि शोषण किया जा सकता है विरोधी एजेंटों के एक जटिल का उपयोग है, के रूप में दमनकारी मिट्टी तकनीक में मनाया (Spadaro और Gullino 2005; Vallance एट अल. 2010)। वास्तव में, सूक्ष्मजीव तालमेल में या कार्रवाई के पूरक मोड (ibid।) के साथ काम कर सकते हैं। संशोधनों के अलावा प्रीबायोटिक्स के रूप में कार्य करके बीसीए की क्षमता को भी बढ़ा सकता है (देखें संप्रदाय 14.4)।