3.6 आरएएस और एक्वापोनिक्स

एक्वापोनिक सिस्टम एक्वाकल्चर प्रौद्योगिकी को पुन: परिचालित करने की एक शाखा है जिसमें पौधे की फसलों को या तो किसी व्यवसाय के उत्पादन में विविधता लाने के लिए शामिल किया जाता है, ताकि अतिरिक्त जल निस्पंदन क्षमता प्रदान की जा सके, या दोनों का संयोजन हो।

आरएएस की एक शाखा के रूप में, एक्वापोनिक सिस्टम आरएएस में होने वाली एक ही भौतिक, रासायनिक और जैविक घटनाओं से बंधे हैं। इसलिए, जल पारिस्थितिकी, द्रव यांत्रिकी, गैस हस्तांतरण, पानी के विघटन आदि के समान मूल सिद्धांत जल गुणवत्ता नियंत्रण के अपवाद के साथ एक्वापोनिक्स को अधिक या कम समान शर्तों में लागू होते हैं, क्योंकि पौधों और मछलियों में विशिष्ट और विभिन्न आवश्यकताएं हो सकती हैं।

आरएएस और एक्वापोनिक्स की मौलिक आर्थिक वास्तविकताएं भी संबंधित हैं। दोनों प्रौद्योगिकियां, पूंजी गहन और अत्यधिक तकनीकी हैं और पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं, घटकों के उचित डिजाइन, बाजार की स्थितियों पर निर्भरता और ऑपरेटरों की विशेषज्ञता से प्रभावित हैं।

3.6.1 कल्याण

एक्वापोनिक सिस्टम में, पौधों के बायोमास के स्वस्थ उत्पादन के लिए पोषक तत्वों का तेज होना चाहिए, लेकिन पानी की गुणवत्ता (यिल्डिज़ एट अल। 2017) के मामले में मछली के लिए सर्वोत्तम कल्याण की स्थिति की उपेक्षा किए बिना। परिचय या बीमारियों या संक्रमण के प्रसार के जोखिम को कम करने और एक्वापोनिक्स में जैव सुरक्षा बढ़ाने के उपाय भी महत्वपूर्ण हैं। एलेलोकेमिकल्स के संभावित प्रभाव, यानी। पौधों द्वारा जारी रसायनों को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए। इसके अलावा, आहार पाचनशक्ति, मल कण आकार और पानी की गुणवत्ता पर व्यवस्थित अनुपात का प्रभाव ध्यान से विचार किया जाना चाहिए। अभी भी पौधों द्वारा आवश्यक खनिजों के उचित स्तर, और मछली चयापचय, स्वास्थ्य और कल्याण (Yildiz एट अल। 2017) के बीच संबंधों के बारे में ज्ञान की कमी है जिसके लिए आगे अनुसंधान की आवश्यकता है।

3.6.2 माइक्रोबियल विविधता और नियंत्रण

जैसा कि अध्याय में पहले उल्लेख किया गया है, एक्वापोनिक्स एक हाइड्रोपोनिक इकाई के साथ एक पुनर्संचारी एक्वाकल्चर प्रणाली को जोड़ती है। इसकी सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक बैक्टीरिया और उनके चयापचय उत्पादों पर निर्भरता है। इसके अलावा, [संप्रदाय 3.2.6](/समुदाय/लेख/3-2-समीक्षा-जल-गुणवत्ता-नियंत्रण-इन-रास #326 -नाइट्रेट)। माइक्रोबियल समुदायों के महत्व और आरएएस में इसके नियंत्रण पर चर्चा की। बैक्टीरिया एक पुल है कि मछली उत्सर्जन, जो अमोनियम एकाग्रता में उच्च रहे हैं, उर्वरक संयंत्र है, जो कम अमोनियम और उच्च नाइट्रेट (Somerville एट अल। 2014) का एक संयोजन होना चाहिए जोड़ता है के रूप में सेवा करते हैं। चूंकि एक्वापोनिक सिस्टम में अलग-अलग सबयूनिट हो सकते हैं, यानी मछली टैंक, बायोफिल्टर, ड्रम फिल्टर, आबादकार टैंक और हाइड्रोपोनिक इकाइयां, प्रत्येक में अलग-अलग संभव डिज़ाइन और विभिन्न इष्टतम स्थितियां होती हैं, इन घटकों में माइक्रोबियल समुदाय काफी भिन्न हो सकते हैं। यह सिस्टम प्रबंधन प्रक्रियाओं में सुधार के अंतिम लक्ष्य के साथ अनुसंधान का एक दिलचस्प विषय प्रदान करता है। Schmautz एट अल। (2017) ने एक्वापोनिक सिस्टम के विभिन्न क्षेत्रों में माइक्रोबियल समुदाय को चिह्नित करने का प्रयास किया। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि मछली मल एक अलग समुदाय जीनस Cetobacterium के बैक्टीरिया का प्रभुत्व है, जबकि पौधों की जड़ों, biofilter और periphyton के नमूने अधिक एक दूसरे के समान थे, और अधिक विविध जीवाणु समुदायों के साथ। बायोफिल्टर नमूनों में बड़ी संख्या में Nitrospira (कुल समुदाय का 3.9%) शामिल था जो केवल पेरीफाइटन या पौधों की जड़ों में कम संख्या में पाए गए थे। दूसरी ओर, Nitrosomonadales (0.64%) और Nitrobacter (0.11%) के केवल छोटे प्रतिशत एक ही नमूने में पाए गए थे। जीवों के इस दूसरे समूह को आमतौर पर एक्वापोनिक्स सिस्टम में उनकी उपस्थिति के लिए परीक्षण किया जाता है क्योंकि वे मुख्य रूप से नाइट्रिफिकेशन (रूरंगवा और वर्देगम 2015; ज़ौ एट अल। 2016) के लिए जिम्मेदार होते हैं; Nitrospira को हाल ही में कुल नाइट्रिफायर (डेम्स एट अल। 2015) के रूप में वर्णित किया गया है, जो सीधे परिवर्तित करने में सक्षम है प्रणाली में नाइट्रेट को अमोनियम। Nitrospira के प्रभुत्व इस प्रकार इस तरह के सिस्टम में एक नवीनता है और बुनियादी सेटअप में एक अंतर के साथ सहसंबद्ध किया जा सकता है (Graber एट अल. 2014)।

Schmautz एट अल। (2017) ने यह भी जोर दिया कि Nitrospira की बढ़ती उपस्थिति जरूरी प्रणाली में इन जीवों की बड़ी गतिविधि से संबंधित नहीं है, क्योंकि इसकी चयापचय गतिविधियों को मापा नहीं गया था। इसके अलावा, बैक्टीरिया और coliforms की कई प्रजातियां जैविक पदार्थ और मछली अपशिष्ट के परिवर्तनों को ले जाने वाले एक्वापोनिक रीसर्कुलेटिंग बायोफिल्टर्स में स्वाभाविक रूप से मौजूद हैं। यह कई सूक्ष्मजीवों की उपस्थिति का तात्पर्य है जो पौधों और मछली के साथ-साथ लोगों के लिए रोगजनक हो सकते हैं। इस उद्देश्य के लिए, कुछ सूक्ष्मजीवों को सिस्टम में उत्पादों और पानी की गुणवत्ता के लिए सुरक्षा संकेतक माना गया है (फॉक्स एट अल 2012)। इनमें से कुछ सुरक्षा संकेतक Escherichia coli और Salmonella एसपीपी हैं। बहुत जरूरत अनुसंधान इस प्रकार हाल ही में आदेश aquaponic उत्पादों की माइक्रोबियल सुरक्षा का पता लगाने के लिए किया गया है (फॉक्स एट अल. 2012; Sirsat और नील 2013)। एक्वापोनिक्स में माइक्रोबियल गतिविधि के विश्लेषण के लिए एक भविष्य की दिशा मुंगुआ-फ्रैगोजो एट अल द्वारा पहचानी गई है। (2015), जिन्होंने माइक्रोबियल सामुदायिक विश्लेषण के लिए Omic प्रौद्योगिकियों की समीक्षा की। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि एक्वापोनिक बायोसिस्टम्स में माइक्रोबियल विविधता के भविष्य के अध्ययन में मेटागेनॉमिक्स और मेटाट्रेन्स्क्रिप्टमिक्स विश्लेषण महत्वपूर्ण होगा।

• तकनीकी समेकन की अवधि से औद्योगिक कार्यान्वयन के एक नए युग तक, पिछले दो दशकों में आरएएस प्रौद्योगिकी काफी विकसित हुई है। पिछले कुछ वर्षों में जलीय कृषि खेतों की संख्या और पैमाने में वृद्धि देखी गई है। प्रौद्योगिकी की स्वीकृति में वृद्धि के साथ, पारंपरिक इंजीनियरिंग दृष्टिकोणों, नवाचारों और नई तकनीकी चुनौतियों में सुधार उभरते रहते हैं।

• एक्वापोनिक्स एक हाइड्रोपोनिक इकाई के साथ एक पुनर्संचारी एक्वाकल्चर प्रणाली को जोड़ती है। आरएएस जटिल जलीय उत्पादन प्रणाली हैं जिनमें भौतिक, रासायनिक और जैविक बातचीत की एक श्रृंखला शामिल है।

• विघटित ऑक्सीजन (डीओ) आम तौर पर गहन जलीय प्रणालियों में सबसे महत्वपूर्ण जल गुणवत्ता पैरामीटर है। हालांकि, पालन करने वाले पानी के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन के अलावा अपेक्षाकृत आसानी से प्राप्त किया जा सकता है और इस प्रकार, अन्य जल मानकों का नियंत्रण अधिक चुनौतीपूर्ण हो जाता है।

• उच्च भंग कार्बन डाइऑक्साइड (Cosub2/उप) सांद्रता मछली के विकास में नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। पानी से 15 मिलीग्राम/एल से नीचे सांद्रता तक COSUB2/सब को हटाने इसकी उच्च घुलनशीलता और degassing उपकरणों की सीमित दक्षता के कारण चुनौतीपूर्ण है।

• अमोनिया को पारंपरिक रूप से नाइट्रीफाइंग बायोफिल्टर के साथ पुनर्संरचना प्रणालियों में इलाज किया गया है। अमोनिया हटाने के विकल्प के रूप में कुछ उभरती प्रौद्योगिकियों का पता लगाया जा रहा है।

• आरएएस में बायोसोलिड्स मछली फ़ीड, मल और बायोफिल्म्स से उत्पन्न होते हैं और नियंत्रित करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण और कठिन पानी की गुणवत्ता मानकों में से एक हैं। एक बहु-चरण उपचार प्रणाली जहां विभिन्न आकारों के ठोस और विभिन्न तंत्रों के माध्यम से हटा दिए जाते हैं, सबसे आम दृष्टिकोण है।

• ओजोन, एक शक्तिशाली आक्सीकारक के रूप में, सूक्ष्मजीवों, नाइट्राइट और humic पदार्थों को खत्म करने के लिए आरएएस में इस्तेमाल किया जा सकता है। ओजोनेशन माइक्रोस्क्रीन फ़िल्टर प्रदर्शन में सुधार करता है और पानी के रंग को प्रभावित करने वाले भंग पदार्थ के संचय को कम करता है।

• Denitrification रिएक्टर जैविक रिएक्टर हैं जो आम तौर पर एनारोबिक स्थितियों के तहत संचालित होते हैं और आम तौर पर कुछ प्रकार के कार्बन स्रोत जैसे इथेनॉल, मेथनॉल, ग्लूकोज और गुड़ के साथ dosed होते हैं। जलीय कृषि में denitrification प्रणाली के सबसे उल्लेखनीय अनुप्रयोगों में से एक ‘शून्य विनिमय’ आरएएस है।

• जलीय कृषि उत्पादन प्रणालियों में माइक्रोबियल समुदायों पोषक रीसाइक्लिंग में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जैविक पदार्थ की गिरावट और उपचार और रोग के नियंत्रण। अवसरवादी रोगजनकों को नियंत्रित करने के लिए माइक्रोबियल रूप से परिपक्व पानी का उपयोग करने के विचार से आरएएस में जल कीटाणुशोधन की भूमिका को चुनौती दी जा रही है।

• गहन आरएएस में, पशु कल्याण प्रणाली के प्रदर्शन से कसकर जुड़ा हुआ है। आरएएस में पशु कल्याण अनुसंधान का मुख्य लक्ष्य उन प्रणालियों का निर्माण और संचालन करना है जो उत्पादकता को अधिकतम करते हैं और तनाव और मृत्यु को कम करते हैं।