6.1 परिचय

एक्वापोनिक्स सिस्टम के जलीय कृषि भाग में पानी को पुन: परिचालित करने में कण और भंग कार्बनिक पदार्थ (पीओएम, डीओएम) दोनों होते हैं जो मुख्य रूप से मछली फ़ीड के माध्यम से सिस्टम में प्रवेश करते हैं; मछली द्वारा खाया या मेटाबोलाइज्ड फ़ीड का हिस्सा पुनर्संचारी जलीय कृषि प्रणाली (आरएएस) पानी में अपशिष्ट के रूप में रहता है , या तो भंग रूप में (जैसे अमोनिया) या निलंबित या बसे हुए ठोस (जैसे कीचड़) के रूप में। एक बार यांत्रिक पृथक्करण द्वारा अधिकांश कीचड़ हटा दी जाती है, शेष भंग कार्बनिक पदार्थ को अभी भी आरएएस प्रणाली से हटा दिया जाना चाहिए। मछली के लिए पानी की गुणवत्ता बनाए रखने और पौधों के लिए जैव उपलब्ध पोषक तत्वों के रूप में अकार्बनिक /जैविक कचरे को परिवर्तित करने के लिए ऐसी प्रक्रियाएं विभिन्न बायोफिल्टरों में माइक्रोबायोटा पर भरोसा करती हैं। एक्वापोनिक्स प्रणाली में माइक्रोबियल समुदायों में बैक्टीरिया, पुरातत्त्व, कवक, वायरस और कोडांतरण में प्रोटिस्ट शामिल हैं जो संरचना में उतार-चढ़ाव करते हैं जो एक ईबीबी और पोषक तत्वों के प्रवाह और जैसे पीएच, प्रकाश और ऑक्सीजन जैसे पर्यावरणीय परिस्थितियों में परिवर्तन के आधार पर होते हैं। माइक्रोबियल समुदाय denitrification और खनिज प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं (देखें [Chap. 10](/साम्य/कला/अध्याय -10-एरोबिक-और-एनारोबिक-उपचार के लिए-एक्वापोनिक-स्लज-कमी और खनिज)) और इस प्रकार मछली सहित प्रणाली की समग्र उत्पादकता में महत्वपूर्ण भूमिकाएं हैं कल्याण और संयंत्र स्वास्थ्य।

किसी भी एक्वापोनिक्स प्रणाली के भीतर चुनौतियां इनपुट को नियंत्रित करने के लिए हैं - पानी, फिंगरलिंग, फीड, प्लांटलेट्स - और उनके संबंधित माइक्रोबायोटा जैविक पदार्थों के लाभों को अधिकतम करने के लिए और लक्ष्य जीवों के लिए जैव उपलब्ध रूपों में इसका टूटना। यह देखते हुए कि इष्टतम पर्यावरण विकास पैरामीटर और पोषक तत्व मछली और पौधों के लिए भिन्न होते हैं (देखें [Chap. 8](/समुदाय/लेख/अध्याय -8-decoupled-aquaponics-systems), विभिन्न पृथक्करण और वातन प्रणालियों, और प्रासंगिक माइक्रोबियल असेंबलियों वाले बायोफिल्टर, में रणनीतिक बिंदुओं पर स्थित होना चाहिए लक्ष्य मछली और पौधे प्रजातियों दोनों के लिए वांछित श्रेणियों के भीतर पोषक तत्वों के स्तर, पीएच और भंग ऑक्सीजन (डीओ) के स्तर को बनाए रखने में मदद करने के लिए पानी की आपूर्ति। दरअसल, तापमान, डीओ, विद्युत चालकता, रेडॉक्स क्षमता, पोषक तत्व स्तर, कार्बन डाइऑक्साइड, प्रकाश, फ़ीड और प्रवाह दर सहित पानी की गुणवत्ता मानकों, सभी एक aquaponics प्रणाली (Junge et al. 2017) के भीतर माइक्रोबियल समुदायों के व्यवहार और संरचना को प्रभावित करते हैं। इस संबंध में, सेटअप और संचालन को परिष्कृत करना महत्वपूर्ण है ताकि प्रत्येक इकाई रोगजनकों या अवसरवादी रोगाणुओं के प्रसार को सक्षम करने के बजाय, अपने उत्तराधिकारी के लिए पोषक तत्वों के जैव उपलब्ध रूपों की पर्याप्त मात्रा में योगदान दे सके जो नीचे की ओर आवश्यक मैक्रोन्यूट्रिएंट के थोक का उपभोग कर सकते हैं।

माइक्रोबियल समुदायों के विश्लेषण के लिए विभिन्न तकनीकें विभिन्न एक्वापोनिक कॉन्फ़िगरेशन में समय के साथ सामुदायिक संरचना और कार्य में परिवर्तन के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी दे सकती हैं। पोषक तत्व जैव उपलब्धता और परिचालन मानकों के साथ इन परिवर्तनों से संबंधित करके, आवश्यक पोषक तत्वों के अधिक या कम उत्पादन या हानिकारक उप-उत्पादों के उत्पादन को कम करना संभव है। उदाहरण के लिए, मछली घटक में अपशिष्ट कार्बनिक पदार्थ से फायदेमंद पौधों के पोषक तत्वों की वसूली को अधिकतम करना मुख्य रूप से माइक्रोबायोटा की क्षमता पर निर्भर करता है ताकि बायोफिल्टर और कीचड़ डाइजेस्टर की एक श्रृंखला के भीतर पोषक तत्वों के टूटने की सुविधा मिल सके, जिसका प्रदर्शन परिचालन मानकों की एक श्रृंखला पर आधारित है प्रवाह दर, निवास समय और पीएच (वान Rijn 2013) जैसे। चूंकि सभी एक्वापोनिक्स सिस्टम में कीचड़ डाइगेस्टर शामिल नहीं हैं, इसलिए पाठक को संदर्भित करते समय हम इस समीक्षा के बाद के आधे में इस पहलू को और अधिक विस्तार से संबोधित करेंगे [चैप। 3](/नीय/लेख/अध्याय -3-पुनर्चक्र-एक्वाकल्चर-प्रौद्योगिकियों) ठोस पृथक्करण तकनीकों और चैप्स पर अधिक जानकारी के लिए। [7](/ युग्मित बनाम decoupled एक्वापोनिक्स प्रणाली पर चर्चाओं के लिए समुदाय/लेख/अध्याय -7-युग्मित एक्वापोनिक्स सिस्टम) और 8। यदि हम यहां केवल पानी (और कीचड़ नहीं) में भंग और निलंबित पार्टिकुलेट्स पर विचार करते हैं, तो सभी एक्वापोनिक्स सिस्टम विभिन्न बायोफिल्टरों की एक श्रृंखला को नियोजित करते हैं जो संलग्न सूक्ष्मजीवों को फ़िल्टर से गुजरने वाले कार्बनिक पदार्थों में उजागर करते हैं और उचित सब्सट्रेट और पर्याप्त सतह क्षेत्र प्रदान करते हैं माइक्रोबियल लगाव और बायोफिल्म्स का गठन। इस कार्बनिक पदार्थ की गिरावट माइक्रोबियल समुदायों को ऊर्जा प्रदान करती है, जो बदले में माइक्रोबियल (जैसे नाइट्रेट, ऑर्थोफॉस्फेट) और सूक्ष्म पोषक तत्वों (जैसे लोहा, जस्ता, तांबा) को प्रयोग करने योग्य रूपों में सिस्टम में वापस आती है (ब्लैंचेटन एट अल। 2013; क्रेयर एट अल। 2010; विल्बर्गसन एट अल।

पौधे rooting, विकास और स्वास्थ्य में microbiota की भूमिका पर काफी कृषि अनुसंधान है। इस शोध का महत्व मिट्टी आधारित प्रणालियों पर केंद्रित है; हालांकि, हाल के वर्षों में हाइड्रोपोनिक्स पर शोध भी बढ़ गया है (बार्टेलमे एट अल। 2018)। एक्वाकल्चर में माइक्रोबायोटा भी इसी तरह की अच्छी तरह से विशेषता है, जहां मछली के स्वास्थ्य और पाचन में सूक्ष्मजीवों की भूमिका को काफी ध्यान दिया गया है क्योंकि शोधकर्ता पोषक तत्व आत्मसात पर आंत स्वास्थ्य की भूमिका को बेहतर ढंग से चिह्नित करने का प्रयास करते हैं। आरएएस सिस्टम में बायोफिल्टरेशन के महत्व को देखते हुए, आरएएस के लिए नाइट्रिफिकेशन प्रक्रिया में शामिल बैक्टीरिया भी तुलनात्मक रूप से अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है और इस प्रकार यहां संबोधित नहीं किया जा सकता है (चैप्स देखें [10](./10-एरोबिक-और-एनारोबिक-उपचार- एक्वापोनिक-स्लडशन-एंड-मिनरलाइजेशन. एमडी) और [12](/सामुदायिक /लेख/अध्याय -12-एक्वापोनिक-वैकल्पिक प्रकार-और-दृष्टिकोण)। हालांकि, एक्वापोनिक्स प्रणाली में सूक्ष्मजीवों पर तुलनात्मक रूप से सीमित शोध किया गया है, विशेष रूप से सिस्टम के विभिन्न डिब्बों के बीच माइक्रोबायोटा की महत्वपूर्ण बातचीत। शोध की यह कमी वर्तमान में ऐसी प्रणालियों के दायरे और उत्पादकता को सीमित करती है, जहां पूर्व और प्रोबायोटिक्स के साथ वृद्धि के लिए काफी क्षमता है, साथ ही साथ बेहतर समझ के माध्यम से एक्वापोनिक्स प्रणाली के स्वास्थ्य में सुधार करने के अन्य अवसरों को नियंत्रित करने की क्षमता है, और इस प्रकार बेहतर क्षमता को नियंत्रित करने के लिए, विशाल unsparepiated microbiota कि सिस्टम स्वास्थ्य और प्रदर्शन को प्रभावित का सेट।

इस प्रकार, यह अध्याय मुख्य रूप से हाल के अध्ययनों पर केंद्रित है जो बताते हैं कि माइक्रोबियल समुदाय डिब्बों के भीतर उत्पादकता निर्धारित करते हैं, जबकि उन माइक्रोबियल समुदायों को घटकों और समग्र प्रणाली के बीच बातचीत के लिए जोड़ने वाले अध्ययनों की अपेक्षाकृत छोटी संख्या पर प्रकाश डालते हैं उत्पादकता। हम अंतराल की पहचान करने का प्रयास करते हैं जहां माइक्रोबियल समुदायों के बारे में और ज्ञान परिचालन चुनौतियों को दूर कर सकता है और दक्षता और विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है।