6.3 खाद्य सुरक्षा और रोगजनक नियंत्रण के लिए जैव सुरक्षा संबंधी विचार

6.3.1 खाद्य सुरक्षा

अच्छी खाद्य सुरक्षा और पशु कल्याण सुनिश्चित करना एक्वापोनिक्स के लिए सार्वजनिक समर्थन प्राप्त करने में उच्च प्राथमिकताएं हैं। एक्वापोनिक्स के संबंध में खाद्य सुरक्षा विशेषज्ञों द्वारा उठाए गए सबसे लगातार मुद्दों में से एक पौधों के लिए उर्वरक के रूप में मछली प्रवाह का उपयोग करते समय मानव रोगजनकों के साथ प्रदूषण का संभावित जोखिम है (चाल्मर्स 2004; श्माउट्ज़ एट अल। 2017)। हाल ही में साहित्य खोज aquaponics में zoonotic जोखिम निर्धारित करने के लिए निष्कर्ष निकाला है कि दूषित सेवन पानी में रोगजनकों, या गर्म खून वाले जानवरों के साथ उत्पन्न फ़ीड के घटकों में रोगजनक, मछली पेट microbiota, जो, भले ही खुद को मछली के लिए हानिकारक नहीं के साथ जुड़ा हो सकता है, कर सकते हैं संभावित ऊपर मनुष्य के लिए खाद्य श्रृंखला पारित किया जा (Antaki और जय-रसेल 2015)। एक्वापोनिक्स प्रणाली के लिए रोगजनकों की शुरूआत के तंत्र इस प्रकार चिंता का विषय हैं, मल के कोलेफॉर्म या अन्य रोगजनक बैक्टीरिया के समान स्रोत के साथ मछली तक फ़ीड इनपुट से उत्पन्न होते हैं। जैविक परिप्रेक्ष्य से, इन रोगजनकों के संभावित जोखिम हैं जो बायोफिल्टर्स में या तो पैदा होते हैं, या एक-लूप सिस्टम में खुले पौधे के घटकों से लेकर मछली के टैंकों तक एयरबोर्न रोगजनकों को पेश करते हैं। यद्यपि जैव सुरक्षा जोखिम एक एक्वापोनिक्स प्रणाली के अपेक्षाकृत बंद पर्यावरण अंतरिक्ष में कम हैं - उदाहरण के लिए तालाब जलीय कृषि खोलने के लिए तुलना में - और डिकॉप्टेड एक्वापोनिक्स सिस्टम में भी कम हैं जिसमें सिस्टम के कुछ हिस्सों को अलग किया जा सकता है, फिर भी एक धारणा है कि मछली कीचड़ हो सकती है संभावित खतरनाक जब मानव उपभोग के लिए पौधों के लिए आवेदन किया। Escherichia coli (E. coli) एक मानव एंटरिक रोगज़नक़ है जो खाद्य जनित बीमारियों का कारण बनता है जो कृषि या जलीय कृषि में उर्वरक के रूप में पशु अपशिष्ट के उपयोग के संबंध में एक महत्वपूर्ण चिंता रही है, जैसे एकीकृत सुअर-मछली प्रणाली (डांग और डाल्सगार्ड 2012)। हालांकि, यह आम तौर पर मछली-प्लांट एक्वापोनिक्स में जोखिम पेश करने के लिए नहीं माना जाता है। (2018) ने पहले दिखाया था कि यूवी-विकिरण उपचार सफलतापूर्वक E को कम कर सकता है। coli लेकिन यह भी ध्यान दिया कि एक्वापोनिक्स सिस्टम में पाए गए कोलिफॉर्म पृष्ठभूमि के स्तर पर थे और मछली रेसवे में या हाइड्रोपोनिक रूप से उगाए गए सलाद में फैल नहीं गए थे प्रयोगात्मक प्रणाली है, और इस तरह एक स्वास्थ्य जोखिम पेश नहीं किया। इन पहलुओं पर सीमित शोध है, लेकिन कुछ प्रारंभिक अध्ययनों से coliform संदूषण के बहुत कम जोखिम पाए हैं, उदाहरण के लिए, पौधों पर लागू निष्फल और गैर निष्फल रास जल उपचार से coliform स्तर में कोई अंतर नहीं दिखा (Pantanella et al. 2015)। हालांकि पौधों की पत्तियों के भीतर रोगाणुओं के आंतरिककरण का संभावित खतरा है, और इस प्रकार एक्वापोनिक्स में उगाए जाने वाले कुछ खाद्य पत्तेदार पौधों के सेवन वाले हिस्सों में उनका संचरण, अन्य अध्ययन इसी तरह के निष्कर्ष पर आ गए हैं कि जोखिम संभावित खतरनाक मानव को शुरू करने से कम हैं रोगजनकों (एलुमलाई एट अल 2017)

हालांकि, जोखिम के प्रबंधन, या अधिक महत्वपूर्ण रूप से उन जोखिमों की धारणाओं के प्रबंधन, सरकारी अधिकारियों और aquaponics निवेशकों के लिए एक उच्च प्राथमिकता बनी हुई है। यह माना जाता है कि फ़ीड आदानों की गुणवत्ता नियंत्रण और मछली के कचरे से सावधान हैंडलिंग इन संभावित चिंताओं के सबसे सीमित कर सकते हैं (फॉक्स एट अल. 2012)। दरअसल, कोई ज्ञात मानव स्वास्थ्य घटनाओं को वर्तमान में एक्वापोनिक्स प्रणाली के संबंध में हमारे ज्ञान की सूचना नहीं दी गई है, और यह इस तथ्य का एक कार्य हो सकता है कि आरएएस सुविधाएं और हाइड्रोपोनिक ग्रीनहाउस में आम तौर पर अच्छे जैव सुरक्षा उपाय होते हैं, जिनमें स्वच्छता और संगरोध प्रथाएं शामिल हैं जो स्ट्रिंग रूप से मनाया। जैव सुरक्षा के लिए अनुशंसित सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रथाओं का मूल्यांकन विभिन्न जलीय कृषि उत्पादन प्रणालियों और खतरे विश्लेषण महत्वपूर्ण नियंत्रण बिंदुओं के दिशानिर्देशों में तैयार की गई सिफारिशों के लिए किया गया है, जो खाद्य सुरक्षा (ओरिस और व्हाइटहेड 2000) को नियंत्रित करने के लिए एक अंतरराष्ट्रीय प्रणाली है। हालांकि, अभी भी मनुष्यों को रोगजनक हस्तांतरण के लिए जोखिमों के बेहतर वैज्ञानिक दस्तावेज की आवश्यकता है, और एक्वापोनिक्स उत्पादन के इस क्षेत्र में प्रबंधन में प्रत्यक्ष शोध है।

6.3.2 मछली और पौधे रोगजनकों

एक्वाकल्चर, हाइड्रोपोनिक्स और बायोइंजीनियरिंग में मौजूदा अनुशासन-विशिष्ट साहित्य है जो एक्वापोनिक्स में माइक्रोबियल प्रदर्शन को सूचित और बढ़ाने में मदद कर सकता है। उदाहरण के लिए, माइक्रोबियल समुदाय मछली के स्वास्थ्य में महत्वपूर्ण कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला की सेवा करते हैं, जिसमें फ़ीड की पाचनशक्ति और आत्मसात में महत्वपूर्ण भूमिका निभानी शामिल है, साथ ही साथ इम्युनोड्यूलेशन, और इन कार्यों के साथ-साथ जलीय कृषि प्रणालियों को बढ़ाने में प्रोबायोटिक्स की भूमिका भी अच्छी तरह से समीक्षा की जाती है (अख़्टर एट अल। 2015)। आरएएस सिस्टम में रोगाणुओं की भूमिका विशेष रूप से अच्छी तरह से कवर किया जाता है, जिसमें बायोफिल्टर्स के माइक्रोबियल प्रबंधन, साथ ही रोगज़नक़ नियंत्रण में अनुसंधान, साथ ही आरएएस सिस्टम (रूरंगवा और वर्देगम 2015) से प्राप्त ऑफ-स्वादों को नियंत्रित करने के लिए विभिन्न तकनीकों शामिल हैं। इसी तरह, पौधों के rhizosphere में रोगाणुओं rooting और पौधों की वृद्धि (Dessaux एट अल. 2016) के लिए महत्वपूर्ण हैं, लेकिन यह भी हाइड्रोपोनिक संयंत्र उत्पादन में रोगजनकों के प्रसार को नियंत्रित करने के लिए; इन क्षेत्रों को अच्छी तरह से Bartelme et al द्वारा हाल की समीक्षा में खोजा गया है। हालांकि, एक्वापोनिक्स प्रणाली के डिब्बों के बीच माइक्रोबायोम में लिंकेज की एक बहुत ही सीमित समझ है, जो उत्पादकता को अधिकतम करने और रोगज़नक़ों के हस्तांतरण को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है।

अवसरवादी रोगजनकों कि मछली या पौधों के स्वास्थ्य के लिए खतरनाक हैं के प्रसार, aquaponics आपरेशन के अर्थशास्त्र में महत्वपूर्ण विचार है, यह देखते हुए कि एंटीबायोटिक दवाओं या कीटाणुशोधक के किसी भी उपयोग biofilter समारोह पर एक संभावित हानिकारक प्रभाव हो सकता है, साथ ही अस्थिर माइक्रोबियल प्रणाली के अन्य डिब्बों में रिश्तों। आमतौर पर आरएएस में उपयोग किए जाने वाले कीटाणुशोधन प्रोटोकॉल में पराबैंगनी प्रकाश (एलुमलाई एट अल। 2017) के साथ पानी का इलाज करना शामिल है, जो ओजोन (और आमतौर पर दोनों का संयोजन) के साथ संयुक्त होता है, जिसमें पानी की गुणवत्ता को बनाए रखने के लिए पहली पंक्ति वाली एबियोटिक दृष्टिकोण शामिल होता है। मछली के अंडे/लार्वा को अक्सर पेश किए जाने से पहले संगरोध किया जाता है, और किसी भी सेवन के पानी का इलाज किया जाता है, इस प्रकार सिस्टम में मछली रोगज़नक़ों के प्रत्यक्ष संभावित स्रोतों को कम किया जाता है।

आरएएस के आने वाले पानी को आम तौर पर पुनरावृत्ति प्रणाली में खिलाया जाने से पहले बायोफिल्टर में ‘परिपक्व’ करने की अनुमति दी जाती है। उदाहरण के लिए, प्रयोगों से पता चला है कि बैक्टीरिया नाइट्रीफाइंग के मिश्रण के साथ प्री-बायोफिल्टर को इनोक्यूलेट करना, और जैविक पदार्थ के साथ ‘फीडिंग’ करना, जब तक कि जीवाणु आबादी मछली टैंकों की ले जाने की क्षमता से मेल नहीं खाती, इसका मतलब है कि पालन करने वाला टैंक पानी अस्थिर होने की संभावना कम है और अवसरवादी बैक्टीरिया (अत्रमडल एट अल। 2016; रूरंगवा और वर्देगम 2015)। हालांकि, रोगजनकों समस्याग्रस्त हो जाना चाहिए, उच्च खुराक यूवी का उपयोग, ओजोन, रासायनिक या एंटीबायोटिक उपचार कभी कभी आवश्यक हो सकता है, हालांकि इस तरह के उपयोग प्रणाली के अन्य डिब्बों के लिए आम तौर पर विघटनकारी है, विशेष रूप से biofilters (ब्लैंचेटन एट अल. 2013)। दरअसल, सिस्टम के भीतर खुराक और स्थान के आधार पर, रोगजनकों के लिए गैर-चयनात्मक उपचार वास्तव में विरोधी के प्रसार का पक्ष ले सकते हैं। उदाहरण के लिए, ओजोन उपचार के उच्च स्तर न केवल बैक्टीरिया, प्रोटिस्ट और वायरस को मारता है बल्कि डीओएम को भी ऑक्सीकरण करता है और पीओएम के एकत्रीकरण को प्रभावित करता है, जिससे बैक्टीरिया की आबादी (आइबिड) पर चयन दबाव होता है।

एक्वापोनिक्स प्रणाली में पौधों के रोगजनकों की विस्तृत चर्चा और उनके नियंत्रण को चैप में शामिल किया गया है। 14 और इस प्रकार यहां दोहराया नहीं गया है। हालांकि, यह ध्यान देने योग्य है कि Bacillus प्रजातियों को नियमित रूप से जलीय कृषि में वाणिज्यिक प्रोबायोटिक्स के रूप में उपयोग किया जाता है, और ऐसे सबूत बढ़ रहे हैं कि समान Bacillus प्रजातियां पौधों के लिए भी प्रभावी हैं, जो पहले से ही कुछ वाणिज्यिक हाइड्रोपोनिक्स प्रोबायोटिक्स समाधान में उपलब्ध हैं (शाफी एट अल। 2017)। हाल के एक अध्ययन ने एक्वापोनिक्स सिस्टम (सेरोजी और फिट्सिमन्स 2016b) में प्रयोग शामिल करने के लिए Bacillus पर इस तरह के अध्ययनों को बढ़ाया है। वह स्थान जहां प्रोबायोटिक्स पेश किए जाते हैं - मछली, पौधे या बायोफिल्टर्स में - महत्वपूर्ण हो सकता है, लेकिन यह मौजूदा काम से स्पष्ट नहीं है कि मछली घटक में प्रोबायोटिक्स के अलावा, मछली के लिए संभावित लाभ के साथ, इसके अतिरिक्त पौधों के विकास और स्वास्थ्य पर भी बेहतर प्रभाव पड़ता है हाइड्रोपोनिक्स डिब्बे के लिए सीधे प्रोबायोटिक्स के समान स्तर की।

मानक अनुप्रयोग प्रोबायोटिक्स के अलावा, बायोकंट्रोल के लिए कई तरह की अभिनव तकनीकें हैं जो भविष्य में हानिकारक सूक्ष्मजीवों की उपस्थिति और प्रसार को कम करने के लिए तेजी से मूल्यवान हो सकती हैं। हाल के एक अध्ययन में, बैक्टीरियल आइसोलेट्स को मछली और पौधे फंगल रोगजनकों दोनों पर निरोधात्मक प्रभाव डालने की उनकी क्षमता के आधार पर एक स्थापित एक्वापोनिक्स प्रणाली से चुना गया था। लक्ष्य इन आइसोलेट्स को इनोकुला के रूप में संस्कृति करना था जो बाद में उस एक्वापोनिक्स सिस्टम (सिराकोव एट अल। 2016) के भीतर बीमारियों के लिए जैविक नियंत्रण के रूप में कार्य कर सकता था। उदाहरण के लिए, सिराकोव एट अल ने दिखाया कि एक Pseudomonas sp। कि वे पृथक रोगजनक कवक _Saprolegnia परजीविका _ और पौधों के * पायथियम* अल्टीम के लिए बायोकंट्रोल के रूप में प्रभावी थे। शोधकर्ताओं ने यह भी अन्य बैक्टीरियल विभिन्न aquaponics डिब्बों से अलग की एक किस्म के इन विट्रो निषेध में सूचना दी, लेकिन vivo प्रभाव में उनके परीक्षण के बिना। जैविक नियंत्रण के रूप में इस तरह के अलगाव का उपयोग करने की क्षमता नई नहीं है, लेकिन एनजीएस तकनीकों के अनुप्रयोग अब एक दूसरे के साथ और संभावित रोगजनकों के साथ इस तरह के अलगाव के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं, जिससे वितरण की प्रभावशीलता को अनुकूलित करना संभव हो जाता है। अन्य ‘ओमिक्स’ तकनीकों का उपयोग समग्र सामुदायिक संरचना और संबंधित चयापचय कार्यों को प्रकट करने में मदद कर सकता है, और यह स्पष्ट करना शुरू कर सकता है कि कौन से जीव और कार्य सबसे अधिक फायदेमंद हैं। भविष्य में, ऐसी तकनीकें माइक्रोबियल समुदायों के भीतर ‘हेल्पर तनाव’ के चयन की अनुमति दे सकती हैं, या एंटी-माइक्रोबियल प्रभाव वाले एक्स्यूडेट्स की पहचान (मैसार्ट एट अल। 2015)।