अध्याय 7 युग्मित एक्वापोनिक्स सिस्टम
7.9 युग्मित एक्वापोनिक्स के कुछ फायदे और नुकसान
निम्नलिखित चर्चा में कई महत्वपूर्ण पेशेवरों और युग्मित एक्वापोनिक्स की चुनौतियों का पता चलता है: प्रो: युग्मित एक्वापोनिक प्रणालियों में कई खाद्य उत्पादन लाभ होते हैं, विशेष रूप से विभिन्न उत्पादन तराजू के तहत संसाधनों की बचत और भौगोलिक क्षेत्रों की एक विस्तृत श्रृंखला पर। इस उत्पादन सिद्धांत का मुख्य उद्देश्य सीमित पौधों के पोषक तत्व और ऊर्जा के रूप में फ़ीड, पानी, फॉस्फोरस जैसे दुर्लभ संसाधनों का सबसे कुशल और टिकाऊ उपयोग है। जबकि, जलीय कृषि और हाइड्रोपोनिक्स (स्टैंड-अलोन के रूप में), एक्वापोनिक्स की तुलना में अधिक प्रतिस्पर्धी हैं, युग्मित एक्वापोनिक्स में स्थिरता के मामले में बढ़त हो सकती है और इस प्रकार इन प्रणालियों का औचित्य विशेष रूप से जब संदर्भ में देखा जाता है, उदाहरण के लिए, जलवायु परिवर्तन, घटते संसाधन, परिदृश्य जो भविष्य में टिकाऊ कृषि की हमारी दृष्टि को बदल सकता है।
· Aquaponics Food Production Systems7.8 सिस्टम प्लानिंग और प्रबंधन मुद्दे
युग्मित एक्वापोनिक्स पोषक तत्वों पर निर्भर करता है जो मछली इकाइयों से प्रदान किए जाते हैं, या तो एक वाणिज्यिक गहन आरएएस या टैंक छोटे परिचालनों में व्यापक परिस्थितियों में स्टॉक किए जाते हैं। उत्तरार्द्ध में मछली घनत्व अक्सर लगभग 15—20 किलो/एमएसयूपी3/एसयूपी (तिलापिया, कार्प) होता है, लेकिन व्यापक अफ्रीकी कैटफ़िश उत्पादन 50 किलो/एमएसयूपी 3/एसयूपी तक अधिक हो सकता है। इस तरह के विभिन्न मोजा घनत्व का पोषक तत्वों के प्रवाह और पौधों के लिए पोषक तत्वों की उपलब्धता, जल गुणवत्ता नियंत्रण और समायोजन की आवश्यकता के साथ-साथ उचित प्रबंधन प्रथाओं पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।
· Aquaponics Food Production Systems7.7 मछली और पौधे के विकल्प
7.7.1 मछली उत्पादन बड़े पैमाने पर वाणिज्यिक एक्वापोनिक्स मछली और पौधे के उत्पादन में बाजार की मांगों को पूरा करने की आवश्यकता होती है। मछली उत्पादन प्रजातियों भिन्नता की अनुमति देता है, संबंधित प्रणाली डिजाइन और स्थानीय बाजारों के अनुसार। मछली की पसंद भी सिस्टम पर उनके प्रभाव पर निर्भर करती है। अपर्याप्त पोषक तत्वों की सांद्रता के कारण समस्याग्रस्त युग्मित एक्वापोनिक्स मछली उत्पादन, मछली के स्वास्थ्य को नकारात्मक रूप से प्रभावित करने से बचा जा सकता है। यदि युग्मित एक्वापोनिक प्रणालियों में पौधों के अनुपात में मछली संतुलित होती है, तो पानी की सफाई करने वाले पौधों द्वारा जहरीले पोषक तत्व अवशोषित किए जाएंगे। चूंकि जहरीले पदार्थों की स्वीकृति प्रजातियों पर निर्भर है, मछली प्रजातियों की पसंद का आर्थिक सफलता पर निर्णायक प्रभाव पड़ता है। इसलिए, मछली और पौधों के बीच सही संयोजन और अनुपात ढूंढना महत्वपूर्ण है, खासतौर पर उन मछली प्रजातियों में से जो कम जल प्रदूषण गतिविधियों और उच्च पोषक तत्व प्रतिधारण क्षमता वाले पौधे हैं।
· Aquaponics Food Production Systems7.6 सेलिन/खारे पानी एक्वापोनिक्स
अनुसंधान का एक अपेक्षाकृत नया क्षेत्र पौधों के विकास के लिए प्रक्रिया के पानी की विभिन्न salinities का मूल्यांकन है। चूंकि दुनिया भर में मीठे पानी लगातार बढ़ती मांग में है और उच्च कीमतों पर, कृषि, जलीय कृषि और एक्वापोनिक्स के लिए सलाई/खारे जल संसाधनों के उपयोग पर कुछ ध्यान दिया गया है। खारे पानी का उपयोग महत्वपूर्ण है क्योंकि इसराइल जैसे कई देशों में भूमिगत खारे जल संसाधन हैं, और आधे से अधिक दुनिया का भूमिगत पानी खारा है। जबकि भूमिगत नमकीन पानी की मात्रा केवल 12,870,000 kmsup3/sup पर दुनिया के कुल जल संसाधनों का 0.
· Aquaponics Food Production Systems7.5 स्केलिंग युग्मित एक्वापोनिक सिस्टम
विशिष्ट युग्मित एक्वापोनिक प्रणाली छोटे से मध्यम पैमाने पर और बड़े आकार के सिस्टम (पाम एट अल 2018) से लेकर होती है। Upscaling भविष्य की चुनौतियों में से एक बना हुआ है क्योंकि यह संभव मछली और संयंत्र संयोजन के सावधान परीक्षण की आवश्यकता है। उत्पादन के पैमाने से स्वतंत्र मल्टीयूनिट सिस्टम बनाने के लिए इष्टतम इकाई आकार को दोहराया जा सकता है। पाम एट अल के अनुसार (2018), एक्वापोनिक सिस्टम की सीमा को (1) मिनी, (2) शौक, (3) घरेलू और पिछवाड़े, (4) छोटे/अर्ध-वाणिज्यिक और (5) बड़े (आर) -स्केल सिस्टम, जैसा कि नीचे वर्णित है:
· Aquaponics Food Production Systems7.4 जलीय कृषि इकाई
मछली पालन टैंक (आकार, संख्या और डिजाइन) उपयोग में उत्पादन और मछली प्रजातियों के पैमाने के आधार पर चुना जाता है। राकोसी एट अल। (2006) ने यूवीआई एक्वापोनिक सिस्टम (यूएसए) में ओ निलोटिकुस के वाणिज्यिक उत्पादन के लिए चार बड़े फिशरिंग टैंकों का इस्तेमाल किया। इस तरह के सी gariepinus के रूप में सर्वव्यापी या piscivorous मछली प्रजातियों के उत्पादन के साथ, आकार वर्गों और कंपित उत्पादन (पाम एट अल 2016) की छंटाई के कारण कई टैंकों का उपयोग किया जाना चाहिए। मछली टैंकों को डिजाइन किया जाना चाहिए ताकि टैंक के नीचे स्थित ठोस पदार्थों को प्रभावी ढंग से नीचे एक प्रवाह के माध्यम से हटाया जा सके। यह ठोस अपशिष्ट हटाने युग्मित एक्वापोनिक्स में पहला महत्वपूर्ण जल उपचार कदम है जैसा कि एक्वाकल्चर और डिकॉप्टेड एक्वापोनिक्स में मामला है। अपशिष्ट जलीय कृषि उत्पादन के दौरान उत्पादित असमान फ़ीड, मछली मल, बैक्टीरियल बायोमास और फ्लोककल्लेंट्स से निकलता है, बीओडी में वृद्धि करता है और जलीय कृषि और हाइड्रोपोनिक दोनों इकाइयों के संबंध में पानी की गुणवत्ता और ऑक्सीजन की उपलब्धता को कम करता है। जलीय कृषि में, ठोस अपशिष्ट में कार्बनिक कार्बन की एक बड़ी मात्रा होती है, जिसका उपयोग हेटरोट्रॉफिक बैक्टीरिया द्वारा ऑक्सीजन खपत के माध्यम से ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। बेहतर ठोस अपशिष्ट हटाने, मछली और पौधों दोनों के लिए प्रणाली का सामान्य प्रदर्शन बेहतर है, यानी। इष्टतम ऑक्सीजन के स्तर के साथ और पोषक तत्वों को बाधित करने वाले rhizosphere में कणों का कोई संचय, और गोल या अंडाकार टैंकों के साथ विशेष रूप से कुशल साबित होता है (Knaus एट अल। 2015)।
· Aquaponics Food Production Systems7.3 युग्मित एक्वापोनिक्स: सामान्य सिस्टम डिज़ाइन
युग्मित एक्वापोनिक्स सिद्धांत जीवों के तीन वर्गों को जोड़ता है: (1) जलीय जीव, (2) बैक्टीरिया और (3) पौधे जो एक दूसरे से एक बंद पुनर्चक्रित जल शरीर में लाभान्वित होते हैं। पानी पोषक तत्व परिवहन के माध्यम के रूप में कार्य करता है, मुख्य रूप से भंग मछली कचरे से, जो बैक्टीरिया द्वारा पौधों के विकास के लिए पोषक तत्वों में परिवर्तित हो जाता है। ये बैक्टीरिया (उदाहरण के लिए Nitrosomonas spec।, Nitrobacter spec।) नाइट्राइट के लिए अमोनियम ऑक्सीकरण और अंत में नाइट्रेट के लिए। इसलिए, बैक्टीरिया के लिए कॉलोनी वृद्धि और नाइट्रेट उत्पादन की मात्रा को स्थिर करने के लिए पर्याप्त मात्रा में अमोनियम और नाइट्राइट प्राप्त करना आवश्यक है। नतीजतन, एक युग्मित एक्वापोनिक प्रणाली में, मात्रा गंभीर रूप से महत्वपूर्ण हैं, i) जलीय कृषि प्रणाली के पुनरावृत्ति के सिद्धांतों के बाद जलीय कृषि इकाई (आरएएस), ii) जीवाणु विकास सब्सट्रेट और iii) पौधों की इकाइयों के लिए अंतरिक्ष और पौधों की मात्रा खेती की जानी चाहिए। साथ में, वे एक्वापोनिक्स इकाई (चित्र 7.
· Aquaponics Food Production Systems7.2 युग्मित एक्वापोनिक्स का ऐतिहासिक विकास
संयुक्त एक्वापोनिक सिस्टम पर अधिकांश मूल शोध प्रयास संयुक्त राज्य अमेरिका में यूरोपीय संघ में बढ़ती उपस्थिति के साथ आंशिक रूप से लागत कार्रवाई FA1305, यूरोपीय संघ के एक्वापोनिक्स हब और अन्य यूरोपीय अनुसंधान केंद्रों द्वारा शुरू किए गए। आजकल, एक्वापोनिक सिस्टम डिज़ाइनों को पूरी तरह से पुन: परिचालित करना अमेरिकी एक्वापोनिक्स उद्योग पर हावी है, अनुमान के साथ कि संयुक्त राज्य अमेरिका में मौजूदा एक्वापोनिक सिस्टम के 90% से अधिक पूरी तरह से पुनर्संचारी डिजाइन (लेनार्ड, पर्स। कॉम) के हैं। पहले अमेरिकी युग्मित aquaponics अनुसंधान इलिनोइस मत्स्य पालन और जलीय कृषि केंद्र (पूर्व में एसआईयू सहकारी मत्स्य अनुसंधान प्रयोगशाला) और प्राणी विज्ञान विभाग में किया गया था, साथ संयोजन में चैनल कैटफ़िश (Ictalurus puntatus) के साथ स्टॉक युग्मित एक्वापोनिक सिस्टम पर ध्यान केंद्रित टमाटर (Lycopersicon esculentum) (लुईस एट अल 1978)। लेखकों ने कहा कि एक इष्टतम पौधों की वृद्धि केवल तभी संभव है जब सभी आवश्यक मैक्रो- और सूक्ष्म पोषक तत्व प्रक्रिया में पानी उपलब्ध हों, और इस प्रकार पोषक तत्वों की कमी की स्थिति में पोषक पूरक की आवश्यकता होती है। लेखकों ने पौधे उपलब्ध लोहे में कमी का भी प्रदर्शन किया, जिससे पौधे की वृद्धि को बाधित किया जा सकता है, जिसे लोहेलेट पूरकता के माध्यम से हल किया जा सकता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में अन्य प्रारंभिक अध्ययन तकनीकी कार्यक्षमता और काटा चैनल कैटफ़िश और टमाटर की गुणवत्ता का विश्लेषण करने पर ध्यान केंद्रित (लुईस एट अल.
· Aquaponics Food Production Systems7.1 परिचय
** अंजीर 7.1** Naegel (1977) बढ़ रही है Tilapia और एक बंद पुनरावृत्ति प्रणाली में सलाद और टमाटर के साथ संयोजन में आम कार्प द्वारा पहली प्रणाली का आरेख युग्मित एक्वापोनिक्स में मछली और पौधों की खेती का संयोजन जर्मनी में नागेल (1977) द्वारा पहले डिजाइन की तारीख है, जो एक नियंत्रित वातावरण ग्रीनहाउस में स्थित 2000 एल शौक स्केल सिस्टम (चित्र 7.1) का उपयोग करता है। यह प्रणाली एक दोहरी कीचड़ प्रणाली (एरोबिक/एनारोबिक अपशिष्ट जल उपचार) सहित संयंत्र के उत्पादन के लिए पूरी तरह से नियंत्रित जल पुनर्चक्रण स्थितियों के तहत मछली अपशिष्ट जल से पोषक तत्वों के उपयोग को सत्यापित करने के लिए विकसित की गई थी। Naegel संयुक्त राज्य अमेरिका में दक्षिण कैरोलिना कृषि प्रयोग स्टेशन के खुले तालाब एक्वापोनिक प्रणाली पर अपनी अवधारणा के आधार पर, जहां फिशपॉन्ड से अतिरिक्त पोषक तत्व, चैनल कैटफ़िश (Ictalurus puntatus) के साथ रखता है, पानी की गोलियां (Eleocharis dulcis) के हाइड्रोपोनिक उत्पादन द्वारा समाप्त कर दिया गया ( Loyacano और ग्रॉसवेनर 1973)। अपने सिस्टम के अंदर नाइट्रेट एकाग्रता बढ़ाने के लिए नाइट्रीफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन टैंकों को शामिल करके, Naegel (1977) ने सभी नाइट्रोजेनस यौगिकों का पूरा ऑक्सीकरण करने का प्रयास किया, 1200 मिलीग्राम/एल की नाइट्रेट सांद्रता तक पहुंच गया, और नाइट्रिफिकेशन चरण की प्रभावशीलता का प्रदर्शन किया। हालांकि प्रणाली एक कम घनत्व पर स्टॉक किया गया था (20 किलो/msup3/प्रत्येक sup) tilapia का उपयोग कर (Tilapia mosambica) और कार्प (Cyprinus carpio), टमाटर (Lycoperscon esculentum) और हिमशैल सलाद (Lactuca scariola) अच्छी तरह से बढ़ी और हार्वेबल उपज का उत्पादन किया। इन पहले शोध परिणामों ने युग्मित एक्वापोनिक प्रणालियों की अवधारणा को जन्म दिया, जिसमें पौधे मछली द्वारा उत्पादित कचरे को खत्म करते हैं, पर्याप्त वृद्धि पैदा करते हैं, दोनों इकाइयों में अत्यधिक कुशल जल उपयोग का प्रदर्शन करते हैं। युग्मित एक्वापोनिक्स का सिद्धांत पहली बार 2015 (ट्रॅन 2015) में विश्व एक्वाकल्चर सम्मेलन में हुई ट्रान द्वारा वर्णित किया गया था।
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