7.8 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।

पोषक तत्वों की सांद्रता के संबंध में प्रक्रिया पानी की गुणवत्ता मुख्य रूप से फ़ीड की संरचना और मछली की संबंधित कारोबार दर पर निर्भर है। फ़ीड इनपुट और फ़ीड पोषक तत्वों के बीच का अंतर, मछली के अंदर आत्मसात करना या सिस्टम के रखरखाव के माध्यम से खो गया, जलीय कृषि से पौधे उपलब्ध पोषक तत्वों की अधिकतम क्षमता के बराबर है। जैसा कि ऊपर बताया गया है, पोषक सांद्रता को स्तरों पर समायोजित किया जाना चाहिए, जो पौधों को प्रभावी ढंग से विकसित करने की अनुमति देता है। हालांकि, सभी मछली प्रजातियां ऐसी स्थितियों का सामना करने में सक्षम नहीं हैं। नतीजतन, अफ्रीकी कैटफ़िश, Tilapia या कार्प जैसी लचीला मछली प्रजातियों को एक्वापोनिक उम्मीदवारों को पसंद किया जाता है। रोस्टॉक विश्वविद्यालय में, पूरे कैटफ़िश और आउटपुट और इनपुट मूल्यों के रूप में अपने मानक आहार का विश्लेषण मैक्रोन्यूट्रेंट्स एन, पी, के, सीए, एमजी और एस और सूक्ष्म पोषक तत्वों फे, एमएन, मो, क्यू, जेएन और से की कारोबार दर की पहचान करने के लिए किया गया था। पी के अपवाद के साथ, मछली को दिए गए फ़ीड पोषक तत्वों का 50% से अधिक अपने शरीर में नहीं रखा जाता है और संभावित रूप से पौधों के पोषक तत्वों (स्ट्रॉच एट अल। 2018; चित्र 7.12) के रूप में उपलब्ध माना जा सकता है। हालांकि, इन पोषक तत्वों को प्रक्रिया के पानी और तलछट के अंदर समान रूप से वितरित नहीं किया जाता है। विशेष रूप से माइक्रोन्यूट्रेंट्स (एन, पी, के) प्रक्रिया में जमा होते हैं पानी के साथ-साथ ठोस अंश के अंदर, जबकि लौह जैसे सूक्ष्म पोषक तत्व, स्पष्टीकरण द्वारा अलग किए गए ठोस अंश में गायब हो जाते हैं। चित्रा 7.13 एक गहन अफ्रीकी कैटफ़िश आरएएस में कीचड़ संग्रह के 6 दिनों के बाद स्पष्टीकरण सफाई प्रति पोषक तत्व उत्पादन दिखाता है। पौधों के आवश्यक पोषक तत्वों का अनुपात जो संबंधित मात्रा में भंग होने वाले ठोस पदार्थों में बाध्य होते हैं, महत्वपूर्ण हैं: एन = 48%, पी = 61%, के = 10%, सीए = 48%, मिलीग्राम = 16%, एस = 11%, Fe = 99%, Mn = 86%, मो = 100%, Zn = 48% और Cu = 55%

** अंजीर 7.12** अफ्रीकी कैटफ़िश जलीय कृषि में अप्रयुक्त पोषक तत्व जो संभावित रूप से एक्वापोनिक संयंत्र उत्पादन (मूल डेटा) के लिए उपलब्ध हैं

7.13** प्रक्रिया पानी और ठोस अंदर मैक्रो- और सूक्ष्म पोषक तत्वों का वितरण। (स्ट्रॉच एट अल से डेटा (2018))

एक प्रमुख प्रबंधन कारक प्रणाली के अंदर ऑक्सीजन की उपलब्धता है, जो प्रक्रिया जल उच्च में संयंत्र उपलब्ध नाइट्रेट की एकाग्रता रखने के लिए महत्वपूर्ण है। परंपरागत स्पष्टीकरण जो कई आरएएस में लागू होते हैं, पुनर्संरचना से कार्बन युक्त ठोस कचरे को हटाते हैं लेकिन उन्हें प्रक्रिया के संपर्क में छोड़ देंगे पानी अवसादन टैंक के अगले सफाई अंतराल तक। इस समय के दौरान, कार्बन युक्त कार्बनिक पदार्थ का उपयोग बैक्टीरिया को अस्वीकार करके ऊर्जा के स्रोत के रूप में किया जाता है, नाइट्रेट के महत्वपूर्ण नुकसान के लिए लेखांकन। यह वातावरण में नाइट्रोजन के रूप में outgasses और खो गया है। गहन उत्पादन की स्थिति के तहत, जैविक कीचड़ की बड़ी मात्रा अवसादन टैंकों के अंदर जमा हो जाएगी, रखरखाव के परिणामों के साथ, ताजे पानी के प्रतिस्थापन और बाद में प्रक्रिया के पानी के अंदर पोषक तत्व संरचना के लिए। चित्रा 7.14 तीन अलग-अलग मोजा घनत्व के तहत अफ्रीकी कैटफ़िश रास के होल्डिंग टैंक में पोषक सांद्रता को दर्शाता है (व्यापक: 35 मछली/टैंक, अर्द्ध गहन: 70 मछली/टैंक, गहन: 140 मछली/टैंक)। स्टॉकिंग घनत्व जितना अधिक होता है और सिस्टम के अंदर परिणामी ऑक्सीजन सामग्री कम होती है, उतना ही कम संयंत्र उपलब्ध नाइट्रेट सिस्टम के अंदर प्रति किलो फीड होता है।

** अंजीर 7.14** तीन अलग-अलग मोजा घनत्व (मूल डेटा) के तहत अफ्रीकी कैटफ़िश जलीय कृषि में प्रति किलो फ़ीड और ऑक्सीजन स्तर पर एन बजट

सामान्य तौर पर, मछली की तीव्रता में वृद्धि के साथ, सिस्टम के अंदर ऑक्सीजन की उपलब्धता क्योंकि मछली और एरोबिक कीचड़ पाचन द्वारा ऑक्सीजन की खपत और हाइड्रोपोनिक उपप्रणाली के अंदर घट जाती है। ऑक्सीजन के स्तर को उच्च स्तर पर बनाए रखा जा सकता है, लेकिन इसके लिए ऑक्सीजन की निगरानी और नियंत्रण के लिए अतिरिक्त निवेश की आवश्यकता होती है। यह मुद्दा सिस्टम के नियोजन चरण की शुरुआत से ही युग्मित एक्वापोनिक्स के लिए जबरदस्त महत्व है क्योंकि विभिन्न परिदृश्य योजनाबद्ध मछली उत्पादन के लिए निर्णायक हैं, पौधों के उत्पादन इकाइयों के लिए प्रक्रिया के पानी की परिणामी गुणवत्ता, और इसके परिणामस्वरूप आर्थिक स्थिरता। सिस्टम डिजाइन, रखरखाव प्रक्रियाओं और पौधों के विकास के लिए पोषक तत्वों की उपलब्धता के संदर्भ में प्रबंधन परिणामों के साथ युग्मित एक्वापोनिक उत्पादन प्रणालियों के चार प्रधानाचार्यों को निम्नानुसार परिभाषित किया जा सकता है:

• व्यापक उत्पादन, ऑक्सीजन लचीला मछली (जैसे तिलापिया, कार्प), कोई ऑक्सीजन नियंत्रण, OSUB2/उप 6 मिलीग्राम/एल से ऊपर, उच्च पोषक तत्व सांद्रता, छोटे निवेश, कम बीओडी, प्रति किलो फ़ीड उच्च नाइट्रेट के साथ थोड़ा पानी का उपयोग।

• गहन उत्पादन, ऑक्सीजन लचीला मछली (जैसे अफ्रीकी कैटफ़िश), कोई ऑक्सीजन नियंत्रण, 6 मिलीग्राम/एल, उच्च पानी के उपयोग, मध्यम निवेश, उच्च बीओडी, कम नाइट्रेट प्रति किलो फ़ीड, उच्च पोषक तत्व सांद्रता के नीचे OSUB2/सब।

• व्यापक उत्पादन, ऑक्सीजन की मांग मछली (जैसे ट्राउट), ऑक्सीजन नियंत्रण, ओएसयूबी 2/सब से ऊपर 6-8 मिलीग्राम/एल, उच्च पानी का उपयोग, मध्यम निवेश, कम बीओडी, प्रति किलो फ़ीड उच्च नाइट्रेट, कम पोषक सांद्रता।

• गहन उत्पादन, ऑक्सीजन की मांग मछली (जैसे ट्राउट, पिकपर), ऑक्सीजन नियंत्रण, ओएसयूबी 2/सब से ऊपर 6-8 मिलीग्राम/एल, उच्च पानी का उपयोग, उच्च निवेश, कम बीओडी, मध्यम नाइट्रेट प्रति किलो फ़ीड।

संग्रहण घनत्व और प्रणाली के अंदर ऑक्सीजन की औसत मात्रा के अलावा, संयंत्र उत्पादन व्यवस्था, यानी बैच या कंपित खेती, प्रक्रिया के अंदर संयंत्र उपलब्ध पोषक तत्वों के लिए परिणाम है पानी (पाम एट अल। 2019)। यह मामला विशेष रूप से तेजी से बढ़ती मछली के साथ है, जहां उत्पादन चक्र के दौरान फ़ीड में वृद्धि इतनी तेजी से हो सकती है कि उच्च पानी विनिमय दर की आवश्यकता होती है और इस प्रकार पोषक तत्व संरचना और प्रबंधन के परिणामों के साथ पोषक तत्व कमजोर पड़ने में वृद्धि हो सकती है।

युग्मित एक्वापोनिक प्रणाली के एक हिस्से के रूप में आरएएस में होने वाली एक ही ऑक्सिक या एनोक्सिक प्रक्रियाएं हाइड्रोपोनिक उपप्रणाली के अंदर भी होती हैं। इसलिए, पौधों के अच्छे विकास के लिए पानी की गुणवत्ता को अनुकूलित करने के लिए ऑक्सीजन की उपलब्धता और संभवतः पौधे के पानी का वातन महत्वपूर्ण हो सकता है। ऑक्सीजन हेटरोट्रॉफिक बैक्टीरिया को कार्बनिक बाध्य पोषक तत्वों को भंग चरण (यानी अमोनिया में प्रोटीन नाइट्रोजन) और नाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया में अमोनिया को नाइट्रेट में परिवर्तित करने की अनुमति देता है। पानी में ऑक्सीजन की उपलब्धता भी anoxic माइक्रोबियल चयापचय कम कर देता है (यानी नाइट्रेट- और/या सल्फेट-कम करने वाले बैक्टीरिया, Comeau 2008), प्रक्रियाओं जो पोषक तत्वों की सांद्रता में कमी पर जबरदस्त प्रभाव पड़ सकता है। जड़ों के वातन भी लाभ यह है कि पानी और पोषक तत्वों जड़ की सतह के लिए ले जाया जाता है, और कहा कि कणों कि जड़ की सतह पर व्यवस्थित कर रहे हैं (Somerville एट अल. 2014)।