8.1 परिचय

जैसा कि चैप्स में चर्चा की गई। 5 और [7](/दायिक/लेख/अध्याय -7-युग्म-एक्वापोनिकस-सिस्टम), एकल-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम अच्छी तरह से शोध किए जाते हैं, लेकिन इस तरह के सिस्टम में एक उप-समग्र दक्षता है (Goddek एट अल 2016। और Keesman 2018)। चूंकि एक्वापोनिक्स औद्योगिक स्तर के उत्पादन तक स्केल करता है, इसलिए ऐसी प्रणालियों की आर्थिक व्यवहार्यता बढ़ाने पर जोर दिया गया है। फसल की उपज के मामले में उत्पादन को अनुकूलित करने के सर्वोत्तम अवसरों में से एक को एक्वापोनिक्स प्रणाली के भीतर घटकों को अनकॉप्लिंग करके पूरा किया जा सकता है ताकि मछली और पौधों दोनों के लिए इष्टतम विकास की स्थिति सुनिश्चित हो सके। डीकॉप्ल्ड सिस्टम युग्मित प्रणालियों से भिन्न होते हैं क्योंकि वे एक दूसरे से जलीय कृषि और हाइड्रोपोनिक्स इकाई दोनों के पानी और पोषक तत्वों के लूप को अलग करते हैं और इस प्रकार दोनों प्रणालियों में जल रसायन विज्ञान का नियंत्रण प्रदान करते हैं। चित्रा 8.1 एक पारंपरिक युग्मित प्रणाली (ए), एक decoupled दो-पाश प्रणाली (बी), और एक decoupled बहु-पाश प्रणाली (सी) का एक योजनाबद्ध अवलोकन प्रदान करता है। हालांकि, काफी बहस है कि क्या decoupled एक्वापोनिक्स सिस्टम अधिक पारंपरिक प्रणालियों पर आर्थिक रूप से लाभप्रद हैं, यह देखते हुए कि उन्हें अधिक बुनियादी ढांचे की आवश्यकता है। उस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, अपनी ताकत और कमजोरियों की पहचान करने के लिए विभिन्न सिस्टम डिज़ाइनों पर विचार करना आवश्यक है।

चित्र में दिखाए गए एक युग्मित एक-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम की अवधारणा 8.1a को सभी एक्वापोनिक्स प्रणालियों के पारंपरिक आधार के रूप में माना जा सकता है जिसमें पानी जलीय कृषि और हाइड्रोपोनिक्स इकाइयों के बीच स्वतंत्र रूप से पुन: परिसंचरण होता है, जबकि पोषक तत्वों की कीचड़ को छुट्टी दी जाती है। ऐसी प्रणालियों की प्रमुख कमियों में से एक यह है कि पीएच, तापमान, और पोषक सांद्रता (तालिका 8.1) के संदर्भ में दोनों उप-प्रणालियों के पालन की स्थिति में व्यापार-बंद करना आवश्यक है।

** अंजीर 8.1** एक्वापोनिक्स सिस्टम का विकास। (ए) एक पारंपरिक एक-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम दिखाता है, (बी) एक साधारण डिकॉप्टेड एक्वापोनिक्स सिस्टम, और (सी) एक डिकॉप्टेड मल्टी-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम। नीला फ़ॉन्ट पानी इनपुट, आउटपुट, और प्रवाह और अपशिष्ट उत्पादों के लिए लाल के लिए खड़ा है

इसके विपरीत, डीकॉप्टेड या दो-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम एक दूसरे से एक्वाकल्चर और एक्वापोनिक्स इकाइयों को अलग करते हैं (चित्र 8.1b)। यहां, हाइड्रोपोनिक इकाई का आकार एक महत्वपूर्ण पहलू है, क्योंकि आदर्श रूप से इसे मछली इकाई द्वारा सीधे या कीचड़ खनिज के माध्यम से प्रदान किए गए पोषक तत्वों को आत्मसात करने की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए कीचड़ से पोषक तत्व निकालना और इसे घुलनशील रूप में पौधों को प्रदान करना)। दरअसल, पौधे क्षेत्र के आकार और पर्यावरण की स्थिति (जैसे सतह, पत्ती क्षेत्र सूचकांक, सापेक्षिक आर्द्रता, सौर विकिरण, आदि) दोनों पानी की मात्रा निर्धारित करते हैं जिसे निकाला जा सकता है और आरएएस जल प्रतिस्थापन की दर का निर्धारण करने वाले मुख्य कारक हैं। आरएएस से हाइड्रोपोनिक इकाई में भेजे गए पानी को इसके परिणामस्वरूप स्वच्छ पानी से बदल दिया जाता है जो पोषक सांद्रता को कम करता है और इस प्रकार पानी की गुणवत्ता में सुधार करता है (मोन्सी एट अल। 2017 ए, बी)। बदला जा सकता है कि पानी की मात्रा शुद्ध विकिरण, तापमान, हवा वेग, सापेक्षिक आर्द्रता, और फसल प्रजातियों द्वारा नियंत्रित पौधों की evapotransigning दर पर निर्भर करता है। विशेष रूप से, मौसमी निर्भरता होती है, जिसमें गर्म, धूप वाले मौसम में अधिक पानी सुखाया जाता है, जो पौधों की वृद्धि दर सबसे अधिक होती है। (2015) और क्लोआस एट अल द्वारा इस दृष्टिकोण का सुझाव दिया गया है। (2015) एक-लूप सिस्टम के डिजाइन में सुधार लाने और इष्टतम पौधों के विकास के प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए क्षमता का बेहतर उपयोग करने के लिए एक दृष्टिकोण के रूप में। अवधारणा को अपनाया गया है, अन्य बातों के साथ, बर्लिन, जर्मनी में ECF द्वारा, और हेग, नीदरलैंड में अब दिवालिया Urbanfarmers।

संभावित लाभों के बावजूद, एक decoupled एकल-पाश डिजाइन के साथ प्रारंभिक प्रयोगों गंभीर कमियों के साथ मुलाकात की। यह अतिरिक्त पोषक तत्वों की उच्च मात्रा है कि हाइड्रोपोनिक पाश में जोड़ा जा करने के लिए आवश्यक थे के परिणामस्वरूप यह देखते हुए कि प्रक्रिया पानी रास से हाइड्रोपोनिक्स पाश के लिए बह विशुद्ध रूप से evapotranging निर्भर है (Goddek एट अल. 2016; Kloas एट अल. 2015; रेयेस Lastiri एट अल। पोषक तत्वों को भी आरएएस सिस्टम में जमा करने की प्रवृत्ति थी जब evapotransigning दर कम थी, और महत्वपूर्ण स्तर तक पहुंच सकता है, इस प्रकार पानी (Goddek 2017) से आवधिक रक्तस्राव की आवश्यकता होती है।

इन दोषों पर काबू पाने के लिए सिस्टम में उत्पादित कचरे की मात्रा को कम करने के लिए अतिरिक्त लूप के कार्यान्वयन की आवश्यकता होती है (गोडडेक और कोरनर 2019)। इस तरह के मल्टी-लूप सिस्टम को चित्र 8.1c में रेखांकित किया गया है और दो इकाइयों के साथ दो-लूप दृष्टिकोण (8.1b) को बढ़ाया गया है जो अगले दो उप-अध्यायों के साथ-साथ चैप्स में और अधिक बारीकी से खोजा जाएगा। [10](/साम्य/लेख/अध्याय -10-एरोबिक-एनारोबिक-उपचार के लिए एक्वापोनिक-स्लज-रिक्शन-और-खनिजीकरण) और [11 ](/दायिक/लेख/अध्याय -11-एक्वापोनिकस-सिस्टम-मॉडलिंग):

1। मछली कीचड़ के माध्यम से सिस्टम से पोषक तत्वों के निर्वहन को कम करने के लिए दो चरण वाले एनारोबिक रिएक्टर सिस्टम का उपयोग करके कुशल पोषक तत्व खनिज और जुटाना

2। पोषक तत्व समाधान पर ध्यान केंद्रित करने के लिए थर्मल आसवन प्रौद्योगिकीअतिरिक्त उर्वरकों की आवश्यकता को कम करने के लिए हाइड्रोपोनिक्स इकाई में

इस तरह के दृष्टिकोण आंशिक रूप से इस तरह के स्पेनिश कंपनी NerBreen (चित्र 8.1) (Goddek और Keesman 2018) और नैरोबी, केन्या, (वैन गोर्कम एट अल 2019) में Kikaboni Agriventures लिमिटेड के रूप में विभिन्न aquaponics उत्पादकों द्वारा लागू किया गया है (चित्र 8.2)।

अंजीर 8.2 मौजूदा मल्टी-लूप सिस्टम की तस्वीरें (1) स्पेन (नेरब्रीन) और (2) केन्या (किकाबोनी एग्रीवेंचर्स लिमिटेड)। जबकि नेरब्रीन सिस्टम एक नियंत्रित वातावरण में स्थित है, किकाबोनी सिस्टम अर्ध-खुले पन्नी-सुरंग प्रणाली का उपयोग कर रहा है

आर्थिक लाभ के संदर्भ में (Goddek और Körner 2019; डेलाइड एट अल. 2016), decoupled aquaponics प्रणालियों के प्रत्येक संबंधित पाश में विकास की स्थिति के अनुकूलन पौधों और मछली दोनों के लिए निहित लाभ है (Karimanzira एट अल. 2016; Kloas एट अल। पोषक तत्व वसूली और आपूर्ति (Goddek और Keesman 2018; करीमंज़िरा एट अल। 2017; योगेव एट अल 2016)। अपने काम में, डेलाइड एट अल। (2016), गोडडेक और वर्म्यूलेन (2018), और वुडकॉक (पर। कॉम।) से पता चलता है कि decoupled एक्वापोनिक्स सिस्टम उनके संबंधित एक-लूप एक्वापोनिक्स और हाइड्रोपोनिक्स नियंत्रण समूहों की तुलना में बेहतर विकास प्रदर्शन प्राप्त करते हैं। इसके बावजूद, विभिन्न क्षेत्रीय परिदृश्यों के लिए ग्रीनहाउस प्रौद्योगिकियों के लिए सिस्टम स्केलिंग, पैरामीटर ऑप्टिमाइज़ेशन और इंजीनियरिंग विकल्पों जैसे तकनीकी मुद्दों सहित कई समस्याएं अभी भी हल करने की आवश्यकता है। इस अध्याय के बाकी हिस्सों में, हम चल रही चुनौतियों का अवलोकन, साथ ही क्षेत्र में होनहार विकास प्रदान करने के लिए मौजूदा घटनाओं में से कुछ पर ध्यान केंद्रित करेंगे।