8.4 साइजिंग मल्टी-लूप सिस्टम

एक एक्वापोनिक्स सिस्टम का आकार पोषक तत्व इनपुट और -आउटपुट को संतुलित करने की आवश्यकता होती है। यहां, हम मूल रूप से एक-लूप सिस्टम का आकार बदलने के समान सिद्धांत को लागू करते हैं। फिर भी, यह दृष्टिकोण थोड़ा और जटिल है, लेकिन एक उदाहरण की सहायता से पूरी तरह से सचित्र होगा।

अंजीर 8.5 योजना जो चार-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम के भीतर बड़े पैमाने पर संतुलन दिखाती है; जहां एमसबफीड/उप फ़ीड के माध्यम से सिस्टम में जोड़े गए भंग पोषक तत्व हैं। लेबल जोड़ें: QSubdis/उप - QSubx/उप हिमाचल प्रदेश में लौट आसुत करने के लिए; रिएक्टर में प्रवेश पोषक तत्वों के लिए ‘कीचड़’

चित्रा 8.5 हमारे सिस्टम दृष्टिकोण के लिए बड़े पैमाने पर संतुलन आरेख को दर्शाता है। इष्टतम स्थिति में, सिस्टम में केवल एक इनपुट और आउटपुट होता है। हालांकि, व्यावहारिक रूप से, पौधों के विकास को अनुकूलित करने के लिए हाइड्रोपोनिक्स भाग में अतिरिक्त पोषक तत्व जोड़ना होगा। इस मॉडल का उपयोग सिस्टम को आकार देने के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए फास्फोरस पर आधारित, जो एक गैर-नवीकरणीय संसाधन है ([Chap। 2](/दायिक/लेख/अध्याय -2-एक्वापोनिक-क्लोसिंग-साइकल-ऑन-सीमित-जल-भूमि-पोषक संसाधन))। सिस्टम में इनपुट (एमसबफीड/उप) एक पोषक तत्व का अंश है जो मछली एक भंग रूप में उगती है। शेष मछली में बायोमास के रूप में जमा होता है या कीचड़ के रूप में समाप्त होता है (पिछले खंड देखें)। उत्पादन संयंत्र पोषक तत्व तेज है। पौधों का पोषक तत्व तेज निर्धारित करना कई कारकों पर निर्भर करता है और यह बहुत जटिल है; किसी न किसी अनुमान को देने का सबसे आसान तरीका पौधों के श्वसन को पोषक तत्व तेज (गोडडेक और कोरनर 2019) के मुख्य चालक के रूप में समझना है।

Evapotranspersinging दर अत्यधिक जलवायु निर्भर है और या तो प्रत्यक्ष या परोक्ष रूप अवशोषित शॉर्टवेव विकिरण, सापेक्ष आर्द्रता, तापमान, और COSUB2/उप एकाग्रता से प्रभावित है। बहु-लूप प्रणाली की उच्च जटिलता के कारण, हम मानते हैं कि पौधे जलवायु नियंत्रित ग्रीनहाउस में स्थित हैं, और इसलिए हमें केवल गतिशील चर के रूप में वैश्विक विकिरण पर विचार करने की आवश्यकता है कि यह निर्धारित करता है कि कितना शॉर्टवेव विकिरण अवशोषित होता है। दूसरे शब्दों में, हमें सबसे पहले यह निर्धारित करने की आवश्यकता है कि पौधों के लिए कितने जोड़े गए पोषक तत्व उपलब्ध हो जाते हैं, और फिर यह निर्धारित करते हैं कि पौधे वास्तव में कितना लेते हैं।

8.4.1 फ़ीड इनपुट

मछली फ़ीड दर सिस्टम में कुल बायोमास और फ़ीड रूपांतरण अनुपात (एफसीआर) पर निर्भर करती है। टिमन्स और ईबेलिंग (2013) विभिन्न मछली प्रजातियों के लिए मछली विकास दर निर्धारित करने के लिए एक सरल दृष्टिकोण प्रदान करते हैं। हालांकि, हम बायोमास को अधिक सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए औद्योगिक डेटा लेने की सलाह देते हैं। Lupatsch और Kissil (1998) (Eq 8.10) एक सामान्य विकास सूत्र प्रदान करते हैं, जिसके लिए Goddek और Körner (2019) ने गणितीय सॉफ़्टवेयर वातावरण MATLAB (आंतरिक फ़ंक्शन ‘fitnlm’) का उपयोग करके वक्र फिटिंग द्वारा विकास गुणांक निर्धारित किया है नील Tilapia (Oreochromis niloticus) के लिए अनुभवजन्य डेटा के साथ। अतिरिक्त प्रारंभिक और अंतिम वजन, प्रणाली का पानी का तापमान, और प्रजातियों के लिए आउटपुट - विशिष्ट विकास गुणांक तालिका 8.2 में पाया जा सकता है। ईक में इन मापदंडों को सम्मिलित करना 8.10 हमें इस मछली प्रजातियों के लिए एक विशिष्ट दिन पर वजन देता है।

$ W_ {t} = [W_0 ^ {1-\ बीटा w} + (1-\ बीटा _w)\ alpha_wexp\ {\ Gamma_wt} टी] ^ {\ frac {1} {1-\ बीटा w}} $ (8.10)

जहां WSUBT/उप (जी) - एक विशिष्ट समय (दिन) पर मछली वजन, WSUB0/उप (जी) - प्रारंभिक मछली वजन, टी - पानी का तापमान (C में), αw βw βw और γw प्रजातियों - विशिष्ट विकास गुणांक (कोई इकाई नहीं), और टी दिनों में समय है।

** तालिका 8.2** ईक के लिए मछली विकास पैरामीटर 8.10 दिए गए पानी के तापमान (टी) के लिए। WSUB0/उप और WSUBF/SUB को अपनी आवश्यकताओं के अनुसार समायोजित किया जा सकता है

तालिका थैड tr वर्ग = “हेडर” थफंक्शन/वें ThParameters/वें थिविवरण/वें Thvalue/वें Thsourc/th /tr /thead tbody tr वर्ग = “अजीब” टीडी रोस्पान = “4"मछली की वृद्धि /टीडी टीडीडब्ल्यूएसयूबी0/सब/टीडी टीडी* तिलापिया* उंगलियों का प्रारंभिक वजन (जी में) /टीडी टीडीउदाहरण के लिए, 55/टीडी टीडीगोदेक और कोर्नर (2019) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीडब्ल्यूसबएफ/सब/टीडी TDTarget मछली का फसल वजन (जी में) /टीडी टीडीउदाहरण के लिए, 600/टीडी टीडीगोदेक और कोर्नर (2019) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीटी/टीडी टीडीआरएएस का पानी का तापमान (आईसीसी में) /टीडी टीडी 30/टीडी टीडीटिमन्स और ईबेलिंग (2013) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि tdαw; βw; γw/टीडी TDSpecies-विशिष्ट विकास गुणांक/टीडी टीडी 0.0261; 0.4071; 0.0827/टीडी टीडीगोदेक और कोर्नर (2019) /टीडी /tr /टीबीओडी /तालिका

उपरोक्त समीकरण के उत्पादन के आधार पर, हम यह निर्धारित करने में सक्षम थे कि विकास चरण के अनुसार मछली को कितना फ़ीड की आवश्यकता होगी। ज्यादातर समय, फीड दर (शरीर के वजन का एक्स%) या एफसीआर प्रजातियों विशिष्ट फ़ीड निर्माता द्वारा उल्लेख किया जाता है। हालांकि, Timmons और Ebeling (2013) tilapia के लिए एफसीआर के लिए एक मोटा दिशानिर्देश प्रदान करते हैं: 0.7-0.9 Tilapia के लिए जो 100 ग्राम से कम वजन और 1.2-1.3 tilapia के लिए वजन 100 से अधिक ग्राम यह निम्नलिखित समीकरण के माध्यम से किया जाता है।

$ फ़ीड\ दर\ (जी) = एफसीआर\ बार WG_T\ बार m_ {मछली} $ (8.11)

जहां एफसीआर फ़ीड रूपांतरण अनुपात है, डब्ल्यूजीसबट/सब वजन (प्रति दिन) है, और एमसबफिश/सब मछली टैंक में मछली की मात्रा है।

वजन (डब्ल्यूजी) प्रति दिन Eq के साथ निर्धारित किया जा सकता है। 8.10 का वजन घटाकर, उदाहरण के लिए दिन 11 के वजन से 10 दिन। यह प्रत्येक टैंक के लिए किया जा सकता है। चित्रा 8.6 उपरोक्त समीकरणों का उपयोग करके Tilapia के लिए सिस्टम में मछली फ़ीड इनपुट दिखाता है। प्रणाली पूरी तरह से साइकिल के बाद प्रति दिन औसत फ़ीड इनपुट 165 किलो है।

** अंजीर 8.6** Tilapia के लिए बायोमास बैलेंस का उदाहरण अधिकतम 482.000 एल की कुल मात्रा (बायोफिल्टर और नाबदान सहित) के साथ कोहार्ट में 13 टैंकों में चलाया गया। औसत मछली वजन (ए) के साथ स्टार्ट-अप चरण सहित 2 वर्षों की अवधि के लिए 80 टी का कुल बायोमास (प्रत्येक पंक्ति एक टैंक/पलटन का प्रतिनिधित्व करती है) और दैनिक कुल फ़ीड दर (बी) (गोडडेक और कोरनर 2019 से लिया गया डेटा)

8.4.2 पोषक तत्व उपलब्धता

नेटो और Ostrensky (2013) 33% की एक घुलनशील एन उत्सर्जन और जब नील Tilapia (Oreochromis niloticus, एल) पालन फ़ीड इनपुट के 17% की एक घुलनशील पी उत्सर्जन की रिपोर्ट। ये पोषक तत्व हैं जो अंततः आरएएस प्रणाली में जमा होते हैं और पौधों द्वारा उठाए जा सकते हैं।

8.4.3 प्लांट तेज

तालिका 8.3 फसल-विशिष्ट evapotransigning (etSubc/उप) दरों है कि वैश्विक विकिरण से जुड़े हुए हैं का एक सिंहावलोकन देता है। प्रति वर्ग मीटर का एक मिमी 1 एल के बराबर होता है सरल आकार के लिए, किसी को वार्षिक दैनिक औसत लेना चाहिए (अगला अनुभाग देखें)।

तालिका 8.3 बाहर वैश्विक विकिरण स्तर सबआर्कटिक, समशीतोष्ण समुद्री, और शुष्क परिस्थितियों (Goddek और Körner 2019 के आधार पर) का अवलोकन और उनके संबंधित फसल evapotrangiving _ (आदि, मिमी दिन -1) _ दर lettuce और tomato 20C के एक नियंत्रित ग्रीनहाउस वातावरण में उगाया और 80% रिश्तेदार नमी। सलाद पत्ता निरंतर रोपण वर्ष दौर के साथ खेती की गई थी; टमाटर जनवरी में लगाया गया था और दिसंबर में हटा दिया गया था (फरो द्वीप और नीदरलैंड) या जुलाई और जून (नामीबिया)

तालिका थैड टीआर वें रोस्पान = “3"महीने/वें वें colspan = “3"फरो द्वीप/वें वें colspan = “3"नीदरलैंड वें colspan = “3"नामीबिया/वें /tr tr वर्ग = “हेडर” THGlobal रेडियशन/वें Thetsubc/सब/लेटयूस/वें Thetsubc/उप/टमाटर-वें THGlobal रेडियशन/वें Thetsubc/सब/लेटयूस/वें Thetsubc/उप/टमाटर-वें THGlobal रेडियशन/वें Thetsubc/सब/लेटयूस/वें Thetsubc/उप/टमाटर-वें /tr tr वर्ग = “हेडर” thmol msup-2/sup daysup-1/sup/वें वें colspan = “2"किग्रा msup-2/sup डेसप-1/sup/th thmol msup-2/sup daysup-1/sup/वें वें colspan = “2"किग्रा msup-2/sup डेसप-1/sup/th thmol msup-2/sup daysup-1/sup/वें वें colspan = “2"किग्रा msup-2/sup डेसप-1/sup/th /tr /thead tbody tr वर्ग = “अजीब” टीडीबी जनवरी/बी/टीडी टीडी 1.4/टीडी टीडी 0.78/टीडी टीडी 0.52/टीडी टीडी 4.5/टीडी टीडी 0.78/टीडी टीडी 0.53/टीडी टीडी 54.2/टीडी टीडी 2.74/टीडी टीडी 4.55/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीबी फरवरी/बी/टीडी टीडी 5.2/टीडी टीडी 0.85/टीडी टीडी 1.38/टीडी टीडी 9.1/टीडी टीडी 0.93/टीडी टीडी 1.40/टीडी टीडी 53.7/टीडी टीडी 2.70/टीडी टीडी 4.47/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीबीमार्च/बी/टीडी td13.7/टीडी टीडी 1.20/टीडी टीडी 2.12/टीडी टीडी 17.0/टीडी टीडी 1.28/टीडी टीडी 2.14/टीडी टीडी 51.2/टीडी टीडी 2.42/टीडी टीडी 3.96/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीबीप्रिल/बी/टीडी टीडी 30.6/टीडी टीडी 1.90/टीडी टीडी 3.05/टीडी टीडी27.9/टीडी टीडी 1.82/टीडी टीडी 2.90/टीडी टीडी 40.2/टीडी टीडी 3.05/टीडी टीडी 5.38/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीबीमाई/बी/टीडी टीडी 39.2/टीडी td2.29/टीडी टीडी 3.57/टीडी टीडी 32.2/टीडी टीडी 2.40/टीडी टीडी 3.74/टीडी टीडी 30.0/टीडी टीडी 2.70/टीडी टीडी 4.59/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीबीजुन/बी/टीडी टीडी 39.6/टीडी टीडी 2.33/टीडी टीडी 3.60/टीडी टीडी 26.6/टीडी टीडी 2.52/टीडी टीडी 3.91/टीडी टीडी 30.5/टीडी टीडी 2.28/टीडी टीडी 3.80/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीबीजुलाई/बी/टीडी टीडी 34.5/टीडी टीडी 2.17/टीडी टीडी 3.37/टीडी टीडी 36.4/टीडी टीडी 2.54/टीडी टीडी 3.51/टीडी टीडी 37.5/टीडी td2.61/टीडी टीडी 3.92/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीबैगस्ट/बी/टीडी टीडी 21.3/टीडी टीडी 1.67/टीडी टीडी 2.73/टीडी टीडी 31.7/टीडी टीडी 2.28/टीडी टीडी 3.51/टीडी टीडी 37.5/टीडी td2.61/टीडी टीडी 3.92/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीबी सितंबर/बी/टीडी td13.2/टीडी टीडी 1.20/टीडी टीडी 2.04/टीडी टीडी 23.1/टीडी टीडी 1.75/टीडी टीडी 2.77/टीडी टीडी 43.2/टीडी टीडी 2.00/टीडी टीडी 3.02/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीबॉक्टोबर/बी/टीडी टीडी 6.0/टीडी टीडी 0.91/टीडी टीडी 1.77/टीडी td13.3/टीडी टीडी 1.17/टीडी टीडी 1.94/टीडी टीडी 51.6/टीडी टीडी 2.07/टीडी टीडी 3.09/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीबीनवंबर/बी/टीडी टीडी 2.1/टीडी टीडी 0.78/टीडी टीडी 1.60/टीडी टीडी 6.2/टीडी टीडी 0.87/टीडी td1.62/टीडी टीडी 57.9/टीडी टीडी 2.30/टीडी टीडी 3.58/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीबीडिसेंबर/बी/टीडी टीडी 0.4/टीडी td0.79/टीडी टीडी 1.66/टीडी टीडी 3.5/टीडी टीडी 0.77/टीडी टीडी 1.52/टीडी टीडी 59.8/टीडी टीडी 2.44/टीडी टीडी 3.95/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी बुवेरेज/यू/बी /टीडी tdu17.3/यू/टीडी tdu1.41/यू/टीडी tdu2.28/यू/टीडी tdu20.6/यू/टीडी tdu1.59/यू/टीडी tdu2.50/यू/टीडी टीडी 3.83/टीडी tdu2.47/यू/टीडी tdu3.83/यू/टीडी /tr /टीबीओडी /तालिका

8.4.4 सबसिस्टम को संतुलित करना

सिस्टम को आकार देने के लिए लूप को संतुलित करना आवश्यक है। इनपुट आउटपुट के बराबर होना चाहिए (चित्र 8.5)। एक डिकॉप्टेड एक्वापोनिक्स सिस्टम में एक बायोरिएक्टर इकाई को शामिल किया गया है, हमारे पास दो पोषक तत्व प्रवाह धाराएं हैं: (1) फ़ीड का अंश जो एक घुलनशील रूप में आरएएस प्रणाली में उत्सर्जित होता है और (2) मछली कीचड़ में पोषक तत्वों का अंश जो बायोरिएक्टर (एस) खनिज और जुटाने का प्रबंधन करता है। पोषक तत्वों की प्रमुख बहिर्वाह धारा (डिमिनरलाइज्ड कीचड़ की आवधिक हटाने के अलावा) पौधों का पोषक तत्व तेज होता है। अंतर Eq 8.12। इस संतुलन को व्यक्त करता है:

$ खनिज\ (Eq.8.2) +m_ {फ़ीड} =\ frac {\ अंडरलाइन {Q_ {HP}}\ टाइम्स\ rho_ {HP}} {1000} $ (8.12)

$ (\ रेखांकित {\ eta_ {फ़ीड}}\ बार 10000\ बार\ pi_ {फ़ीड}\ बार\ pi_ {sludhe}\ टाइम्स\ eta_ {मिनट}) +\ रेखांकित {m_ {फ़ीड}}} =\ frac {\ रेखांकित {Q_ {HP}}\ टाइम्स\ rho _ {HP} {1000} $ (8.13)

जिसमें $\ अंडरलाइन {\ eta_ {feed}} $ आरएएस सिस्टम में प्रवेश करने वाला औसत फ़ीड (किग्रा में) है, πsubfeed/subis फ़ीड फॉर्मूलेशन में पोषक तत्व का अनुपात, πsubsludge/उप कीचड़ में समाप्त होने वाले एक विशिष्ट फीडव्युत्पन्न तत्व का अनुपात है, और submin/उप खनिज और जुटाने दक्षता है रिएक्टर सिस्टम का, umsubfeed/sub/u एक पोषक तत्व की औसत राशि है कि मछली एक भंग रूप में शौच, UQSUBHP/sub/यू - औसत कुल evapotrangiving, और ρsubhp/subis लक्ष्य (यानी इष्टतम) हाइड्रोपोनिक सबसिस्टम में एक विशिष्ट पोषक तत्व के लिए पोषक तत्व एकाग्रता।

हालांकि, आवश्यक क्षेत्र निर्धारित करने में सक्षम होने के लिए, इस समीकरण को हल करने के लिए दो चर हैं जिन्हें फिर से परिभाषित करने की आवश्यकता है। समीकरण 8.14 दिखाता है कि घुलनशील पोषक तत्व विसर्जन की गणना कैसे करें। Eq में 8.15, हम दिखाते हैं कि औसत कुल evapotransignation क्षेत्र का एक उत्पाद है और संयंत्र विशिष्ट evapotransirging दर (यहां औसत के रूप में दिखाया गया है) प्रति msup2/sup।

$\ रेखांकित करें {m_ {feed}} =\ रेखांकित करें {n_ {feed}\ बार\ pi_ {फ़ीड}\ टाइम्स\ eta_ {excr} $ (8.14)

जहां subexcr/उप एक घुलनशील रूप में मछली द्वारा उत्सर्जित पोषक तत्व के अंश का प्रतिनिधित्व करता है।

$\ रेखांकित करें {Q_ {HP}} = ए\ बार\ रेखांकित करें {et_c} $ (8.15)

जहां $\ रेखांकित {Q_ {HP}} $ औसत कुल evapotransinging का प्रतिनिधित्व करता है (एल में), एक क्षेत्र, और $\ रेखांकित {ET_ {c}} $ mm/msup2/sup में औसत फसल विशिष्ट evapotransporcioning (यानी एल/MSUP2/sup)।

ए को खोजने के लिए 8.14 और 8.15 को शामिल करके 8.13, हम औसत फ़ीड इनपुट (ईक 8.15) के संबंध में आवश्यक पौधे क्षेत्र की गणना करने में सक्षम हैं।

$ ए =\ frac {(\ रेखांकित {\ eta_ {फ़ीड}\ बार 1000\ बार\ pi_ {फ़ीड}\ बार\ eta_ {excr}\ बार 1000}) + (\ रेखांकित {\ eta_ {फ़ीड}}\ बार 1000\ बार\ pi_ {फ़ीड}\ बार\ pi_ {कीचड़}\ बार 1000) {रेखांकित करें {et_c}\ time\ rho_ {HP}} $ (8.16)

** उदाहरण 8.2**

इस उदाहरण के लिए, हम आकार (यानी संतुलन) पी के संबंध में प्रणाली चाहते हैं हम मानते हैं कि हमारे सिस्टम के आरएएस घटक 150 किलो की औसत दैनिक फ़ीड इनपुट की आवश्यकता है। निर्माता मछली फ़ीड की पी सामग्री को 1% होने की रिपोर्ट करता है। हम पी को कीचड़ में समाप्त होने का अनुमान लगाते हैं 55% और पी कि मछली एक घुलनशील रूप में 17% होने के लिए उगती है। बायोरिएक्टर काफी अच्छी तरह से प्रदर्शन करते हैं और पी के 85% के आसपास खनिज करते हैं।

उत्पादन पक्ष पर, हम सलाद के लिए औसत फसल विशिष्ट evapotransperigning दर की गणना (द्वारा, उदाहरण के लिए एफएओ पेनमैन-Monteith समीकरण का उपयोग कर)। हमारे स्थान पर, यह लगभग 1.3 मिमी/दिन (यानी 1.3 एल/दिन) है। पोषक तत्व समाधान की इष्टतम पी संरचना 50 मिलीग्राम/एल (रेश 2013) होने की सूचना दी जाती है। सिस्टम द्वारा उत्पादित पी को तेज करने के लिए आवश्यक पौधे की खेती के क्षेत्र को ढूंढना तब हल किया जाता है:

$ ए =\ frac {(\ रेखांकित {\ eta_ {फ़ीड}\ बार 1000\ बार\ pi_ {फ़ीड}\ बार\ eta_ {excr}\ बार 1000}) + (\ रेखांकित {\ eta_ {फ़ीड}}\ बार 1000\ बार\ pi_ {फ़ीड}\ बार\ pi_ {कीचड़}\ बार 1000)\ रेखांकित करें {et_c}\ टाइम्स\ rho_ {HP}} $

$ ए =\ frac {(150000\ बार 0.01\ बार 0.17\ बार 1000) + (150000\ बार 0.01\ बार 0.55\ बार 0.85\ बार 1000)} {1.3\ गुना 50} $

$\\ =\ frac {255000+701250} {65} $

$\\ = 14711m ^ 2 = 1.47a $

ऊपर दिए गए उदाहरण से पता चलता है कि हाइड्रोपोनिक्स इकाई में पी का बहुमत बायोरिएक्टरों से निकलता है। इस प्रकार, एक decoupled प्रणाली के भीतर एक बायोरिएक्टर के कार्यान्वयन पी स्थिरता पर बहुत अधिक प्रभाव पड़ता है। इसके विपरीत, सरल एक-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम को आकार देने के लिए, अंगूठे का नियम आमतौर पर लागू होता है। पत्तेदार पौधों के लिए लगभग 40—50 ग्राम और फल पौधों के लिए प्रति एमएसयूपी2/एसयूपी खेती क्षेत्र (एफएओ 2014) के लिए लगभग 50—80 ग्राम फीड की आवश्यकता होती है। ऊपर दिए गए उदाहरण में फ़ीड इनपुट को देखते हुए = 150 किलोग्राम, और इसे 45 (पत्तेदार पौधे अनुमान का औसत) से विभाजित करते समय, प्रस्तावित खेती क्षेत्र लगभग 3750 एमएसयूपी2/एसयूपी है। कीचड़ खनिज को छोड़कर, हमारा उदाहरण पी पर सिस्टम का आकार करते समय 3333 एमएसयू2/एसयूपी के खेती क्षेत्र का सुझाव देगा।

8.4.5 डिस्टिलेशन यूनिट की भूमिका

आसवन इकाई की भूमिका आरएएस प्रणाली और हाइड्रोपोनिक्स प्रणाली के पोषक तत्व एकाग्रता को उनके संबंधित वांछित स्तरों पर रखना है। चूंकि पोषक तत्व संचय और संबंधित विशिष्ट पोषक तत्व घनत्व आरएएस सिस्टम में गतिशील होते हैं (यानी Etsubc/उप दर के आधार पर) जो QSUBHP/उप और QSUBX/उप प्रवाह (चित्र 8.5) पर निर्भर करते हैं, आसवन इकाई का आकार एक अंतर समीकरण का उपयोग करके निर्धारित नहीं किया जा सकता है। इस प्रकार, समय के साथ आरएएस में पोषक तत्व एकाग्रता निर्धारित करने के लिए एक समय श्रृंखला मॉडल की आवश्यकता होती है। एक विशिष्ट समय पर पोषक तत्व एकाग्रता प्रणाली के भीतर बड़े पैमाने पर संतुलन समीकरणों को निष्पादित करने में सक्षम होने के लिए आवश्यक है (संप्रदाय 8.3)।

** अंजीर 8.7** हाइड्रोपोनिक्स (पीला, —-) और आरएएस पर आसवन प्रवाह (नहीं, ठोस रेखा; 5000 एल एच -1, धराशायी रेखा) के प्रभाव पर आरएएस जल प्रणाली में NO3-N एकाग्रता की तुलना सिमुलेशन (नीला, —-) पोषक समाधान सांद्रता ** (ए) ** नामीबिया और** (बी) ** नीदरलैंड, यानी कम और उच्च में अक्षांश (नामीबिया 22.6S और नीदरलैंड, 52.1N, क्रमशः) 36 महीने की अवधि (सिस्टम रन-अप चरण सहित) के भीतर स्थानीय जलवायु डेटा और जलवायु समायोजित ग्रीनहाउस मॉडल इनपुट के रूप में

सिस्टम को संतुलित करने के लिए (यानी इनपुट = आउटपुट), हम ऐसी आसवन इकाई की आवश्यक क्षमता पर एक सामान्य दिशानिर्देश दे सकते हैं। इसका उद्देश्य आरएएस प्रणाली में पोषक तत्व संचय से बचने के लिए है। चित्रा 8.7 ए, बी हाइड्रोपोनिक्स और आरएएस पोषक समाधान पर आसवन प्रवाह का प्रभाव दिखाता है बिना खनिज लूप के दो अलग-अलग अक्षांश में। दोनों प्रणालियों में एक ही फ़ीड इनपुट होता है (औसत में 158.6 किलो daysup-1/sup; चित्र देखें 8.6)। हालांकि, पर्यावरण की स्थिति और जलवायु समायोजित ग्रीनहाउस को ध्यान में रखते हुए, आवश्यक और इष्टतम हाइड्रोपोनिक क्षेत्र भौगोलिक स्थानों के बीच भिन्न होता है (देखें [चैप 11](/दायिक/लेख/अध्याय -11-एक्वापोनिकस-सिस्टम-मॉडलिंग)। कम संभावित वाष्पीकरण दर वाले हाइड्रोपोनिक सिस्टम, जैसा कि उच्च अक्षांश (यानी भूमध्य रेखा से दूर) में स्थानों में आम हैं, भूमध्य रेखा के करीब स्थानों की तुलना में बड़े खेती क्षेत्रों की आवश्यकता होगी। इसी समय, इन क्षेत्रों में विकिरण में एक उच्च वार्षिक भिन्नता और इस प्रकार श्वसन आम है, इस प्रकार पानी और पोषक तत्वों पर मौसमी परिवर्तनशीलता पर उच्च मांग मौजूद है (चित्र 8.7 देखें)। ग्रीनहाउस की खेती में, हालांकि, पूरक प्रकाश आवश्यक हो सकता है, और नॉर्वे जैसे देशों में, पूरक प्रकाश के बिना सब्जी की खेती शायद ही होती है। इसके अलावा, फसल की पत्तियों की कुल सतह एक फर्क पड़ता है; प्रति यूनिट जमीन क्षेत्र में एक उच्च पत्ती क्षेत्र (यानी पत्ती क्षेत्र सूचकांक) वाली फसलों की तुलना में छोटे पत्ते क्षेत्रों वाली फसलों से अधिक होती है, और टमाटर और सलाद फसलों के बीच एक अलग अंतर देखा जा सकता है। एक्वापोनिक सिस्टम की योजना बनाने और आकार देने पर इन सभी कारकों पर विचार किया जाना चाहिए।

निम्नलिखित में हम उपरोक्त वर्णित एक्वापोनिक्स सिस्टम के लिए अनुकूलित हाइड्रोपोनिक क्षेत्र आकार का अवलोकन प्रदान करते हैं: मोनोकल्चर के लिए खेती क्षेत्र 250 एमएसयूपी2/एसयूपी के चरणों में परिदृश्यों के साथ अनुकरण किया गया ताकि सिस्टम को उचित रूप से संतुलित करने के लिए सलाद या टमाटर के फिटिंग क्षेत्र को खोजने के लिए अनुपूरक प्रकाश के बिना (सलाद या टमाटर के लिए, क्रमशः):

• 17.000 एमएसयूपी2/एसयूपी या फरो द्वीप समूह के लिए 11.750 एमएसयूपी2/एसयूपी

• 15.500 एमएसयूपी2/एसयूपी या नीदरलैंड के लिए 11.000 एमएसयूपी2/एसयूपी

• नामीबिया के लिए 8750 एमएसयूपी2/एसयूपी या 6500 एमएसयूपी2/एसयूपी

हालांकि सिस्टम का आकार अलग है, औसत वार्षिक पोषक तत्व तेज समान है। हालांकि, जब एक डिगस्टर सिस्टम को एकीकृत करते हैं, तो हमें अतिरिक्त पोषक तत्व स्रोत को ध्यान में रखना होगा (चित्र 8.1 सी)। एक घटक को बदलने से अनिवार्य रूप से सिस्टम के असंतुलन की ओर जाता है, फिर भी सिस्टम को आरएएस और एचपी दोनों को इष्टतम पोषक तत्व प्रदान करना चाहिए। उदाहरण के लिए, आरएएस में NO3-N एक निश्चित सीमा से नीचे होना चाहिए\ 200 मिलीग्राम L<sup-1/sup के लिए, उदाहरण के लिए tilapia, जबकि हिमाचल प्रदेश में PO4-P 50 मिलीग्राम LSUP-1/अच्छी गुणवत्ता वाले पौधों की खेती के लिए सुझाई गई एकाग्रता के लिए जितना संभव हो उतना करीब होना चाहिए। इस प्रकार, सिमुलेशन अध्ययन मछली और पौधों दोनों के लिए इष्टतम पोषक तत्व आपूर्ति प्राप्त करने के लिए एक decoupled बंद बहु-पाश एक्वापोनिक्स प्रणाली में घटकों के आकार को निर्धारित करने में मदद करते हैं। उस उद्देश्य के लिए, गोडडेक और कोरनर (2019) ने एक संख्यात्मक एक्वापोनिक्स सिम्युलेटर बनाया।

हालांकि, एक एक्वापोनिक प्रणाली की योजना बना एक संतुलन है कि पोषक तत्वों की मांग और आपूर्ति में अवांछित चोटियों को कम करता है तक पहुँचने के क्रम में कुछ बुनियादी प्रणाली समझ शामिल है। चूंकि पोषक तत्वों की गतिशीलता के लिए प्रेरणा शक्ति फसल का evapotransinging है (हिमाचल प्रदेश प्रणाली में etsubc/उप), कि काफी हद तक microclimate और अवशोषित प्रकाश द्वारा संचालित है। एक पूरी तरह से संतुलित प्रणाली में, यह 24-एच प्रकाश व्यवस्था के साथ एक पूरी तरह से स्वचालित और नियंत्रित (देखें [संप्रदाय 8.5](/साम्य/लेख/8-5-निगरानी और नियंत्रण) निगरानी और नियंत्रण) वातावरण होगा। पौधों को लगभग 4-6 एच की एक निश्चित अंधेरे अवधि की आवश्यकता होती है, इसलिए कृत्रिम प्रकाश स्रोतों के साथ बंद पौधों के कारखानों में एक्वापोनिक्स को पूरा करने के लिए सबसे अच्छी संतुलित प्रणाली वास्तविक रूप से है। हालांकि, यह उच्च विद्युत इनपुट और निवेश लागत की मांग करता है और केवल उच्च उत्पाद की कीमतों के साथ ही संभव है। इसलिए, हम एक्वापोनिक इकाई के निर्माण के व्यावहारिक और आर्थिक रूप से व्यवहार्य तरीके के रूप में पूरक प्रकाश (यदि आवश्यक हो और यदि यह भुगतान करता है) के साथ ग्रीनहाउस उत्पादन की सलाह देते हैं। पौधों और मछली दोनों को एक ही भौतिक निर्माण परिणामों में रखकर अतिरिक्त सहकर्मियों में कम ताप और वृद्धि हुई पौधों की वृद्धि को ऊंचा COSUB2/उप (Körner et al. 2017) के माध्यम से शामिल किया गया है।

इन तकनीकी मुद्दों के अलावा, पौधों की खेती प्रक्रियाओं (प्रणाली का व्यावहारिक बागवानी हिस्सा) को एक्वापोनिक्स की जरूरतों के अनुसार समायोजित किया जाना चाहिए जैसे कि तालिका 8.3 में दिखाए गए अनुसार निरंतर फसल पोषक तत्व की मांग (समान जलवायु और प्रकाश मानते हुए) है। सलाद और अन्य पत्तेदार साग की खेती लगातार किया जाता है (Körner एट अल। 2018), जबकि बड़ी फसलों, जैसे टमाटर, ककड़ी, या मिठाई काली मिर्च, आम तौर पर सर्दियों में बोया जाता है, और पहली फसल अक्सर सर्दियों के अंत में/जल्दी वसंत में होती है पौधों को हटाने के बाद और दूसरा फसल सर्दियों में फसल के लिए फिर से बोया। इंटरप्लांटिंग के बिना, यानी पोषक तत्वों की मांग को बनाए रखने के लिए या तो एक ही प्रणाली में विभिन्न फसल प्रकार या फलों की सब्जियों के बैचों को पूरे वर्ष लगाया जाता है, कम पोषक तत्वों की मांग की अवधि और उच्च पोषक तत्व स्तर उत्पन्न होंगे। Goddek और Körner (2019) के आधार पर, हम टमाटर के लिए आरएएस में नोसब3/उप-एन की भिन्नता दिखाते हैं (अक्सर एक्वापोनिक्स में समायोजित नहीं किया जाता है) और सलाद जब तीन जलवायु क्षेत्रों (फरो द्वीप समूह, नीदरलैंड और नामीबिया) (चित्र 8.8) के लिए पूरक प्रकाश का उपयोग नहीं किया जाता है। गतिशील अनुपूरक प्रकाश नियंत्रण (कोरनर एट अल। 2006) के साथ दैनिक प्रकाश अभिन्न (यानी 24 एच अवधि के दौरान प्राप्त मोल प्रकाश का योग) को बढ़ाकर सिस्टम संतुलन प्राप्त किया जा सकता है।

अंजीर 8.8 आरएएस में NO3-N तीन जलवायु क्षेत्रों में एचपी बढ़ते टमाटर या सलाद के साथ संयुक्त और अक्षांश को कम करने (फारो द्वीप 62.0N, नीदरलैंड 52.1 एन, नामीबिया 22.6S) हाइड्रोपोनिक्स के लिए अनुकूलित क्षेत्र के साथ (ऊपर देखें) स्थानीय जलवायु डेटा और जलवायु समायोजित ग्रीनहाउस का उपयोग करके 36 महीने के सिमुलेशन में मॉडल इनपुट

आसवन/विलवणीकरण प्रौद्योगिकियों को लागू करने से आरएएस में पोषक तत्वों के स्तर में महत्वपूर्ण कटौती में योगदान मिल सकता है, जबकि एचपी प्रणाली में ऑप्टिमा के करीब स्तर का समायोजन किया जा सकता है, अर्थात यह इकाई पौधों द्वारा आवश्यक स्तरों तक पोषक तत्वों को केंद्रित करती है। चित्रा 8.9 0 और 5000 एल hsup-1/sup और systemsup-1/sup के बीच आवेदन करते समय आरएएस नोसब3/उप-एन एकाग्रता पर विलवणीकरण इकाई के प्रभाव को दर्शाता है। यह स्पष्ट है कि विलवणीकरण प्रवाह में वृद्धि के साथ, आरएएस प्रणाली में नोसब/उप-एन एकाग्रता कम हो रही है। इकाई, हालांकि, हिमाचल प्रदेश प्रणाली में POSUB4/उप की मांग से नियंत्रित है। चोटियों से बचा जाना चाहिए और, जैसा कि ऊपर बताया गया है, यह गतिशील प्रकाश नियंत्रण के साथ एक स्थिर जलवायु वातावरण बनाकर हासिल किया जा सकता है। यह स्पष्ट है कि सौर विकिरण में कम वार्षिक अंतर के साथ जलवायु क्षेत्रों में, etsubc/उप में कम भिन्नता है और पूरी प्रणाली अधिक स्थिर है। दीपक स्थापित करना और कम से कम 10 मोल एमएसयूपी -2/एसयूपी का दैनिक प्रकाश अभिन्न अंग रखने से मौसमी विविधताओं की भरपाई हो सकती है। इंटरप्लांटिंग और मिश्रित फसल उत्पादन सर्दियों में युवा पौधों के साथ पारंपरिक टमाटर की खेती प्रोटोकॉल के परिणामस्वरूप चोटी के स्तर में मदद करता है जब दोनों

** अंजीर 8.9** आरएएस में NO3-N टमाटर (दाएं) या सलाद (बाएं) के साथ एचपी के साथ संयुक्त 0 और 5000 एल एच sup-1/sup आपूर्ति के बीच विलुप्त होने के साथ तीन जलवायु क्षेत्रों में और कम अक्षांश (फरो द्वीप 62.0 N, नीदरलैंड 52.1 N, नामीबिया 22.6S) एक 36 महीने सिमुलेशन में हिमाचल प्रदेश के लिए समायोजित क्षेत्र के साथ (ऊपर देखें) मॉडल इनपुट के रूप में स्थानीय जलवायु डेटा और जलवायु समायोजित ग्रीनहाउस का उपयोग करना

जलवायु (कम विकिरण) और खेती (छोटे पौधों, कम संभावित etsubc/उप) पोषक तत्व संचय के लिए योगदान।