Aqu @teach: एक्वापोनिक्स का वर्गीकरण
एक्वापोनिक्स और अन्य एकीकृत प्रौद्योगिकियों के बीच चित्रण कभी-कभी अस्पष्ट होता है। Palm et al. (2018) ने एक्वापोनिक्स की एक नई परिभाषा प्रस्तावित की, जहां पौधों के विकास को बनाए रखने वाले पोषक तत्वों का बहुमत (> 50%) जलीय जीवों को खिलाने से उत्पन्न कचरे से प्राप्त किया जाना चाहिए।
संकरा अर्थ में एक्वापोनिक्स (एक्वापोनिक्स सेंसु स्ट्राइक्टो) केवल हाइड्रोपोनिक्स वाले सिस्टम पर और मिट्टी के उपयोग के बिना लागू होता है। कुछ नई एकीकृत जलीय कृषि प्रणाली जो शैवाल उत्पादन के साथ मछली को जोड़ती है, इस अवधारणा के तहत भी आ जाएगी। दूसरी ओर, व्यापक अर्थों में एक्वापोनिक्स शब्द (एक्वापोनिक्स sensu lato) उन प्रणालियों पर लागू किया जा सकता है जिनमें बागवानी और फसल उत्पादन तकनीकें शामिल हैं जो मिट्टी सहित विभिन्न सबस्ट्रेट्स के खनिज प्रक्रियाओं, बफर और पोषक तत्व भंडारण समारोह का उपयोग करती हैं। पाम et al. (2018) इन गतिविधियों के लिए ‘एक्वापोनिक खेती ‘शब्द का प्रस्ताव करता है।
तालिका 2: प्रत्येक श्रेणी के उदाहरणों के साथ विभिन्न डिजाइन सिद्धांतों के अनुसार एक्वापोनिक्स का वर्गीकरण (Maucieri et al 2018 से अनुकूलित)
| डिजाइन लक्ष्य | श्रेणियाँ | उदाहरण |
|---|---|---|
| उद्देश्य या मुख्य हितधारक | वाणिज्यिक फसल उत्पादन | ईसीएफ फार्म |
| घरेलू पर्याप्तता | समरविले एट अल। 2014 | |
| शिक्षा | Graber एट अल। 2014a जुंग एट अल। 2014 | |
| सामाजिक उद्यम | Laidlaw और Magee 2016 | |
| हरियाली और सजावट | श्निट्ज़लर 2013 | |
| आकार | एल बड़ा (> 1000 मीटर2) | Monsees एट अल। 2017 |
| एम मध्यम (200-1000 मीटर2) | Graber एट अल। 2014b | |
| एस छोटा (50-200 मीटर2) | छत के पानी के खेत | |
| एक्सएस बहुत छोटा (5-50 मीटर2) | Podgrajšek एट अल। 2014 | |
| XXS माइक्रो सिस्टम (<5 मीटर2) | Maucieri एट अल। 2018 नोजी एट अल। 2016 | |
| जलीय कृषि कम्पार्टमेंट का परिचालन मोड | व्यापक (बढ़ते बिस्तरों में एकीकृत कीचड़ उपयोग के लिए अनुमति देता है) | ग्रेबर और जुंग 2009 |
| गहन (अनिवार्य कीचड़ जुदाई) | Schmautz एट अल। 2016b नोजी एट अल। 2018 | |
| जल चक्र प्रबंधन | बंद लूप ('युग्मित' सिस्टम): पानी को जलीय कृषि के लिए पुनर्नवीनीकरण किया जाता है | ग्रेबर और जुंग 2009 Monsees एट अल। 2017 |
| ओपन लूप या पाइप के अंत ('decoupled' सिस्टम): हाइड्रोपोनिक घटक के बाद, पानी या तो जलीय कृषि घटक को आंशिक रूप से पुनर्नवीनीकरण किया जाता है | मोन्सी एट अल2017 | |
| पानी का प्रकार | मीठे पानी | Schmautz एट अल। 2016b क्लेमेनČič और Bulc 2015 |
| नमक पानी | नोजी एट अल। 2016 | |
| हाइड्रोपोनिक सिस्टम का प्रकार | विभिन्न मीडिया के साथ बेड बढ़ो | Roosta अफ़शरीगरीब 2012(A) बुहमान एट अल 2015 |
| ईबीबी-और-फ्लो सिस्टम | नोजी एट अल। 2016 | |
| बैग बढ़ो | रफी और साद 2010 | |
| ड्रिप सिंचाई | Schmautz एट अल। 2016b | |
| गहरे पानी की खेती (फ्लोटिंग बेड़ा संस्कृति) | Schmautz एट अल। 2016b | |
| पोषक फिल्म तकनीक (एनएफटी) | लेनार्ड और लियोनार्ड 2006 Goddek एट अल। 2016a | |
| अंतरिक्ष का उपयोग | क्षैतिज | Schmautz एट अल। 2016b क्लेमेनČič और Bulc 2015 |
| अनुलंब | खांडकर और कोटज़ेन 2018 |
Aquaponics विभिन्न लक्ष्यों या हितधारकों, अनुसंधान और विकास, शैक्षिक और सामाजिक गतिविधियों से, निर्वाह खेती और वाणिज्यिक पैमाने पर खाद्य उत्पादन के लिए संबोधित कर सकते हैं। यह इस तरह के शुष्क और प्रदूषित भूमि, पिछवाड़े उत्पादन, शहरी कृषि, आदि पर के रूप में विभिन्न तरीकों और वातावरण में लागू किया जा सकता है जबकि एक प्रणाली एक साथ हरित और सजावट, सामाजिक बातचीत, और खाद्य उत्पादन सहित कई उद्देश्यों को पूरा कर सकते हैं, आम तौर पर यह इन सभी को प्राप्त नहीं कर सकता एक ही समय में। प्रत्येक संभावित लक्ष्यों के लिए संतोषजनक ढंग से प्रदर्शन करने के लिए, सिस्टम के घटकों को अलग-अलग, कभी-कभी विपरीत, आवश्यकताओं को पूरा करना पड़ता है। किसी विशेष स्थिति के लिए उपयुक्त एक्वापोनिक सिस्टम की पसंद यथार्थवादी आकलन (एक ध्वनि व्यापार योजना सहित, जहां उपयुक्त हो) पर आधारित होनी चाहिए और परिणामस्वरूप दर्जी समाधान होना चाहिए। यदि हम Maucieri et al. (2018) के वर्गीकरण का पालन करते हैं, जो विभिन्न श्रेणियों के अनुसार एक्वापोनिक सिस्टम को वर्गीकृत करता है (उदाहरण के लिए हितधारक, परिचालन मोड, आकार, हाइड्रोपोनिक सिस्टम का प्रकार, आदि), कई अलग-अलग एक उपयुक्त एक्वापोनिक सिस्टम चुनने के लिए विकल्प उभरते हैं (तालिका 2)। उपलब्ध बजट की सीमाओं के भीतर कोई भी निर्णय लिया जाना चाहिए, हालांकि बहुत कम लागत पर सिस्टम बनाना संभव है।
परिचालन मोड के अनुसार वर्गीकरण: व्यापक (एकीकृत कीचड़ उपयोग के साथ) और गहन (कीचड़ अलग होने के साथ)
एक्वापोनिक सिस्टम का एक हिस्सा मछली टैंक है, जहां मछली खिलाया जाता है और, उनके चयापचय के माध्यम से, मल और अमोनिया पानी में उत्सर्जित होते हैं। हालांकि, अमोनिया की उच्च सांद्रता मछली के लिए विषाक्त होती है। नाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया के माध्यम से, अमोनिया नाइट्राइट में बदल जाता है और फिर नाइट्रेट में बदल जाता है, जो मछली के लिए अपेक्षाकृत हानिरहित होता है और सब्जियों जैसी फसलों के लिए नाइट्रोजन का पसंदीदा रूप होता है। व्यापक उत्पादन बायोफिल्टर के साथ-साथ हाइड्रोपोनिक इकाई के भीतर सीधे कीचड़ हटाने को एकीकृत करता है, जो कि बायोफिल्म के विकास जैसे बजरी, रेत और विस्तारित मिट्टी के लिए उपयुक्त समर्थन प्रदान करता है। गहन उत्पादन एक अलग बायोफिल्टर और कीचड़ जुदाई प्रणाली का उपयोग करता है। दोनों परिचालन विधियों के अपने फायदे और नुकसान हैं। जबकि एकीकृत कीचड़ उपयोग पूर्ण पोषक तत्व रीसाइक्लिंग के लिए अनुमति देता है, नकारात्मक पहलुओं में टरबाइड पानी, और कम बायोफिल्टर प्रदर्शन शामिल है, जो केवल सीमित मछली मोजा की अनुमति देता है। दूसरी तरफ, अलग कीचड़ हटाने और बायोफिल्टर, 100 या अधिक किग्रा/मी3तक की गहन मछली मोजा की अनुमति देते हैं। सकारात्मक पहलुओं में स्पष्ट पानी, कम बीओडी (जैव रासायनिक ऑक्सीजन की मांग) एकाग्रता, कम माइक्रोबियल लोड, और अनुकूलित बायोफिल्टर प्रदर्शन शामिल हैं। हालांकि, ये सिस्टम केवल आंशिक पोषक तत्व रीसाइक्लिंग की अनुमति देते हैं। एक अतिरिक्त कीचड़ उपचार चरण (साइट पर या ऑफ- साइट), जैसे कीचड़ बायोडिगेस्टर या वर्मीकंपोस्टिंग को जोड़ने, आवश्यक हो सकता है (Goddek _et al._2016b)।
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चित्रा 4: एकीकृत कीचड़ उपयोग के साथ एक्वापोनिक प्रणाली
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चित्रा 5: कीचड़ जुदाई के साथ एक एक्वापोनिक प्रणाली की संभावित व्यवस्था
जल चक्र प्रबंधन
** बंद लूप** (युग्मित) सिस्टम: एक्वापोनिक सिस्टम को एक पुनरावृत्ति लूप के रूप में बनाया और संचालित किया जा सकता है, जिसमें दोनों दिशाओं में पानी का प्रवाह, मछली बेसिन से हाइड्रोपोनिक इकाई तक, और इसके विपरीत। पानी लगातार आरएएस से हाइड्रोपोनिक इकाई तक फैलता है, और आरएएस पर वापस जाता है।
** ओपन लूप** सिस्टम: हाल ही में प्रत्येक सिस्टम इकाई पर स्वतंत्र नियंत्रण की दिशा में विकास हुआ है, ज्यादातर मछली और पौधों की विभिन्न पर्यावरणीय आवश्यकताओं के कारण। ऐसी प्रणालियों, जहां जलीय कृषि, हाइड्रोपोनिक्स और, यदि लागू हो, तो मछली कीचड़ पुनर्खनिजीकरण को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, को डीकॉप्टेड एक्वापोनिक सिस्टम (डीएपीएस) कहा जाता है। डिकॉप्टेड एक्वापोनिक सिस्टम में एक तरफा वाल्व के माध्यम से हाइड्रोपोनिक इकाई (अतिरिक्त जलाशय के साथ) से जुड़ा आरएएस होता है। प्रत्येक प्रणाली के भीतर पानी को अलग से पुन: परिचालित किया जाता है और आरएएस से हाइड्रोपोनिक इकाई तक मांग पर आपूर्ति की जाती है, लेकिन यह वापस नहीं आती है (Goddek et al. 2016a; Monsees et al. 2017।
चित्रा 6 युग्मित और decoupled aquaponics का एक योजनाबद्ध उदाहरण दिखाता है। युग्मित (बंद पाश) एक आरएएस से मिलकर प्रणाली में (नीले: टैंक, स्पष्टीकरण और biofilter पालन) सीधे हाइड्रोपोनिक इकाई से जुड़ा (हरा: NFT-ट्रे), पानी लगातार हाइड्रोपोनिक इकाई के लिए आरएएस से परिचालित है और वापस आरएएस करने के लिए। decoupled (ओपन-लूप) एक्वापोनिक प्रणाली में एक तरफा वाल्व के माध्यम से हाइड्रोपोनिक इकाई (अतिरिक्त जलाशय के साथ) से जुड़े आरएएस से मिलकर, पानी अलग से प्रत्येक प्रणाली के भीतर recirculated है और पानी हाइड्रोपोनिक इकाई के लिए आरएएस से मांग पर आपूर्ति की जाती है, लेकिन आरएएस वापस नहीं जाती है।
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चित्रा 6: युग्मित (बाएं) और decoupled (दाएं) aquaponics के योजनाबद्ध चित्रण।
एक्वापोनिक्स में उपयोग किए जाने वाले हाइड्रोपोनिक सिस्टम के प्रकार
पोषक फिल्म तकनीक
पोषक फिल्म तकनीक (एनएफटी) प्रणालियों में, एक मछली टैंक से पानी एक पतली फिल्म में क्षैतिज पीवीसी पाइप के नीचे से पारित किया जाता है। इन पाइपों में छेद शीर्ष में कटौती होती है, जिसमें पौधे इस तरह से उगाए जाते हैं कि उनकी जड़ें नीचे बहने वाले पानी में लटकती हैं। टैंक पानी से पोषक तत्व पौधों द्वारा अवशोषित होते हैं, और क्योंकि उनकी जड़ें केवल आंशिक रूप से जलमग्न होती हैं, इससे उन्हें वायुमंडलीय ऑक्सीजन के संपर्क में भी रहने की अनुमति मिलती है।
तालिका 3: एनएफटी के फायदे और नुकसान
| फायदे | नुकसान |
|---|---|
लगातार पानी का प्रवाह छोटे सिंप टैंक की जरूरत रखरखाव और सफाई की आसानी पानी की छोटी मात्रा की आवश्यकता होती है लाइट हाइड्रोपोनिक इंफ्रास्ट्रक्चर, छत की खेती के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है | भरा हुआ जड़ों को रोकने के लिए पूर्व निस्पंदन महंगी सामग्री कम स्थिर प्रणाली (यदि कम पानी है) केवल बढ़ती पत्तेदार सब्जियों और जड़ी बूटियों के लिए उपयुक्त है जिनके पास छोटे रूट सिस्टम हैं तापमान भिन्नताओं के प्रति संवेदनशील |
चित्रा 7: पोषक फिल्म तकनीक (एनएफटी)। वाम — एक पूरे सिस्टम का आरेख। सही — प्रणाली का फोटो (फोटो ZHAW)
मीडिया बिस्तर तकनीक
मीडिया-भरे बिस्तर इकाइयां छोटे पैमाने पर एक्वापोनिक्स के लिए सबसे लोकप्रिय डिजाइन हैं। ये डिज़ाइन अंतरिक्ष का कुशलतापूर्वक उपयोग करते हैं, अपेक्षाकृत कम प्रारंभिक लागत होती है, और उनकी स्थिरता और सादगी के कारण शुरुआती लोगों के लिए उपयुक्त होती है। मीडिया बेड इकाइयों में, माध्यम का उपयोग पौधों और कार्यों की जड़ों को यांत्रिक और जैविक फिल्टर के रूप में समर्थन करने के लिए किया जाता है।
तालिका 4: मीडिया बिस्तर तकनीक के फायदे और नुकसान
फायदे | नुकसान |
|---|---|
Biofiltration: मेडम बैक्टीरिया नाइट्राइफाइंग के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है मध्यम खनिज छानने के एक ठोस पदार्थ के रूप में सीधे हो जाना बिस्तर सब्सट्रेट में जगह लेता है microflora की एक विस्तृत श्रृंखला द्वारा उपनिवेश किया जा सकता है, जिनमें से | कुछ लाभकारी प्रभाव हो सकता है कुछ मीडिया और बुनियादी ढांचे बहुत भारी हैं: हमेशा छत खेती के लिए उपयुक्त नहीं हैएक बड़े पैमाने पर अनावश्यक और अपेक्षाकृत महंगा हो सकता हैरखरखाव और सफाई मुश्किल हैक्लोजिंग से पानी चैनलिंग, अक्षम बायोफिल्टरेशन हो सकता है और इस प्रकार पौधों को अक्षम पोषक तत्व वितरण भी हो सकता है यदि मछली मोजा घनत्व बिस्तर की ले जाने की क्षमता से अधिक हो, और इसके लिए अलग-अलग निस्पंदन की आवश्यकता हो सकती है। सूरज के संपर्क में अधिक सतह क्षेत्रयदि बाढ़ और नाली विधि लागू की जाती है, तो आकार महत्वपूर्ण है, और एक बड़े सिंप टैंक की आवश्यकता होती है |
Figure 8: मीडिया बिस्तर तकनीक। वाम — एक पूरे सिस्टम का आरेख। सही - ZHAW Waedenswil का एक उदाहरण (फोटो: रॉबर्ट जुंग)
गहरे पानी या फ़्लोटिंग बेड़ा संस्कृति
दीप जल संस्कृति (डीडब्ल्यूसी) प्रणाली एक पॉलीस्टीरिन ‘बेड़ा’ का उपयोग करती है जो लगभग 30 सेमी पानी पर तैरती है। बेड़ा में छेद होते हैं जिसमें पौधों को शुद्ध बर्तनों में उगाया जाता है, जैसे कि उनकी जड़ें पानी में डुबोए जाते हैं। बेड़ा को सीधे मछली की टंकी में तैरने के लिए भी रखा जा सकता है, या इसमें टैंक से एक निस्पंदन प्रणाली में पानी पंप किया जा सकता है और फिर राफ्ट्स की एक श्रृंखला वाले चैनलों के लिए। एक वायुयान टैंक में पानी दोनों को ऑक्सीजन प्रदान करता है और जिसमें बेड़ा होता है। चूंकि जड़ों का पालन करने के लिए कोई माध्यम नहीं है, इसलिए इस प्रणाली का उपयोग केवल पत्तेदार साग या जड़ी बूटियों को विकसित करने के लिए किया जा सकता है, न कि बड़े पौधे। यह वाणिज्यिक प्रयोजनों के लिए सबसे लोकप्रिय प्रणाली है, गति और फसल में आसानी के कारण।
तालिका 5: गहरे जल संस्कृति के फायदे और नुकसान
फायदे | नुकसान |
|---|---|
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चित्रा 9: गहरे पानी या फ्लोटिंग बेड़ा संस्कृति। वाम — एक पूरे सिस्टम का आरेख। सही — सलाद पत्ता पानी में निलंबित जड़ों के साथ एक स्टायरोफोम बेड़ा में बढ़ रहा है
अंतरिक्ष का उपयोग: क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर सिस्टम
अधिकांश एक्वापोनिक सिस्टम क्षैतिज बढ़ने वाले टैंक या बेड का उपयोग करते हैं, जो सब्जियों का उत्पादन करने के लिए पारंपरिक भूमि आधारित कृषि योग्य बढ़ते हैं। हालांकि, पिछले कुछ वर्षों में, नई जीवित दीवार और ऊर्ध्वाधर खेती प्रौद्योगिकियां उत्पन्न हुई हैं और विकसित हुई हैं, जब एक्वापोनिक प्रणाली के जलीय कृषि भाग से जुड़ा हुआ है, तो क्षैतिज रूप से अधिक पौधों को लंबवत रूप से उगाया जा सकता है, और इस प्रकार सिस्टम को अधिक उत्पादक बना सकता है (खांडकर और कोटज़ेन 2018)।
** क्षैतिज प्रणाली** को डेलाइट का कुशलतापूर्वक उपयोग करने का लाभ मिलता है, और सर्दियों में भी अतिरिक्त प्रकाश व्यवस्था के बिना भी काम कर सकता है। इसलिए उनके पास कम बिजली की खपत है। प्रारंभिक निवेश लागत मध्यम/कम है, खासकर अगर भूमि की कीमत कम है।
** कार्यक्षेत्र प्रणाली** एक इष्टतम अंतरिक्ष बचत समाधान प्रस्तुत करते हैं, जिससे उन्हें शहरी सुविधाओं के लिए बहुत उपयुक्त बना दिया जाता है, या तो हाइपर-स्थानीय खाद्य उत्पादन के लिए सजावट के लिए। हालांकि, वे बढ़ने बेड के ऊपर रोशनी बढ़ने की आवश्यकता होती है। उन्हें कम पानी पंप की भी आवश्यकता होती है, लेकिन उच्च शक्ति की, जो सभी उच्च विद्युत ऊर्जा खपत तक बढ़ जाती है। प्रारंभिक निवेश लागत भी अधिक है।
*कॉपीराइट © Aqu @teach परियोजना के भागीदार। Aqu @teach एप्लाइड साइंसेज के ज्यूरिख विश्वविद्यालय (स्विट्जरलैंड), मैड्रिड के तकनीकी विश्वविद्यालय (स्पेन), जुब्लजाना विश्वविद्यालय और बायोटेक्निकल सेंटर नाक्लो (स्लोवेनिया) के सहयोग से ग्रीनविच विश्वविद्यालय के नेतृत्व में उच्च शिक्षा (2017-2020) में एक इरासम+सामरिक भागीदारी है। । *