Aqu @teach: एक्वापोनिक्स में वर्तमान शोध विषयों
प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में रुझान
जैसा कि हमने ऊपर देखा है, सफल एक्वापोनिक सिस्टम का डिज़ाइन उपयोगकर्ता समूह पर निर्भर करता है। उच्च उपज, मिट्टी-कम उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकी (पंप, वायुयान, लॉगर्स) और ज्ञान के उच्च इनपुट की आवश्यकता होती है, और इसलिए ज्यादातर वाणिज्यिक संचालन के लिए उपयुक्त है। हालांकि, कम-तकनीक एक्वापोनिक सिस्टम को डिजाइन और संचालित करना पूरी तरह से संभव है, जिसके लिए कम कौशल की आवश्यकता होती है, और फिर भी सम्मानजनक परिणाम मिलते हैं। इस निहित व्यापार-बंद (उच्च तकनीक/कम तकनीक) और एक्वापोनिक्स के अनुप्रयोगों की व्यापक श्रेणी के प्रौद्योगिकी, प्रणाली डिजाइन और सामाजिक-आर्थिक पहलुओं के लिए आगे विकास के मार्गों के परिणाम हैं। एक्वापोनिक तकनीक कम से कम दो दिशाओं में विकसित हो सकती है: एक तरफ कम तकनीक समाधान (शायद ज्यादातर विकासशील देशों में और गैर-व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए) और, दूसरी तरफ, अत्यधिक कुशल उच्च तकनीक प्रतिष्ठानों (मुख्य रूप से विकसित देशों में और पेशेवर/वाणिज्यिक भागीदारों) (Junge * एट अल। * 2017।
जबकि प्रौद्योगिकी ही खेत के क्षेत्र में सीमा नहीं रखती है (क्योंकि यह मॉड्यूलर हो सकती है), शहरी खेतों का आकार (i) उपलब्ध क्षेत्र की विशेषताओं द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो जरूरी है कि किसी शहर में खंडित हो (ब्राउनफील्ड साइट्स, अंडरयूटिलिज्ड या खाली इमारतों, और छतों); और (ii) बाधाओं फसल उत्पादन के अर्थशास्त्र द्वारा उत्पन्न। अंगूठे के नियम के रूप में, वाणिज्यिक संचालन के लिए भी तोड़ने के लिए आवश्यक क्षेत्र लगभग 1000 मीटर2है शौक और पिछवाड़े प्रतिष्ठानों निश्चित रूप से बहुत छोटा हो सकता है। एक्वापोनिक फार्म ऑपरेटिंग सिस्टम (या मॉड्यूल) की संख्या में वृद्धि करके, या ऊर्ध्वाधर जा कर बढ़े/विस्तार कर सकते हैं, हालांकि उन्हें निर्माण और ऊर्जा लागत में तेजी से वृद्धि के बिना बहुत अधिक बढ़ाया नहीं जा सकता है। शहरी एक्वापोनिक खेतों की आकार सीमा शायद अंतरिक्ष, आर्थिक और प्रबंधन सीमाओं के कारण 150 मीटर2 और 3000 मीटर 2 के बीच होगी, लेकिन यह शहरी आबादी के हिस्से के लिए ताजा सब्जियों के वर्गीकरण के लिए बुनियादी आवश्यकताओं को कवर करने के लिए पर्याप्त हो सकता है। पेरी-शहरी एक्वापोनिक खेतों में बड़ा हो सकता है, और अंतर्देशीय जलीय कृषि प्रणालियों को शामिल करने या ग्रामीण क्षेत्रों में पोषक तत्व समृद्ध प्रवाह या कंपोस्टेड मछली कीचड़ का पुन: उपयोग करने के लिए संशोधित किया जा सकता है।
एक्वापोनिक प्रौद्योगिकी को अपरिपक्व माना जा सकता है, क्योंकि अभी भी हल होने में समस्याएं हैं। बस अत्याधुनिक हाइड्रोपोनिक प्रणाली के साथ एक राज्य के अत्याधुनिक जलीय कृषि प्रणाली को जोड़ने से इस तरह के भरा ड्रम फिल्टर, अक्षम बसने, ऑक्सीजन विफलताओं, खराब डिजाइन बसने, और भरा हुआ पानी पाइप के साथ समस्याओं के रूप में अन्य कारकों, नहीं लेता है। भले ही पौधे के प्रभाव में बेड (एनएफटी, ड्रिप सिंचाई, गहरे पानी की संस्कृति) पहले से ही हाइड्रोपोनिक सिस्टम में अच्छी तरह से जाना जाता है, एक्वापोनिक सिस्टम में उन बिस्तरों की पसंद को आगे अध्ययन करने की आवश्यकता है क्योंकि इसका उत्पादकता और संचालन के लिए परिणाम होगा। अन्य क्षेत्रों में भी आगे के शोध की आवश्यकता है। चूंकि सूक्ष्मजीव सर्वव्यापी हैं, इसलिए वे एक्वापोनिक उत्पादन के सभी चरणों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उनकी बहुतायत, विविधता और भूमिकाओं पर पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रभाव की जांच की जा सकती है, उदाहरण के लिए अनुक्रमण विधियों के उपन्यास पीढ़ी के आगे उपयोग (Schmautz * et al.* 2016a)। केंद्रीय प्रश्नों में से एक एक्वापोनिक्स सिस्टम के लिए उपयुक्त कीट और रोग नियंत्रण है। aquaponics में पौधों की सुरक्षा से संबंधित समस्याओं द्वारा चर्चा की गई Bittsanszky* et al.* (2016b). उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि बहुत से एक्वापोनिक्स में पौधों की सुरक्षा के लिए कुछ उपकरण उपलब्ध हैं, कीटों और रोगजनकों के घुसपैठ को कम करने के लिए एहतियाती उपायों पर जोर दिया जाना चाहिए। दूसरी ओर, जैविक कृषि के लिए वर्तमान में उपलब्ध जैविक कीट नियंत्रण विधियों को एक्वापोनिक्स (देखें अध्याय 8) के लिए अनुकूलित किया जाना चाहिए।
यदि एक्वापोनिक्स को खाद्य उत्पादन की सफल उच्च तकनीक विधि के रूप में विकसित किया जाना है, तो जनशक्ति आवश्यकताओं को कम करने पर एक ध्यान देने की आवश्यकता होगी। जबकि कुछ स्वचालन पहले से ही अच्छी तरह से विकसित हो चुका है (पानी और भोजन के लिए, कई मापदंडों के लिए ऑनलाइन निगरानी और अलार्म, विशेष रूप से ऑक्सीजन), इसे अधिक सटीक और श्रम कुशल संचालन की अनुमति देने के लिए परिष्कृत करने की आवश्यकता है, जिसके लिए उपयुक्त सेंसर के विकास की आवश्यकता होगी। मानव शक्ति को कम करने के लिए एक विकल्प रोबोट का उपयोग करने के लिए हो सकता है। फार्मबोट के समान बहुमुखी सिस्टम, एक्वापोनिक्स में समर्पित उपयोग के लिए विकसित किए जाने चाहिए।
सिस्टम डिजाइन में रुझान
जबकि एक्वापोनिक्स में स्थायी होने की क्षमता है, एक्वापोनिक संचालन और उत्पादों के व्यापक जीवन चक्र विश्लेषण (एलसीए) अध्ययन दुर्लभ हैं (फोर्चिनो * एट अल। * 2017; [मौसीरी* एट अल। https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652617327634))। हालांकि, यह स्पष्ट है कि एक्वापोनिक्स के पारिस्थितिक प्रभाव को ऊर्जा के नवीकरणीय स्रोतों में टैप करके, विद्युत ऊर्जा के उपयोग से बचने के लिए डेलाइट कटाई के तरीकों का विकास करके, पूर्व-उपचार या पुनर्नवीनीकरण पानी या वर्षा जल का उपयोग करके और ग्रीनहाउस के जलवायु नियंत्रण में सुधार करके सुधार किया जा सकता है। शहरी वातावरण में, एक्वापोनिक्स को इमारतों में और एकीकृत किया जाना चाहिए, जिससे ग्रीनहाउस और इमारतों के बीच गैस, पानी और ऊर्जा विनिमय की अनुमति मिलती है। जैविक सामग्री चक्रों के संबंध में सुधार की भी आवश्यकता है। मछली फ़ीड मुख्य पोषक तत्व इनपुट है और बड़ी हद तक, ऑपरेशन की स्थिरता को परिभाषित करता है। एक्वापोनिक्स (आरएएस की तरह) मछली के लिए इष्टतम पोषण की आवश्यकता होती है, और मछली फ़ीड में स्थायी, स्थानीय रूप से सोर्स सामग्री (कार्बनिक, शाकाहारी, कीड़े) शामिल होना चाहिए। एक्वापोनिक लूप को एक्वापोनिक सिस्टम में पोषक तत्वों का पुन: उपयोग करने के लिए मछली कीचड़ को पचाने के द्वारा, या पौधों के अवशेषों पर रेडवॉर्म और/या कीड़ों का पालन करके और मछली फ़ीड के लिए इन का उपयोग करके बंद किया जाना चाहिए, अवशिष्ट मछली कीचड़ और पौधे कचरे को कंपोस्टेड किया जा रहा है। कार्बन पदचिह्न को कम करने के लिए खेत पर शून्य-अपशिष्ट अवधारणा पर पहुंचने का लक्ष्य है। ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन पर अध्ययन इस तस्वीर को पूरा कर सकता है। अंत में, एक्वापोनिक्स में उपन्यास जीवों का उपयोग करने की संभावना (जैसे जलीय पौधे, समुद्री मछली, शैवाल और समुद्री शैवाल, क्रस्तासेअन्स आदि) को पारिस्थितिक चक्र का विस्तार करने के लिए आगे का पता लगाया जाना चाहिए। नई जलीय कृषि और संयंत्र उत्पादों का भी प्रौद्योगिकी की आर्थिक व्यवहार्यता के लिए निहितार्थ हो सकता है, क्योंकि निम्नलिखित अनुभाग चर्चा करता है।
सामाजिक-आर्थिक अनुसंधान
वर्तमान में, एक्वापोनिक्स एक छोटा लेकिन उभरता हुआ व्यवसाय क्षेत्र है। हालांकि खाद्य उत्पादन ऑपरेशन का मूल लक्ष्य है, लेकिन लाभप्रदता में सुधार के लिए इसे अक्सर पर्यटन और शिक्षा के साथ जोड़ा जाता है। इसके अपेक्षाकृत उपन्यास तकनीकी क्रॉस-कटिंग दृष्टिकोण के कारण, यूरोप में मौजूदा नियमों के भीतर एक्वापोनिक्स की कोई स्पष्ट कानूनी स्थिति नहीं है (जोली* एट अल। * 2015)। जबकि अमेरिका के एक्वापोनिक उत्पादन में कार्बनिक के रूप में प्रमाणित किया जा सकता है, यूरोप में यह वर्तमान में संभव नहीं है क्योंकि एक्वापोनिक्स में मिट्टी-कम संयंत्र उत्पादन और आरएएस शामिल हैं, जिनमें से दोनों को यूरोपीय संघ के जैविक नियमों द्वारा अनुमति नहीं है।
खाद्य उत्पादन तकनीक के रूप में एक्वापोनिक्स की क्षमता के बावजूद, अभी भी खुले प्रश्न हैं। जैसा कि हमने ऊपर दिखाया है, एक्वापोनिक्स सोशल मीडिया में एक प्रमुख विषय है, लेकिन उपभोक्ता ज्ञान और स्वीकृति के बारे में बहुत कम जाना जाता है, जिसे विभिन्न सांस्कृतिक और बाजार सेटिंग्स में समझा जाना चाहिए। आम तौर पर, हम इस बारे में पर्याप्त नहीं जानते कि स्वाद, ताजगी, स्वास्थ्य और मूल्य (न्यूमैन* एट अल। * 2014 जैसे उत्पाद की गुणवत्ता की तुलना में उपभोक्ताओं को एक्वापोनिक्स के स्थायित्व फायदे कैसे सूचित किए जाने चाहिए)।
अब तक, एक्वापोनिक्स पर अधिकांश शोध ने कार्यात्मक सुविधाओं के विकास पर ध्यान केंद्रित किया है। लाभप्रदता में सुधार करने का एक तरीका दक्षता में सुधार करना हो सकता है। वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों, पानी और जैविक अपशिष्ट के रीसाइक्लिंग का कुशल उपयोग उत्पादन लागत पर बचाएगा, लेकिन उन्हें उच्च निवेश लागत के खिलाफ मूल्यांकन करने की आवश्यकता है। वाणिज्यिक उत्पादन को बढ़ाने के लिए, परिपत्र और स्थानीय अर्थव्यवस्थाओं के उभरते विचारों के संबंध में उपन्यास व्यापार मॉडल भी विकसित किए जाने चाहिए, फिर भी इंटरफेस के प्रबंधन से जटिलता बढ़ जाती है। यहां, परिचालन लागत, स्थानीय रसद और सब्जी और मछली खरीदारी व्यवहार के निर्धारकों के लिए ढांचे की स्थिति के प्रश्नों को संबोधित करने की आवश्यकता होगी। तकनीकी दक्षता में सुधार के अलावा, परिचालन प्रबंधन के बारे में भी मुद्दे हैं, और विशेष बागवानी के साथ प्रतिस्पर्धा से बचकर पर्याप्त उच्च बाजार मूल्य प्राप्त करने के लिए फसलों की नई परिवहन-संवेदनशील किस्मों का पता लगाना दिलचस्प हो सकता है। हालांकि, नए उत्पादों के साथ एक नई तकनीक के संयोजन से उद्यमशीलता अनिश्चितता भी बढ़ जाती है।
एक्वापोनिक्स शिक्षकों के लिए विशेष रूप से उपयोगी है: यहां तक कि एक छोटी कक्षा प्रणाली प्राथमिक विद्यालय से विश्वविद्यालय तक विभिन्न शैक्षिक स्तरों पर निर्देश के लिए संभावनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करती है (देखें अध्याय 15)। एक्वापोनिक्स को आसानी से सभी स्टेम (विज्ञान, प्रौद्योगिकी, इंजीनियरिंग और गणित) विषयों में एकीकृत किया जा सकता है, न केवल बुनियादी जैविक और पारिस्थितिक सिद्धांतों का प्रदर्शन करने के लिए, बल्कि रसायन विज्ञान, भौतिकी और गणित भी। एक्वापोनिक सिस्टम, जैसे कि बुनियादी प्रयोगशाला कौशल, टीम के काम, पर्यावरणीय नैतिकता, नाम पर, लेकिन कुछ लोगों द्वारा विभिन्न दक्षताओं और कौशल प्राप्त किए जा सकते हैं। यहां उल्लिखित सामाजिक-आर्थिक पहलुओं की चौड़ाई से पता चलता है कि एक्वापोनिक्स केवल प्राकृतिक वैज्ञानिकों और इंजीनियरों से परे कई अतिरिक्त प्रमुख खिलाड़ियों के बीच व्यापक सहयोग के साथ पनपने होंगे। इनमें शामिल हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, (i) डिजाइनर और आर्किटेक्ट सौंदर्यवादी रूप से मनभावन डिजाइन प्रदान करने के लिए; (ii) सामाजिक वैज्ञानिकों को व्यापक दर्शकों के बीच एक्वापोनिक्स की धारणाओं और स्वीकृति को समझने में मदद करने के लिए; और (iii) स्वास्थ्य और पोषण वैज्ञानिक यह पता लगाने के लिए कि एक्वापोनिक उत्पादों को कैसे शामिल किया जा सकता है स्वस्थ और स्थायी रूप से उत्पादित भोजन के रूप में आहार में। उपभोक्ता मांग, स्थिरता और उत्पादों के पोषण मूल्य के संबंध में सिस्टम को बेहतर बनाने के लिए सिस्टम डेवलपर्स और संयंत्र और मछली फिजियोलॉजिस्ट को फीडबैक लूप भी विकसित करने की आवश्यकता 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। । *