गहरी जल संस्कृति तकनीक
डीडब्ल्यूसी विधि में पॉलीस्टीरिन शीट्स में पौधों को निलंबित करना शामिल है, उनकी जड़ें पानी में लटकती हैं (आंकड़े 4.68 और 4.69)। यह विधि बड़े वाणिज्यिक एक्वापोनिक्स के लिए सबसे आम है जो एक विशिष्ट फसल (आमतौर पर सलाद, सलाद के पत्ते या तुलसी, चित्रा 4.70) से बढ़ रहा है, और मशीनीकरण के लिए अधिक उपयुक्त है। छोटे पैमाने पर, यह तकनीक मीडिया बिस्तरों की तुलना में अधिक जटिल है, और कुछ स्थानों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकती है, खासकर जहां सामग्री तक पहुंच सीमित है।
जल प्रवाह गतिशीलता
डीडब्ल्यूसी में जल प्रवाह गतिशीलता एनएफटी के माध्यम से लगभग समान है। यांत्रिक फिल्टर के माध्यम से, मछली टैंक से गुरुत्वाकर्षण द्वारा पानी बहता है, और संयोजन में बायोफिल्टर/सॉम्प। सिंप से, पानी को “वाई” कनेक्टर और वाल्व के माध्यम से दो दिशाओं में पंप किया जाता है। कुछ पानी सीधे मछली टैंक में पंप किया जाता है। शेष पानी को कई गुना में पंप किया जाता है, जो नहरों के माध्यम से पानी को समान रूप से वितरित करता है। गुरुत्वाकर्षण द्वारा फिर से पानी बहता है, बढ़ते नहरों के माध्यम से जहां पौधे स्थित होते हैं और दूर की तरफ निकलते हैं। नहरों से बाहर निकलने पर पानी को बायोफिल्टर/सिंप में वापस कर दिया जाता है, जहां इसे फिर से मछली टैंक या नहरों में पंप किया जाता है। मछली टैंक में प्रवेश करने वाला पानी मछली टैंक को बाहर निकलने के पाइप के माध्यम से और यांत्रिक फिल्टर में वापस बहने का कारण बनता है, इस प्रकार चक्र को पूरा करता है।
यह “* चित्रा 8*” कॉन्फ़िगरेशन डीडब्ल्यूसी प्रणाली में देखे गए पानी के मार्ग का वर्णन करता है। एनएफटी के रूप में, मछली टैंक और पौधे नहरों में वापस पंप होने से पहले यांत्रिक फिल्टर और बायोफिल्टर के माध्यम से पानी बहता है। इस विन्यास में एक खामी यह है कि संयोजन नाब/बायोफिल्टर पौधों के नहरों से वापस पौधों तक बहने वाले पानी का हिस्सा देता है। हालांकि, एनएफटी के विपरीत जहां जड़ स्तर पर बहने वाले पानी की छोटी फिल्म में पोषक तत्व जल्दी से समाप्त हो जाते हैं, डीडब्ल्यूसी नहरों में निहित पानी की बड़ी मात्रा पौधों द्वारा उपयोग की जाने वाली पोषक तत्वों की काफी मात्रा में अनुमति देती है। इस तरह की पोषक तत्व उपलब्धता विभिन्न सिस्टम डिज़ाइनों का भी सुझाव देगी। डीडब्ल्यूसी नहरों के साथ पानी का एक सीरियल वितरण केवल “कैस्केड” कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करके बनाया जा सकता है, जिसमें केवल एक ही प्रवेश द्वार है जो सबसे दूर टैंक की सेवा करता है। इस मामले में, एक टैंक का आउटलेट लगातार एक का प्रवेश होगा, और बढ़ते जल प्रवाह जड़ों को पोषक तत्वों के उच्च प्रवाह तक पहुंचने में मदद करेगा।
चित्रा 4.68 में दिखाए गए डीडब्ल्यूसी प्रणाली में, बायोफिल्टर कंटेनर से पानी को नहरों में पंप किया जाता है जिसमें पौधे का समर्थन करने वाले शीर्ष पर चलने वाले पॉलीस्टीरिन शीट होते हैं। प्रत्येक नहर में प्रवेश करने वाले पानी की प्रवाह दर अपेक्षाकृत कम है। आम तौर पर, प्रत्येक नहर में 1-4 घंटे का अवधारण समय होता है। अवधारण समय कारोबार दर के लिए एक समान अवधारणा है, और यह एक कंटेनर में सभी पानी को बदलने के लिए लेता है समय की मात्रा को संदर्भित करता है। उदाहरण के लिए, यदि एक नहर का पानी मात्रा 600 लीटर है और कंटेनर में प्रवेश करने वाले पानी की प्रवाह दर 300 लिटर/एच है, तो अवधारण समय 2 घंटे (600 लीटर ÷ 300 लीटर) होगा।
यांत्रिक और जैविक निस्पंदन
डीडब्ल्यूसी इकाइयों में यांत्रिक और जैविक निस्पंदन एनएफटी इकाइयों में जैसा ही है जो धारा 4.4.2 में वर्णित है।
डीडब्ल्यूसी नहरों, निर्माण और रोपण बढ़ता है
नहर परिवर्तनीय लंबाई का हो सकता है, एक से दसियों मीटर (चित्रा 4.71)। आम तौर पर, उनकी लंबाई एक मुद्दा नहीं है, जैसा कि एनएफटी में देखा गया है, क्योंकि पानी की बड़ी मात्रा पर्याप्त पोषक तत्व आपूर्ति को सक्षम करती है। बहुत लंबे नहरों में इष्टतम पौधे पोषण हमेशा यह सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त पानी के प्रवाह और पुन: ऑक्सीजन की अनुमति देनी चाहिए कि पोषक तत्व समाप्त नहीं हुए हैं और जड़ें सांस ले सकती हैं। जहां तक चौड़ाई का संबंध है, आम तौर पर पॉलीस्टीरिन की शीट की मानक चौड़ाई होने की सिफारिश की जाती है, लेकिन यह इसके गुणक हो सकता है। हालांकि, संकुचित और लंबे नहरों में उच्च पानी की गति होती है जो पोषक तत्वों के बड़े प्रवाह के साथ जड़ों को लाभकारी रूप से मार सकती है। चौड़ाई का विकल्प भी होना चाहिए
ऑपरेटर द्वारा पहुंच पर विचार करें। पर्याप्त पौधे की जड़ की जगह की अनुमति देने के लिए अनुशंसित गहराई 30 सेमी है। मछली के टैंकों के समान, नहरों को किसी भी मजबूत निष्क्रिय सामग्री से बनाया जा सकता है जो पानी पकड़ सकता है। छोटे पैमाने पर इकाइयों के लिए, लोकप्रिय सामग्रियों में निर्मित आईबीसी प्लास्टिक कंटेनर या फाइबरग्लास शामिल हैं। बहुत बड़े नहरों का निर्माण लकड़ी की लंबाई या ठोस ब्लॉकों का उपयोग करके किया जा सकता है जो खाद्य-ग्रेड जलरोधक शीटिंग के साथ रेखांकित होते हैं। यदि कंक्रीट का उपयोग करते हैं, तो सुनिश्चित करें कि इसे कंक्रीट से सिस्टम पानी में संभावित जहरीले खनिजों से बचने के लिए गैर विषैले, निविड़ अंधकार सीलर से सील कर दिया गया है।
जैसा ऊपर बताया गया है, वास्तविक नहर आकार के बावजूद इकाई में प्रत्येक नहर के लिए अवधारण समय 1-4 घंटे है। यह प्रत्येक नहर में पोषक तत्वों की पर्याप्त पुनःपूर्ति के लिए अनुमति देता है, हालांकि पानी की मात्रा और गहरी नहरों में पोषक तत्वों की मात्रा लंबी अवधि में पौधों को पोषण देने के लिए पर्याप्त है। पौधों की वृद्धि निश्चित रूप से तेजी से प्रवाह दर और अशांत पानी से लाभान्वित होगी क्योंकि जड़ों को बहुत अधिक आयनों से मारा जाएगा; जबकि धीमी प्रवाह और लगभग स्थिर पानी का पौधों के विकास पर नकारात्मक प्रभाव पड़ेगा।
डीडब्ल्यूसी इकाइयों के लिए वातन महत्वपूर्ण है। घनी लगाए गए नहर में, पौधों के लिए ऑक्सीजन की मांग डीओ स्तर को न्यूनतम से कम कम करने का कारण बन सकती है। नहर में मौजूद कोई भी विघटित ठोस अपशिष्ट इस समस्या को बढ़ाएगा, और डीओ को कम कर देगा। इस प्रकार, वातन की आवश्यकता है। सबसे आसान तरीका नहरों में कई छोटे वायु पत्थरों को रखना है (चित्रा 4.72)।
वायु पत्थरों को प्रति मिनट लगभग 4 लीटर हवा जारी करनी चाहिए, और नहर क्षेत्र के प्रत्येक 2-4 मीटर2 की व्यवस्था की जानी चाहिए। इसके अलावा, वेंचुरी साइफन (धारा 4.2.5 देखें) को पानी के प्रवाह के पाइप में जोड़ा जा सकता है क्योंकि यह नहर में प्रवेश करता है। अंत में, डीडब्ल्यूसी की क्रटकी विधि का उपयोग किया जा सकता है (चित्रा 4.73)। इस विधि में, नहर के अंदर पॉलीस्टीरिन और पानी के शरीर के बीच 3-4 सेमी की जगह छोड़ी जाती है। यह हवा को पौधों की जड़ों के शीर्ष भाग के चारों ओर फैलाने की अनुमति देता है। यह दृष्टिकोण नहर में वायु पत्थरों की आवश्यकता को हटा देता है क्योंकि हवा में पर्याप्त मात्रा में ऑक्सीजन जड़ों को आपूर्ति की जाती है। इस विधि का एक अन्य लाभ पौधे के सीधे संपर्क से बचने के लिए पानी के साथ उपजी है, जो कॉलर क्षेत्र में पौधों की बीमारियों के जोखिम को कम करता है। इसके अलावा, बढ़ी हुई हवा की जगह के परिणामस्वरूप बढ़ी हुई वेंटिलेशन पानी से गर्मी अपव्यय का पक्ष लेती है, जो गर्म जलवायु में आदर्श है
किसी भी मछली को नहरों में न जोड़ें जो पौधे की जड़ों को खा सकते हैं, उदाहरण के लिए तिलापिया और कार्प जैसी जड़ी बूटी मछली। हालांकि, कुछ छोटी मांसाहारी मछली प्रजातियों, जैसे कि guppies, mollies, या मच्छर मछली, मच्छर लार्वा का प्रबंधन करने के लिए सफलतापूर्वक इस्तेमाल किया जा सकता है, जो कुछ क्षेत्रों में श्रमिकों और पड़ोसियों के लिए एक बड़ा उपद्रव बन सकता है।
पॉलीस्टीरिन शीट्स में प्रत्येक संयंत्र (चित्रा 4.74) का समर्थन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले नेट कप (या स्पंज क्यूब्स) को फिट करने के लिए ड्रिल किए गए छेद की एक निश्चित संख्या होनी चाहिए। छेद की मात्रा और स्थान सब्जी के प्रकार और पौधों के बीच वांछित दूरी से निर्धारित होता है, जहां छोटे पौधों को अधिक बारीकी से स्थान दिया जा सकता है। परिशिष्ट 8 में छेद ड्रिल करने के तरीके पर विशिष्ट विवरण और सहायक संकेत शामिल हैं।
मिट्टी के ब्लॉक या मिट्टी-कम माध्यम में एक समर्पित पौधे नर्सरी (धारा 8.3 देखें) में रोपण शुरू किए जा सकते हैं। एक बार इन पौधों को संभालने के लिए काफी बड़ा हो जाने के बाद, उन्हें शुद्ध कप में स्थानांतरित किया जा सकता है और डीडब्ल्यूसी इकाई (चित्रा 4.75) में लगाया जा सकता है। बीजिंग का समर्थन करने के लिए नेट कप में शेष स्थान हाइड्रोपोनिक मीडिया, जैसे ज्वालामुखीय बजरी, रॉकवूल या LECA से भरा जाना चाहिए। मीडिया के शीर्ष पर सीधे शुद्ध कप में बीज लगाने के लिए भी संभव है। कभी-कभी इस विधि की सिफारिश की जाती है यदि सब्जी के बीज सुलभ होते हैं क्योंकि यह प्रतिस्थापन के दौरान प्रत्यारोपण सदमे से बचा जाता है। कटाई करते समय, नहर से जड़ों और मृत पत्तियों सहित पूरे पौधे को हटाना सुनिश्चित करें। फसल के बाद राफ्टों को साफ किया जाना चाहिए लेकिन सूखने के लिए नहीं छोड़ा जाना चाहिए ताकि बेड़ा की जलमग्न सतह पर नाइट्रीफाइंग बैक्टीरिया को मारने से बचा जा सके। बड़े पैमाने पर इकाइयों को गंदगी और पौधों के अवशेषों को हटाने के लिए पानी के साथ राफ्टों को साफ करना चाहिए और नाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया को किसी भी तनाव से बचने के लिए नहरों में तुरंत पुनर्स्थापन करना चाहिए।
विशेष मामला डीडब्ल्यूसी: कम मछली घनत्व, कोई फिल्टर नहीं
एक्वापोनिक डीडब्ल्यूसी इकाइयों को डिज़ाइन किया जा सकता है जिन्हें बाहरी अतिरिक्त निस्पंदन (चित्रा 4.76) की आवश्यकता नहीं है। इन इकाइयों में मछली की बहुत कम मोजा घनत्व होती है (यानी मछली टैंक के एम3 प्रति 1-1.5 किलो मछली), और फिर मुख्य रूप से पौधे की जड़ की जगह और नहरों के आंतरिक क्षेत्र पर भरोसा करते हैं क्योंकि सतह क्षेत्र नाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया को घर में ले जाता है। सरल जाल स्क्रीन बड़े ठोस कचरे को पकड़ती है, और नहरों को ठीक कचरे के लिए टैंक व्यवस्थित करने के रूप में काम किया जाता है। इस पद्धति का लाभ प्रारंभिक आर्थिक निवेश और पूंजी लागत में कमी है, जबकि साथ ही अतिरिक्त फ़िल्टर कंटेनर और सामग्रियों की आवश्यकता को समाप्त करना, जो कुछ स्थानों में स्रोत के लिए कठिन और महंगा हो सकता है। हालांकि, कम स्टॉकिंग घनत्व से मछली उत्पादन कम हो जाएगा। साथ ही, कई एक्वापोनिक उद्यम मछली उत्पादन के बजाय पौधे की उपज पर अपने मुनाफे का विशाल बहुमत बनाते हैं, अनिवार्य रूप से केवल पोषक तत्वों के स्रोत के रूप में मछली का उपयोग करते हैं। अक्सर, पौधे की वृद्धि सुनिश्चित करने के लिए इस विधि को पोषक तत्व पूरक की आवश्यकता होती है। यदि इस विधि पर विचार करते हैं, तो वांछित मछली और पौधे के उत्पादन का आकलन करना और सापेक्ष लागत और लाभ पर विचार करना उचित है।
जल प्रवाह गतिशीलता
दो डिजाइनों (उच्च मछली मोजा बनाम कम मछली मोजा) के बीच मुख्य अंतर यह है कि कम घनत्व डिजाइन बाहरी निस्पंदन कंटेनर, यांत्रिक या जैविक में से किसी का उपयोग नहीं करता है। मछली टैंक से सीधे डीडब्ल्यूसी नहरों में गुरुत्वाकर्षण द्वारा पानी बहता है, जो एक बहुत ही सरल जाल स्क्रीन से गुजरता है। फिर पानी को या तो एक नाबदान में लौटा दिया जाता है और मछली के टैंकों पर वापस पंप किया जाता है, या सीधे एक नाबदान के बिना मछली टैंकों के लिए। मछली टैंक और नहरों दोनों में पानी एक वायु पंप का उपयोग करके वाष्पित किया जाता है। पौधे की जड़ की सतह और नहर की दीवारों पर रहने वाले जीवाणुओं को नाइट्रीफाइंग और खनिज करके मछली का अपशिष्ट टूट जाता है।
मछली स्टॉकिंग घनत्व एक निरंतरता है, जो बहुत कम घनत्व से फैली हुई है, जिन्हें फ़िल्टर को बहुत अधिक घनत्व तक की आवश्यकता नहीं होती है, जिन्हें समर्पित बाहरी फ़िल्टर की आवश्यकता होती है। अतिरिक्त खनिज और biofiltration खरीदने के लिए और नहरों के तल पर ठोस पदार्थों के अपशिष्ट संचय से बचने के लिए एक सरल समाधान मटर बजरी या मिट्टी गेंदों की एक टोकरी के साथ सरल जाल स्क्रीन के संयोजन में होते हैं जहां पानी मछली टैंक से बाहर निकलता है। टोकरी अपने मीडिया फँसाने और ठोस पदार्थों को खनिज बनाने के साथ एक trickling फिल्टर के रूप में कार्य करेगा। टोकरी से गिरने वाला पानी भी अपने स्पलैश प्रभाव के माध्यम से ऑक्सीजन जोड़ देगा। इसके अलावा, मटर बजरी के उपयोग में नाइट्रिफिकेशन के बाद पानी के अम्लीकरण के खिलाफ एक बफरिंग कार्रवाई होगी। एक अन्य विकल्प में मछली टैंक के भीतर एक आंतरिक बायोफिल्टर शामिल हो सकता है, जिसमें एक हवाई पत्थर के पास बायोफिल्टर सामग्री का एक सरल जाल बैग शामिल है। यह बाहरी बायोफिल्टर की लागत को जोड़ने के बिना पर्याप्त बायोफिल्टरेशन सुनिश्चित करने में मदद कर सकता है। अंत में, मछली मोजा घनत्व को बढ़ाए बिना कुल मिलाकर पानी की मात्रा बढ़ाना, मूल रूप से कुछ मछलियों के लिए बड़े मछली टैंकों का उपयोग करना, कचरे को कम करके पानी की गुणवत्ता के मुद्दों को कम करने में मदद कर सकता है और किसान को मछली पर बल देने से पहले बदलावों का जवाब देने के लिए पर्याप्त समय सुनिश्चित कर सकता है, हालांकि यह उपलब्ध पोषक तत्वों पतला और सब्जी विकास में बाधा।
निचली मछली घनत्व का भी अर्थ है कि जल प्रवाह दर कम हो सकती है। लागत को कम करने, एक छोटे पंप का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन यह सुनिश्चित करें कि कुल मछली टैंक मात्रा का कम से कम आधा प्रति घंटे आदान-प्रदान किया जाता है। वास्तव में, कुछ शोधकर्ताओं ने एक साथ बिजली पंप को हटाने और प्रति दिन दो बार पानी चक्र करने के लिए मैन्युअल श्रम पर भरोसा करने में सफलता मिली है। हालांकि, ये प्रणालियां पूरी तरह से पर्याप्त वातन पर निर्भर हैं। इन मतभेदों के अलावा, इस कम स्टॉकिंग घनत्व विधि के लिए मछली टैंक और डीडब्ल्यूसी नहर निर्माण की सिफारिशें लागू होती हैं।
कम मोजा घनत्व इकाई प्रबंधन
अध्याय 8 में अधिक विस्तार से चर्चा की गई अन्य इकाइयों के प्रबंधन से प्रमुख अंतर, कम मोजा घनत्व है। इन प्रकार के प्रणालियों के लिए सुझाए गए स्टॉकिंग घनत्व 1-5 किग्रा/मी3 है (इस मैनुअल में अन्य प्रणालियों के लिए 10-20 किग्रा/मी3 की तुलना करें)। इससे पहले, यह सुझाव दिया गया है कि मछली और पौधों के बीच संतुलन फ़ीड दर अनुपात का पालन करता है, जो पौधों के लिए एक सेट बढ़ते क्षेत्र को देखते हुए सिस्टम में प्रवेश करने वाली मछली फ़ीड की मात्रा की गणना करने में मदद करता है। ये कम मोजा घनत्व इकाइयां अभी भी 40-50 ग्राम/मीटर2के सुझाए गए दैनिक फीड दर अनुपात का पालन करती हैं, लेकिन निचले छोर की ओर होनी चाहिए। एक उपयोगी तकनीक मछली को 30 मिनट, प्रति दिन 2-3 बार खिलाने की अनुमति देना है, और फिर सभी अनावश्यक भोजन को हटा दें। ओवरफीडिंग के परिणामस्वरूप मछली के टैंकों और नहरों में कचरे का संचय होगा, जिससे एनोक्सिक जोन, खराब बढ़ती परिस्थितियां, बीमारियां और मछली और पौधों का तनाव होता है। हमेशा, लेकिन विशेष रूप से फिल्टर के बिना इस विधि का उपयोग करते समय, पानी की गुणवत्ता की स्थिति को बारीकी से मॉनिटर करना सुनिश्चित करें, और उच्च अमोनिया या नाइट्राइट के स्तर का पता लगाने पर भोजन को कम करें।
कम मोजा घनत्व के फायदे और नुकसान
प्रमुख लाभ एक सरल इकाई है। इस प्रणाली का निर्माण करना आसान है और शुरू करने के लिए सस्ता है, कम पूंजी लागत है। मछली कम जोर दिया जाता है क्योंकि वे अधिक विस्तृत स्थितियों में उगाए जाते हैं। कुल मिलाकर, यह तकनीक कम पूंजी वाली प्रारंभिक परियोजनाओं के लिए बहुत उपयोगी हो सकती है। ये सिस्टम उच्च मूल्य वाली मछली, जैसे सजावटी मछली, या विशेषता फसलों, जैसे औषधीय जड़ी बूटियों के लिए बहुत उपयोगी हो सकते हैं, जहां कम उत्पादन को उच्च मूल्य के साथ मुआवजा दिया जाता है।
हालांकि, एक गंभीर नुकसान यह है कि इन इकाइयों को स्केल करना मुश्किल है। किसी दिए गए क्षेत्र में कम पौधे और मछली उगाई जाती हैं, इसलिए वे पहले उल्लिखित कुछ प्रणालियों की तुलना में कम गहन हैं। बड़ी मात्रा में भोजन बनाने के लिए, ये प्रणालियां निषेधात्मक रूप से बड़ी हो जाएंगी। अनिवार्य रूप से, बाहरी यांत्रिक और बायोफिल्टर हैं जो एक्वापोनिक्स को एक छोटे से क्षेत्र के भीतर बहुत गहन होने की अनुमति देते हैं।
इसके अलावा, मछली उत्पादन हाइड्रोपोनिक घटक से स्वतंत्र रूप से कार्य नहीं कर सकता; पौधों को हर समय नहरों में होना चाहिए। पौधे की जड़ें बैक्टीरिया के विकास के लिए क्षेत्र प्रदान करती हैं, और इन जड़ों के बिना मछली के लिए पानी को साफ रखने के लिए बायोफिल्टरेशन पर्याप्त नहीं होगा। यदि सभी पौधों को एक बार में फसल करना कभी जरूरी होता है, जो रोग के प्रकोप, मौसम में परिवर्तन या प्रमुख जलवायु घटनाओं के दौरान हो सकता है, तो कम बायोफिल्टरेशन से अमोनिया और मछली के तनाव का कारण होगा। दूसरी ओर, बाहरी यांत्रिक और बायोफिल्टर के साथ मछली उत्पादन एक मानक आरएएस के रूप में हाइड्रोपोनिक्स के बिना जारी रख सकता है।
*स्रोत: संयुक्त राष्ट्र के खाद्य और कृषि संगठन, 2014, क्रिस्टोफर सोमरविले, मोती कोहेन, एदोआर्डो Pantanella, ऑस्टिन Stankus और एलेसेंड्रो Lovatelli, छोटे पैमाने पर एक्वापोनिक खाद्य उत्पादन, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf। अनुमति के साथ पुन: प्रस्तुत किया। *