घटक गणना और अनुपात
एक्वापोनिक सिस्टम को संतुलित करने की आवश्यकता है। मछली (और इस प्रकार, मछली फ़ीड) को पौधों के लिए पर्याप्त पोषक तत्वों की आपूर्ति करने की आवश्यकता होती है; पौधों को मछली के लिए पानी फ़िल्टर करने की आवश्यकता होती है। बायोफिल्टर को सभी मछली कचरे को संसाधित करने के लिए काफी बड़ा होना चाहिए, और इस प्रणाली को प्रसारित करने के लिए पर्याप्त पानी की मात्रा की आवश्यकता है। यह संतुलन एक नई प्रणाली में प्राप्त करने के लिए मुश्किल हो सकता है, लेकिन यह खंड प्रत्येक घटकों के आकार का अनुमान लगाने के लिए उपयोगी गणना प्रदान करता है।
संयंत्र बढ़ते क्षेत्र, मछली फ़ीड की मात्रा और मछली की मात्रा
एक्वापोनिक सिस्टम को संतुलित करने का सबसे सफल तरीका धारा 2.1.4 में वर्णित फ़ीड दर अनुपात का उपयोग करना है। यह अनुपात एक्वापोनिक्स के लिए सबसे महत्वपूर्ण गणना है ताकि मछली और पौधे एक्वापोनिक पारिस्थितिकी तंत्र के भीतर सिम्बियोटिक रूप से कामयाब हो सकें।
अनुपात का अनुमान है कि प्रत्येक दिन सिस्टम में कितनी मछली फ़ीड जोड़ा जाना चाहिए, और इसकी गणना पौधों के विकास के लिए उपलब्ध क्षेत्र के आधार पर की जाती है। यह अनुपात उगाए जाने वाले पौधे के प्रकार पर निर्भर करता है; फलने वाली सब्जियों को फूलों और फलों के विकास का समर्थन करने के लिए पत्तेदार साग की तुलना में लगभग एक-तिहाई अधिक पोषक तत्वों की आवश्यकता होती है। फ़ीड का प्रकार फ़ीड दर अनुपात को भी प्रभावित करता है, और यहां प्रदान की गई सभी गणना 32 प्रतिशत प्रोटीन के साथ एक उद्योग मानक मछली फ़ीड मानती हैं।
| ** पत्तेदार हरे पौधे | ** फलने वाली सब्जियों** | | — | — | | प्रति वर्ग मीटर प्रति दिन मछली फ़ीड का 40-50 ग्राम | प्रति वर्ग मीटर प्रति दिन मछली फ़ीड का 50-80 ग्राम |
गणना में अनुशंसित पहला कदम यह निर्धारित करना है कि कितने पौधे वांछित हैं। औसतन, पौधों को नीचे दिखाए गए रोपण घनत्व पर उगाया जा सकता है (चित्रा 8.1)। ये आंकड़े केवल औसत हैं, और पौधे के प्रकार और फसल के आकार के आधार पर कई चर मौजूद हैं, और इसलिए केवल दिशानिर्देशों के रूप में उपयोग किया जाना चाहिए।
| ** पत्तेदार हरी पौधे** | ** फलने वाली सब्जियों** | | — | — | | प्रति वर्ग मीटर 20-25 पौधे | प्रति वर्ग मीटर 4-8 पौधे |
एक बार पौधों की वांछित संख्या का चयन करने के बाद, आवश्यक बढ़ते क्षेत्र की मात्रा निर्धारित करना संभव है और इसके परिणामस्वरूप, हर दिन सिस्टम में जोड़े जाने वाली मछली फ़ीड की मात्रा निर्धारित की जा सकती है।
एक बार बढ़ते क्षेत्र और मछली फ़ीड की मात्रा की गणना की जाने के बाद, इस मछली फ़ीड को खाने के लिए आवश्यक मछली के बायोमास को निर्धारित करना संभव है। अलग-अलग आकार की मछली में अलग-अलग फ़ीड आवश्यकताएं और शासन होते हैं, इसका मतलब है कि कई छोटी मछली कुछ बड़ी मछली जितनी खाती हैं। एक एक्वापोनिक इकाई को संतुलित करने के मामले में, टैंक में मछली के कुल बायोमास के रूप में मछली की वास्तविक संख्या उतनी महत्वपूर्ण नहीं है। औसतन, धारा 7.4 में चर्चा की गई प्रजातियों के लिए, उगने वाले चरण के दौरान मछली प्रति दिन अपने शरीर के वजन का 1-2 प्रतिशत उपभोग करेगी। यह मानता है कि मछली 50 ग्राम से बड़ी है क्योंकि छोटी मछली शरीर के वजन के प्रतिशत के रूप में बड़े से अधिक खाते हैं।
| ** मछली खिला दर** | | — | | प्रति दिन कुल शरीर के वजन का 1-2% |
नीचे दिए गए उदाहरण को दर्शाता है कि गणना के इस सेट का संचालन कैसे करें, यह निर्धारित करने के लिए कि, प्रति सप्ताह लेटिष के 25 प्रमुखों का उत्पादन करने के लिए, एक एक्वापोनिक प्रणाली में 10-20 किलो मछली होनी चाहिए, प्रति दिन 200 ग्राम फ़ीड खिलाया जाता है, और 4 मीटर2का बढ़ता क्षेत्र होता है। गणना निम्नानुसार हैं:
लेटिष की आवश्यकता है 4 सप्ताह बढ़ने के लिए एक बार अंकुर प्रणाली में प्रत्यारोपित कर रहे हैं, और प्रति सप्ताह 25 सिर काटा जाता है, इसलिए:
लेटिष के प्रत्येक 25 प्रमुखों की आवश्यकता होती है 1 बढ़ती जगह के एम 2, इसलिए:
बढ़ती जगह के प्रत्येक वर्ग मीटर के लिए प्रति दिन 50 ग्राम मछली फ़ीड की आवश्यकता होती है, इसलिए:
एक प्रणाली में मछली (बायोमास) प्रति दिन उनके शरीर के वजन का 1-2 प्रतिशत खाती है,
इसलिए:
हालांकि बेहद उपयोगी है, यह फ़ीड अनुपात वास्तव में केवल एक गाइड है, खासकर छोटे पैमाने पर इकाइयों के लिए। इस अनुपात में शामिल कई चर हैं, जिनमें मछली के आकार और प्रकार, पानी का तापमान, फ़ीड की प्रोटीन सामग्री और पौधों की पोषक तत्व मांग शामिल हैं, जो बढ़ते मौसम में काफी बदलाव कर सकते हैं। इन परिवर्तनों के लिए किसान को खिला दर समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है।
नाइट्रोजन के लिए पानी का परीक्षण यह निर्धारित करने में मदद करता है कि सिस्टम संतुलन में रहता है या नहीं। यदि नाइट्रेट का स्तर बहुत कम है (5 मिलीग्राम/लीटर से कम), तो मछली को अतिरंजित किए बिना धीरे-धीरे प्रति दिन फ़ीड दर में वृद्धि करें। यदि नाइट्रेट का स्तर स्थिर है, तो अन्य पोषक तत्वों में कमी हो सकती है और विशेष रूप से कैल्शियम, पोटेशियम और लोहे के लिए पूरक की आवश्यकता हो सकती है। यदि नाइट्रेट का स्तर बढ़ रहा है, तो कभी-कभी पानी के आदान-प्रदान की आवश्यकता होगी क्योंकि नाइट्रेट 150 मिलीग्राम/लीटर से ऊपर बढ़ जाता है। नाइट्रेट के स्तर में वृद्धि से पता चलता है कि अन्य आवश्यक पोषक तत्वों की एकाग्रता पर्याप्त है।
पानी की मात्रा
एक्वापोनिक्स के जलीय कृषि पहलू के लिए पानी की मात्रा सबसे महत्वपूर्ण है। विभिन्न मोजा घनत्व मछली के विकास और स्वास्थ्य को प्रभावित, और मछली तनाव के लिए सबसे आम जड़ कारणों में से एक हैं। हालांकि, कुल पानी की मात्रा हाइड्रोपोनिक घटक को प्रभावित नहीं करती है, सिवाय इसके कि बड़ी मात्रा में पानी के साथ प्रारंभिक साइकिल चालन के दौरान पर्याप्त पोषक तत्व एकाग्रता जमा करने में अधिक समय लगता है। इस प्रकार, यदि एक इकाई में अपेक्षाकृत बड़ी पानी की मात्रा होती है, तो एकमात्र प्रभाव यह है कि पौधों के लिए इष्टतम पोषक सांद्रता तक पहुंचने में अधिक समय लगेगा। बड़े पानी की मात्रा पानी की गुणवत्ता में परिवर्तन को कम करने में मदद करती है, लेकिन लंबे समय तक समस्याओं को मुखौटा कर सकती है। डीडब्ल्यूसी विधि में एनएफटी या मीडिया बेड की तुलना में हमेशा उच्च कुल जल मात्रा होती है।
अनुशंसित अधिकतम संग्रहण घनत्व 1 000 लीटर पानी (मछली टैंक) के लिए 20 किलो मछली है। इस प्रकाशन में वर्णित छोटी-छोटी इकाइयों में लगभग 1 000 लीटर पानी है और इसमें 10-20 किलो मछली होनी चाहिए। उच्च मोजा घनत्व को मछली के लिए डीओ स्तर स्थिर रखने के लिए और अधिक परिष्कृत वातन तकनीकों की आवश्यकता होती है, साथ ही ठोस कचरे से निपटने के लिए एक अधिक जटिल निस्पंदन प्रणाली भी होती है। नए एक्वापोनिक किसानों को दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है कि प्रति 1 000 लीटर 20 किलोग्राम की मोजा घनत्व से अधिक न हो। यह विशेष रूप से ऐसा मामला है जहां निरंतर बिजली की आपूर्ति की गारंटी नहीं है, क्योंकि एक संक्षिप्त बाधा उच्च स्टॉकिंग घनत्व पर एक घंटे के भीतर सभी मछलियों को मार सकती है। यह वही स्टॉकिंग घनत्व 500 लीटर से बड़े किसी भी आकार के टैंक के लिए लागू होता है; पानी की दी गई मात्रा के लिए अधिकतम संग्रहण घनत्व की गणना करने के लिए बस इस अनुपात का उपयोग करें। यदि टैंक 500 लीटर से छोटा है, तो स्टॉकिंग घनत्व को डेढ़ तक कम करें, या 100 लीटर प्रति 1 किलो कम करें, हालांकि 500 लीटर से कम टैंक में खपत के लिए मछली बढ़ने की सिफारिश नहीं की जाती है। संदर्भ के लिए, औसत तिलापिया का वजन फसल के आकार में 500 ग्राम और स्टॉकिंग आकार पर 50 ग्राम होता है।
| ** मछली मोजा घनत्व** | | — | | 1 000 लीटर पानी प्रति 10-20 किलो मछली |
निस्पंदन आवश्यकताओं - बायोफिल्टर और मैकेनिकल विभाजक
एक्वापोनिक्स में आवश्यक बायोफिल्टरेशन की मात्रा दैनिक प्रणाली में प्रवेश करने वाली फ़ीड की मात्रा से निर्धारित होती है। मुख्य विचार उस माध्यम के बायोफिल्टर सामग्री और सतह क्षेत्र का प्रकार है। सतह क्षेत्र जितना बड़ा होगा, उतना बड़ा जीवाणु कॉलोनी जिसे होस्ट किया जा सकता है और तेज अमोनिया नाइट्रेट में परिवर्तित हो जाता है। दो अनुपात प्रदान की जाती हैं, मीडिया बेड में पाया ज्वालामुखी बजरी के लिए एक, और Bioballs® के लिए एक एनएफटी और DWC इकाइयों में पाया। इस गणना को न्यूनतम माना जाना चाहिए, और अतिरिक्त बायोफिल्टरेशन सिस्टम को नुकसान नहीं पहुंचाता बल्कि अमोनिया और नाइट्राइट स्पाइक्स के खिलाफ सिस्टम को अधिक लचीला बनाता है। यदि यह संदेह है कि कम तापमान जीवाणु गतिविधि को प्रभावित कर सकता है तो बायोफिल्टर्स को बड़ा आकार दिया जाना चाहिए। परिशिष्ट 4 में बायोफिल्टर आकार देने और आवश्यक मात्रा की गणना करने के बारे में अधिक जानकारी शामिल है।
| ** बायोफिल्टर सामग्री** | ** विशिष्ट सतह क्षेत्र (एम²/एम³) ** | ** वॉल्यूम आवश्यक (लीटर फीड का जी) ** | | — | — | — | | ज्वालामुखीय बजरी | 300 | 1 | | बायोबॉल्स® | 600 | 0.5 |
यांत्रिक विभाजक को पानी की मात्रा के आधार पर आकार दिया जाना चाहिए। आम तौर पर, यांत्रिक विभाजक में मछली टैंक आकार का 10-30 प्रतिशत होना चाहिए। एनएफटी और डीडब्ल्यूसी सिस्टम दोनों के लिए मैकेनिकल फिल्टर की आवश्यकता होती है, साथ ही उच्च स्टॉकिंग घनत्व (\ > 20 किलो/1 000 लीटर) वाले मीडिया बेड सिस्टम भी होते हैं।
घटक गणना का सारांश
फीड दर अनुपात एक्वापोनिक सिस्टम के घटकों को संतुलित करने और रोपण क्षेत्र, मछली फ़ीड और मछली बायोमास की गणना करने का एक तरीका प्रदान करता है।
एक्वापोनिक्स के लिए फ़ीड दर अनुपात:
प्रति वर्ग मीटर (पत्तेदार साग) दैनिक फ़ीड के 40-50 ग्राम;
प्रति वर्ग मीटर (फलने वाली सब्जियां) दैनिक फ़ीड के 50-80 ग्राम।
मछली खिला दर: प्रति दिन उनके शरीर के वजन का 1-2 प्रतिशत।
मछली मोजा घनत्व: 10-20 किग्रा/1 000 लीटर
बायोफिल्टरेशन वॉल्यूम:
दैनिक फ़ीड के 1 लीटर प्रति ग्राम (मीडिया बेड में सिंडर)
दैनिक फ़ीड के प्रति ग्राम ½ लीटर (एनएफटी और डीडब्ल्यूसी में बायोबॉल्स®)
तालिका 8.1 छोटे पैमाने पर मीडिया बिस्तर, एनएफटी और डीडब्ल्यूसी इकाइयों को डिजाइन करने के लिए प्रमुख आंकड़े और अनुपात को सारांशित करता है। यह जानना महत्वपूर्ण है कि आंकड़े केवल अन्य बाहरी कारकों के रूप में गाइड हैं (जैसे जलवायु की स्थिति, बिजली की निरंतर आपूर्ति तक पहुंच) जमीन पर डिजाइन बदल सकते हैं। आंकड़ों को समझाते हुए तालिका के नीचे फुटनोट नोट करें और प्रत्येक कॉलम प्रति एक्वापोनिक विधि की प्रयोज्यता।
तालिका 8.1
छोटे पैमाने पर एक्वापोनिक इकाइयों के लिए प्रैक्टिकल सिस्टम डिज़ाइन गाइड
| मछली टैंक मात्रा (लीटर) | मैक्स। मछली बायोमास1 (किग्रा) | फ़ीड दर2 (ग्राम/दिन) | पंप प्रवाह दर (लिटर/एच) | फिल्टर मात्रा | 3 (लीटर)न्यूनतम. biofilter मीडिया की मात्रा4 (लीटर) | संयंत्र बढ़ते क्षेत्र5 (वर्ग मीटर) | |
| ज्वालामुखी tuff | Bioballs® | ||||||
| 200 | 5 | 50 | 800 | 20 | 50 | 25 | 1 |
| 500 | 10 | 100 | 1 200 | 20—50 | 100 | 50 | 2 |
| 1 000 | 20 | 200 | 2 000 | 100-200 | 200 | 100 | 4 |
| 1 500 | 30 | 300 | 2 500 | 200-300 | 300 | 150 | 6 |
| 2 000 | 40 | 400 | 3 200 | 300-400 | 400 | 200 | 8 |
| 000 | 60 | 600 | 4 500 | 400-500 | 600 | 300 | 12 |
नोट्स:
1। अनुशंसित मछली घनत्व 20 किलो/1 000 लीटर की अधिकतम स्टॉकिंग घनत्व पर आधारित है। आगे वातन और यांत्रिक निस्पंदन के साथ उच्च घनत्व संभव है, लेकिन शुरुआती लोगों के लिए इसकी अनुशंसा नहीं की जाती है।
2। अनुशंसित खिला दर शरीर द्रव्यमान के 100 ग्राम से अधिक की मछली के लिए प्रति दिन शरीर के वजन का 1 प्रतिशत है। खिला दर अनुपात है: पत्तेदार साग के लिए 40-50 ग्राम/मी2 ; और फलने वाली सब्जियों के लिए 50-80 ग्राम/मी2
3। यांत्रिक विभाजक और बायोफिल्टर के लिए वॉल्यूम कुल मछली टैंक मात्रा का 10-30 प्रतिशत होना चाहिए। हकीकत में, कंटेनरों की पसंद उनके आकार, लागत और उपलब्धता पर निर्भर करती है। बायोफिल्टर केवल एनएफटी और डीडब्ल्यूसी इकाइयों के लिए आवश्यक हैं; मैकेनिकल विभाजक एनएफटी, डीडब्ल्यूसी इकाइयों और मीडिया बेड इकाइयों के लिए 20 किलो/1 000 लीटर से अधिक की मछली घनत्व के साथ लागू होते हैं।
4। ये आंकड़े मानते हैं कि बैक्टीरिया हर समय इष्टतम स्थितियों में हैं। यदि नहीं, तो एक निश्चित अवधि (सर्दियों) के लिए, अतिरिक्त निस्पंदन मीडिया को बफर के रूप में जोड़ा जाना पड़ सकता है। उनके संबंधित विशिष्ट सतह क्षेत्र के आधार पर दो सबसे आम बायोफिल्टर मीडिया के लिए विभिन्न मूल्य प्रदान किए जाते हैं।
5। पौधे की बढ़ती जगह के आंकड़े केवल पत्तेदार साग शामिल हैं। फलने वाली सब्जियों में थोड़ा कम क्षेत्र होगा।
*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 reproduced *