Microorganisms zipo katika mfumo mzima wa aquaponics na zina jukumu muhimu katika mfumo. Kwa hiyo hupatikana katika samaki, filtration (mitambo na kibaiolojia) na sehemu za mazao. Kwa kawaida, tabia ya microbiota (yaani microorganisms ya mazingira fulani) hufanyika kwenye maji yanayozunguka, periphyton, mimea (rhizosphere, phyllosphere na uso wa matunda), biofilter, kulisha samaki, tumbo la samaki na nyasi za samaki. Hadi sasa, katika aquaponics, utafiti mwingi wa microbial umezingatia bakteria ya nitrifying (Schmautz et al. 2017). Hivyo, mwenendo wa sasa ni tabia ya microorganisms katika vyumba vyote vya mfumo kwa kutumia teknolojia za kisasa za mpangilio. Schmautz et al. (2017) kutambuliwa muundo microbial katika maeneo mbalimbali ya mfumo, ambapo Munguia-Fragozo et al. (2015) kutoa mitazamo juu ya jinsi ya tabia ya aquaponics microbiota kutoka hatua taxonomical na kazi ya mtazamo kwa kutumia teknolojia ya kukata makali. Katika sehemu ndogo zifuatazo, lengo litaletwa tu juu ya microorganisms kuingiliana na mimea katika mifumo ya aquaponic iliyoandaliwa katika mimea yenye manufaa na mimea microorganisms pathogenic.

14.2.1 Pathogens za mimea

Pathogens za mimea zinazotokea katika mifumo ya maji ya maji ni kinadharia zile zinazopatikana kwa kawaida katika mifumo isiyo na udongo. Ufafanuzi wa utamaduni wa mimea ya aquaponic na hydroponic ni uwepo unaoendelea wa maji katika mfumo. Mazingira haya ya humid/majini yanafaa karibu kila mboga ya pathogenic au bakteria. Kwa vimelea vya mizizi baadhi ni vyema hasa kulingana na hali hizi kama pseudo-fungi ya taxa ya Oomycetes (k.mf. magonjwa ya kuoza mizizi yanayosababishwa na Pythium spp. na Phytophthora spp.) ambayo yanaweza kuzalisha aina ya usambazaji inayoitwa zoospores. Zoospores hizi zinaweza kusonga kikamilifu katika maji ya kioevu na hivyo zinaweza kuenea juu ya mfumo mzima haraka sana. Mara baada ya kupanda kuambukizwa, ugonjwa huo unaweza kuenea kwa kasi mfumo, hasa kwa sababu ya recirculation ya maji (Jarvis 1992; Hong na Moorman 2005; Sutton et al. 2006; Postma et al. 2008; Vallance et al. 2010; Rakocy 2012; Rosberg 2014; Somerville et al. 2014). Ingawa Oomycetes ni miongoni mwa vimelea vilivyoenea zaidi vinavyotambuliwa wakati wa magonjwa ya mizizi, mara nyingi huunda ngumu na vimelea vingine. Baadhi ya aina Fusarium (pamoja na kuwepo kwa aina vizuri ilichukuliwa na mazingira ya majini) au aina kutoka genera Colletotrichum, Rhizoctonia na Thielaviopsis inaweza kupatikana kama sehemu ya complexes hizi na pia kusababisha uharibifu mkubwa wao wenyewe (Paulitz na Bélanger 2001; Hong na Moorman 2005; Postma et al. 2008; Vallance et al. 2010). Nyingine vimelea genera kama Verticillium na Didymella, lakini pia bakteria, kama vile Ralstonia, Xanthomonas, Clavibacter, Erwinia na Pseudomonas, pamoja na virusi (kwa mfano nyanya mosaic, tango mosaic, virusi vya doa vya necrotic ya melon, lettuce ya kuambukiza na necrosis ya tumbaku), lettuce), virusi vya tumbaku), virusi vya tumbaku), hydroponics au maji ya umwagiliaji na kusababisha chombo, shina, majani au uharibifu wa matunda (Jarvis 1992; Hong na Moorman 2005). Hata hivyo kumbuka kwamba si microorganisms wote wanaona ni kuharibu au kusababisha dalili katika mazao. Hata spishi za jenasi ileile zinaweza kuwa ama hatari au zenye manufaa (k.m. Fusarium, Phoma, Pseudomonas). Mawakala wa magonjwa kujadiliwa hapo juu ni hasa vimelea wanaohusishwa na recirculation maji lakini inaweza kutambuliwa katika greenhouses [Sehemu ya 14.2.2](#142 -microorganisms-in-aquaponics) inaonyesha matokeo ya utafiti wa kwanza wa kimataifa kuhusu magonjwa ya mimea yanayotokea hasa katika aquaponics, wakati Jarvis (1992) na Albajes et al. (2002) wanatoa mtazamo mpana wa vimelea vinavyotokea katika miundo ya chafu.

Katika hydroponics au katika mifumo ya aquaponic, mimea kwa ujumla hukua chini ya hali ya chafu iliyoboreshwa kwa ajili ya uzalishaji wa mimea, hasa kwa uzalishaji mkubwa ambapo vigezo vyote vya mazingira ni kompyuta imeweza (Albajes et al. 2002; Vallance et al. 2010; Somerville et al. 2014; Parvatha Reddy 2016). Hata hivyo, hali bora ya uzalishaji wa mimea inaweza pia kutumiwa na vimelea vya mimea. Kwa kweli, miundo hii huzalisha hali ya joto, ya mvua, isiyo na mvua na isiyo na mvua ambayo inaweza kuhamasisha magonjwa ya mimea ikiwa haijasimamiwa kwa usahihi (ibid.). Ili kukabiliana na hili, maelewano yanapaswa kufanywa kati ya hali bora za mimea na kuzuia magonjwa (ibid.). Katika microclimate ya chafu, usimamizi usiofaa wa upungufu wa shinikizo la mvuke unaweza kusababisha kuundwa kwa filamu au tone la maji kwenye uso wa mimea. Hii mara nyingi inakuza maendeleo ya pathogen ya mimea. Aidha, ili kuongeza mavuno katika hydroponics ya kibiashara, vigezo vingine (kwa mfano wiani wa kupanda, mbolea ya juu, kupanua uzalishaji wa kipindi) inaweza kuongeza uwezekano wa mimea kuendeleza magonjwa (ibid.).

Swali sasa ni kujua kwa njia gani inoculum ya awali (yaani hatua ya kwanza katika mzunguko wa epidemiological) inaletwa kwenye mfumo. Hatua tofauti katika mzunguko wa ugonjwa wa mimea (EPC) zinawakilishwa katika Mchoro 14.1. Katika aquaponics, kama katika utamaduni chafu hydroponic, inaweza kuchukuliwa kuwa kuingia kwa vimelea inaweza kuhusishwa na ugavi wa maji, kuanzishwa kwa mimea au mbegu zilizoambukizwa, nyenzo za ukuaji (k.m. matumizi ya vyombo vya habari), kubadilishana hewa (vumbi na chembe carriage), wadudu (wadudu wa magonjwa na chembe carriage ) na wafanyakazi (zana na mavazi) (Paulitz na Bélanger 2001; Albajes et al. 2002; Hong na Moorman 2005; Sutton et al. 2006; Parvatha Reddy 2016).

img src=” https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/2a6cd3eb-6917-49d2-97ba-36e508ee48b0.jpg “style=“zoom: 50%;”/

Kielelezo 14.1 Hatua za msingi (1 kwa 6) katika ugonjwa wa mimea mzunguko epidemiological (EPC) kulingana na Lepoivre (2003). (1) Kuwasili kwa inoculum ya pathogen, (2) kuwasiliana na mmea wa jeshi, (3) tishu kupenya na mchakato wa maambukizi na pathogen, (4) dalili za maendeleo ya dalili, (5) kupanda tishu zinazokuwa kuambukiza, (6) kutolewa na kuenea kwa aina ya kuambukiza ya utawanyiko

Mara baada ya inoculum kuwasiliana na mmea (hatua ya 2 katika EPC), matukio kadhaa ya maambukizi (hatua ya 3 katika EPC) yanawezekana (Lepoivre 2003):

• Uhusiano wa mimea ya pathogenic haukubaliani (uhusiano usio na mwenyeji) na ugonjwa hauendelei.

• Kuna uhusiano wa jeshi lakini mmea hauonyeshi dalili (mmea unavumilia).

• Pathogen na mmea ni sambamba lakini majibu ya ulinzi yana nguvu ya kutosha kuzuia maendeleo ya ugonjwa (mmea ni sugu: mwingiliano kati ya jeni la upinzani wa jeshi na jeni la uvumilivu wa pathogen).

• Mti huu ni nyeti (uhusiano wa jeshi bila jeni kwa kutambua jeni), na pathogen huathiri mmea, lakini dalili si kali sana (hatua ya 4 katika EPC).

• Na mwisho, mmea ni nyeti na dalili za ugonjwa zinaonekana na kali (hatua ya 4 katika EPC).

Bila kujali kiwango cha upinzani, baadhi ya hali ya mazingira au mambo yanaweza kuathiri uwezekano wa mmea kuambukizwa, ama kwa kudhoofika kwa mmea au kwa kukuza ukuaji wa pathogen ya mmea (Colhoun 1973; Jarvis 1992; Cherif et al. 1997; Alhussaen 2006; Somerville et al. 2014). Sababu kuu za mazingira zinazoathiri vimelea vya mimea na maendeleo ya magonjwa ni joto, unyevu wa jamaa (RH) na mwanga (ibid.). Katika hydroponics, viwango vya joto na oksijeni ndani ya ufumbuzi wa virutubisho vinaweza kuanzisha mambo ya ziada (Cherif et al. 1997; Alhussaen 2006; Somerville et al. 2014). Kila pathogen ina upendeleo wake wa hali ya mazingira ambayo inaweza kutofautiana wakati wa mzunguko wake wa epidemiologic. Lakini kwa ujumla, unyevu wa juu na joto ni vyema kwa kukamilisha hatua muhimu katika mzunguko wa janga la pathogen kama vile uzalishaji wa michezo au kuota kwa michezo (Mchoro 14.1, hatua ya 5 katika EPC) (Colhoun 1973; Jarvis 1992; Cherif et al. 1997; Alhussaen 2006; Somerville et al. 2014). Colhoun (1973) anahitimisha madhara ya sababu mbalimbali zinazoendeleza magonjwa ya mimea katika udongo, wakati Jedwali 14.1 linaonyesha mambo maalum zaidi au kuongeza ambayo yanaweza kuhamasisha maendeleo ya pathogen ya mimea inayohusishwa na hali ya chafu ya maji.

Katika mzunguko wa epidemiological, mara moja hatua ya kuambukiza inapatikana (hatua ya 5 katika EPC), vimelea vinaweza kuenea kwa njia kadhaa (Mchoro 14.1, hatua ya 6 katika EPC) na kuambukiza mimea mingine. Kama ilivyoelezwa hapo awali, vimelea vya mizizi vya oomycetes taxa vinaweza kuenea kikamilifu katika maji ya kurudia kwa kutolewa kwa zoospores (Alhussaen 2006; Sutton et al. 2006). Kwa fungi nyingine, bakteria na virusi vinavyohusika na magonjwa ya mizizi au angani, utawanyiko wa wakala wa causal unaweza kutokea kwa uenezi wa nyenzo zilizoambukizwa, majeraha ya mitambo, zana zilizoambukizwa, vectors (k.m. wadudu) na chembe (k.m. spora na propagules) ejection au gari linaruhusiwa na ukame, mchoro au splashes maji (Albajes et al. 2002; Lepoivre 2003).

14.2.2 Utafiti juu ya Magonjwa ya Plant Aquaponic

Wakati wa Januari 2018, utafiti wa kwanza wa kimataifa kuhusu magonjwa ya mimea ulifanywa kati ya wanachama wa daktari wa aquaponics wa GHARA FA1305, Chama cha Aquaponics cha Marekani na Hub ya Aquaponics ya EU. Ishirini na nane majibu walikuwa

Jedwali 14.1 Kuongeza sababu za kuhamasisha maendeleo ya pathogen ya mimea chini ya muundo wa chafu ya maji ikilinganishwa na utamaduni

meza thead tr darasa=“header” Thkukuza sababu/th th Kufaidika kwa /th th Sababu /th th Marejeo /th /tr /thead tbody tr darasa=“isiyo ya kawaida” Mbinu ya filamu ya TDNutrient (NFT), Mbinu ya mtiririko wa kina (DFT) /td td Ipythium/mimi spp. , Ifusarium/I SPP. /td td Rahisi kuenea kwa maji recirculation; uwezekano wa uchafuzi wa baada ya hatua ya kupuuza; maudhui duni katika oksijeni katika suluhisho la virutubisho /td td Koohakan et al. (2004) na Vallance et al. (2010) /td /tr tr darasa=“hata” TdinOrganic media (k.m. rockwool) /td td Maudhui ya juu katika bakteria (hakuna taarifa kuhusu pathogenicity yao iwezekanavyo) /td td Haipatikani misombo kikaboni katika vyombo vya habari /td td Khalil na Alsanius (2001), Koohakan et al. (2004), Vallance et al. (2010) /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDorganic vyombo vya habari (kwa mfano nyuzi za nazi na mboji) /td td Maudhui ya juu katika fungi; maudhui ya juu katika Fusarium spp. kwa nazi fibre /td td Inapatikana misombo hai katika vyombo vya habari /td td Koohakan et al. (2004), Khalil et al. (2009), na Vallance et al. (2010) /td /tr tr darasa=“hata” TDMedia yenye maudhui ya juu ya maji na maudhui ya chini katika oksijeni (k.m. rockwool) /td td Ipythium/mimi spp. /td td Uhamaji wa Zoospores; kupanda mkazo /td td Van Der Gaag na Wever (2005), Vallance et al. (2010), na Khalil na Alsanius (2011) /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDMedia kuruhusu harakati kidogo ya maji (k.m. rockwool) /td td Ipythium/mimi spp. /td td Hali bora kwa zoospores kutawanyika na harakati chemotaxis; hakuna hasara ya zoospore flagella /td td Sutton et al. (2006) /td /tr tr darasa=“hata” TDJoto la juu na ukolezi wa chini wa DO katika ufumbuzi wa virutubishi/td td Ipythium/mimi spp. /td td Plant alisisitiza na mojawapo ya hali kwa ajili ya ukuaji wa ipythium/i /td td Cherif et al. (1997), Sutton et al. (2006), Vallance et al. (2010), na Rosberg (2014) /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDHigh mwenyeji kupanda wiani na kusababisha microclimate/td td Ukuaji wa pathogens; magonjwa yanaenea /td td Joto na baridi mazingira /td td Albajes et al. (2002) na Somerville et al. (2014) /td /tr tr darasa=“hata” TDUpungufu, ziada au usawa wa macro/ micronutrients/td td Fungi, virusi na bakteria /td td Kupanda marekebisho ya kisaikolojia (kwa mfano hatua juu ya majibu ya ulinzi, transpiration, uadilifu wa kuta za seli); kupanda marekebisho ya maumbile (kwa mfano uwezekano mkubwa wa vimelea, kivutio cha wadudu); rasilimali za virutubisho katika tishu za jeshi kwa vimelea; hatua moja kwa moja kwenye mzunguko wa maendeleo ya pathogen /td td Colhoun (1973), Snoeijers na Alejandro (2000), Mitchell et al. (2003), Dordas (2008), Veresoglou et al. (2013), Somerville et al. (2014), na Geary et al. (2015) /td /tr /tbody /meza

alipokea kuelezea mifumo 32 ya aquaponic kutoka duniani kote (EU, 21; Amerika ya Kaskazini, 5; Amerika ya Kusini, 1; Afrika, 4; Asia, 1). Utafutaji wa kwanza ulikuwa kiwango kidogo cha majibu. Miongoni mwa maelezo iwezekanavyo ya kusita kujibu kwa dodoso ni kwamba wataalamu hawakujisikia uwezo wa kuwasiliana kuhusu vimelea vya mimea kwa sababu ya ukosefu wa ujuzi juu ya mada hii. Hii ilikuwa tayari kuzingatiwa katika tafiti za Upendo et al. (2015) na Villarroel et al. (2016). Taarifa muhimu zilizopatikana kutoka kwa utafiti ni:

• 84.4% ya watendaji wanaona magonjwa katika mfumo wao.

• 78.1% haiwezi kutambua wakala wa causal wa ugonjwa.

• 34.4% haitumii hatua za kudhibiti magonjwa.

• 34.4% hutumia matibabu ya kimwili au kemikali.

• 6.2% hutumia dawa za wadudu au biopesticides katika mfumo wa aquaponic pamoja dhidi ya vimelea vya mimea.

Matokeo haya yanasaidia hoja zilizopita zikisema kuwa mimea ya aquaponic hupata magonjwa. Hata hivyo, wataalamu wanakabiliwa na ukosefu wa ujuzi kuhusu vimelea vya mimea na hatua za kudhibiti magonjwa ambazo hutumiwa kimsingi hutegemea vitendo visivyo vya kinga (90.5% ya kesi).

Katika utafiti huo, orodha ya vimelea vya mimea inayotokea katika mfumo wao wa aquaponic ilitolewa. Jedwali 14.2 linaonyesha matokeo ya kitambulisho hiki. Ili kukabiliana na ukosefu wa utaalamu wa daktari kuhusu uchunguzi wa ugonjwa wa mimea, toleo la pili la utafiti lilikuwa

Jedwali 14.2 Matokeo ya utambulisho wa kwanza wa vimelea vya mimea katika aquaponics kutoka uchambuzi wa uchunguzi wa kimataifa wa 2018 na kutoka kwa maandiko yaliyopo

meza thead tr darasa=“header” ThPlant jeshi/th th Panda pathogen /th th Marejeo au matokeo ya utafiti /th /tr /thead tbody tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDallium schoenoprasu/td td Pithium sp.sup (b) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“hata” TD*beta vulgaris (Uswisi chard) /td td Erysiphe betaesup (a) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDCucumis sativus/td td Podosphaera xanthiisup (a) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“hata” TdFragaria spp. /td td Botrytis cinereasup (a) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” Tdlactuca sativa/td td Botrytis cinereasup (a) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“hata” cutetd td Bremia lactucaesup (a) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” cutetd td Fusarium sp.sup (b) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“hata” cutetd td Pithium dissotocumsup (b) /sup /td td Rakocy (2012) /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” cutetd td Pythium myriotylumsup (b) /sup /td td Rakocy (2012) /td /tr tr darasa=“hata” cutetd td Sclerotinia sp.sup (a) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDMentha spp. /td td Pithium sp.sup (b) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“hata” TDNasturtium ofisi/td td Aspergillus sp.sup (a) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TdoCimum basilicum/td td Alternaria sp.sup (a) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“hata” cutetd td Botrytis cinereasup (a) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” cutetd td Pithium sp.sup (b) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“hata” cutetd td Sclerotinia sp.sup (a) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDPisum sativum/td td Erysiphe pisisisup (a) /sup /td td Utafiti /td /tr tr darasa=“hata” TDSolanum lycopersicum/td td Pseudomonas solanacearumsup (a) /sup /td td McMurty et al. (1990) /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” cutetd td Phytophthora infestanssup (a) /sup /td td Utafiti /td /tr /tbody /meza

Vimelea vya mimea vinavyotambuliwa na dalili katika sehemu ya mmea wa angani vinatajwa na (a) na katika sehemu ya mizizi na (b) katika kielelezo kilichotumwa kwa lengo la kutambua dalili bila uhusiano wa jina la ugonjwa (Jedwali 14.3). Jedwali 14.2 hutambua hasa magonjwa yenye dalili maalum, k.m. dalili ambazo zinaweza kuunganishwa moja kwa moja na pathogen ya mmea. Ni kesi ya Botrytis cinerea na mold yake ya kawaida ya kijivu, koga ya poda (Erysiphe na Podosphaera genera katika meza) na mycelium yake nyeupe ya poda/conidia, na mwisho Sclerotinia spp. na uzalishaji wake wa sclerotia. Uwepo wa pathologists wa mimea 3 katika washiriki wa utafiti huzidisha orodha, na kutambua vimelea vingine vya mizizi (kwa mfano Pythium spp.). Dalili za jumla ambazo si maalum za kutosha kuwa na uhusiano wa moja kwa moja na kisababishi magonjwa bila kuthibitishwa zaidi (tazama uchunguzi katika [[Sect 14.3](/jamiii/makala/14-3-mimea ya kulinzi-kutoka-pathogens-in-aquaponics)) zinapatikana kwa hiyo katika Jedwali 14.3. Lakini ni muhimu kuonyesha kwamba dalili nyingi zilizoonekana katika meza hii zinaweza pia kuwa matokeo ya matatizo ya abiotic. Chlorosis ya majani ni mojawapo ya mifano iliyo wazi zaidi kwa sababu inaweza kuhusishwa na idadi kubwa ya vimelea (kwa mfano kwa lettuces: Pythium spp., Bremia lactucae, Sclerotinia spp., beet western yellos virusi), kwa hali ya mazingira (k.mf. ziada ya joto) na upungufu wa madini (nitrojeni, magnesiamu, potasiamu, kalsiamu, kiberiti, chuma, shaba, boron, zinki, molybdenum) (Lepoivre 2003; Resh 2013).

Jedwali 14.3 Mapitio ya dalili zinazotokea katika aquaponics kutoka uchambuzi wa utafiti wa kimataifa wa 2018

meza thead tr darasa=“header” Thsymptoms/th th Aina ya mimea /th /tr /thead tbody tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDfoliar klorosis/td td Allium schoenoprasum sup1/sup, Amaranthus viridis sup1/sup, Coriandrum sativum sup1/sup, ICUCUMIS sativus/i sup1/sup, IOCIMUM basilicum/i sup6/sup, IlActuca sativa/i sup4/sup, Mentha spp. sup2/sup, IPetroselinum crispum/i sup1/sup, Spinacia oleracea sup2/sup, Isolanum lycopersicum/i sup1/sup, Fragaria spp. sup1/sup /td /tr tr darasa=“hata” TDfoliar necrosis/td td Mentha spp. sup2/sup, IOCimum basilicum/i sup1/sup, /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDStem necrosis/td td Isolanum lycopersicum/i sup1/sup, /td /tr tr darasa=“hata” Necrosis/td ya TDCollar td Basilicum/i sup1/sup /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDfoliar mosaic/TD td ICUCUMIS sativus/i sup1/sup, Mentha spp. sup1/sup, IOCIMUM basilicum/i sup1/sup, /td /tr tr darasa=“hata” TDfoliar wilting/td td Brassica oleracea Acephala kundi sup1/sup, IlActuca sativa/i sup1/sup, Mentha spp. sup1/sup, ICUCUMIS sativus/i sup1/sup, IOCIMUM basilicum/i sup1/sup, Isolanum lycoopersicum/i sup1/sup /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDfoliar, shina na collar mould/td td Allium schoenoprasum sup1/sup, iCapsicum mwaka/i sup1/sup, iCUCUMis sativus/i sup1/sup, IlActuca sativa/i sup2/sup, Mentha spp. sup2/sup, ioCimum basilicum/i sup4/sup, Isolanum lycopersicum/i sup1/sup /td /tr tr darasa=“hata” TDfoliar spots/td td iCapsicum mwaka/i sup1/sup, iCuCumis sativus/i sup1/sup, iLActuca sativa/i sup2/sup, Mentha spp. sup1/sup, Basilicum/i sup5/sup /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDDamping mbali/td td Spinacia oleracea sup1/sup, ioCimum basilicum/i sup1/sup, Isolanum lycopersicum/i sup1/sup, miche kwa ujumla sup5/sup /td /tr tr darasa=“hata” Tdcrinkle/TD td iBeta vulgaris/i (Uswisi chard) sup1/sup, iCapsiCum mwaka/i sup1/sup, IlActuca sativa/i sup1/sup, Basilicum/i sup1/sup /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” TDBrowning au kuoza mizizi/td td Allium schoenoprasum sup1/sup, Amaranthus viridis sup1/sup, iBeta vulgaris/i (Uswisi chard) sup1/sup, Coriandrum sativum sup1/sup, iLActuca sativa/i sup1/sup, Mentha spp. sup2/sup, Basilicum/i sup2/sup, iPetroselinum crispum/i sup2/sup, Isolanum lycopersicum/i sup1/sup, Spinacia oleracea sup1/sup /td /tr /tbody /meza

Hesabu katika exponent inawakilisha tukio la dalili kwa mmea maalum kwa jumla ya mifumo 32 ya aquaponic iliyopitiwa

14.2.3 Microorganisms yenye manufaa katika Aquaponics: Uwezekano

Kama ilivyoelezwa katika utangulizi, machapisho kadhaa yalizingatia bakteria zinazohusika katika mzunguko wa nitrojeni, wakati wengine tayari wanasisitiza kuwepo kwa uwezekano wa microorganisms manufaa zinazoshirikiana na vimelea vya mimea na/au mimea (Rakocy 2012; Changarawe et al. 2015; Sirakov et al. 2016). Sehemu hii inachunguza uwezekano wa microorganisms manufaa ya mimea inayohusika katika aquaponics na njia zao za hatua.

Sirakov et al. (2016) kupimwa bakteria pinzani dhidi Pythium ultimum pekee kutoka mfumo wa aquaponic. Miongoni mwa wale waliojaribiwa 964, 86 ilionyesha athari kali ya kuzuia juu ya Pythium ultimum katika vitro. Utafiti zaidi lazima kupatikana kwa taxonomically kutambua bakteria hizi na kutathmini uwezo wao katika hali vivo. Waandishi wanadhani ya kwamba wengi kati ya hizi hutenganisha ni wa jenasi Pseudomonas. Schmautz et al. (2017) ilifikia hitimisho sawa kwa kutambua Pseudomonas spp. katika rhizosphere ya lettuce. Spishi za antagonistic za jenasi Pseudomonas ziliweza kudhibiti vimelea vya mimea katika mazingira asilia (k.mf. katika udongo wa kukandamiza) huku hatua hii pia imeathiriwa na hali ya mazingira. Wanaweza kulinda mimea dhidi ya vimelea ama kwa njia ya kazi au ya passive kwa kuchochea majibu ya ulinzi wa mimea, kucheza jukumu katika kukuza ukuaji wa mimea, kushindana na vimelea kwa nafasi na virutubisho (kwa mfano ushindani wa chuma kwa kutolewa kwa siderophores ya chelating), na/au hatimaye kwa uzalishaji wa antibiotics au metabolites ya antifungal kama vile biosurfactants (Arras na Arru 1997; Ganeshan na Kumar 2005; Haas na Défago 2005; Beneduzi et al. 2012; Narayanasamy 2013). Ingawa hakuna utambulisho wa microorganisms uliofanywa na Changarawe et al. (2015)), wanaripoti kuwa majivu ya samaki yana uwezo wa kuchochea ukuaji wa mimea, kupunguza ukuaji wa mycelial wa Pythium ultimum na Pythium oxysporum katika vitro na kupunguza ukoloni wa mizizi ya nyanya na fungi hizi.

Habari kuhusu uwezekano wa asili uwezo wa ulinzi wa mimea ya microbiota aquaponic ni chache, lakini uwezekano wa hatua hii ya kinga inaweza kuzingatiwa kuhusiana na mambo mbalimbali tayari anajulikana katika hydroponics au katika aquaculture recirculated. Utafiti wa kwanza ulifanyika mwaka 1995 juu ya hatua ya kukandamiza au suppressiveness iliyokuzwa na microorganisms katika utamaduni usio na udongo (McPherson et al. 1995). Ukandamizaji katika hydroponiki, hapa hufafanuliwa na Postma et al. (2008)), imekuwa “inajulikana kwa kesi ambapo (i) kisababishi hakianzisha au kuendelea; au (ii) huanzisha lakini husababisha uharibifu mdogo au hakuna”. Hatua ya kukandamiza ya milieu inaweza kuhusishwa na mazingira ya abiotic (k.m. pH na suala la kikaboni). Hata hivyo, katika hali nyingi, inachukuliwa kuwa inahusiana moja kwa moja au pasipo moja kwa moja na shughuli za microorganisms ‘au metabolites zao (James na Becker 2007). Katika utamaduni usio na udongo, uwezo wa kukandamiza unaoonyeshwa na ufumbuzi wa maji au vyombo vya habari visivyo na udongo hupitiwa na Postma et al. (2008) na Vallance et al. (2010). Katika mapitio haya, microorganisms zinazohusika na hatua hii ya kukandamiza hazijulikani wazi. Kwa upande mwingine, mimea vimelea kama Phytophthora cryptogea, Pythium spp., Pythium aphanidermatum na Fusarium oxysporum f.sp. radicis-lycoopersici kudhibitiwa au kufutwa na microbiota asili ni kikamilifu ilivyoelezwa. Katika makala mbalimbali zilizopitiwa na Postma et al. (2008) na Vallance et al. (2010), ushiriki wa microbial katika athari ya kukandamiza kwa ujumla huthibitishwa kupitia uharibifu wa microbiota ya substrate isiyo na udongo kwa sterilization kwanza na hatimaye kufuatiwa na inoculation upya. Ikilinganishwa na mfumo wazi bila recirculation, shughuli suppressive katika mifumo soilless inaweza kuelezwa na recirculation maji (McPherson et al. 1995; Tu et al. 1999, iliyotajwa na Postma et al. 2008) ambayo inaweza kuruhusu maendeleo bora na kuenea kwa microorganisms manufaa (Vallance et al. 2010) .

Tangu mwaka 2010, ukandamizaji wa mifumo ya hydroponic umekubaliwa kwa ujumla na mada ya utafiti yameendeshwa zaidi juu ya kutengwa na Tabia ya Matatizo ya kupinga katika utamaduni usio na udongo na aina Pseudomonas kama viumbe vikuu vilivyojifunza. Ikiwa imeonyeshwa kuwa mifumo ya utamaduni isiyo na udongo inaweza kutoa uwezo wa kukandamiza, hakuna maonyesho sawa ya shughuli hiyo katika mifumo ya aquaponics. Hata hivyo, hakuna dalili ya kimapenzi kwamba haipaswi kuwa hivyo. Matumaini haya yanatoka kwa uvumbuzi wa Changarawe et al. (2015) na Sirakov et al. (2016) ilivyoelezwa katika aya ya pili ya sehemu hii. Zaidi ya hayo, imeonyeshwa katika hydroponics (Haarhoff na Cleasby 1991 zilizotajwa na Calvo-Bado et al. 2003; Van Os et al. 1999) lakini pia katika matibabu ya maji kwa matumizi ya binadamu (yaliyopitiwa na Verma et al. 2017) kwamba filtration polepole (ilivyoelezwa katika [Sect 14.3.1](./14.3-protecting-planting-planting-pathogensi -in-aquaponics.md# 1431-Mbinu zisizo za biological-ya-ulinzi)) na zaidi ya polepole filtration mchanga pia inaweza kutenda dhidi ya vimelea vya mimea na hatua ya kukandamiza microbial pamoja na mambo mengine ya kimwili. Katika hydroponics, filtration polepole imeonekana kuwa na ufanisi dhidi ya vimelea vya mimea iliyopitiwa katika Jedwali 14.4. Ni kudhani kwamba microbial suppressive shughuli katika filters ni zaidi pengine kutokana na aina ya Bacillus na/au Pseudomonas (Brand 2001; Déniel et al. 2004; Renault et al. 2007; Renault et al. 2012). Matokeo ya Déniel et al. (2004) yanaonyesha kwamba katika hydroponics, hali ya hatua ya Pseudomonas na Bacillus inategemea ushindani wa virutubisho na antibiosis, kwa mtiririko huo. Hata hivyo, njia za ziada za hatua zinaweza kuwepo kwa genera hizi mbili kama ilivyoelezwa tayari kwa Pseudomonas spp. Aina Bacillus inaweza, kulingana na mazingira, kutenda ama moja kwa moja kwa biostimulation ya mimea au elicitation ya ulinzi wa mimea au moja kwa moja na uhasama kupitia uzalishaji wa antifungal na/au vitu antibacterial. Enzymes zinazoharibika kwa ukuta wa seli, bacteriocins, na antibiotics, lipopeptides (yaani biosurfactants), hutambuliwa kama molekuli muhimu kwa hatua ya mwisho (Pérez-García et al. 2011; Beneduzi et al. 2012; Narayanasamy 2013). Mambo yote yanayozingatiwa, utendaji wa chujio cha polepole sio tofauti na utendaji wa baadhi ya biofilters kutumika katika aquaponics. Zaidi ya hayo, baadhi ya bakteria heterotrophic kama Pseudomonas spp. walikuwa tayari kutambuliwa katika biofilters aquaponics (Schmautz et al. 2017). Hii ni kwa mujibu wa matokeo ya watafiti wengine ambao mara nyingi wamegundua Bacillus na/au Pseudomonas katika RAS (mfumo wa ufugaji wa maji) biofilters (Tal et al. 2003; Sugita et al. 2005; Schreier et al. 2010; Munguia-Fragozo et al. 2015; Rurangwa na Verdegem 2015). Hata hivyo, hadi sasa, hakuna utafiti juu ya kukandamiza iwezekanavyo katika biofilters ya aquaponic imefanywa.

Jedwali 14.4 Mapitio ya vimelea vya mimea kwa ufanisi kuondolewa na filtration polepole katika hydroponics

meza thead tr darasa=“header” Vimelea vya thPlant/th th Marejeo /th /tr /thead tbody tr darasa=“isiyo ya kawaida” Tdixanthomonas campestris/i pv. ipelargoni/I/TD td Brand (2001) /td /tr tr darasa=“hata” TDifusarium oxysporum/i/td td Wohanka (1995), Ehret et al. (1999) iliyotajwa na Ehret et al. (2001), van Os et al. (2001), Déniel et al. (2004), na Furtner et al. (2007) /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” Tdipythium/mimi spp. /td td Déniel et al. (2004) /td /tr tr darasa=“hata” TDipythium aphanidermatum/i/td td Ehret et al. (1999) alitoa mfano na Ehret et al. (2001), na Furtner et al. (2007) /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” Tdiphytophthora sinamomi/td td Van Os et al. (1999), 4 marejeo yaliyotajwa na Ehret et al. (2001) /td /tr tr darasa=“hata” TDiphytophthora cryptogea/i/td td Calvo-Bado et al. (2003) /td /tr tr darasa=“isiyo ya kawaida” Tdiphytophthora cactorum/i/td td Evenhuis et al. (2014) /td /tr /tbody /meza