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अध्याय 12 एक्वापोनिक्स: वैकल्पिक प्रकार और दृष्टिकोण

1. 12.1 परिचय

   Original publication 2019 · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   यह अध्याय कई प्रमुख संबद्ध और वैकल्पिक तकनीकों पर चर्चा करता है जो या तो एक्वापोनिक सिस्टम की कार्यात्मकता/उत्पादकता का विस्तार करने की क्षमता रखते हैं या एसोसिएट/स्टैंड-अलोन प्रौद्योगिकियां हैं जिन्हें एक्वापोनिक्स से जोड़ा जा सकता है। इन प्रणालियों के निर्माण और विकास में उनके मूल रूप से उत्पादन बढ़ाने, अपशिष्ट और ऊर्जा को कम करने और ज्यादातर मामलों में पानी के उपयोग को कम करने की क्षमता है। एक्वापोनिक्स के विपरीत, जिसे विकास के मध्य/किशोर चरण में देखा जा सकता है, नीचे चर्चा की गई उपन्यास दृष्टिकोण उनके बचपन में हैं। हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि वे अपने अधिकार में मूल्यवान प्रौद्योगिकियां नहीं हैं और भविष्य के भोजन को कुशलतापूर्वक और टिकाऊ रूप से वितरित करने की क्षमता रखते हैं। नीचे चर्चा की गई विधियों में एयरोपोनिक्स, एयरोएक्वापोनिक्स, शैवाल, एक्वापोनिक्स, मैरापोनिक्स और हेलोपोनिक्स और लंबवत एक्वापोनिक्स के लिए बायोफ्लॉक तकनीक शामिल है।

2. 12.2 एयरोपोनिक्स

   Original publication 2019 · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   12.2.1 पृष्ठभूमि

   यूएस नेशनल एयरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन (नासा) एयरोपोनिक्स को मिट्टी या मीडिया के बिना हवा में निलंबित बढ़ते पौधों की प्रक्रिया के रूप में वर्णित करता है जो स्वच्छ, कुशल और तेज़ खाद्य उत्पादन प्रदान करता है। नासा ने इसके अलावा नोट किया है कि _crosps बिना किसी रुकावट के लगाए और कटाई की जा सकती है, और मिट्टी, कीटनाशकों और अवशेषों से प्रदूषण के बिना और यह कि एयरोपोनिक सिस्टम 98% तक पानी के उपयोग को कम करते हैं, उर्वरक का उपयोग 60% प्रतिशत तक करते हैं, और कीटनाशक उपयोग को पूरी तरह खत्म कर देते हैं। एरोपोनिक प्रणालियों में उगाए जाने वाले पौधे अधिक खनिजों और विटामिनों को अवशोषित करने के लिए दिखाए गए हैं, जिससे पौधों को स्वस्थ और संभावित रूप से अधिक पोषक तत्व _ (नासा स्पिनऑफ) बनाते हैं। एयरोपोनिक्स के अन्य फायदे यह माना जाता है कि:

   • बढ़ते वातावरण को साफ और बाँझ रखा जा सकता है।

   • इससे पौधों की बीमारियों और संक्रमण के प्रसार की संभावना कम हो जाती है।

   • रूट गठन के दौरान रोपण खिंचाव या झुकाव नहीं करते हैं।

   • प्रत्यारोपण सदमे के बिना प्रत्यारोपण के लिए रोपण आसानी से हटा दिए जाते हैं।

   • बीजिंग वृद्धि तेज हो जाती है, जिससे फसल चक्रों में वृद्धि होती है और इस प्रकार प्रति वर्ष अधिक उत्पादन होता है।

   मौसम और ज़ोबेल (1992) के लिए, एयरोपोनिक्स को पूरे पौधों और/या ऊतकों की संस्कृति के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें उनकी जड़ें होती हैं या हवा/पानी के कोहरे से खिलाया जाता है (जैसा कि पानी, मिट्टी, पोषक तत्व अग्रर या अन्य substrates_ में विसर्जन के विपरीत)। उनके लिए, पौधों है कि केवल आंशिक रूप से हवा में जड़ों और पोषक तत्वों के समाधान में भाग के साथ उगाया जाता है या हवा में समय और पोषक तत्वों के समाधान में समय के हिस्से के लिए उगाए जाते हैं, एयरो-हाइड्रोपोनिक्स की प्रक्रिया के माध्यम से उगाए जाते हैं और न कि क्षेत्रोपानीक।

   एरोपोनिक सिस्टम इस प्रकार पोषक तत्व समाधान के साथ रूट ज़ोन क्षेत्र को छिड़काव या मिस्टिंग करके कार्य करते हैं। पौधों की जड़ों को हवा में निलंबित कर दिया जाता है और 5 से 50 माइक्रोन (माइक्रोन) की छोटी बूंद आकार के साथ बूंदों या बहुत अच्छी धुंध के रूप में पोषक तत्व युक्त पानी की बूंदों के निरंतर या आंतराक/आवधिक स्प्रे/मिस्टिंग के अधीन होते हैं। 30—80 माइक्रोन के स्प्रे छोटी बूंद आकार के साथ 'हॉबी/घरेलू' किट ढूंढना सामान्य है। अल्ट्रासोनिक या ड्राई-कोहरे परमाणु एक छोटी बूंद आकार\ <5 माइक्रोन का उत्पादन करते हैं, लेकिन इन्हें संपीड़ित हवा और बहुत अच्छी नोजल की आवश्यकता होती है, या इन धुंध का उत्पादन करने के लिए अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर का उपयोग करना संभव हो सकता है।

   एरोपोनिक्स में, हाइड्रोपोनिक्स के साथ, पोषक तत्वों की आपूर्ति को अनुकूलित किया जा सकता है और हाइड्रोपोनिक्स और एरोपोनिक्स, हिकोसाका एट अल के बीच तुलना में। (2014) ध्यान दें कि सूखे कोहरे एयरोपोनिक्स का उपयोग करके सलाद में वृद्धि और फसल की गुणवत्ता के बीच कोई अंतर नहीं मिला। हालांकि, रूट श्वसन दर और पत्तियों की प्रकाश संश्लेषण दर में उल्लेखनीय वृद्धि हुई थी। वे यह भी ध्यान देते हैं कि यह प्रणाली कम पानी का उपयोग करती है और यह परंपरागत हाइड्रोपोनिक्स (हिकोसाका एट अल। 2014) की तुलना में अधिक कुशल और आसान हो सकती है। नियंत्रित वातावरण के तहत कृषि के क्षेत्र में आधुनिक पौधों की खेती प्रौद्योगिकियों पर एक समीक्षा पत्र में, लखीर एट अल। (2018) ध्यान दें कि एयरोपोनिक्स 'खाद्य सुरक्षा और टिकाऊ विकास के लिए सबसे अच्छा संयंत्र बढ़ती विधि माना जाता है'।

   12.2.2 एयरोपोनिक्स की उत्पत्ति

   रिचर्ड जे स्टोनर द्वितीय को एयरोपोनिक्स का पिता माना जाता है। एक्वापोनिक्स (क्लॉसन एट अल। 2000) की नासा समीक्षा नोट करती है कि एक्वापोनिक्स की उत्पत्ति मुख्य रूप से रूट आकृति विज्ञान के अध्ययन में है, लेकिन प्रकृति में उत्पन्न होती है, उदाहरण के लिए पौधों के साथ, उदाहरण के लिए, उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में बढ़ रहे ऑर्किड जहां धुंध स्वाभाविक रूप से होती है। (2000) बी टी बार्कर से एयरोपोनिक्स के विकास पर ध्यान दें, जो 'एक स्प्रे के साथ बढ़ते सेब के पेड़ में सफल हुआ', और एफ डब्ल्यू चला गया, जो 1957 में धुंध में टमाटर और कॉफी पौधों की वृद्धि हुई और प्रक्रिया 'एयरोपोनिक्स' कहा। रूट आकृति विज्ञान के अध्ययन के संबंध में, 1942 में कार्टर ने अनानस जड़ों की जांच करने के तरीके के रूप में एयरोपोनिक्स का उपयोग किया, और 1944 में Klotz ने एवोकैडो और साइट्रस की जड़ों की जांच की, और फिर हबिक और रॉबर्टसन सहित कई अन्य लोगों; बराक, सोफर, और बर्गर; युरगालिविच और जेन्स; और डुटोइट, मौसम, और ब्रिग्स ने सभी ने एयरोपोनिक्स में विभिन्न प्रयोग किए (विवरण के लिए क्लॉसन एट अल 2000 का संदर्भ लें)।

   12.2.3 एयरोपोनिक्स बढ़ते मुद्दे

   (2000) टिबिट्स एट अल द्वारा परीक्षणों की रिपोर्ट करें। (1994) कि निरंतर मिस्टिंग 'पौधों के आसपास या आसपास के क्षेत्र में फंगल और जीवाणु विकास में योगदान कर सकती है', और इसके अलावा कुछ शोधकर्ताओं ने पाया है कि ठीक बूंदों के कारण और निरंतर फॉगिंग सिस्टम के साथ, इसमें कठिनाइयां हो सकती हैं सभी पौधों जहां पौधों की एक उच्च घनत्व है करने के लिए पोषक तत्वों पहुंचाने '। इस संबंध में यह दिखाया गया है कि अंतराल पर मिस्टिंग निरंतर धुंध और हाइड्रोपोनिक तकनीकों की तुलना में एक स्वस्थ प्रणाली और स्वस्थ जड़ें प्रदान करती है। अंतराल का उपयोग पौधों को मिस्टिंग में किसी भी रुकावट के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाता है, पौधों को कम नमी के स्तर पर लंबे समय तक बढ़ने के लिए कंडीशनिंग करता है, जिससे रोगज़नक़ों के स्तर में होने की संभावना कम हो जाती है। प्रभावी मिस्टिंग के लिए, 'बूंद आकार और वेग भी महत्वपूर्ण एयरोपोनिक पैरामीटर हैं। रूट की धुंध संग्रह दक्षता इसके फिलामेंट आकार, ड्रॉप आकार, और वेग पर निर्भर करती है (क्लॉसन एट अल 2000)।

   12.2.4 एक्वापोनिक्स और एयरोपोनिक्स का संयोजन

   जबकि कई उद्यमियों और उत्सुक शौक रखने वालों ने एरोपोनिक्स के साथ एक्वापोनिक्स के संयोजन को बढ़ावा दिया है, भविष्य में खेती के लिए इस कॉम्बो-टेक्नोलॉजी पर विचार करते हुए कई मुद्दे हैं जिन्हें हल करने की आवश्यकता है। एक मुद्दा जिसे हल करने की आवश्यकता है, इस प्रणाली के लिए एक नाम है, और यहां सुझाव दिया गया है कि हम इस combosystem 'aquaeroponics' कहते हैं।

   जबकि वेब पर कई वीडियो और चर्चा धागे हैं, एयरोपोनिक्स और एक्वापोनिक्स के संयोजन पर, क्षेत्र वैज्ञानिक साहित्य का शून्य है। वेब-आधारित चर्चाएं धुंध स्प्रेयर को पकड़ने और एक्वापोनिक समाधानों के ठीक निस्पंदन की आवश्यकता के मुद्दों को बढ़ाती हैं। एक्वारोपोनिक्स के साथ एक और मुद्दा हवादार गीले वातावरण में रोगजनकों के बढ़ने की संभावना है और इसका पता लगाने के लिए अनुसंधान की आवश्यकता होगी। मिस्टर्स की समस्या को हल करने का एक समाधान धुंध बनाने के लिए अल्ट्रासोनिक कंपन का उपयोग करना है, लेकिन इससे रोगजनकों के विकास के साथ कोई समस्या हल नहीं होती है।

3. 12.3 शैगैपोनिक्स

   Original publication 2019 · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   12.3.1 पृष्ठभूमि

   माइक्रोएल्गे एककोशिकीय फोटोऑटोट्रॉफ (0.2 माइक्रोन से लेकर 100 माइक्रोन तक) हैं और विभिन्न टैक्सोनोमिक समूहों में वर्गीकृत हैं। Microalgae अधिकांश वातावरण में पाया जा सकता है, लेकिन ज्यादातर जलीय वातावरण में पाए जाते हैं। Phytoplankton दुनिया के प्राथमिक उत्पादन के 45% से अधिक के साथ-साथ वायुमंडलीय OSUB2/उप के 50% से अधिक पैदा करने के लिए जिम्मेदार हैं। सामान्य तौर पर, माइक्रोएल्गे और उच्च पौधों (डेपेलर एट अल। 2018) के प्रकाश संश्लेषण में कोई बड़ा अंतर नहीं है। हालांकि, उनके छोटे आकार और आंतरिक रूप से प्रतिस्पर्धी शारीरिक organelles की एक संख्या में कमी के कारण, microalgae उच्च पौधों (Moheimani एट अल। 2015) की तुलना में बहुत तेजी से बढ़ सकता है। Microalgae सीमित पोषक तत्वों की स्थिति में भी बढ़ सकता है और पर्यावरणीय परिस्थितियों (गॉर्डन और पोले 2007) की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अनुकूल करने की क्षमता है। सबसे महत्वपूर्ण बात, microalgal संस्कृति कृषि योग्य भूमि और मीठे पानी (Moheimani एट अल। 2015) के बारे में खाद्य फसल उत्पादन के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं करता है। इसके अलावा, माइक्रोएल्गे अपशिष्ट अपशिष्ट पदार्थों (आयरे एट अल 2017) से अकार्बनिक पोषक तत्वों का कुशलतापूर्वक उपयोग कर सकते हैं। सामान्य तौर पर, माइक्रोअल्गल बायोमास में 50% कार्बन होता है जिससे उन्हें वायुमंडलीय COSUB2/उप (मोहेमनी एट अल 2012) बायोरेमेडीटिंग के लिए एक आदर्श उम्मीदवार बनाया जाता है।

   व्यापक दुनिया भर में कृषि और पशु खेती में वृद्धि जैविक रूप से उपलब्ध नाइट्रोजन और फास्फोरस स्थलीय बायोस्फीयर में प्रवेश में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है (गैलोवे एट अल. 2004)। फसल और पशु खेती और सीवेज सिस्टम इन पोषक तत्वों के भार में महत्वपूर्ण मात्रा में योगदान करते हैं (Schoumans एट अल। 2014)। इन पोषक तत्वों को पानी की धाराओं में घुसपैठ से बड़े पैमाने पर पर्यावरणीय मुद्दों जैसे हानिकारक अल्गल खिलता और जन मछली मृत्यु दर हो सकती है। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में, कृषि से पोषक तत्व प्रदूषण को यूट्रोफिकेशन (शार्पली एट अल 2008) के प्रमुख स्रोतों में से एक के रूप में स्वीकार किया जाता है। आसपास के पर्यावरण में खेती के संचालन से पोषक तत्वों के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए तकनीकी और आर्थिक चुनौतियों दोनों में परिणाम होते हैं जिन्हें ऐसे प्रभावों को कम करने के लिए दूर किया जाना चाहिए। उच्च जैविक भार के साथ अपशिष्ट प्रवाह के इलाज के लिए कई सफल प्रक्रियाएं विकसित की गई हैं। हालांकि, इन तरीकों में से लगभग सभी पानी से अकार्बनिक तत्वों को हटाने में बहुत प्रभावी नहीं हैं। इसके अलावा, इनमें से कुछ विधियां संचालित करने के लिए महंगे हैं। कार्बनिक कचरे के इलाज के लिए एक सरल तरीका एनारोबिक पाचन (एडी) है। एडी प्रक्रिया अच्छी तरह से समझा जाता है और जब कुशलता से संचालित होता है, तो यह 90% से अधिक अपशिष्ट जल कार्बनिक मामलों को जैव-मीथेन और कोसब2/सब (पार्किन और ओवेन 1986) में परिवर्तित कर सकता है। मीथेन का उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है और उत्पन्न गर्मी का उपयोग विभिन्न अतिरिक्त उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है। हालांकि, एडी प्रक्रिया का परिणाम एनारोबिक पाचन प्रवाह (एडीई) बनाने में होता है जो अकार्बनिक फॉस्फेट और नाइट्रोजन के साथ-साथ उच्च सीओडी (कार्बन ऑक्सीजन की मांग) में बहुत समृद्ध होता है। कुछ स्थानों में, इस प्रवाह को माइक्रोएल्गे और मैक्रोलागे (आयरे एट अल। 2017) का उपयोग करके इलाज किया जा सकता है।

   12.3.2 अल्गल ग्रोथ सिस्टम

   चूंकि संयुक्त राष्ट्र समिति ने सिफारिश की है कि पारंपरिक कृषि फसलों को अपरंपरागत मूल के उच्च प्रोटीन खाद्य पदार्थों के साथ पूरक किया जाए, इसलिए माइक्रोएल्गे प्राकृतिक उम्मीदवार बन गए हैं (रिचमंड और बेकर 1986)। पहली माइक्रोअल्गल खेती हालांकि 1890 में\ * Chlorella vulgaris* (Borowitzka 1999) की संस्कृति द्वारा हासिल की गई थी। तथ्य यह है कि microalgae सामान्य रूप से दिन के एक निश्चित समय में विभाजित के कारण, अवधि cyclostat संस्कृति (चिशोल्म और ब्रांड 1981) के लिए एक प्रकाश/अंधेरे (circadian) चक्र शुरू करने के लिए विकसित किया गया था। माइक्रोएल्गे के लार्वा की संस्कृति और इसके बायोमास का आंशिक उपयोग विशेष रूप से कुछ उत्पादों जैसे लिपिड के लिए आधार के रूप में शायद 1953 के रूप में गंभीरता से शुरू किया गया था *Chlorella\ * (Borowitzka 1999) की एक बड़े पैमाने पर संस्कृति से भोजन का उत्पादन करने के उद्देश्य से। आमतौर पर, शैवाल खुले तालाबों (Borowitzka और Moheimani 2013), बंद photobiorecators (Moheimani एट अल। 2011), या इन प्रणालियों का एक संयोजन का उपयोग कर तरल में सुसंस्कृत किया जा सकता है। अल्गा को बायोफिल्म्स (विजिहास्टुटी एट अल 2017) के रूप में भी सुसंस्कृत किया जा सकता है।

   ** बंद फोटोबायोरिएक्टर्स** (मोहेमनी एट अल। 2011 के बाद): बंद अल्गल संस्कृतियां (फोटोबायोरिएक्टर्स) वातावरण के संपर्क में नहीं हैं लेकिन पारदर्शी सामग्री के साथ कवर किया गया है या पारदर्शी टयूबिंग के भीतर निहित है। फोटोबायोरिएक्टर्स के पास वाष्पीकरण को रोकने का विशिष्ट लाभ है। बंद और अर्ध-बंद फोटोबायोरिएक्टर्स मुख्य रूप से उच्च मूल्य वाले अल्गल उत्पादों के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाते हैं। ऑपरेटिंग व्यय (ओपेक्स) और पूंजी व्यय (सीएपीईएक्स) की समग्र लागत के कारण, बंद फोटोबायोरिएक्टर खुले सिस्टम की तुलना में कम किफायती हैं। दूसरी ओर, कम प्रदूषण और कम COSUB2/उप नुकसान होता है, और तकनीकी डिजाइन में पुनरुत्पादित खेती की स्थिति और लचीलापन बनाकर, इससे उन्हें खुले तालाबों के लिए एक अच्छा विकल्प मिलता है। कुछ बंद प्रणालियों की कमजोरियों को (ए) प्रकाश पथ को कम करने, (बी) कतरनी (अशांति) जटिलता को हल करने, ऑक्सीजन एकाग्रता को कम करने, और (सी) तापमान नियंत्रण प्रणाली से दूर किया जा सकता है। बंद फोटोबायोरिएक्टर्स मुख्य रूप से (ए) कारबोज़, (बी) ट्यूबलर, (सी) एयरलिफ्ट और (डी) प्लेट फोटोबायोरिएक्टर्स में विभाजित होते हैं।

   ** ओपन पॉन्ड** (बोरोविट्का और मोहेमनी 2013 के बाद): खुले तालाबों का उपयोग आमतौर पर बड़े पैमाने पर आउटडोर माइक्रोअल्गल खेती के लिए किया जाता है। प्रमुख अल्गल वाणिज्यिक उत्पादन खुले चैनलों (रेसवे) में आधारित है जो बंद फोटोबायोरिएक्टरों की तुलना में कम महंगे, निर्माण और संचालित करने में आसान हैं। इसके अलावा, माइक्रोएल्गे की वृद्धि बंद खेती प्रणालियों की तुलना में खुली में कम कठिनाइयों को पूरा करती है। हालांकि माइक्रोएल्गे की कुछ प्रजातियां (उदाहरण के लिए Dunaliella salina, Spirulina sp., Chlorella sp.) खुले तालाबों में सफलतापूर्वक उगाई गई हैं। वाणिज्यिक microalgal उत्पादन लागत उच्च रहे हैं, 4 और 20\ $us/GSUP-1/SUP के बीच होने के लिए अनुमानित। पिछले 70 वर्षों में लार्वा आउटडोर खुले तालाब वाणिज्यिक सूक्ष्म संस्कृति विकसित हुई है, और अभी भी (निर्जन) और उत्तेजित तालाब दोनों विकसित किए गए हैं और इसका उपयोग वाणिज्यिक आधार पर किया गया है। बहुत बड़े खुले तालाबों को केवल प्राकृतिक पानी के तालाबों से खुले बेड के साथ बनाया जाता है जो आमतौर पर गहराई में 0.5 मीटर से कम होते हैं। कुछ छोटे तालाबों में सतह को प्लास्टिक की परत शीट के साथ खड़ा किया जा सकता है। अनस्टर्ड खुले तालाब सभी वाणिज्यिक संस्कृति विधियों के सबसे किफायती और कम से कम तकनीकी का प्रतिनिधित्व करते हैं और ऑस्ट्रेलिया में Dunaliella salina β-कैरोटीन उत्पादन के लिए व्यावसायिक रूप से उपयोग किया जाता है। ऐसे तालाब मुख्य रूप से बढ़ते माइक्रोएल्गे तक सीमित होते हैं जो खराब परिस्थितियों में जीवित रहने में सक्षम होते हैं या प्रतिस्पर्धात्मक लाभ होता है जो उन्हें प्रोटोजोआ, अवांछित माइक्रोएल्गे, वायरस और बैक्टीरिया जैसे दूषित पदार्थों को विकसित करने की अनुमति देता है। दूसरी तरफ उत्तेजित तालाबों का मिश्रण शासन का लाभ होता है। अधिकांश उत्तेजित तालाब या तो (ए) गोलाकार तालाब घूर्णन आंदोलनकारियों के साथ या (बी) एकल या जुड़े हुए रेसवे तालाबों के साथ होते हैं।

   परिपत्र खेती तालाबों का मुख्य रूप से दक्षिण पूर्व एशिया में माइक्रोएल्गे की बड़े पैमाने पर खेती के लिए उपयोग किया जाता है। परिपत्र तालाब व्यास में 45 मीटर तक और आमतौर पर गहराई में 0.3-0.7 मीटर खुला होता है, लेकिन कुछ उदाहरण हैं जो ग्लास गुंबदों द्वारा कवर किए जाते हैं। कम कतरनी तनाव है कि microalgae उत्पादन के लिए आवश्यक हैं विशेष रूप से तालाब के केंद्र में इन प्रणालियों में उत्पादित कर रहे हैं, और इस प्रणालियों के इन प्रकार का एक अलग लाभ है। कुछ नुकसान में महंगे कंक्रीट संरचनाएं, बड़े पैरों के निशान के साथ अक्षम भूमि उपयोग, आंदोलन डिवाइस के आंदोलन को नियंत्रित करने में कठिनाइयों और कोसब2/सब की आपूर्ति में अतिरिक्त लागत शामिल हैं।

   पैडलेव्हील संचालित रेसवे सबसे आम वाणिज्यिक माइक्रोअल्गल खेती प्रणाली हैं। रेसवे आमतौर पर या तो एक चैनल में या लिंक किए गए चैनलों के रूप में निर्माण कर रहे हैं। रेसवे आमतौर पर उथले (0.15 से 0.25 मीटर गहरी) होते हैं, एक लूप में बनाए जाते हैं और आमतौर पर लगभग 0.5 से 1.5 हेक्टेयर के क्षेत्र को कवर करते हैं। Raceways ज्यादातर Chlorella, Spirulina और Dunaliella सहित माइक्रोशैवाल की तीन प्रजातियों के प्रमुख वाणिज्यिक संवर्धन के लिए उपयोग किया जाता है और सिफारिश की जाती है। प्रदूषण और कम उत्पादकता का एक उच्च जोखिम, मुख्य रूप से खराब मिश्रण शासन और प्रकाश प्रवेश से उत्पन्न होता है, इन खुली प्रणालियों के मुख्य नुकसान हैं। रेसवे में, 1000 मिलीग्राम शुष्क वजन तक बायोमास सांद्रता। एलएसयूपी -1/एसयूपी और 20 ग्राम सूखे वजन की उत्पादक.msup2/sup.dsup-1/sup संभव दिखाया गया है।

   माइक्रोअल्गल उत्पादन की कीमत आर्थिक उपलब्धि को महंगे और अनन्य उत्पादों के विपणन पर अत्यधिक निर्भर करती है, जिसके लिए मांग स्वाभाविक रूप से प्रतिबंधित है। रेसवे भी अपशिष्ट जल के इलाज के लिए इस्तेमाल किया सबसे अधिक इस्तेमाल किया खेती प्रणाली हैं (पार्क और Craggs 2010)।

   ** ठोस कृति** (विजिहास्टुटी एट अल। 2017 के बाद): एक वैकल्पिक माइक्रोअल्गल खेती विधि एक बहुलक मैट्रिक्स में कोशिकाओं को स्थिर कर रही है या उन्हें ठोस समर्थन (बायोफिल्म) की सतह से जोड़ रही है। सामान्य तौर पर, इस तरह के बायोमास संस्कृतियों की बायोमास उपज तरल आधारित संस्कृतियों की तुलना में कम से कम 99% अधिक केंद्रित होती है। Dewatering किसी भी बड़े पैमाने पर अल्गल उत्पादन के सबसे महंगे और ऊर्जा-गहन भागों में से एक है। बायोफिल्म विकास का मुख्य लाभ डीवॉटरिंग प्रक्रिया और संबंधित ऊर्जा खपत को कम करने की क्षमता है और इस प्रकार लागत है। बायोफिल्म की खेती सेलुलर लाइट कैप्चर को भी बढ़ा सकती है, पर्यावरणीय तनाव को कम कर सकती है (जैसे पीएच, लवणता, धातु विषाक्तता, बहुत अधिक विकिरण), उत्पादन की लागत को कम कर सकती है और पोषक तत्वों की खपत को कम कर सकती है। अपशिष्ट जल (पोषक तत्व और धातु हटाने) के इलाज के लिए ठोस आधारित खेती विधियों का उपयोग किया जा सकता है। बायोफिल्म की खेती के लिए तीन मुख्य तरीके हैं: (ए) 100% सीधे मध्यम में जलमग्न, (बी) आंशिक रूप से मध्यम में जलमग्न और (सी) एक झरझरा सब्सट्रेट का उपयोग करके मध्यम से कोशिकाओं तक पोषक तत्वों और नमी देने के लिए।

   12.3.3 अल्गल ग्रोथ पोषक तत्व आवश्यकताएं

   निरोधात्मक भौतिक, रासायनिक और जैविक कारकों के एक नंबर उच्च microalgal उत्पादन बाधित कर सकते हैं। इन्हें तालिका 12.1 में वर्णित किया गया है।

   महत्वपूर्ण विकास सीमाओं का एक बुनियादी ज्ञान शायद किसी भी प्रक्रिया के लिए किसी भी microalgae लागू करने से पहले सबसे आवश्यक कारक है। लाइट अब तक का सबसे महत्वपूर्ण सीमित कारक है जो किसी भी अल्गा के विकास को प्रभावित करता है। तापमान भी बड़े पैमाने पर algal उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण कारक है (Moheimani और Parlevliet 2013)। हालांकि, इन चरों को नियंत्रित करना मुश्किल है (मोहेमनी और पार्लेवेट 2013)। प्रकाश और तापमान के आगे, पोषक तत्व किसी भी अल्गा (Moheimani और Borowitzka 2007) के विकास को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण सीमित कारक हैं और प्रत्येक microalgal प्रजातियों की अपनी इष्टतम पोषक तत्व आवश्यकताएं होती हैं। सबसे महत्वपूर्ण पोषक तत्व नाइट्रोजन, फास्फोरस और कार्बन (ओसवाल्ड 1988) हैं। अधिकांश

   तालिका tbody टीआर थाबियोटिक कारकों/वें टीडी प्रकाश (गुणवत्ता, मात्रा) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी/टीडी टीडी तापमान /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी/टीडी टीडी पोषक तत्व एकाग्रता /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी/टीडी टीडी OSUB2/उप /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी/टीडी टीडी Cosub2/उप और पीएच /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी/टीडी टीडी लवणता /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी/टीडी टीडी विषैले रसायन /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” Thbiotic कारकों/वें टीडी रोगज़नक़ों (बैक्टीरिया, कवक, वायरस) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी/टीडी टीडी अन्य शैवाल द्वारा प्रतियोगिता /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” ThOperational कारक/वें टीडी मिश्रण द्वारा उत्पादित कतरनी /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी/टीडी टीडी कमजोर पड़ने की दर /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी/टीडी टीडी गहराई /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी/टीडी टीडी फसल आवृत्ति /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी/टीडी टीडी बाइकार्बोनेट के अलावा /टीडी /tr /टीबीओडी /तालिका

   ** तालिका 12.1** माइक्रोएल्गे की वृद्धि और उत्पादकता की सीमाएं (मोहेमी और बोरोविट्का 2007)

   शैवाल उनकी लिपिड सामग्री (मोहेमनी 2016) को बढ़ाकर एन-सीमा का जवाब देते हैं। उदाहरण के लिए, शिफ्रिन और चिशोल्म (1981) ने बताया कि माइक्रोएल्गे की 20 से 30 प्रजातियों में उन्होंने जांच की, शैवाल ने एन-वंचित होने के तहत अपनी लिपिड सामग्री में वृद्धि की। फास्फोरस भी एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व microalgal विकास के लिए आवश्यक है के रूप में यह सेल चयापचय और विनियमन में एक अनिवार्य भूमिका निभाता है, एंजाइमों, फॉस्फोलिपिड और ऊर्जा की आपूर्ति यौगिकों (स्मिथ 1983) के उत्पादन में शामिल किया जा रहा है। ब्राउन एंड बटन्स (1979) हरी अल्गा सेलेनास्ट्रम मकर राशि पर अध्ययन एक स्पष्ट वृद्धि सीमा से पता चला है जब माध्यम की फॉस्फेट एकाग्रता 10 एनएम से कम थी। Cosub2/उप भी उच्च algal उत्पादकता (Moheimani 2016) को प्राप्त करने के लिए एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व है। उदाहरण के लिए, यदि अतिरिक्त COSUB2/SUB को अल्गल संस्कृति में नहीं जोड़ा गया है, तो औसत उत्पादकता को 80% (मोहेमनी 2016) तक कम किया जा सकता है। हालांकि, कोसब2/सब को अल्गल तालाबों के अलावा महंगा है (मोहेमनी 2016)। Cosub2/उप एक संस्कृति मीडिया के लिए शुरू करने के लिए सबसे किफायती तरीका है - दमक झरझरा पत्थरों के माध्यम से बुदबुदाती या Cosub2/उप इंजेक्टर (Moheimani 2016) के रूप में जलमग्न प्लास्टिक शीट के तहत पाइप का उपयोग करके मीडिया में गैस का प्रत्यक्ष हस्तांतरण। दुर्भाग्य से, इन तरीकों के सभी में वहाँ अभी भी उच्च वातावरण के लिए Cosub2/उप नुकसान है क्योंकि अल्गल निलंबन में गैस बुलबुले के कम प्रतिधारण समय की।

   हालांकि एन, पी और सी जोड़ना महत्वपूर्ण है, अन्य पोषक तत्व माइक्रोअल्गल विकास और चयापचय को भी प्रभावित करते हैं। इस तरह के मैंगनीज (Mn) और विभिन्न अन्य फैटायनों (MgSup2+/SUP, KSUP +/SUP और Casup2+/SUP) के रूप में अन्य पोषक तत्वों की कमी, भी algal विकास को कम करने के लिए जाना जाता है (Droop 1973)। ट्रेस तत्व भी microalgal विकास के लिए महत्वपूर्ण हैं और कुछ microalga भी उनके विकास (क्रॉफ्ट एट अल 2005) के लिए विटामिन की आवश्यकता होती है। पोषक तत्वों की आपूर्ति करने का एक प्रभावी और सस्ती तरीका अल्गल संस्कृति और अपशिष्ट जल उपचार के संयोजन से होता है जिसे तुरंत नीचे चर्चा की जाती है।

   12.3.4 शैवाल और अपशिष्ट जल उपचार

   पर्यावरणीय गिरावट में वृद्धि और वैकल्पिक खाद्य और ऊर्जा स्रोतों को उत्पन्न करने की अधिक आवश्यकता के साथ, संसाधन वसूली के साथ जैविक अपशिष्ट जल उपचार की व्यवहार्यता का पता लगाने के लिए प्रोत्साहन दिया गया है। अल्गल फोटोसिंथेटिक गतिविधियों के कारण माइक्रोअल्गल अपशिष्ट जल उपचार विशेष रूप से आकर्षक रहे हैं, जहां प्रकाश को लाभदायक बायोमास में स्थानांतरित किया जाता है। कुछ शर्तों के तहत, अपशिष्ट जल उगाए गए माइक्रोअल्गल बायोमास पौधों की उच्च प्रजातियों के लिए बायोमास उत्पादन में बराबर या बेहतर हो सकते हैं। इस प्रकार, प्रक्रिया एक अपशिष्ट उत्पाद को उपयोगी उत्पादों (जैसे पशु फ़ीड, जलीय कृषि फ़ीड, जैव-उर्वरक और बायोनेर्जी) में बदल सकती है। इस प्रकार, अपशिष्ट प्रवाह नहीं रह गया है एक नकारात्मक अपशिष्ट उत्पाद है, लेकिन यह महत्वपूर्ण पदार्थों के उत्पादन के लिए एक मूल्यवान सब्सट्रेट बन जाता है और सफल microalgal अपशिष्ट जल bioremediation आधी सदी से अधिक के लिए सूचना दी गई है (ओसवाल्ड और Gotass 1957; Delrue एट अल। अल्गल फाइटोरिमेडियेशन वास्तव में अपशिष्ट जल के उपचार के लिए एक पर्यावरण अनुकूल समाधान प्रदान करता है क्योंकि यह जैविक और अकार्बनिक पोषक तत्वों का कुशलतापूर्वक उपयोग कर सकता है (नवोबा एट अल। 2017)। माइक्रोअल्गल संस्कृतियां अपशिष्ट जल उपचार के बाद के चरणों के लिए एक विशाल क्षमता रखती हैं, विशेष रूप से 'एन', 'पी' और 'सीओडी' (नवोबा एट अल। 2016) को कम करने के लिए। इसके अलावा, इस तरह के photoautotrophic, mixotrophic और heterotrophic स्थितियों के रूप में विभिन्न पोषण शर्तों के माध्यम से विकसित करने के लिए माइक्रोएल्गे की क्षमता भी जलीय मैट्रिक्स से प्रदूषण और रसायनों के विभिन्न प्रकार को हटाने में अपनी क्षमताओं को बढ़ाता है। सीक्वेस्ट्रेटिंग कार्बन (कोसब2/एसयूबी) में माइक्रोएल्गे की क्षमता COSUB2/उप बायोरेमेडियेशन की अनुमति देती है। स्थापित सिंक्रनाइज़ अल्गाल-बैक्टीरिया संबंध भी अपशिष्ट जल (मुनोज़ और गुइसेसे 2006) के बायोरेमेडिएशन के लिए आदर्श रूप से synergetic है। प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से, माइक्रोएल्गे कार्बनिक पदार्थों के खनिज के लिए एरोबिक बैक्टीरिया द्वारा आवश्यक ऑक्सीजन प्रदान करते हैं और साथ ही एनएचएसयूबी 4/सबसुप+/एसयूपी (मुनोज और गुइसेसे 2006) के ऑक्सीकरण के लिए भी। बदले में, बैक्टीरिया माइक्रोएल्गे के विकास के लिए कार्बन डाइऑक्साइड की आपूर्ति करता है, जो समग्र अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रिया (डेलरू एट अल। 2016) के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की मात्रा को कम करता है। सामान्य तौर पर, नाइट्रोजन अनुपात में कम कार्बन वाले अपशिष्ट अपशिष्ट पदार्थ मौलिक रूप से प्रकाश सिंथेटिक जीवों के विकास के लिए अनुकूल होते हैं। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि माइक्रोअल्गल घरेलू और कृषि अपशिष्ट जल उपचार एक आकर्षक विकल्प है क्योंकि प्रौद्योगिकी अपेक्षाकृत आसान है और उन्हें प्रवाह उपचार के मानक की तुलना में बहुत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। बड़े पैमाने पर रेसवे तालाबों में सूक्ष्म अपशिष्ट जल उपचार का अनुकूलन आकर्षक है क्योंकि यह हानिकारक अपशिष्ट उत्पाद के प्रभावी उपचार और संभावित रूप से मूल्यवान प्रोटीन युक्त अल्गल बायोमास के उत्पादन को जोड़ती है। चित्रा 12.1 एनारोबिक पाचन और अल्गल खेती के संयोजन से किसी भी कार्बनिक कचरे के इलाज के लिए एक बंद लूप प्रणाली को सारांशित करता है।

   12.3.5 शैवाल और एक्वापोनिक्स

   जलीय कृषि में और एक्वापोनिक सिस्टम में माइक्रोएल्गे को अक्सर एक उपद्रव माना जाता है क्योंकि वे पाइप को क्लोजिंग करके पानी के प्रवाह को प्रतिबंधित कर सकते हैं, ऑक्सीजन का उपभोग कर सकते हैं,

   

   ** अंजीर 12.1** जैविक अपशिष्ट और संभावित अंत उपयोगकर्ताओं के इलाज के लिए अल्गल संस्कृति का उपयोग करने के लिए एकीकृत प्रक्रिया प्रणाली। (प्रक्रिया आरे एट अल 2017 और मोहेमनी एट अल से जानकारी के आधार पर डिज़ाइन की गई है 2018)

   कीड़ों को आकर्षित कर सकता है, पानी की गुणवत्ता को कम कर सकता है और जब विघटन ऑक्सीजन को कम कर सकता है। हालांकि, एडी एट अल द्वारा एक प्रयोग (2017) से पता चलता है कि शैवाल एक एक्वापोनिक प्रणाली में पानी की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है, नाइट्रिफिकेशन प्रक्रिया से संबंधित पीएच बूंदों को नियंत्रित करने में मदद करता है, सिस्टम में भंग ऑक्सीजन उत्पन्न करता है, 'एक मूल्य वर्धित मछली फ़ीड के रूप में पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड का उत्पादन करता है और विविधता जोड़ता है और सुधार करता है 'प्रणाली के लिए लचीलापन। एक्वापोनिक्स के 'पवित्र गेल' में से एक यह है कि सिस्टम के हिस्से के रूप में मछली को खिलाया जाने वाले भोजन का कम से कम हिस्सा उत्पादन करना है और यह यहां है कि शैवाल के उत्पादन में शोध की आवश्यकता होती है जिसे एक्वापोनिक्स पानी के हिस्से के साथ उगाया जा सकता है, शायद एक अलग लूप में, जिसे तब मछली के लिए आहार।

4. 12.4 मारापोनिक्स और हेलोपोनिक्स

   Original publication 2019 · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   हालांकि मीठे पानी एक्वापोनिक्स सबसे व्यापक रूप से वर्णित और अभ्यास एक्वापोनिक तकनीक है, खाद्य उत्पादन (कृषि और जलीय कृषि) के लिए मीठे पानी के संसाधन तेजी से सीमित हो रहे हैं और दुनिया के कई हिस्सों में मिट्टी लवणता उत्तरोत्तर बढ़ रही है (Turcios और Papenbrock 2014)। इसने वैकल्पिक जल स्रोतों (जैसे अत्यधिक नमकीन पानी के साथ-साथ समुद्री जल के लिए खारा) और यूरोहालिन या नमक पानी की मछली, हेलोफिटिक पौधों, समुद्री शैवाल और कम नमक-सहिष्णु ग्लाइकोफाइट्स (जोस्टिंग एट अल। 2016) के उपयोग में वृद्धि हुई है। यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि जब भूमिगत जल में खारा की मात्रा केवल 0.93% दुनिया के कुल जल संसाधनों का 12,870,000 kmsup3/sup पर अनुमान लगाया गया है, यह भूमिगत मीठे पानी के भंडार (10,530,000 kmsup3/sup) से अधिक है जो सभी ताजे पानी के भंडार का 30.1% बनाता है (Appelbaum और Kotzen 2016)।

   एक्वापोनिक्स में नमकीन पानी का उपयोग अपेक्षाकृत नया विकास है और अधिकांश नए विकास के साथ ही फर्म के स्तर पर प्रकारों की श्रेणी/पदानुक्रम का वर्णन करने के लिए उपयोग की जाने वाली शर्तों को स्थापित करने की आवश्यकता होती है। अपने संक्षिप्त इतिहास में, मैरापोनिक्स (यानी समुद्री एक्वापोनिक्स) शब्द समुद्री जल एक्वापोनिक्स (एसए) के लिए गढ़ा गया है, दूसरे शब्दों में, समुद्री जल के साथ-साथ खारे पानी (गनिंग एट अल। 2016) का उपयोग करने वाली प्रणालियों। ये प्रणालियां मुख्य रूप से तटीय स्थानों में और एसए के मामले में, समुद्री जल स्रोत के करीब स्थित हैं। लेकिन मछली के साथ-साथ पौधे भी होते हैं जो एक्वापोनिक इकाइयों में बढ़ते हैं और इसका उपयोग किया जा सकता है जहां पानी की लवणता का स्तर भिन्न होता है। इस प्रकार जब यह समुद्री जल एक्वापोनिक्स के लिए 'मैरापोनिक्स' शब्द का उपयोग करने के लिए व्युत्पत्ति भावना बनाता है, तो यह इस शब्द का उपयोग करके खारे पानी के एक्वापोनिक्स को कम समझ में आता है। इस प्रकार हम सुझाव देते हैं कि एक्वापोनिक लेक्सिकॉन में एक नया शब्द जोड़ा जाना चाहिए और यह 'हेलोपोनिक्स' है, जो लैटिन शब्द हेलो से प्राप्त होता है जिसका अर्थ नमक होता है और प्रत्यय पोनिक्स के साथ संयोजन होता है। इस प्रकार मैरापोनिक्स समुद्री जलीय पौधों (जैसे समुद्री समुद्री समुद्री समुद्री समुद्री शैवाल, समुद्री शैवाल और समुद्री जल halophytes) के हाइड्रोपोनिक उत्पादन के साथ समुद्री मछली, समुद्री क्रस्तासेअन्स, समुद्री मोलस्क, आदि के जलीय उत्पादन के संयोजन के साथ एक ऑन-लैंड एकीकृत मल्टीट्रॉफिक जलीय कृषि (आईएमटीए) प्रणाली है समुद्री जलीय पौधों (जैसे समुद्री समुद्री समुद्री शैवाल, समुद्री शैवाल और समुद्री शैवाल halophytes) समुद्री शैवाल halophytes) समुद्री शैवाल) समुद्री शैवाल का उपयोग कर शक्ति समुद्री जल (लगभग 35,000 पीपीएम [35 जी/एल])। हालांकि सैलिनिटी की एक श्रृंखला में समुद्री स्तर के नीचे खारा पानी का उपयोग करने वाले एक्वापोनिक सिस्टम को हेलोपोनिक्स (थोड़ा नमकीन पानी -1000 से 3000 पीपीएम [1-3 जी/एल] कहा जाना चाहिए, मामूली खारा 3000-10,000 पीपीएम [3-10 जी/एल] और उच्च लवणता 10,000-35,000 पीपीएम [10—35 जी/एल])। ये प्रणालियां जलीय पौधों के हाइड्रोपोनिक उत्पादन के साथ जलीय उत्पादन के संयोजन वाली भूमि आईएमटीए सिस्टम भी हैं, लेकिन मछली और पौधों दोनों को अनुकूलित या खारे पानी के रूप में अच्छी तरह से विकसित किया जाता है।

   हालांकि मैरापोनिक्स की अवधारणा बहुत नई है, ऑन-लैंड समुद्री शैवाल में रुचि आधारित एकीकृत मैरीकल्चर 1 9 70 के दशक में दिखाई देने लगी, जो प्रयोगशाला-पैमाने से शुरू होती है और फिर आउटडोर पायलट-स्केल परीक्षणों में फैली हुई है। जल्द से जल्द प्रयोगात्मक अध्ययन में से कुछ में, Langton एट अल। (1977) सफलतापूर्वक लाल समुद्री शैवाल के विकास का प्रदर्शन किया, Hypnea musciformis, शंख संस्कृति प्रवाह के साथ टैंक में सुसंस्कृत। वैकल्पिक रूप से, फसलों कि आम तौर पर ग्लाइकोफाइट्स के रूप में वर्गीकृत किया जाएगा, इस तरह के आम टमाटर के रूप में (Lycopersicon esculentum), चेरी टमाटर (Lycopersicon esculentum वर। Cerasiforme) और तुलसी (Ocimum basilicum), 4 जी/एल (4000 पीपीएम) लवणता तक उल्लेखनीय सफल उत्पादन स्तर प्राप्त कर सकते हैं और अक्सर नमक सहिष्णुता के निम्न मध्यम स्तर होने के रूप में जाना जाता है (सच halophytes के साथ भ्रमित नहीं होना, जो उच्च salinities के लिए प्रतिरोधी हैं)। अन्य फसलों कि कम मध्यम salinities सहिष्णु हैं शलजम, मूली, सलाद, मीठे आलू, व्यापक सेम, मक्का, गोभी, पालक, शतावरी, बीट, स्क्वैश, ब्रोकोली और ककड़ी (Kotzen और Appelbaum 2010; Appelbaum और Kotzen 2016) शामिल हैं। उदाहरण के लिए, Dufault एट अल। (2001) और Dufault और Korkmaz (2000) झींगा अपशिष्ट के साथ प्रयोग (झींगा मल पदार्थ और विघटित फ़ीड) ब्रोकोली के लिए एक उर्वरक के रूप में (Brasica oleracea italica) और घंटी काली मिर्च (Capsicum annuum) उत्पादन, क्रमशः। हालांकि उनके अध्ययन ने मैरापोनिक तकनीकों का उपयोग नहीं किया, लेकिन उनमें पौधों को शामिल किया जो आमतौर पर एक्वापोनिक (मीठे पानी) तकनीकों का उपयोग करके उगाए जाते हैं। इसलिए, उनके लवणता सहिष्णुता स्तरों के कारण, इन फसलों में कम से मध्यम salinities का उपयोग करते हुए हेलोपोनिक प्रणालियों में उत्पादन के लिए उम्मीदवार प्रजाति के रूप में भारी क्षमता है।

   हाल ही में, कई अध्ययनों से पता चला है कि हाइड्रॉपोनिक तकनीकों का उपयोग करके समुद्री प्रणालियों से जलीय अपशिष्ट जल के साथ हेलोफाइट्स को सफलतापूर्वक सिंचित किया जा सकता है या एक पुनर्संचारी जलीय कृषि प्रणाली (आरएएस) के हिस्से के रूप में। वालर एट अल। (2015) ने यूरोपीय समुद्र बास (D labrax) के लिए रास (16 पीएसयू लवणता [16,000 पीपीएम]) तीन हलोफिटिक पौधों के हाइड्रोपोनिक उत्पादन के माध्यम से पोषक तत्व रीसाइक्लिंग की व्यवहार्यता का प्रदर्शन किया: Tripolium pannonicum (समुद्र aster), Plantago coronopus (buck plantain सींग) और _ सैलिकॉर्निया डोलिस्टोचाचा_ (लंबे समय तक ग्लासवॉर्ट)।

   अब तक किए गए मैरापोनिक कार्य के बहुमत में दो ट्रॉफिक स्तरों के एकीकरण शामिल हैं - पौधें/शैवाल और मछली। हालांकि, दो से अधिक ट्राफिक स्तरों को शामिल करने वाली एक प्रणाली का एक उदाहरण Neori एट अल द्वारा किए गए एक प्रयोग में देखा जा सकता है। (2000), जिन्होंने जापानी एब्लोन (हैलियोटिस डिस्कस हन्नई), समुद्री शैवाल (उलवा लैक्टुका और ग्रेसिलिया कॉन्फर्टा) और गोली खिलाया गिल्टहेड ब्रीम (Sparus aurata)। इस प्रणाली में अनफ़िल्टर्ड समुद्री जल (2400 एल/दिन) दो मटंकी के लिए पंप और एक मछली टैंक के माध्यम से सूखा और अंत में एक समुद्री शैवाल फिल्ट्रेशन/उत्पादन इकाई के माध्यम से समुद्र में वापस छुट्टी दे दी जाने से पहले शामिल थे। फ़िल्टर फीडिंग मोलस्क का उपयोग ऐसी प्रणाली में भी किया जा सकता है। Kotzen और Appelbaum (2010) और Appelbaum और Kotzen (2016) पीने योग्य पानी और मामूली नमकीन पानी (4187-6813 पीपीएम) का उपयोग कर आम सब्जियों के विकास की तुलना में और पाया कि तुलसी (Ocimum basilicum), अजवाइन (Apium graveolens), लीक (allium amperasum amperasum porm), सलाद पत्ता (Lactuca sativa — विभिन्न प्रकार), स्विस चार्ड (Beta vulgaris। 'सिकला'), वसंत प्याज (allium cepa) और watercress (Nasturtium officinale) बहुत अच्छी तरह से प्रदर्शन किया।

   मारापोनिक्स (एसएएस) और हेलोपोनिक्स पारंपरिक फसल और मछली उत्पादन विधियों पर कई फायदे प्रदान करते हैं। क्योंकि वे नमकीन पानी (खारा करने के लिए समुद्री) का उपयोग करते हैं, इसलिए मीठे पानी पर कम निर्भरता होती है, जो दुनिया के कुछ हिस्सों में बहुत सीमित संसाधन बन गया है। यह आम तौर पर एक नियंत्रित वातावरण में अभ्यास किया जाता है (उदाहरण के लिए एक ग्रीनहाउस; नियंत्रित प्रवाह दर टैंक) गहन उत्पादन के लिए बेहतर अवसर प्रदान करते हैं। कई मैरापोनिक और हेलोपोनिक सिस्टम कार्बनिक और/या मैकेनिकल बायोफिल्टर के साथ आरएएस बंद कर दिए जाते हैं और बाद में, पानी का पुन: उपयोग अधिक होता है, अपशिष्ट जल प्रदूषण बहुत कम हो जाता है या समाप्त हो जाता है, और दूषित पदार्थों को हटा दिया जाता है या इलाज किया जाता है। यहां तक कि सिस्टम जो आरएएस नहीं हैं, वे निर्वहन से पहले अपशिष्ट जल में अतिरिक्त पोषक तत्वों को काफी कम कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, गैर-रास मैरापोनिक और हेलोपोनिक प्रणालियों में दूषित पदार्थों की घटना को स्वाभाविक रूप से होने वाले दूषित पदार्थों के निम्न स्तर वाले पानी के उपयोग के माध्यम से कम या समाप्त किया जा सकता है और विकल्प एक्वाफ़ीड्स का उपयोग किया जा सकता है जिनमें डाइऑक्सिन या पीसीडी नहीं होते हैं (जैसे मैक्रोएल्गे से बने उपन्यास फ़ीड)। पानी की गुणवत्ता में यह सुधार रोग की घटना की संभावना को कम करता है और इसलिए एंटीबायोटिक उपयोग की आवश्यकता बहुत कम हो जाती है। उनकी बहुमुखी विन्यास और कम पानी की आवश्यकताओं के कारण, maraponics और haloponics सफलतापूर्वक शुष्क रेगिस्तान (Kotzen और Appelbaum 2010) के लिए उपजाऊ तटीय क्षेत्रों से सेटिंग्स की एक विस्तृत विविधता में लागू किया जा सकता है, साथ ही शहरी या पेरी-शहरी बस्तियों में। एक और संभावित लाभ यह है कि इन प्रणालियों के लिए उपयुक्त कई प्रजातियों में उच्च वाणिज्यिक मूल्य है। उदाहरण के लिए, यूरोहालिन यूरोपीय समुद्री बास (Dicentrarchus labrax) और गिल्टहेड समुद्र ब्रीम (Sparus aurata) क्रमशः €9/किग्रा और €6/किग्रा का बाजार मूल्य ला सकता है। इसके अतिरिक्त, खाद्य हेलोफाइट्स में एक उच्च बाजार मूल्य होता है, जिसमें समुद्र-एग्रेटी (Salsola soda) होता है, उदाहरण के लिए, €4—€4.5/किग्रा और मार्श नमूना (Salicornia europaea) का बाजार मूल्य सुपरमार्केट में €18/किग्रा पर बेच रहा है।

   इसीलिए प्रमाण सम्मोहक है मारापोनिक्स और हेलोपोनिक्स एक गतिशील और तेजी से बढ़ते क्षेत्र प्रदान करते हैं जिसमें समुदायों को कई सेवाएं प्रदान करने की क्षमता होती है, जिनमें से कई इस प्रकाशन में कहीं और खोजे जाते हैं।

5. 12.5 लंबवत एक्वापोनिक्स

   Original publication 2019 · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   12.5.1 परिचय

   जबकि एक्वापोनिक्स को अधिक टिकाऊ और उत्पादक तरीकों से खाद्य उत्पादन को बढ़ाने के लिए वैश्विक समाधान के हिस्से के रूप में देखा जा सकता है और जहां शहरी क्षेत्रों में अधिक भोजन बढ़ाना अब खाद्य सुरक्षा और वैश्विक खाद्य संकट (कॉनिग एट अल। 2016) के समाधान के हिस्से के रूप में पहचाना जाता है, एक्वापोनिक सिस्टम स्वयं बन सकते हैं वैकल्पिक बढ़ती प्रौद्योगिकियों को अपनाने और उभरती प्रौद्योगिकियों जैसे ऊर्ध्वाधर खेती और रहने वाली दीवारों (खांडकर और कोटज़ेन 2018) से सीखने के द्वारा अधिक उत्पादक और टिकाऊ। इसके अतिरिक्त अंतरिक्ष-कुशल होने के कारण, उन्हें शहरी क्षेत्रों में बेहतर एकीकृत किया जा सकता है।

   विकसित दुनिया में तापमान को नियंत्रित करने के लिए अधिकांश एक्वापोनिक सिस्टम ग्रीनहाउस में रखे जाते हैं; उदाहरण के लिए उत्तरी यूरोप और उत्तरी अमेरिका में, सर्दियों के तापमान सर्दियों में और स्पेन, इटली, पुर्तगाल, ग्रीस और इज़राइल जैसे भूमध्य क्षेत्रों में बहुत ठंडा होते हैं, गर्मी का तापमान बहुत गर्म होता है। निश्चित रूप से नियंत्रित ग्रीनहाउस में बढ़ते भोजन में कई अतिरिक्त लाभ हैं, जैसे कि सापेक्ष आर्द्रता को नियंत्रित करने और वायु आंदोलन को नियंत्रित करने की क्षमता, संगरोध मछली के साथ-साथ रोगों से पौधों के साथ-साथ कीटों और संभावित रूप से पौधों को पौधों के विकास में सहायता के लिए COSUB2/उप जोड़ने में सक्षम होना। हालांकि, ग्रीनहाउस में बढ़ती उपज आसानी से लागत बढ़ा सकती है (ए) ग्रीनहाउस की पूंजी लागत (यूएस\ $350/एमएसयूपी 2/एसयूपी अर्नोल्ड 2017 का व्यापक अनुमान) और (बी) संबद्ध बुनियादी ढांचे जैसे माइक्रोक्रिल्ट नियंत्रण जिसमें हीटिंग और शीतलन प्रणाली और प्रकाश शामिल हैं। प्रारंभिक बुनियादी ढांचे की लागत के शीर्ष पर, विशिष्ट ग्रीनहाउस उत्पादन लागत भी होती है जिसमें हीटिंग और शीतलन के साथ-साथ प्रकाश व्यवस्था के लिए ऊर्जा/बिजली की आपूर्ति शामिल होती है।

   इस तरह के वर्जिन द्वीप विश्वविद्यालय (UVI) प्रणाली (चित्र 12.1), डॉ जेम्स Rakocy और उनके सहयोगियों द्वारा डिजाइन के रूप में अधिकांश एक्वापोनिक सिस्टम, क्षैतिज टैंक या बेड बढ़ने का उपयोग करें, सब्जियों का उत्पादन करने के लिए पारंपरिक भूमि आधारित कृषि योग्य बढ़ते पैटर्न अनुकरण (खांडकर और Kotzen 2018)। दूसरे शब्दों में, प्रणाली पौधों की क्षैतिज पंक्तियों/सरणियों पर निर्भर करती है जो आमतौर पर कमर के स्तर तक बढ़ जाती है ताकि पौधे से संबंधित प्रबंधन कार्यों को आसानी से किया जा सके। रहने वाली दीवार और ऊर्ध्वाधर खेती प्रौद्योगिकियों में समानांतर विकास लगभग उसी समय उत्पन्न हुआ है जब एक्वापोनिक्स विकसित हुआ है और इसी तरह विकास के किशोर चरण में हैं। इसी तरह एक्वापोनिक्स में, जितना अधिक लोग शामिल हो जाते हैं, उत्पादकता बढ़ाने और लागत को कम करने के लिए सिस्टम और तकनीकी विकास में एक सहवर्ती वृद्धि होती है। मछली और निस्पंदन टैंक के लिए क्षैतिज बेड के बजाय ऊर्ध्वाधर बढ़ती प्रणालियों (ऊर्ध्वाधर खेती प्रणाली और रहने वाली दीवारों) का युग्मन संभवतः उत्पादकता बढ़ाने का एक प्रमुख तरीका है क्योंकि विशिष्ट में उत्पादित संख्याओं की तुलना में उगाए जाने वाले सब्जियों की संख्या में वृद्धि करना संभव होना चाहिए क्षैतिज बिस्तर एक्वापोनिक्स UVI एक्वापोनिक सिस्टम (चित्र 12.2) प्रति वर्ग मीटर लगभग 32 पौधों का उत्पादन (अल Hafedh एट अल 2008), प्रजातियों और खेती कि उगाया जाता है पर निर्भर करता है, लेकिन खांडकर और Kotzen (2018) नोट के रूप में, लगभग 96 पौधों प्रति वर्ग मीटर उगाया जा सकता है टेरापिया Urbana के बैक-टू-बैक तत्वों का उपयोग [1] LW प्रणाली है जो अधिक से अधिक तीन बार घनत्व है

   

   अंजीर 12.2 एक ठेठ यूवीआई प्रणाली के योजनाबद्ध आरेख जो 2:1: 5 है मछली टैंक/फ़िल्टर/संयंत्र बढ़ते टैंक के अनुपात को दर्शाता है। इससे पता चलता है कि सबसे बड़ा क्षेत्र पौधों द्वारा अधीन है और यह इस क्षेत्र में है कि अंतरिक्ष बचत पर विचार किया जा सकता है। (खांडकर और कोटज़ेन 2018)

   UVI क्षैतिज बढ़ती प्रणाली की तुलना में '। एक रूढ़िवादी अनुमान को क्षैतिज बेड में 64 पौधों में उगाए जाने वाले अधिकतम राशि को कम से कम दोगुना करना चाहिए। सलाद के साथ एक प्रयोग में (Lactuca sativa एल. सीवी। 'लिटिल जेम') क्षैतिज बेड और लगाए गए स्तंभों का उपयोग करते हुए, समान घनत्व पर लगाए गए, टूलियटोस एट अल। (2016) सुझाव देते हैं कि 'वर्टिकल फर्मिंग सिस्टम (वीएफएस) क्षैतिज हाइड्रोपोनिक विकास प्रणालियों (और) के लिए एक आकर्षक विकल्प प्रस्तुत करता है जो उपज में और वृद्धि को शामिल करके हासिल किया जा सकता है वीएफएस 'में कृत्रिम प्रकाश व्यवस्था।

   ** लंबवत खेती प्रणाली (वीएफएस) **

   ऊर्ध्वाधर प्रणालियों के लिए विशिष्ट आवश्यकताओं पर चर्चा करने से पहले हमें उपलब्ध प्रणालियों के प्रकारों पर चर्चा करने की आवश्यकता है। वीएफएस में तीन मुख्य सामान्य प्रकार हैं (चित्र 12.3):

   1। स्टैक्ड क्षैतिज बेड: केवल एक क्षैतिज बिस्तर बढ़ने के बजाय, फर्श को स्तरों में अलमारियों की तरह रखा जाता है। इस व्यवस्था का मतलब है कि ग्रीनहाउस में, केवल ऊपरी बिस्तर को सीधे प्राकृतिक प्रकाश का सामना करना पड़ेगा और सभी स्तरों पर पूरक प्रकाश प्रदान करने की आवश्यकता है। यह आमतौर पर ऊपर बढ़ने बिस्तर के नीचे सीधे से प्रदान किया जाता है। सिद्धांत रूप में इसका मतलब यह हो सकता है कि बढ़ते बिस्तरों को ग्रीनहाउस की अनुमति के रूप में उच्च रखा जा सकता है, लेकिन निश्चित रूप से ऊंचाई पर बढ़ती चीजों का मतलब है कि रोपण, रखरखाव और कटाई सहित सिस्टम के प्रबंधन में अधिक कठिनाई, पोषक तत्व युक्त पानी पंप करने के लिए कैंची लिफ्टों और अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता होती है सभी स्तरों के लिए। ब्राइट एग्रोटेक (स्टोरी 2015) के अनुसार, चार स्तरों तक लाभदायक है और इसके ऊपर कुछ भी लाभहीन है। मंजिला (2015) आगे नोट करता है कि जब एक कैंची लिफ्ट की आवश्यकता होती है तो दूसरे, तीसरे और चौथे स्तर पर श्रम 25% बढ़ जाता है (चित्र 12.3, चित्रण ए)।

   

   अंजीर 12.3 लंबवत खेती प्रणाली और उनकी प्रकाश व्यवस्था

   2। कार्यक्षेत्र टॉवर सिस्टम (VTS): कार्यक्षेत्र टॉवर सिस्टम एक कंटेनर या खड़ी मॉड्यूल की श्रृंखला के भीतर खड़ी सरणियों में पौधों whichgrow प्रणालियों शामिल। सिस्टम के आधार पर, पौधों को एक दिशा का सामना करना पड़ रहा है या यदि, उदाहरण के लिए, वे एक ट्यूब जैसी रूप में लगाए जाते हैं, तो उन्हें किसी भी दिशा का सामना करने की व्यवस्था की जा सकती है। एक ऊर्ध्वाधर सरणी प्रणाली का एक उदाहरण, जहां पौधों को एक ही दिशा में सामना करना पड़ रहा है, ज़िपग्राउसटम/एसयूपी है जो या तो पंक्तियों में लटका या समर्थित हैं (चित्र 12.3, चित्रण बी 1)। बीच की पंक्तियां लगभग 0.5 मीटर (20 इंच) हैं। अधिक त्रि-आयामी तरीके से बढ़ते हुए स्टैक्ड सिस्टम या ट्यूबलर सिस्टम में होता है जो अधिक पौधों को उगाए जाने की अनुमति देता है, लेकिन प्रकाश अधिक जटिल है (चित्र 12.3, चित्रण बी 2)।

   3। कदम रखा tiers: इन प्रणालियों कठोर या चलती संयंत्र troughs होते हैं। सिंगापुर में स्काईग्रीन्स वीएफएस एक घूर्णन गर्त प्रणाली का उपयोग करता है जो गर्त को ऊपर और प्रकाश में ले जाता है। अतिरिक्त प्राकृतिक प्रकाश नीचे और कम की ओर अधिक महत्वपूर्ण है (चित्र 12.3, चित्रण सी 1)। अन्य स्तरीय प्रणालियों को कदम रखा जाता है ताकि प्रत्येक स्तर के ऊपर से प्रकाश के साथ एक अबाधित इंटरफ़ेस हो, चाहे यह ग्रीनहाउस छत या कृत्रिम प्रकाश से प्राकृतिक प्रकाश हो। लेकिन लोगों को पौधों तक पहुंचने के लिए इन प्रणालियों को काफी कम होना चाहिए (चित्र 12.3, चित्रण सी 2)।

   ** रहने वाले दीवारों**

   ग्रीनविच विश्वविद्यालय, लंदन (खांडकर और कोटज़ेन 2018) में कई परीक्षण प्रणालियों को छोड़कर एक्वापोनिक्स में रहने वाली दीवारों का उपयोग अभी तक नहीं किया गया है। जबकि अधिकांश वीएफएस पोषक फिल्म तकनीक (एनएफटी) का उपयोग चैनल या encapsulated खनिज ऊन ब्लॉक विकसित करते हैं, एलडब्ल्यू कभी-कभी बर्तन या गर्त में मिट्टी के प्रकार के सबस्ट्रेट्स का भी उपयोग करते हैं, जो rooting माध्यम प्रदान करते हैं। जबकि यह सजावटी पौधों के साथ-साथ सब्जियों और जड़ी बूटियों के बढ़ने के लिए ठीक है, जब मछली के टैंकों के साथ मिलकर, सिस्टम में मिट्टी के किसी भी अतिरिक्त प्रणाली के माइक्रोबियल चरित्र को जटिल बना सकते हैं और मछली के लिए हानिकारक हो सकते हैं। हालांकि यह अज्ञात है और अनुसंधान की आवश्यकता है। ग्रीनविच विश्वविद्यालय (खांडकर और कोटज़ेन 2018) में किए गए प्रयोगों से संकेत मिलता है कि कई एकल, निष्क्रिय substrates से परीक्षण किया जाता है (हाइड्रोलीका, perlite, पुआल, Sphagnum काई, खनिज ऊन और नारियल फाइबर सहित), नारियल फाइबर और फिर खनिज ऊन रूट प्रवेश के मामले में बेहतर थे और सलाद में जड़ वृद्धि (Lactuca sativa)।

   ** लंबवत वी क्षैतिज: कारक माना जाना चाहिए**

   क्षैतिज बढ़ने की तुलना में ऊर्ध्वाधर बढ़ने के लाभों (उत्पादकता और स्थिरता) की तुलना करते समय चार प्रमुख पहलुओं को ध्यान में रखा जाना चाहिए। ये (1) अंतरिक्ष, (2) प्रकाश, (3) ऊर्जा और (4) जीवन चक्र लागत हैं।

   1। स्पेस_

   उत्पादन को लंबवत रूप से विकसित करने में सक्षम होने के लाभों को वापस करने के लिए, अंतरिक्ष की मात्रा के साथ संतुलित किया जाना चाहिए जो प्रकाश व्यवस्था के प्रसार के साथ-साथ प्रबंधन और रखरखाव के लिए आवश्यक पंक्ति स्थान प्रदान करने के लिए आवश्यक है। हाइड्रोपोनिक सिस्टम में एक पंक्ति की चौड़ाई भिन्न होती है। जैसा कि मानक ZipGrowsUPTM/SUP प्रणाली लगभग 0.5 मीटर है, जबकि बढ़ते टमाटर और खीरे के लिए सामान्य पंक्ति चौड़ाई हाइड्रोपोनिक 0.9 से 1.2 मीटर (बैजरी-पार्कर और जेम्स 2010) से भिन्न होती है। इस तरह के तुलसी के रूप में सलाद और जड़ी बूटियों के रूप में छोटे पौधों बढ़ रही है, संकरा पंक्तियों के लिए अनुमति दे सकते हैं, लेकिन निश्चित रूप से पंक्ति चौड़ाई सुनिश्चित करना चाहिए कि उत्पादन ट्रॉलियों और कैंची लिफ्टों के रूप में वस्तुओं चलती द्वारा समझौता नहीं है। खड़ी बढ़ने के साथ एक महत्वपूर्ण मुद्दा यह संघर्ष है जो निश्चित पंक्तियों और निश्चित प्रकाश व्यवस्था के बीच होता है, जिसे रोपण facades के बीच की पंक्तियों में स्थित होना चाहिए। ये रोशनी लोगों के आंदोलनों में बाधा डालती है और इस प्रकार या तो रोशनी (i) बढ़ती संरचना का हिस्सा होना चाहिए या (ii) वापस लेने योग्य या चलने योग्य होना चाहिए, ताकि श्रमिक आसानी से कार्य कर सकें, या (iii) रोपण संरचनाएं चल रही हैं और रोशनी स्थिर रहती हैं।

   2। लाइटंग_

   सब्जियों और अन्य पौधों का ग्रीनहाउस उत्पादन विशिष्ट स्थानिक व्यवस्थाओं पर भरोसा करता है जो रोपण, विकास के माध्यम से प्रबंधन और फिर कटाई की अनुमति देता है। स्थानिक व्यवस्था पौधों के प्रकार और मशीनीकरण के प्रकार पर निर्भर करती है जो स्थापित है। इसके अतिरिक्त, बढ़ती कुशलता से विभिन्न प्रकार के अतिरिक्त प्रकाश के पूरक पर निर्भर करती है, जिनके पास अपने स्वयं के पेशेवर और विपक्ष हैं। सामान्य तौर पर ये रोशनी क्या करती है, पौधों के विकास और फलों या फूलों के उत्पादन के लिए विशिष्ट तरंग दैर्ध्य प्रदान करती है। हालांकि यह क्षैतिज रूप से उगाए जाने वाले समान रूप से हल्के पौधों के लिए अपेक्षाकृत सरल और अधिक आम है, यह एक ऊर्ध्वाधर सतह को समान रूप से प्रकाश देने की चुनौती है।

   प्रकाश के प्रकार के संबंध में, कई उत्पादक चले गए हैं या एल ई डी (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) स्थापित करने के लिए परीक्षा रहे हैं, उनकी लंबी उम्र के कारण, 50,000 घंटे या उससे अधिक (गुप्ता 2017) तक, उनकी कम बिजली आवश्यकताओं और लागत में उनकी हाल ही में कमी। Virsile एट अल। गुप्ता (2017) में ध्यान दें कि ग्रीनहाउस में एलईडी लाइटिंग के _अधिकांश अनुप्रयोग उच्च फोटॉन दक्षता वाले लाल और नीले तरंगदैर्ध्य के संयोजन का चयन करते हैं लेकिन हरे और सफेद रोशनी में पर्याप्त मात्रा में हरे तरंगदैर्ध्य होते हैं, पौधों पर सकारात्मक शारीरिक प्रभाव पड़ता है। हालांकि, नीले और लाल रोशनी का संयोजन एक बैंगनी-ग्रे छवि बनाता है, और इससे पौधे के स्वास्थ्य के दृश्य मूल्यांकन में बाधा आती है। चुना तरंगदैर्ध्य का प्रकार जटिल है और पौधे के जीवन में विभिन्न चरणों में लाभ हो सकता है और यहां तक कि खेती के अनुसार, उदाहरण के लिए, सलाद। लाल पत्ते वाले लेट्टस, उदाहरण के लिए, नीले एलईडी प्रकाश व्यवस्था का जवाब देते हैं, जिससे उनकी रंजकता बढ़ जाती है (गुप्ता 2017 में Virsile एट अल।) इसके अतिरिक्त, नीली एलईडी प्रकाश हरी सब्जियों की पोषण गुणवत्ता में सुधार कर सकती है, नाइट्रेट सामग्री को कम कर सकती है, एंटीऑक्सिडेंट और फेनोलिक और अन्य फायदेमंद यौगिकों को बढ़ा सकती है। प्रकाश स्पेक्ट्रा स्वाद, आकार और बनावट को भी प्रभावित करता है (गुप्ता 2017 में Virsile एट अल।) एलईड की लागत में काफी कमी आई है और एल ई डी की प्रभावकारिता में वृद्धि हुई है, इसलिए निवेश पर ब्रेक-एवन रिटर्न टाइम कम हो गया है (गुप्ता 2017 में बगबी)।

   पाठ्यक्रम की अन्य रोशनी मौजूद है और इसमें फ्लोरोसेंट प्रकाश, धातु हलाइड (एमएच) प्रकाश और उच्च दबाव सोडियम (एचपीएस) प्रकाश व्यवस्था शामिल है। ऊर्ध्वाधर खेती और रहने वाली दीवारों के साथ उपयोग की जाने वाली प्रकाश व्यवस्था का प्रकार पैमाने और स्थान के आधार पर काफी भिन्न होता है। कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप (सीएफएल) अपेक्षाकृत पतले होते हैं और आसानी से छोटे स्थानों में फिट हो सकते हैं, लेकिन ट्यूबों के माध्यम से वर्तमान को विनियमित करने के लिए उन्हें एक अपरिवर्तनीय गिट्टी की आवश्यकता होती है। सीएफएल केवल एक तापदीप्त बल्ब का 20 -30% उपयोग करते हैं और वे छह से आठ गुना अधिक समय तक चलते हैं लेकिन वे एल ई डी की तुलना में लगभग 50% कम कुशल हैं। वे अब तक बढ़ने रोशनी के तीन प्रमुख प्रकार के सबसे सस्ता द्वारा कर रहे हैं। एचपीएस 75 साल से अधिक पुरानी है और ग्लास के नीचे बढ़ने के लिए अच्छी तरह से स्थापित है, लेकिन वे बहुत गर्मी उत्पन्न करते हैं और इस प्रकार ऊर्ध्वाधर खेती और रहने वाली दीवारों के लिए उपयुक्त नहीं हैं, जहां पौधों के करीब प्रकाश को वितरित करने की आवश्यकता होती है। एलईडी द्वारा उत्पादित गर्मी रोशनी बढ़ती है, दूसरी तरफ, न्यूनतम है। हालांकि लागत अन्य दो प्रकारों से अधिक है, और एलईड के दीर्घकालिक जोखिम के लिए आंखों की सुरक्षा की आवश्यकता होती है क्योंकि प्रकाश स्पेक्ट्रा के दीर्घकालिक जोखिम आंखों के लिए हानिकारक हो सकता है। वीएफएस इकाइयों की व्यवस्था प्रकाश व्यवस्था को निर्देशित करेगी लेकिन पूरी तरह से ये एल ई डी द्वारा जलाया जाता है। रहने वाली दीवारों को प्रकाश देने की विधि दीवार की ऊंचाई पर निर्भर करेगी। लंबा दीवार अधिक कठिन सतह पर एक भी फैल लागू करने के लिए है, हालांकि यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस्तेमाल की जाने वाली रोशनी की संख्या क्षैतिज बढ़ने बेड में इस्तेमाल किया उन लोगों के लिए अलग नहीं होना चाहिए और अगर दीवार लंबा है तो रोशनी कंपित करने की आवश्यकता हो सकती है। चूंकि अधिकांश जीवित दीवारें सौंदर्य उद्देश्यों के लिए स्थित हैं, प्रकाश व्यवस्था को यथासंभव रखा जाना चाहिए, रास्ते से बाहर होना चाहिए और प्रकाश व्यवस्था को न केवल पौधों के विकास और स्वास्थ्य के लिए पर्याप्त प्रकाश प्रदान करना है, बल्कि यह भी कि पौधे अच्छे दिखते हैं (चित्र 12.4)।

   

   अंजीर 12.4 एक 4-मीटर लंबा, 5-मीटर लंबी रहने वाली दीवार को छह उच्च दक्षता वाले निर्वहन लैंप के साथ पर्याप्त रूप से जलाया जा सकता है। ध्यान दें कि इन को न केवल विकास के लिए पर्याप्त प्रकाश प्रदान करने के लिए चुना गया था बल्कि यह भी कि रहने वाली दीवार में पौधे अच्छे लगेंगे। (ग्रीनविच लिविंग वॉल विश्वविद्यालय। स्रोत: बेंज Kotzen)

   एलईडी तकनीक में प्रगति, जहां प्रकाश आवृत्तियों और तीव्रता को व्यक्तिगत प्रजातियों और किस्मों के साथ-साथ उनके विभिन्न जीवन चक्रों के अनुरूप बनाया जा सकता है, इसका मतलब है कि निकट भविष्य में एल ई डी पसंद की तकनीक बन जाएगा। यह लागत में कटौती से अतिरिक्त रूप से बढ़ाया जाएगा।

   3। एनर्जी_

   वीएफएस के साथ-साथ एलडब्ल्यू के लिए प्रकाश व्यवस्था के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होने की संभावना है क्योंकि ऊर्ध्वाधर सतहों पर भी प्राकृतिक प्रकाश प्राप्त नहीं किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त सिंचाई के लिए अधिक पंपिंग शक्ति की आवश्यकता होगी और यह वीएफएस या एलडब्ल्यू की ऊंचाई के सापेक्ष होगी।

   4। तुलनात्मक जीवन चक्र विश्लेषण (एलसीए) _

   जबकि एक्वापोनिक्स के जीवन चक्र विश्लेषण और एक्वापोनिक सिस्टम के विभिन्न पहलुओं पर किए गए कई अध्ययन हैं, वहां कोई तुलनात्मक अध्ययन नहीं है जो क्षैतिज एक्वापोनिक्स बनाम लंबवत तुलना करते हैं। यह अभी तक किया जाना है। हम एक बिंदु है जहां ऊर्ध्वाधर aquaponics आगे परीक्षण और अनुसंधान और समय ऊर्ध्वाधर aquaponics, जो जोड़ों ऊर्ध्वाधर खेती प्रणाली या मछली टैंक और निस्पंदन इकाइयों के साथ रहने वाली दीवार प्रणाली, और अधिक मुख्यधारा बनने की संभावना है, जब तक इन लाभदायक हो सकता है और टिकाऊ।

6. 12.6 बायोफ्लोक टेक्नोलॉजी (बीएफटी) एक्वापोनिक्स के लिए एप्लाइड

   Original publication 2019 · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   12.6.1 परिचय

   बायोफ्लोक टेक्नोलॉजी (बीएफटी) को एक्वाकल्चर (स्टोकस्टाड 2010) में नया 'ब्लू 'माना जाता है क्योंकि पोषक तत्वों को संस्कृति माध्यम में लगातार पुनर्नवीनीकरण और पुन: उपयोग किया जा सकता है, जो सीटू सूक्ष्मजीव उत्पादन में और न्यूनतम या शून्य जल विनिमय (Avnimelech 2015) द्वारा लाभान्वित होता है। इन दृष्टिकोणों को इस क्षेत्र में कुछ गंभीर चुनौतियों का सामना करना पड़ सकता है जैसे कि भूमि और पानी के लिए प्रतिस्पर्धा और पर्यावरण के लिए छुट्टी दे दी गई प्रदूषण जिसमें जैविक पदार्थ, नाइट्रोजन युक्त यौगिकों और अन्य विषैले चयापचयों से अधिक होते हैं।

   बीएफटी पहली बार Ifremer-पुलिस में एक्वाकॉप टीम द्वारा 1970 के दशक में विकसित किया गया था (सागर के शोषण के लिए फ्रेंच रिसर्च इंस्टीट्यूट, प्रशांत के समुद्री केंद्र) विभिन्न झींगा penaeid प्रजातियों के साथ Litopenaeus vannamei, L. styrostris और Penaeus monodon (Emerenciano एट अल. 2011)। इसी अवधि में, एक्वाकॉप के संबंध में राल्स्टन पुरिना (एक निजी अमेरिकी कंपनी) ने क्रिस्टल नदी (यूएसए) और ताहिती दोनों में प्रौद्योगिकी को लागू किया, जिससे झींगा संस्कृति के लिए बायोफ्लोक के लाभों की अधिक समझ हो जाती है। कई अन्य अध्ययनों ने बीएफटी के लिए एक व्यापक दृष्टिकोण सक्षम किया और पानी, जानवरों और बैक्टीरिया के बीच अंतर-संबंधों का शोध किया, बीएफटी की तुलना 'बाहरी अफवाहों' के साथ की गई लेकिन अब झींगा के लिए आवेदन किया गया। 1 9 80 के दशक में और 1990 के दशक की शुरुआत में, दोनों इसराइल और संयुक्त राज्य अमेरिका (Waddell Mariculture केंद्र) आर\ &D BFT में Tilapia और प्रशांत सफेद झींगा एल vannamei, क्रमशः, जिसमें पर्यावरण चिंताओं, पानी की सीमा और भूमि लागत मुख्य प्रेरक एजेंट थे जो अनुसंधान को बढ़ावा दिया ( एमेरेन्सियानो एट अल 2013)।

   

   अंजीर 12.5 Biofloc प्रौद्योगिकी (BFT) ब्राजील में समुद्री झींगा संस्कृति के लिए आवेदन किया (क) और मेक्सिको में Tilapia संस्कृति के लिए (ख) (स्रोत: EMA-FURG, ब्राजील और Maurício जी सी Emerenciano)

   पहले वाणिज्यिक बीएफटी संचालन और शायद सबसे प्रसिद्ध ताहिती, फ्रांसीसी पोलिनेशिया में 'सोपोमर' खेत में और बेलीज एक्वाकल्चर खेत या 'बीएएल' में 2000 के दशक में शुरू हुआ, बेलीज, मध्य अमेरिका में स्थित है। 1000 एमएसयूपी2/एसयूपी कंक्रीट टैंकों का उपयोग करके प्राप्त की गई पैदावार और 1.6 हेक्टेयर लाइन में उगने वाले तालाबों के साथ लगभग 20-25 टन/हा/वर्ष थे, क्रमशः सोपोमर में दो फसलें और बीएएल में 11—26 टन/हा/चक्र थे। हाल ही में, बीएफटी को एशिया में बड़े पैमाने पर झींगा खेती में, दक्षिण और मध्य अमेरिका में और साथ ही संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोप और अन्य क्षेत्रों में छोटे पैमाने पर ग्रीनहाउस में सफलतापूर्वक विस्तारित किया गया है। कम से कम एक चरण में (जैसे नर्सरी चरण) बीएफटी का उपयोग मेक्सिको, ब्राजील, इक्वाडोर और पेरू में बड़ी सफलता के साथ किया गया है। वाणिज्यिक पैमाने पर Tilapia संस्कृति के लिए, मेक्सिको, कोलंबिया और इज़राइल में खेतों के आसपास 7 से 30 किलो/एमएसयूपी 3/एसयूपी (Avnimelech 2015) के प्रोडक्शंस के साथ बीएफटी का उपयोग कर रहे हैं (चित्र 12.5 बी)। इसके अतिरिक्त, इस तकनीक का उपयोग पिंजरों या मिट्टी के तालाबों में आगे स्टॉक के लिए तिलापिया किशोर (\ ~ 30 ग्राम) का उत्पादन करने के लिए किया गया है (उदाहरण के लिए ब्राजील और कोलंबिया में)। बीएफटी मुख्य रूप से झींगा संस्कृति और तिलापिया के साथ कुछ हद तक लागू किया गया है। अन्य प्रजातियों का परीक्षण किया गया है और वादा दिखाया गया है, जैसा कि चांदी कैटफ़िश (rhamdia quelen) (पोली एट अल।, 2015), कार्प (झाओ एट अल।, 2014), पिराकानजुबा (Brycon orbignyanus) (स्ग्नुलिन एट अल।, 2018), कैचमा (कोलोसोमा मैक्रोपोम) (पोलेमो अल।, 2011) और अन्य क्रस्टेसियन प्रजातियां जैसे कि macrobrachium rosenbergii (केकड़ा एट अल।, 2010), Farfantepenaeus ब्रासिलिएंसिस (एमेरेन्सियानो एट अल।, 2012), _F। पॉलेनेसिस _ (बैलेस्टर एट अल।, 2010), Penaeus semisulcatus (मेगाहेड, 2010), _ एल। अल।, 2011) और पी। मोनोडन (अर्नोल्ड एट अल।, 2006)। बीएफटी में रुचि विशेष रूप से विकास प्रबंधन, पोषण, प्रजनन, माइक्रोबियल पारिस्थितिकी, जैव प्रौद्योगिकी और अर्थशास्त्र के प्रमुख क्षेत्रों में अनुसंधान करने वाले विश्वविद्यालयों और अनुसंधान केंद्रों की बढ़ती संख्या से स्पष्ट है।

   12.6.2 बीएफटी कैसे काम करता है?

   बीएफटी सिस्टम (मार्टिनेज-कॉर्डोबा एट अल। 2015) में सूक्ष्मजीव एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। पानी की गुणवत्ता का रखरखाव, मुख्य रूप से ऑटोट्रॉफिक सूक्ष्मजीवों पर जीवाणु समुदाय के नियंत्रण से, नाइट्रोजन अनुपात (सी: एन) के लिए उच्च कार्बन का उपयोग करके हासिल किया जाता है क्योंकि नाइट्रोजन उप-उत्पादों को हेटरोट्रोफिक बैक्टीरिया द्वारा आसानी से लिया जा सकता है। संस्कृति चक्र की शुरुआत में नाइट्रोजन अनुपात के लिए एक उच्च कार्बन इष्टतम heterotrophic बैक्टीरिया विकास की गारंटी के लिए आवश्यक है, इसके रखरखाव और विकास के लिए इस ऊर्जा का उपयोग (Avnimelech 2015)। इसके अतिरिक्त, बीएफटी सिस्टम में अन्य सूक्ष्मजीव समूह महत्वपूर्ण हैं। Chemoautotrophic जीवाणु समुदाय (यानी नाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया) लगभग 20—40 दिनों के बाद स्थिर हो जाता है और सिस्टम में अमोनिया आत्मसात के दो तिहाई के लिए जिम्मेदार हो सकता है (Emerenciano एट अल। 2017)। इस प्रकार, बाहरी कार्बन के अलावा कम किया जाना चाहिए और सूक्ष्मजीवों द्वारा भस्म क्षारीयता विभिन्न कार्बोनेट/बाइकार्बोनेट स्रोतों (Furtado एट अल। 2011) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। शून्य या न्यूनतम पानी विनिमय की स्थिरता बैक्टीरिया, माइक्रोएल्गे, कवक, प्रोटोजोयन, नेमेटोड, रोटिफर आदि के समुदायों के बीच गतिशील बातचीत पर निर्भर करती है जो स्वाभाविक रूप से घटित होगी (मार्टिनेज़कॉर्डोबा एट अल। 2017)। समुच्चय (bioflocs) एक अमीर प्रोटीन लिपिड प्राकृतिक स्रोत है कि जैविक पदार्थ, भौतिक सब्सट्रेट और सूक्ष्मजीवों की बड़ी रेंज (कुहन और बोर्डमैन 2008; रे एट अल 2010) के बीच एक जटिल बातचीत के कारण प्रति दिन 24 घंटे उपलब्ध हो जाते हैं। सूक्ष्म जीवों के उत्पादन के रूप में प्राकृतिक उत्पादकता टैंक, रेसवे या रेखांकित तालाबों में तीन प्रमुख भूमिका निभाती है: (1) पानी की गुणवत्ता के रखरखाव में, सीटू माइक्रोबियल प्रोटीन में उत्पन्न नाइट्रोजन यौगिकों के तेज द्वारा; (2) पोषण में, फ़ीड को कम करके संस्कृति व्यवहार्यता में वृद्धि रूपांतरण अनुपात और फ़ीड लागत में कमी; और (3) रोगजनकों के साथ प्रतिस्पर्धा में (एमेरेन्सियानो एट अल 2013)।

   संस्कृति जीवों के लिए पानी की गुणवत्ता के संबंध में, ऑक्सीजन के अलावा, कण कार्बनिक पदार्थ और विषाक्त नाइट्रोजन यौगिकों से अधिक बायोफ्लोक सिस्टम में प्रमुख चिंता का विषय है। इस संदर्भ में, अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने के लिए तीन रास्ते होते हैं: कम दर (1) शैवाल द्वारा photoautotrophic हटाने पर और उच्च दर (2) अमोनिया नाइट्रोजन के heterotrophic जीवाणु रूपांतरण सीधे माइक्रोबियल बायोमास और (3) अमोनिया से नाइट्रेट तक ऑटोट्रॉफिक जीवाणु रूपांतरण ( मार्टिनेज़कॉर्डोबा एट अल 2015)। सिस्टम में उपलब्ध नाइट्रेट और चक्र पर संचित अन्य छोटे और प्रमुख पोषक तत्वों को एक्वापोनिक सिस्टम (पिन्हो एट अल। 2017) में पौधों के विकास के लिए सब्सट्रेट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

   12.6.3 एक्वापोनिक्स में बीएफटी

   एक्वापोनिक सिस्टम में बीएफटी का आवेदन अपेक्षाकृत नया है, हालांकि राकोसी (2012) ने तिलापिया के साथ एक वाणिज्यिक पायलट-स्केल प्रोजेक्ट का उल्लेख किया है। तालिका 12.2 प्रमुख हाल के अध्ययनों को सारांशित करता है जिन्होंने एक्वापोनिक सिस्टम में बीएफटी का उपयोग किया है।

   कुल मिलाकर, परिणाम दिखाते हैं कि बायोफ्लॉक तकनीक का इस्तेमाल मछली या चिंप-प्लांट उत्पादन में किया जा सकता है और एकीकृत किया जा सकता है। बीएफटी जब अन्य पारंपरिक जलीय कृषि प्रणालियों (जैसे आरएएस) की तुलना में वास्तव में पौधे और मछली की पैदावार में सुधार हुआ और बेहतर पौधे दृश्य गुणवत्ता (पिन्हो एट अल। 2017) को बढ़ावा दिया, लेकिन सभी मामलों में नहीं (रहमान 2010; पिन्हो 2018)। Pinho एट अल। (2017) ने देखा कि बीएफटी प्रणाली के साथ सलाद की पैदावार साफ-जल पुनरावृत्ति प्रणाली (चित्र 12.6) की तुलना में अधिक थी। यह संभवतः उच्च पोषक तत्व द्वारा प्रदान की उपलब्धता के कारण है

   ** टेबल 12.2** दुनिया भर में हाल के अध्ययन विभिन्न जलीय और पौधों की प्रजातियों के लिए जलीय प्रणालियों में बीएफटी लागू करने

   तालिका थैड tr वर्ग = “हेडर” थैक्वैटिक प्रजातियों/वें वें पौधे की प्रजातियां /वें वें मुख्य परिणाम /वें वें संदर्भ /वें /tr /thead tbody tr वर्ग = “अजीब” टीडीटीलापिया/टीडी टीडी सलाद पत्ता /टीडी टीडी पारंपरिक हाइड्रोपोनिक समाधान की तुलना में बायोफ्लोक टेक्नोलॉजी ने सलाद उत्पादन में सुधार नहीं किया /टीडी टीडी रहमान (2010) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीटीलापिया/टीडी टीडी सलाद पत्ता /टीडी टीडी स्पष्ट पानी पुनर्संरचना प्रणाली की तुलना में बीएफटी का उपयोग करके सलाद की उपज और दृश्य गुणवत्ता में सुधार हुआ था /टीडी टीडी पिन्हो एट अल (2017) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीटीलापिया (नर्सरी) /टीडी टीडी सलाद पत्ता /टीडी टीडी एक नर्सरी चरण (1-30 ग्राम) में * तिलापिया* का उपयोग करके प्लांट प्रदर्शन (लेटिष) को बायोफ्लोक अपशिष्ट जल से नकारात्मक रूप से प्रभावित किया गया था, क्योंकि दो पौधे चक्रों (13 दिन प्रत्येक) के बाद आरएएस अपशिष्ट जल की तुलना में। बीएफटी की तुलना में आरएएस में प्लांट दृश्य पहलू बेहतर थे /टीडी टीडी पिन्हो (2018) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीटीलापिया/टीडी टीडी सलाद पत्ता /टीडी टीडी फ़िल्टरिंग तत्वों (यांत्रिक फिल्टर और जैविक फिल्टर) की उपस्थिति ने बीएफटी का उपयोग करके फिल्टर के बिना उपचार की तुलना में एक्वापोनिक सिस्टम में सलाद उत्पादन को सकारात्मक रूप से प्रभावित किया /टीडी टीडी बारबोसा (2017) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीटीलापिया/टीडी टीडी सलाद पत्ता /टीडी टीडी बीएफटी का उपयोग करके एक्वापोनिक्स में कम लवणता (3 पीपीटी) किया जा सकता है। दृश्य और प्रदर्शन मापदंडों ने संकेत दिया कि बैंगनी विविधता चिकनी और crisped किस्मों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन था /टीडी टीडी लेनज़ एट अल (2017) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीसिल्वर कैटफिश/टीडी टीडी सलाद पत्ता /टीडी टीडी एक्वापोनिक सिस्टम में बायोफॉक्स का उपयोग चांदी के कैटफ़िश के साथ एक एकीकृत संस्कृति में सलाद की उत्पादकता में सुधार कर सकता है /टीडी टीडी रोचा एट अल (2017) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” TdilitOpenaeus वेनानामी/आई/टीडी टीडी Isarcocornia अस्पष्ट/i /टीडी टीडी समुद्री isshrimp एल Vannamei/i का प्रदर्शन है से प्रभावित नहीं था. अस्पष्ट/मैं एकीकृत aquaponics उत्पादन और भी पोषक तत्वों के उपयोग में सुधार (जैसे नाइट्रोजन) संस्कृति प्रणाली में /टीडी टीडी पिनहेरो एट अल (2017) /टीडी /tr /टीबीओडी /तालिका

   

   अंजीर 12.6 प्रायोगिक एक्वापोनिक्स ग्रीनहाउस सांता कैटरीना स्टेट यूनिवर्सिटी (यूडीईएससी), ब्राजील में बायोफ्लोक टेक्नोलॉजी और आरएएस अपशिष्ट जल की तुलना करते हैं। (स्रोत: पिन्हो एट अल 2017)

   उच्च माइक्रोबियल गतिविधि हालांकि, इस प्रवृत्ति को रहमान (2010) द्वारा अध्ययन में नहीं देखा गया था, जिन्होंने बीएफटी प्रणाली में मछली संस्कृति से एक सलाद उत्पादन में पारंपरिक हाइड्रोपोनिक समाधान में प्रवाह की तुलना की थी। इसके अलावा, Pinho

   

   अंजीर 12.7 उच्च लवणता halophyte _Sarcocornia अस्पष्टता _ एक्वापोनिक्स उत्पादन प्रशांत सफेद झींगा Litopenaeus vannamei सफलतापूर्वक सांता कैटरीना फेडरल यूनिवर्सिटी (UFSC), ब्राजील में बायोफ्लॉक प्रौद्योगिकी लागू करने के साथ एकीकृत। (स्रोत: LCM-UFSC, ब्राज़िल)

   

   अंजीर 12.8 Aquaponics सलाद उत्पादन biofloc प्रौद्योगिकी (बाएं) और सलाद जड़ों (दाएं) में निलंबित ठोस पदार्थों के संचय का उपयोग कर Tilapia के साथ एकीकृत। बारबोसा (2017)

   (2018) ने हाल के एक अध्ययन में देखा कि नर्सरी चरण (1-30 ग्राम) में Tilapia का उपयोग करके एक्वापोनिक सिस्टम में लेटिष का उत्पादक प्रदर्शन 46 दिनों से अधिक आरएएस अपशिष्ट जल की तुलना में बायोफ्लॉक अपशिष्ट जल से नकारात्मक रूप से प्रभावित था। परिणामों में भिन्नता इस क्षेत्र में अतिरिक्त अध्ययन की आवश्यकता को पहचानती है।

   बीएफटी का उपयोग कम लवणता के पानी के साथ किया जा सकता है, उदाहरण के लिए लेटिष की कुछ किस्मों (लेनज़ एट अल। 2017), और उच्च लवणता के पानी का उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए Sarcocornia अस्पा सह-संस्कृति जैसे कि प्रशांत सफेद झींगा Litopenaeus vannamei (Pinheiro एट अल। 2017) (चित्र 12.7)। रजत कैटफ़िश रहमदिया quelen ने बीएफटी (रोचा एट अल 2017) के साथ एक्वापोनिक्स के एकीकरण के लिए अच्छी क्षमता भी दिखायी है।

   बीएफटी के साथ, ठोस पदार्थों की एकाग्रता जड़ों को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकती है और पोषक तत्व अवशोषण और ऑक्सीजन उपलब्धता को प्रभावित कर सकती है। नतीजतन, पैदावार प्रभावित हो सकती है, लेकिन पौधों की दृश्य गुणवत्ता (जैसे लेट्टस) भी हो सकती है जो उपभोक्ताओं के लिए एक महत्वपूर्ण मानदंड है। इसे ध्यान में रखते हुए, ठोस प्रबंधन आगे के अध्ययन के लिए एक महत्वपूर्ण विषय है जहां बीएफटी लागू करते समय एक्वापोनिक सिस्टम में ठोस पदार्थ (कण अंश और भंग अंश) का प्रभाव माना जाता है (चित्र 12.8)। इसके अलावा, विभिन्न जलीय कृषि और पौधों की बढ़ती प्रणालियों में शामिल लागतों की तुलना करने और विभिन्न स्थानों और शर्तों के सापेक्ष उपयुक्तता की पहचान करने के लिए आर्थिक अध्ययन करने की आवश्यकता है।

7. 12.7 डाइगेपोनिक्स

   Original publication 2019 · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   जानबूझकर खेती वाले बायोमास के एनारोबिक प्रसंस्करण, साथ ही साथ कृषि गतिविधि से अवशिष्ट संयंत्र सामग्री, बायोगैस उत्पादन के लिए एक अच्छी तरह से स्थापित विधि है। जीवाणु रूप से अपचनीय डाइजेस्टेट को उर्वरक के रूप में और आर्द्रता के निर्माण के लिए खेतों में वापस कर दिया जाता है। जबकि यह प्रक्रिया कृषि में व्यापक है, बागवानी में इस तकनीक का प्रयोग अपेक्षाकृत नया है। Stoknes एट अल. (2016) का दावा है कि 'खाद्य को बर्बाद करने के लिए' (F2W2F) परियोजना के भीतर, पहली बार सब्सट्रेट और उर्वरक के रूप में पाचन के उपयोग के लिए एक कुशल विधि विकसित की गई है। अनुसंधान टीम ने इस परिपत्र प्रणाली के लिए 'digeponics' शब्द गढ़ा। डिगेपोनिक्स, एक्वापोनिक्स के विपरीत, एक अवायवीय डाइजेस्टर के साथ जलीय कृषि भाग को बदल देता है, या, जब यह तीन पाश एक्वापोनिक प्रणाली है, जो अवायवीय भी शामिल है की तुलना में, जलीय कृषि भाग प्रणाली से हटा दिया जाता है, दो मुख्य छोरों, पाचन पाश और बागवानी पाश छोड़ देता है।

   मछली के भोजन के रूप में एक एक्वापोनिक सिस्टम में प्रदान की जाने वाली आवश्यक कार्बनिक इनपुट को डिजीपोनिक्स के लिए मानव खाद्य उत्पादन से खाद्य अपशिष्ट के साथ बदल दिया जाता है। मछली फ़ीड से उत्पन्न अच्छी तरह से ज्ञात, निरंतर और शायद पोषण रूप से अनुकूलित पोषक तत्व धारा के विरोध में इनपुट धारा में पोषक तत्वों की अलग-अलग संरचना एक्वापोनिक्स में आवश्यक तुलना में अधिक सख्त पोषक तत्व विश्लेषण और प्रबंधन व्यवस्था के लिए कॉल करेगी।

   उत्पादित बायोगैस, जिसमें मुख्य रूप से मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड होता है, का उपयोग बिजली और गर्मी उत्पादन के लिए सुविधा के भीतर किया जा सकता है। जिसके परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड-युक्त निकास गैस कृषि में प्रयुक्त शास्त्रीय बायोगैस संयंत्रों की तुलना में सीधे ग्रीनहाउस में उत्सर्जन को कम करने में उर्वरक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

   चूंकि 'एनारोबिक तरल घोल में ताजा और अनुपचारित डाइजेस्टेट (इसमें शामिल हैं) संयंत्र विषाक्त पदार्थ, एक बहुत ही उच्च विद्युत चालकता (ईसी) और रासायनिक ऑक्सीजन की मांग (सीओडी) '(Stoknes एट अल। 2016), यह संयंत्र निषेचन के लिए उपयुक्त बनाने के लिए इलाज किया जाना चाहिए। F2W2F परियोजना के भीतर मॉडरेशन के कई तरीकों की जांच की गई है। डाइजेस्टेट के अपेक्षाकृत उच्च ईसी और कम लागत वाले खाद्य अपशिष्ट से खिलाया जाने वाला एक डाइजेस्टर की परिचालन लचीलापन कुछ तंग युग्मन मुद्दों को कम करती है जो अक्सर एक्वापोनिक सिस्टम के लिए जिम्मेदार होती हैं (देखें चैप 7)। इस प्रकार digeponics परिस्थितियों में एक्वापोनिक्स के लिए एक दिलचस्प विकल्प के रूप में काम कर सकते हैं जहां जलीय कृषि भाग एक चुनौती का प्रतिनिधित्व करता है। एक तीन लूप एक्वापोनिक सिस्टम के संबंध में जिसमें पहले से ही एक एनारोबिक डाइजेस्टर के साथ एक लूप शामिल है, कार्बनिक इनपुट के लिए खाद्य अपशिष्ट प्रवाह को शामिल करना एक दिलचस्प भविष्य की दिशा का प्रतिनिधित्व कर सकता है। जलीय कृषि कीचड़ की मीथेन उपज बल्कि सीमित है। मीथेन उपज अनुकूलन के उद्देश्य से अवशिष्ट कृषि बायोमास का लक्षित समावेश समग्र प्रदर्शन को बढ़ा सकता है।

8. 12.8 वर्मिपोनिक्स और एक्वापोनिक्स

   Original publication 2019 · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   यह इस अध्याय में याद किया जाएगा कि केंचुआ और एक्वापोनिक्स में उनकी शुरूआत का उल्लेख न करें, और इस प्रकार यह अध्याय इन डिट्रिटिवोर अकशेरुकी और जैविक कचरे को उर्वरक में बदलने की उनकी क्षमताओं का एक संक्षिप्त रेसमे के साथ समाप्त होता है। ऐसा कहा जाता है कि कीड़े और जिस तरह से वे पदार्थ को पचाने के लिए अरस्तू और चार्ल्स डार्विन के साथ-साथ दार्शनिकों पास्कल और थोरो (Adhikary 2012) के हित के थे और वे क्लियोपेट्रा के तहत कानून द्वारा संरक्षित थे। केंचुआ कृषि और बागवानी में मूल्यवान हैं क्योंकि वे 'मिट्टी के स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे नीचे से पोषक तत्वों और खनिजों को अपने कचरे के माध्यम से सतह तक ले जाते हैं, और उनके सुरंगों ने जमीन को एरेट किया है।

   आधुनिक वर्मिकल्चर को मैरी अपेलहोफ के लिए जिम्मेदार ठहराया गया है, जिन्होंने 1 9 70 और 1 9 80 के दशक की शुरुआत में कीड़े के साथ खाद बनाने पर कई प्रकाशन तैयार किए थे। समकालीन वर्मीकंपोस्टिंग बड़े और छोटे पैमाने पर जैविक कचरे से छुटकारा पाने और खाद और 'कीड़ा चाय' के रूप में उर्वरक का उत्पादन करने के उद्देश्य से होती है। कृमि चाय का उत्पादन कीड़ा को भिगोने या वर्षा से गीला या प्राकृतिक गीला लीक के माध्यम से खाद से पोषक तत्वों को लीचिंग करके किया जा सकता है।

   वर्मिपोनिक्स एक हाइड्रोपोनिक प्रणाली में पोषक तत्व प्रदान करने के लिए मुख्य रूप से लाल wriggler कीड़े (Eisenia fetida) या (E. foetida) के कीड़ा कास्ट का उपयोग करता है। जब एक्वापोनिक सिस्टम में कीड़े पेश किए जाते हैं, तो हम सुझाव देते हैं कि सिस्टम को अलग करने के लिए सिस्टम को 'वर्मी-एक्वापोनिक्स' कहा जाता है। इस प्रकार यह एक एक्वापोनिक प्रणाली के पौधों के हिस्सों के बढ़ते बिस्तरों में कीड़े का परिचय है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वर्मी-एक्वापोनिक्स अपनी प्रारंभिक अवस्था में है और मुख्य रूप से शौकिया और अनुसंधान प्रयोगशालाओं द्वारा अभ्यास किया जाता है। कीड़े मुख्य रूप से पौधों की बढ़ती मीडिया में पेश कर रहे हैं, आमतौर पर बजरी बेड, जहां वे मछली से किसी भी ठोस अपशिष्ट और पौधों से किसी भी detritus को तोड़ने के लिए मदद कर सकते हैं और इसके अलावा पौधों के लिए अतिरिक्त पोषक तत्व प्रदान करते हैं, और वे भी मछली मांसाहारी के लिए खिलाया जा सकता है। ज्यादातर मामलों में बेड बाढ़ और नाली के प्रकार के होते हैं, ताकि कीड़े लगातार पानी के नीचे न हों।

   ** पावती** लेखकों वैज्ञानिक और तकनीकी विकास-सीएनपीक्यू (परियोजना संख्या 455349/2012-6) और सांता कैटरीना राज्य fapesc के वैज्ञानिक और तकनीकी अनुसंधान फाउंडेशन (परियोजना संख्या 2013TR3406 और 2015TR453) के लिए राष्ट्रीय परिषद का शुक्रिया अदा करते हैं।