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अध्याय 13 Aquaponics में मछली आहार

1. 13.1 परिचय

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

   जलीय भोजन मानव पोषण और स्वास्थ्य के लिए फायदेमंद माना जाता है और भविष्य में टिकाऊ स्वस्थ आहार (Beveridge et al 2013) में एक अनिवार्य भूमिका निभाएगा। इसे प्राप्त करने के लिए, वैश्विक जलीय कृषि क्षेत्र को अब और 2030 (थिलस्टेड एट अल 2016) के बीच मछली की आपूर्ति की मात्रा और गुणवत्ता बढ़ाने में योगदान देना चाहिए। इस वृद्धि को न केवल उत्पादन और/या प्रजातियों की संख्या में वृद्धि करके बल्कि सिस्टम विविधीकरण द्वारा भी बढ़ावा दिया जाना चाहिए। हालांकि, एक्वाकल्चर से मछली हाल ही में खाद्य सुरक्षा और पोषण (एफएसएन) बहस और भविष्य की रणनीतियों और नीतियों में शामिल की गई है, जो भविष्य में कुपोषण को रोकने के लिए इस उत्पादन की महत्वपूर्ण भूमिका का प्रदर्शन करती है (बेनेट एट अल। 2015), क्योंकि मछली प्रोटीन का एक अच्छा स्रोत प्रदान करती है और असंतृप्त वसा, साथ ही खनिज और विटामिन। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि कई अफ्रीकी राष्ट्र अपने वर्तमान और भविष्य के खाद्य उत्पादन चुनौतियों में से कुछ के जवाब के रूप में जलीय कृषि को बढ़ावा दे रहे हैं। यहां तक कि यूरोप में, मछली की आपूर्ति वर्तमान में आत्मनिर्भर नहीं है (असंतुलित घरेलू आपूर्ति/मांग के साथ), जो आयात पर तेजी से निर्भर है। इसलिए, वैश्विक जलीय कृषि के सफल और स्थायी विकास को सुनिश्चित करना वैश्विक और यूरोपीय अर्थव्यवस्था (कोबायाशी एट अल 2015) के लिए एक अनिवार्य एजेंडा है। स्थिरता आम तौर पर तीन प्रमुख पहलुओं को दिखाने के लिए आवश्यक है: पर्यावरण स्वीकार्यता, सामाजिक समानता और आर्थिक व्यवहार्यता। एक्वापोनिक सिस्टम एक लागत कुशल, पर्यावरण के अनुकूल और सामाजिक रूप से फायदेमंद तरीकों में पशु और पौधे उत्पादन प्रणालियों दोनों को जोड़कर टिकाऊ होने का अवसर प्रदान करते हैं। स्टेपल्स और फंज-स्मिथ (2009) के लिए, स्थायी विकास पारिस्थितिक कल्याण और मानव कल्याण के बीच संतुलन है, और जलीय कृषि के मामले में, एक पारिस्थितिकी तंत्र दृष्टिकोण को हाल ही में अनुसंधान के लिए प्राथमिकता क्षेत्र के रूप में समझा गया है।

   एक्वाकल्चर पिछले 40 वर्षों के दौरान सबसे तेजी से बढ़ते खाद्य उत्पादन क्षेत्र रहा है (Tveterås एट अल. 2012), निकटतम भविष्य दुनिया खाद्य जरूरतों को पूरा करने के लिए सबसे होनहार खेती गतिविधियों में से एक जा रहा है (कोबायाशी एट अल। एक्वाकल्चर (एफएओ 2015) से कुल उत्पादन आंकड़े 6% के वैश्विक उत्पादन में वार्षिक वृद्धि प्रकट करते हैं, जो 2050 में नौ अरब लोगों की अनुमानित आबादी के लिए 2030 (एफएओ 2014) तक वैश्विक मछली खपत का 63% तक प्रदान करने की उम्मीद है। यूरोप के मामले में, भविष्यवाणी की वृद्धि न केवल समुद्री क्षेत्र के भीतर बल्कि स्थलीय रूप से उत्पादित उत्पादों में भी देखी जाती है। आने वाले वर्षों के दौरान जलीय कृषि के विकास के लिए उम्मीद की चुनौतियों में से कुछ एंटीबायोटिक दवाओं और अन्य रोग उपचार के उपयोग में कमी कर रहे हैं, कुशल जलीय कृषि प्रणालियों और उपकरणों के विकास, एक साथ प्रजातियों विविधीकरण और में वृद्धि की स्थिरता के साथ

   फ़ीड उत्पादन और फ़ीड के उपयोग के क्षेत्र। फीड में फिशमेल (एफएम) से अन्य प्रोटीन स्रोतों में बदलाव भी एक महत्वपूर्ण चुनौती है, साथ ही साथ 'फिश-इन-फिश-आउट' अनुपात भी है। 1 9 60 के दशक तक पहुंचने का एक लंबा इतिहास है, जिसमें नए और अधिक टिकाऊ फ़ीड फार्मूले को अनुकूलित करने और बनाने, फीड स्पिलिंग को कम करने और खाद्य रूपांतरण अनुपात को कम करने के प्रोत्साहन सहित उचित स्थिरता की दिशा में जलीय कृषि क्षेत्र के विकास को बढ़ावा देने के लिए (एफसीआर)। यद्यपि जलीय कृषि को सबसे कुशल पशु उत्पादन क्षेत्र के रूप में पहचाना जाता है, जब स्थलीय पशु उत्पादन की तुलना में, संसाधन दक्षता, प्रजातियों के विविधीकरण या उत्पादन के तरीकों के संदर्भ में सुधार के लिए अभी भी जगह है, और इसके अलावा एक पारिस्थितिकी तंत्र दृष्टिकोण लेने की स्पष्ट आवश्यकता है जीवों की जैविक क्षमता का पूरा लाभ और पर्यावरण और सामाजिक कारकों (कौशिक 2017) पर पर्याप्त विचार प्रदान करना। जलीय कृषि उत्पादन में इस वृद्धि को अपेक्षित कुल फ़ीड उत्पादन में वृद्धि के द्वारा समर्थित होना चाहिए। 2030 तक अपेक्षित जलीय कृषि विकास का समर्थन करने के लिए हर साल लगभग तीन मिलियन अतिरिक्त टन फीड का उत्पादन करने की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, मछली के तेल और मछली के तेल (एफओ) को पौधे और स्थलीय विकल्प के साथ बदलने की आवश्यकता होती है जिसके लिए पशु खेती के लिए फॉर्मूला फीड में आवश्यक शोध की आवश्यकता होती है।

   पशु और एक्वाफीड उद्योग एक वैश्विक उत्पादन क्षेत्र का हिस्सा हैं, जो भविष्य के विकास रणनीतियों के लिए भी ध्यान केंद्रित है। Alltech के वार्षिक सर्वेक्षण (Alltech 2017) से पता चलता है कि कुल पशु फ़ीड उत्पादन के माध्यम से तोड़ दिया 1 अरब मीट्रिक टन, एक 3.7% से उत्पादन में वृद्धि के साथ 2015 फीड मिलों की संख्या में 7% की कमी के बावजूद। चीन और संयुक्त राज्य अमेरिका ने 2016 में उत्पादन का प्रभुत्व किया, जो दुनिया के कुल फ़ीड उत्पादन का 35% हिस्सा है। सर्वेक्षण से पता चलता है कि शीर्ष 10 उत्पादक देशों में दुनिया के फीड मिलों (56%) के आधे से अधिक हैं और कुल फीड उत्पादन का 60% हिस्सा है। उत्पादन में इस एकाग्रता का मतलब है कि परंपरागत रूप से वाणिज्यिक जलीय कृषि फ़ीड के लिए योगों में उपयोग की जाने वाली कई प्रमुख सामग्री अंतरराष्ट्रीय स्तर पर वस्तुओं का कारोबार करती हैं, जो किसी भी वैश्विक बाजार में अस्थिरता के लिए एक्वाफीड उत्पादन का विषय है। उदाहरण के लिए Fishmeal 2030 तक कीमत में दोगुना होने की उम्मीद है, जबकि मछली का तेल 70% से अधिक (Msangi et al 2013) की वृद्धि होने की संभावना है। यह ब्याज बढ़ाने और नए या वैकल्पिक स्रोतों पर ध्यान केंद्रित करते हुए मछली फ़ीड में इन सामग्रियों की मात्रा को कम करने के महत्व को दर्शाता है (गार्सिया-रोमेरो एट अल। 2014a, बी; रोबेना एट अल 1998, 1999; टेरोवा एट अल 2013; Torrecillas et al 2017)।

   जबकि जलीय कृषि उत्पादन के लिए नए अपतटीय प्लेटफॉर्म विकसित किए गए हैं, समुद्री और मीठे पानी के पुनर्चक्रण जलीय कृषि प्रणालियों (आरएएस) पर भी एक महत्वपूर्ण ध्यान दिया जाता है, क्योंकि ये प्रणालियां प्रति किलो मछली फ़ीड का उपयोग कम पानी का उपयोग करती हैं, जो पर्यावरण के प्रभावों को कम करते समय मछली उत्पादन को बढ़ाती है पानी के उपयोग में कटौती सहित जलीय कृषि (Ebeling और Timmons 2012; किंगलर और Naylor 2012)। आरएएस को एक्वापोनिक सिस्टम में पौधों के उत्पादन के साथ एकीकृत किया जा सकता है, जो आसानी से स्थानीय और क्षेत्रीय खाद्य प्रणाली के मॉडल में फिट होते हैं (चैप 15 देखें) जिसका प्रयोग बड़े जनसंख्या केंद्रों (लव एट अल। 2015 ए) में या उसके पास किया जा सकता है। जल, ऊर्जा और मछली फ़ीड एक्वापोनिक सिस्टम (लव एट अल। 2014, 2015 बी) के लिए तीन सबसे बड़े भौतिक इनपुट हैं। खेती की मछली द्वारा लगभग 5% फीड का सेवन नहीं किया जाता है, जबकि शेष 95% निगलना और पचा जाता है (खाकीज़ाद एट अल 2015)। इस हिस्से में, 30 -40% को बनाए रखा जाता है और नए बायोमास में परिवर्तित किया जाता है, जबकि

   ** एक्वापोनिक फीड डेवलपमेंट एंड सर्कुलर बायोइकोनॉमी**

   

   ** अंजीर 13.1** एक्वापोनिक आहार के लिए जैव उप-उत्पादों को स्थानीय रूप से वैलोराइज करने के लिए एक बहुआयामी दृष्टिकोण का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व। (अल्ट्रापेरिफेरिक द्वीपों और परिपत्र अर्थव्यवस्था में एक्वापोनिक विकास की दिशा में 'आर+डी+आई के आधार पर; इस्लैंडाप परियोजना, इंटररेग मैक/1.1A/2072014-2019)

   शेष 60— 70% मल के रूप में जारी किया जाता है, मूत्र और अमोनिया (एफएओ 2014)। औसतन, 1 किलो फ़ीड (30% कच्चे प्रोटीन) विश्व स्तर पर लगभग 27.6 ग्राम एन जारी करता है, और मछली बायोमास की 1 किलो बीओडी (जैविक ऑक्सीजन की मांग) के 577 ग्राम, 90.4 ग्राम एन और 10.5 ग्राम पी (टायसन एट अल। 2011)।

   Aquaponics वर्तमान में एक छोटा लेकिन तेजी से बढ़ रहा क्षेत्र है जो स्पष्ट रूप से निम्नलिखित राजनीतिक और सामाजिक-आर्थिक चुनौतियों का लाभ उठाने के लिए अनुकूल है, जहां 1) जलीय उत्पादन खाद्य सुरक्षा और पोषण की आवश्यकता को पूरा करता है, 2) मछली आत्मनिर्भर क्षेत्रों दुनिया भर में स्थापित कर रहे हैं, 3) जलीय कृषि एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है लेकिन वैश्विक सामग्री और वैश्विक फ़ीड उत्पादन फोकस के तहत आता है, 4) कृषि में नवाचार जैव विविधता को अधिक टिकाऊ तरीकों से बढ़ावा देता है और परिपत्र अर्थव्यवस्था के हिस्से के रूप में और 5) स्थानीय रूप से उत्पादित खाद्य पदार्थों का अधिक से अधिक समय लगता है। इन पहलुओं ने प्रकृति के संरक्षण के लिए अंतर्राष्ट्रीय संघ की सिफारिशों के साथ टाई (Le Gouvello एट अल। 2017), जलीय कृषि और मछली फ़ीड की स्थिरता माना जाता है, जिसने सिफारिश की है कि जलीय कृषि उत्पादन और परिपत्र दृष्टिकोण को स्थानीयकृत करने के लिए प्रयास किए जाने चाहिए, और जगह में नए उत्पादों और उप-उत्पादों के लिए एक गुणवत्ता नियंत्रण कार्यक्रम डाल, साथ ही क्षेत्रों के भीतर स्थानीय मछली फ़ीड प्रसंस्करण। अब तक, 'छोटे पैमाने पर एक्वापोनिक्स जैव-इकोनॉमी और स्थानीय पैमाने पर उत्पादन के कार्यान्वयन के लिए उदाहरण प्रदान कर सकते हैं, इस प्रकार जैविक पदार्थों से उत्पादों और उप-उत्पादों का उपयोग करने के तरीकों को बढ़ावा देना जो अन्य उद्देश्यों के लिए उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं हैं, उदाहरण के लिए खेती कीड़े और कीड़े, मैक्रोएंड माइक्रोएल्गा, मछली और उप-उत्पाद हाइड्रोलाइसेट्स, नए कृषि पारिस्थितिकीय उत्पादित पौधे और स्थानीय रूप से उत्पादित बायोएक्टिव्स और सूक्ष्म पोषक तत्व, जबकि गुणवत्ता वाले भोजन (मछली और पौधों) के उत्पादन के साथ पर्यावरण पदचिह्न को कम करते हैं और शून्य अपशिष्ट उत्पादन की ओर बढ़ते हैं। इसके अलावा, एक्वापोनिक्स टिकाऊ उत्पादन और बायोरिसोर्स वैलोरिज़ेशन के बारे में सीखने के एक बहुआयामी तरीके को बढ़ावा देने के लिए एक अच्छा उदाहरण प्रदान करता है, उदाहरण के लिए 'इस्लैंडप प्रोजेक्ट' (इंटररेग वी-ए मैक 20142020) (चित्र 13.1)।

   इस अध्याय के निम्नलिखित खंड मछली आहार, सामग्री और additives की कला की स्थिति की समीक्षा करते हैं, साथ ही साथ विशिष्ट एक्वापोनिक फ़ीड का उत्पादन करते समय पोषण और टिकाऊ चुनौतियों पर विचार करने के लिए।

2. 13.2 मछली पोषण का सतत विकास

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

   जलीय कृषि में मछली पोषण के सतत विकास को उन चुनौतियों के अनुरूप होना चाहिए जो एक्वापोनिक्स उच्च गुणवत्ता वाले भोजन के उत्पादन की बढ़ती आवश्यकता के संबंध में प्रदान करते हैं। नाइट्रोजन, फास्फोरस और एक्वापोनिक्स में उपयोग किए जाने वाले मछली आहार की खनिज सामग्री में हेरफेर करना पोषक तत्वों के संचय की दर को प्रभावित करने का एक तरीका है, जिससे पोषक तत्वों के कृत्रिम और बाहरी पूरक की आवश्यकता कम हो जाती है। राकोसी एट अल के अनुसार (2004), मछली और फ़ीड अपशिष्ट पौधों द्वारा आवश्यक अधिकांश पोषक तत्व प्रदान करते हैं यदि दैनिक मछली फ़ीड इनपुट और पौधे के बढ़ते क्षेत्रों के बीच इष्टतम अनुपात निरंतर रहता है। एक्वापोनिक सिस्टम में 'कीचड़' नामक ठोस मछली कचरे के परिणामस्वरूप उपलब्ध इनपुट पोषक तत्वों, विशेष रूप से फास्फोरस का लगभग आधा हिस्सा खोने में परिणाम होता है, जो सैद्धांतिक रूप से पौधे बायोमास उत्पादन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है लेकिन जानकारी अभी भी सीमित है (डेलाइड एट अल। 2017; Goddek et al 2018)। जबकि जलीय कृषि में मछली पोषण में स्थिरता का लक्ष्य भविष्य में दर्जी आहार का उपयोग करके हासिल किया जाएगा, एक्वापोनिक्स में मछली फ़ीड को मछली और पौधों दोनों के लिए पोषण संबंधी आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होती है। स्थिरता में वृद्धि फिशमेल (एफएम) और मछली के तेल (एफओ) और उपन्यास, उच्च ऊर्जा, कम कार्बन पदचिह्न कच्चे प्राकृतिक अवयवों पर कम निर्भरता से प्राप्त होगी। जैव विविधता और प्राकृतिक संसाधनों के स्थायी उपयोग की रक्षा के लिए, जंगली मछुआरों आधारित एफएम और एफओ के उपयोग को एक्वाफीड्स (टैकॉन और मेटियन 2015) में सीमित होना चाहिए। हालांकि, वैकल्पिक सामग्री के साथ आहार एफएम को प्रतिस्थापित करते समय मछली के प्रदर्शन, स्वास्थ्य और अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता को बदला जा सकता है। इस प्रकार, मछली पोषण अनुसंधान आवश्यक आवश्यक पोषक तत्व प्रदान करने के लिए आहार घटकों के कुशल उपयोग और परिवर्तन पर केंद्रित है जो विकास के प्रदर्शन को अधिकतम करेंगे और टिकाऊ और लचीला जलीय कृषि प्राप्त करेंगे। एफएम की जगह, जो मछली आहार में एक उत्कृष्ट लेकिन महंगा प्रोटीन स्रोत है, इसकी अनूठी एमिनो एसिड प्रोफाइल, उच्च पोषक तत्व पाचनशक्ति, उच्च स्वादिष्ट, सूक्ष्म पोषक तत्वों की पर्याप्त मात्रा के साथ-साथ विरोधी पोषण संबंधी कारकों की सामान्य कमी होने के कारण सीधा नहीं है (गैटलिन एट अल। 2007)।

   कई अध्ययनों से पता चला है कि एफएम सफलतापूर्वक एक्वाफीड्स में सोयाबीन भोजन द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, लेकिन सोयाबीन भोजन में ट्रिप्सिन इनहिबिटर, सोयाबीन एग्लूटीनिन और सैपोनिन जैसे पौष्टिक कारक हैं, जो इसके उपयोग और उच्च प्रतिस्थापन प्रतिशत को सीमित करते हैं मांसाहारी मछली। मछली आहार में पौधे के भोजन से उच्च एफएम प्रतिस्थापन मछली में पोषक तत्व जैवउपलब्धता को भी कम कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप उत्पाद की अंतिम गुणवत्ता (गैटलिन एट अल। 2007) में पोषक तत्व परिवर्तन होते हैं। यह भी जलीय पर्यावरण के लिए अवांछनीय गड़बड़ी पैदा कर सकता है (हार्डी 2010) और आवश्यक अमीनो एसिड (विशेष रूप से मेथियोनीन और लाइसिन) के कम स्तर के कारण मछली के विकास को कम करने, और कम स्वादिष्ट (Krogdahl एट अल। 2010)। गेरिल और Pirhonen (2017) ने कहा कि एक 100% मकई लस भोजन के साथ एफएम प्रतिस्थापन काफी इंद्रधनुष ट्राउट की वृद्धि दर कम लेकिन एफएम प्रतिस्थापन ऑक्सीजन की खपत या तैराकी क्षमता को प्रभावित नहीं किया।

   पौधों की सामग्री के उच्च स्तर भी छर्रों की भौतिक गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं, और बाहर निकालना के दौरान विनिर्माण प्रक्रिया को जटिल बना सकते हैं। मछली फ़ीड के लिए वैकल्पिक संयंत्र व्युत्पन्न पोषक तत्वों में से अधिकांश में विभिन्न प्रकार के एंटी-पौष्टिक कारक होते हैं जो पाचन और उपयोग को बाधित करके मछली प्रोटीन चयापचय में हस्तक्षेप करते हैं, इसलिए पर्यावरण में एन रिलीज में वृद्धि होती है जो मछली स्वास्थ्य और कल्याण को प्रभावित कर सकती है। इसके अलावा, फाइटिक एसिड बदल फास्फोरस और प्रोटीन पाचन के उच्च स्तर सहित आहार है कि आसपास के वातावरण में उच्च एन और पी रिहाई के लिए नेतृत्व। मछली प्रजातियों की सहिष्णुता और स्तरों के अनुसार भोजन का सेवन और स्वादिष्ट, पोषक तत्व पाचनशक्ति और प्रतिधारण भिन्न हो सकते हैं और मछली कचरे की मात्रा और संरचना को बदल सकते हैं। इन परिणामों को ध्यान में रखते हुए, एक्वापोनिक्स में मछली आहार योगों को विभिन्न फ़ीड सामग्री के लिए विरोधी पोषण कारकों (यानी फाइटेट) के आहार के स्तर की जांच करनी चाहिए और एक्वापोनिक्स में उपयोग की जाने वाली प्रत्येक मछली प्रजातियों के लिए और जेएन जैसे खनिजों के अतिरिक्त के प्रभाव भी आहार में फॉस्फेट यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि भले ही पौधे की सामग्री को एक्वाफीड्स में एफएम को बदलने के लिए पारिस्थितिक रूप से ध्वनि विकल्प माना जाता है, पौधों को सिंचाई की आवश्यकता होती है, और इस प्रकार खेतों से पोषक तत्व रन-ऑफ से उनके पानी और पारिस्थितिक पैरों के निशान (Pahlow et al। 2015) के रूप में पारिस्थितिक प्रभाव पैदा हो सकते हैं।

   स्थलीय पशु उप-उत्पादों जैसे कि गैर-रूमिनेंट संसाधित पशु प्रोटीन (पीएपी) जो मोनोगैस्ट्रिक खेती वाले जानवरों (जैसे मुर्गी, सूअर का मांस) से प्राप्त होते हैं जो वध के बिंदु पर मानव उपभोग के लिए उपयुक्त होते हैं (श्रेणी 3 सामग्री, ईसी विनियमन 142/2011; C विनियमन 56/2013) एफएम को भी बदल सकता है और परिपत्र अर्थव्यवस्था। पौधों की फ़ीड सामग्री की तुलना में उनके पास उच्च प्रोटीन सामग्री, अधिक अनुकूल एमिनो एसिड प्रोफाइल और कम कार्बोहाइड्रेट होते हैं, जबकि एंटीन्यूट्रिशनल कारकों (हर्ट्रम्फ और पीडाड-पास्कुअल 2000) की कमी होती है। यह दिखाया गया है कि मांस और हड्डी भोजन एक अच्छा फास्फोरस स्रोत के रूप में सेवा कर सकते हैं जब यह नील Tilapia (Ashraf एट अल। 2013) के आहार में शामिल है, हालांकि यह सख्ती से गोजातीय spongiform एन्सेफेलोपैथी (पागल गाय रोग) शुरू करने के खतरे के कारण ruminant जानवरों के फ़ीड में प्रतिबंधित कर दिया गया है। कुछ कीट प्रजातियों, जैसे कि काले सिपाही फ्लाई (हेर्मेटिया इललुकेन्स), को टिकाऊ मछली फ़ीड आहार के लिए वैकल्पिक प्रोटीन स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। कीट खेती के प्रमुख पर्यावरणीय लाभ यह है कि (a) कम भूमि और पानी की आवश्यकता होती है, (b) कि ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन कम है और (c) कीड़ों में उच्च फ़ीड रूपांतरण क्षमताएं होती हैं (हेनरी एट अल। 2015)। हालांकि, मछली, पौधों, लोगों और पर्यावरण के जोखिम के लिए गुणवत्ता और सुरक्षा मुद्दों पर सबूत प्रदान करने और स्क्रीनिंग के लिए आगे के शोध की निरंतर आवश्यकता है।

   यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि मछली अपने चयापचय और विकास के लिए आवश्यक कई आवश्यक पोषक तत्वों को संश्लेषित नहीं कर सकती है और इस आपूर्ति के लिए फ़ीड पर निर्भर करती है। हालांकि, वहाँ कुछ पशु समूहों है कि पोषक तत्वों की कमी आहार का उपयोग कर सकते हैं, क्योंकि वे सहजीवी सूक्ष्मजीवों कि इन यौगिकों (डगलस 2010) प्रदान कर सकते हैं सहन कर रहे हैं, और इस प्रकार, मछली अधिकतम लाभ प्राप्त कर सकते हैं जब उनके आवश्यक पोषक तत्वों की माइक्रोबियल आपूर्ति मांग के लिए बढ़ाया जाता है। Undersupply मछली की वृद्धि को सीमित करता है, जबकि गैर-आवश्यक यौगिकों के कारण विषाक्तता को बेअसर करने के लिए मछली की आवश्यकता के कारण अधिक आपूर्ति हानिकारक हो सकती है। जिस हद तक माइक्रोबियल फ़ंक्शन विभिन्न मछली प्रजातियों की मांगों के साथ भिन्न होता है और अंतर्निहित तंत्र क्या हैं, वे काफी हद तक अज्ञात हैं। महत्वपूर्ण बात यह है कि एक जलीय पशु का पेट माइक्रोबायोटा सिद्धांत रूप में आवश्यक पोषक तत्व प्रदान करने और मछली की खेती में स्थिरता प्राप्त करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है (कोरमास एट अल। 2014; मेंटे एट अल। इस क्षेत्र में आगे के शोध में मछली के विकास और स्वास्थ्य में सुधार के लिए पेट माइक्रोबायोटा विविधता को बढ़ावा देने वाली मछली फीड्स में उपयोग की जाने वाली सामग्री के चयन को सुविधाजनक बनाने में मदद मिलेगी।

   वैकल्पिक संयंत्र और पशु प्रोटीन स्रोतों और कम ट्राफिक मछली फ़ीड सामग्री के उपयोग में अनुसंधान चल रहा है। मछली फ़ीड में समुद्री स्रोत कच्चे अवयवों का प्रतिस्थापन, जिसे सीधे मानव खाद्य उद्देश्यों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, मछली पकड़ने के दबाव को कम करना चाहिए और जैव विविधता को संरक्षित करने में योगदान देना चाहिए। कम उष्णकटिबंधीय स्तर के जीव, जैसे काले सैनिक मक्खी, जो एक्वाफीड सामग्री के रूप में काम कर सकते हैं, विभिन्न पोषण गुणवत्ता वाले भोजन दिए गए अन्य कृषि औद्योगिक प्रथाओं के उप-उत्पादों और अपशिष्ट पर उगाया जा सकता है, जिससे अतिरिक्त पर्यावरणीय लाभ मिलते हैं। हालांकि, परिपत्र अर्थव्यवस्था और जैविक और अकार्बनिक पोषक तत्वों के रीसाइक्लिंग के साथ सफल होने के प्रयासों को देखभाल के साथ संभाला जाना चाहिए क्योंकि कच्चे माल और समुद्री भोजन उत्पादों में अवांछनीय यौगिकों से पशु स्वास्थ्य, कल्याण, विकास प्रदर्शन और अंतिम उत्पाद की सुरक्षा के लिए जोखिम बढ़ सकता है उपभोक्ताओं। फ़ीड सामग्री और आहार में अधिकतम सीमा के संबंध में खेती जलीय जानवरों के दूषित पदार्थों पर अनुसंधान और निरंतर निगरानी और रिपोर्टिंग नए नियमों के परिचय में संशोधन और परिचय को सूचित करने के लिए आवश्यक हैं।

3. 13.3 फ़ीड सामग्री और additives

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

   13.3.1 एक्वाफ़ीड्स के लिए प्रोटीन और लिपिड स्रोत

   बीसवीं शताब्दी के अंत से, एक्वाफ़ीड्स की संरचना में महत्वपूर्ण बदलाव हुए हैं लेकिन विनिर्माण में भी प्रगति हुई है। इन परिवर्तनों को जलीय कृषि की आर्थिक लाभप्रदता में सुधार करने के साथ-साथ इसके पर्यावरणीय प्रभावों को कम करने की आवश्यकता से उत्पन्न हुआ है। हालांकि, इन परिवर्तनों के पीछे ड्राइविंग बलों फ़ीड में मछली के तेल (एफएम) और मछली के तेल (एफओ) की मात्रा को कम करने की आवश्यकता है, जो परंपरागत रूप से फ़ीड का सबसे बड़ा अनुपात है, विशेष रूप से मांसाहारी मछली और झींगा के लिए। आंशिक रूप से overfishing के कारण, लेकिन विशेष रूप से वैश्विक जलीय कृषि मात्रा में निरंतर वृद्धि के कारण, वैकल्पिक प्रोटीन और तेलों के लिए एक्वाफीड्स में एफएम और एफओ को बदलने की बढ़ती आवश्यकता है।

   

   अंजीर 13.2 फिश-इन-फिश-आउट अनुपात (नीली रेखा, बाएं वाई-अक्ष) और 1990 और 2013 के बीच फिनलैंड में इंद्रधनुष ट्राउट फीड के लिए मछली के तेल की मात्रा (पीली लाइन, दाएं वाई-अक्ष) का उपयोग किया जाता है। ([www.raisioagro. com] से डेटा (http://www.raisioagro.com/))

   मछली फ़ीड की संरचना काफी बदल गया है के रूप में आहार में एफएम के अनुपात\ > 60% से 1990 के दशक में\ 20% करने के लिए इस तरह के अटलांटिक सामन के रूप में मांसाहारी मछली के लिए आधुनिक आहार में (Salmo salar), और एफओ सामग्री 24% से 10% की कमी हुई है (Ytrestøyl एट अल। 2015)। एक परिणाम के रूप में तथाकथित मछली में मछली बाहर (फीफो) अनुपात सैल्मन और इंद्रधनुष ट्राउट के लिए 1 से नीचे कमी आई है जिसका अर्थ है कि 1 किलो मछली मांस का उत्पादन करने के लिए फ़ीड में आवश्यक मछली की मात्रा 1 किलो से कम है (चित्र 13.2)। इस प्रकार, इक्कीसवीं शताब्दी में मांसाहारी मछली संस्कृति मछली का शुद्ध उत्पादक है। दूसरी ओर, कम ट्राफिक सर्वव्यापी मछली प्रजातियों (जैसे कार्प और तिलापिया) के लिए फ़ीड में 5% एफएम (टैकॉन एट अल 2011) से कम हो सकती है। ऐसी कम ट्राफिक मछली प्रजातियों की खेती उच्च ट्राफिक प्रजातियों की तुलना में पारिस्थितिक रूप से अधिक टिकाऊ है, और Tilapia के लिए फीफो 0.15 था और 2015 में केवल 0.02 (आईएफएफओ)। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि Tilapia (कोच एट अल 2016) और सामन (डेविडसन एट अल। 2018) के आहार में कुल एफएम प्रतिस्थापन उत्पादन मानकों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित किए बिना संभव नहीं है।

   आज, मछली फ़ीड में प्रोटीन और लिपिड की प्रमुख आपूर्ति पौधों से होती है, लेकिन आमतौर पर मांस और मुर्गी उप-उत्पादों और रक्त भोजन (टैकॉन और मेटियन 2008) से भोजन और वसा सहित अन्य क्षेत्रों से भी होती है। इसके अतिरिक्त, मछली प्रसंस्करण (ऑफल और अपशिष्ट सजावट) से अपशिष्ट और उप-उत्पादों का उपयोग आमतौर पर एफएम और एफओ का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। हालांकि, यूरोपीय संघ के नियमों (ईसी 2009) के कारण, एक प्रजाति के एफएम के उपयोग को उसी प्रजाति के लिए फ़ीड के रूप में अनुमति नहीं है, उदाहरण के लिए सैल्मन को सैल्मन ट्रिमिंग युक्त एफएम नहीं खिलाया जा सकता है।

   अन्य अवयवों के साथ एफएम और एफओ प्रतिस्थापन ग्राहकों को बेचे जाने वाले उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं। मछली को स्वस्थ भोजन होने की प्रतिष्ठा होती है, खासकर पाली की उच्च सामग्री और अत्यधिक असंतृप्त फैटी एसिड के कारण। सबसे महत्वपूर्ण बात, समुद्री भोजन ईपीए (eicosapentaenoic एसिड) और डीएचए (docosahexaenoic एसिड) का एकमात्र स्रोत है, जिनमें से दोनों ओमेगा -3 फैटी एसिड होता है, और मानव शरीर में कई कार्यों के लिए आवश्यक पोषक तत्व हैं। एफएम और एफओ स्थलीय मूल के उत्पादों के साथ बदल दिया जाता है, तो यह सीधे मछली मांस की गुणवत्ता को प्रभावित करेगा, अपने सभी फैटी एसिड संरचना के अधिकांश, ओमेगा -3 फैटी एसिड (विशेष रूप से ईपीए और डीएचए) के अनुपात में कमी आएगी जबकि ओमेगा -6 फैटी एसिड की मात्रा में वृद्धि होगी एफएम और एफओ (Lazzarotto एट अल 2018) की जगह है कि संयंत्र सामग्री की वृद्धि। इस प्रकार, मछली की खपत के स्वास्थ्य लाभ आंशिक रूप से खो जाते हैं, और प्लेट पर समाप्त होने वाला उत्पाद जरूरी नहीं है कि उपभोक्ताओं को खरीदने की उम्मीद है। हालांकि, एक्वाफीड्स में कम मछली सामग्री के परिणामस्वरूप अंतिम उत्पाद में ओमेगा -3 फैटी एसिड की कमी की समस्या को दूर करने के लिए, मछली किसान खेती के अंतिम चरण के दौरान उच्च एफओ सामग्री के साथ तथाकथित परिष्करण आहार को रोजगार दे सकते हैं (सुमेला एट अल। 2017)।

   मछली फ़ीड में एफओ को बदलने के लिए एक नया दिलचस्प विकल्प आनुवंशिक इंजीनियरिंग की संभावना है, यानी आनुवंशिक रूप से संशोधित पौधे जो ईपीए और डीएचए का उत्पादन कर सकते हैं, उदाहरण के लिए आनुवंशिक रूप से संशोधित Camelina sativa (ऊंट का सामान्य नाम, सोना-खुशी या झूठी सन जो कि उच्च स्तर के लिए जाना जाता है ओमेगा -3 फैटी एसिड) सफलतापूर्वक सामन विकसित करने के लिए इस्तेमाल किया गया था, मछली में ईपीए और डीएचए पर बहुत अधिक एकाग्रता के साथ समाप्त होता है (Betancor एट अल। 2017)। मानव खाद्य उत्पादन में आनुवंशिक रूप से संशोधित जीवों का उपयोग, हालांकि, नियामक अनुमोदन के अधीन है और अल्पावधि में एक विकल्प नहीं हो सकता है।

   एक्वाफीड्स में एफएम को बदलने की एक और नई संभावना कीड़े (मक्कर एट अल 2014) से बने प्रोटीन है। यूरोपीय संघ ने हाल ही में यूरोपीय संघ के भीतर यह नया विकल्प संभव हो गया है जब यूरोपीय संघ ने कानून बदल दिया, जिससे एक्वाफ़ीड्स (ईयू 2017) में कीट भोजन की इजाजत दी गई। उपयोग की जाने वाली प्रजातियां काले सैनिक मक्खी (हर्मेटिया इललुसेंस), आम हाउसफ्लाई (Musca domestica), पीले mealworm (Tenebrio मोलिटोर), कम mealworm (Alphitobius diaperinus), घर क्रिकेट (Acheta domesticus), बैंडेड क्रिकेट (Grillodes sigillus), बैंडेड क्रिकेट _) और फील्ड क्रिकेट (_Grillus आत्मसात _)। कुछ अनुमत सबस्ट्रेट्स पर कीड़े को बचाया जाना चाहिए। विभिन्न मछली प्रजातियों के साथ किए गए विकास प्रयोगों से पता चलता है कि काले सैनिक फ्लाई लार्वा से बने भोजन के साथ एफएम की जगह जरूरी विकास और अन्य उत्पादन मानकों (वान Huis और Oonincx 2017) से समझौता नहीं करती है। दूसरी ओर, पीले मीलवार्म से बने भोजन विकास में कमी से बचने के लिए केवल आंशिक रूप से एफएम को प्रतिस्थापित कर सकते हैं (वान हुइस और ओनंक्स 2017)। हालांकि, कीट भोजन के साथ एफएम प्रतिस्थापन ओमेगा -3 फैटी एसिड में गिरावट का कारण बन सकता है, क्योंकि वे ईपीए और डीएचए (मक्का और अंकर्स 2014) के शून्य हैं।

   कीड़ों के विपरीत, microalgae आमतौर पर पोषण अनुकूल एमिनो एसिड और फैटी एसिड (ईपीए और डीएचए सहित) प्रोफाइल है, लेकिन इस संबंध में प्रजातियों के बीच एक व्यापक भिन्नता भी है। कुछ माइक्रोएल्गे के साथ एक्वाफ़ीड्स में एफएम और एफओ के आंशिक प्रतिस्थापन ने आशाजनक परिणाम दिए हैं (कैमचोरोड्रिग्ज एट अल। 2017; शाह एट अल। 2018) और भविष्य में एक्वाफ़ीड्स में माइक्रोएल्गे का उपयोग बढ़ने की उम्मीद की जा सकती है (व्हाइट 2017) भले ही उनका उपयोग मूल्य से सीमित हो।

   संभावित फ़ीड सामग्री का यह संक्षिप्त सारांश इंगित करता है कि मछली फ़ीड में कम से कम आंशिक रूप से एफएम और एफओ को प्रतिस्थापित करने की संभावनाओं की विस्तृत श्रृंखला है। सामान्य तौर पर, एफएम की एमिनो एसिड प्रोफाइल अधिकांश मछली प्रजातियों के लिए इष्टतम है और एफओ में डीएचए और ईपीए शामिल हैं जो स्थलीय तेलों से उपलब्ध कराने के लिए व्यावहारिक रूप से असंभव हैं, यद्यपि आनुवांशिक इंजीनियरिंग भविष्य में स्थिति बदल सकती है। हालांकि, जीएमओ उत्पादों को कानून में और फिर ग्राहकों द्वारा स्वीकार करने की आवश्यकता है।

   13.3.2 एक्वापोनिक्स के लिए तैयार विशेषज्ञ फीड एडिटिव्स का उपयोग

   एक्वापोनिक सिस्टम के लिए विशिष्ट एक्वाफेड्स को सिलाई करना परंपरागत जलीय कृषि फ़ीड विकास की तुलना में अधिक चुनौतीपूर्ण है, क्योंकि एक्वापोनिक सिस्टम की प्रकृति की आवश्यकता है कि एक्वाफीड्स न केवल सुसंस्कृत जानवरों को पोषण प्रदान करता है बल्कि सुसंस्कृत पौधों और माइक्रोबियल समुदायों को भी प्रदान करता है प्रणाली। वर्तमान एक्वापोनिक अभ्यास सुसंस्कृत जलीय जानवरों को इष्टतम पोषण प्रदान करने के लिए तैयार एक्वाफेड्स का उपयोग करता है; हालांकि, एक्वापोनिक सिस्टम में प्रमुख पोषक तत्व इनपुट के रूप में (रूस्टा और हैमिडपुर 2011; टायसन एट अल। 2011; जुंग एट अल। 2017), फ़ीड को पोषक तत्वों की आवश्यकताओं को भी ध्यान में रखना होगा संयंत्र उत्पादन घटक की। यह वाणिज्यिक पैमाने पर एक्वापोनिक प्रणालियों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जहां संयंत्र उत्पादन प्रणाली की उत्पादकता समग्र प्रणाली लाभप्रदता पर एक बड़ा प्रभाव डालती है (एडलर एट अल। 2000; पाम एट अल। 2014; लव एट अल। समग्र प्रणाली लाभप्रदता में सुधार।

   इस प्रकार, अनुरूप एक्वापोनिक फीड्स विकसित करने का समग्र उद्देश्य एक फ़ीड तैयार करना होगा जो अतिरिक्त पौधे पोषक तत्व प्रदान करने के बीच संतुलन पर हमला करता है, जबकि स्वीकार्य एक्वापोनिक सिस्टम ऑपरेशन (यानी पशु उत्पादन, बायोफिल्टर और एनारोबिक डाइजेस्टर प्रदर्शन के लिए पर्याप्त पानी की गुणवत्ता, और पौधों द्वारा पोषक तत्व अवशोषण)। इसे प्राप्त करने के लिए, अंतिम अनुरूप एक्वापोनिक फीड या तो जलीय पशु या पौधे के उत्पादन के लिए व्यक्तिगत रूप से इष्टतम नहीं हो सकता है, बल्कि पूरे एक्वापोनिक सिस्टम के लिए इष्टतम होगा। इष्टतम बिंदु समग्र सिस्टम प्रदर्शन मानकों, जैसे आर्थिक और/या पर्यावरणीय स्थिरता उपायों के आधार पर निर्धारित किया जाएगा।

   युग्मित एक्वापोनिक प्रणालियों से उत्पादन उत्पादन बढ़ाने में प्रमुख चुनौतियों में से एक पारंपरिक हाइड्रोपोनिक प्रणालियों की तुलना में, परिसंचारी जल में स्थूल और सूक्ष्म संयंत्र पोषक तत्वों (ज्यादातर अकार्बनिक रूप में) दोनों की अपेक्षाकृत कम सांद्रता है। पोषक तत्वों के इन निम्न स्तर पौधों और suboptimal संयंत्र उत्पादन दरों में पोषक तत्वों की कमी में परिणाम कर सकते हैं (Graber और Junge 2009; Kloas एट अल. 2015; Goddek एट अल। एक और चुनौती पारंपरिक मछली आधारित एक्वाफेड्स में सोडियम क्लोराइड की महत्वपूर्ण मात्रा और एक्वापोनिक सिस्टम (ट्रेडवेल एट अल 2010) में सोडियम के संभावित संचय है। इन चुनौतियों को हल करने के लिए विभिन्न दृष्टिकोण विकसित किए जा सकते हैं जैसे तकनीकी समाधान, उदाहरण के लिए डीकॉप्ल्ड एक्वापोनिक सिस्टम (गोडडेक एट अल 2016) (चैप 8, पत्ते के स्प्रे के माध्यम से संयंत्र उत्पादन प्रणाली में प्रत्यक्ष पोषक पूरक या पुन: परिसंचारी पानी के अलावा (राकोसी एट अल। 2006; रूस्टा और हैमिडपोर 2011), या बेहतर नमक-सहिष्णु पौधे की संस्कृति (देखें चैप 12)। एक्वापोनिक्स में उपयोग के लिए विशेष रूप से अनुरूप एक्वाफ़ीड्स का विकास एक नया दृष्टिकोण है।

   एक्वापोनिक्स में पौधों के पोषक तत्वों की कमी को संबोधित करने के लिए, अनुरूप एक्वापोनिक फीड को पौधे उपलब्ध पोषक तत्वों की मात्रा में वृद्धि करने की आवश्यकता होती है, या तो सुसंस्कृत जानवरों द्वारा विसर्जन के बाद विशिष्ट पोषक तत्वों की सांद्रता में वृद्धि करके, या पोषक तत्वों को विसर्जन के बाद अधिक जैव उपलब्ध प्रदान करके और पौधों द्वारा तेजी से तेज करने के लिए biotransformation,। इस वृद्धि हुई पोषक तत्व उत्सर्जन को हासिल करना है, हालांकि, जलीय कृषि आहार के लिए वांछित पोषक तत्वों की मात्रा में वृद्धि के पूरक के रूप में सरल नहीं है, क्योंकि कई (अक्सर परस्पर विरोधी) कारक हैं जिन्हें एकीकृत एक्वापोनिक प्रणाली में माना जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, हालांकि इष्टतम संयंत्र उत्पादन विशिष्ट पोषक तत्वों, कुछ खनिजों की वृद्धि की सांद्रता की आवश्यकता होगी, उदाहरण के लिए, लोहा और सेलेनियम के कुछ रूपों, कम सांद्रता पर भी मछली के लिए विषाक्त हो सकते हैं और इसलिए परिसंचारी पानी में अधिकतम स्वीकार्य स्तर होगा (Endut et al. 2011; टैकॉन 1987)। कुल पोषक तत्वों के स्तर के अलावा, पौधों के उत्पादन (बुज़बी और लिन 2014) के लिए पोषक तत्वों के बीच अनुपात (उदाहरण के लिए पी: एन अनुपात) भी महत्वपूर्ण है, और पोषक तत्वों के बीच अनुपात में असंतुलन से एक्वापोनिक सिस्टम (क्लोस एट अल। 2015) में कुछ पोषक तत्वों का संचय हो सकता है। इसके अलावा, भले ही एक एक्वापोनिक फीड पौधों के पोषक तत्वों के स्तर को बढ़ाता है, समग्र प्रणाली जल गुणवत्ता और पीएच को स्वीकार्य सीमाओं के भीतर बनाए रखा जाना चाहिए ताकि स्वीकार्य पशु उत्पादन, पौधों की जड़ों से कुशल पोषक तत्व अवशोषण, बायोफिल्टर और एनारोबिक डाइजेस्टर का इष्टतम संचालन सुनिश्चित किया जा सके ( 2015b; Rakocy एट अल। 2006) और फॉस्फेट जैसे कुछ महत्वपूर्ण पोषक तत्वों की वर्षा से बचने के लिए, क्योंकि यह उन्हें पौधों के लिए अनुपलब्ध प्रदान करेगा (टायसन एट अल। 2011)। इस समग्र संतुलन को प्राप्त करने के लिए कोई मतलब उपलब्धि नहीं है, क्योंकि सिस्टम में नाइट्रोजन के विभिन्न रूपों के बीच जटिल बातचीत होती है (एनएच<sub3/उप, एनएचसब4/सबसुप+/एसयूपी, नोसबसबसबसुप-/एसयूपी, नोसबसुप-/एसयूपी), सिस्टम पीएच और सिस्टम में मौजूद धातुओं और अन्य आयनों का वर्गीकरण (टायसन एट अल 2011; Goddek एट अल 2015; बिट्सांज़की एट अल 2016)।

   एक्वापोनिक सिस्टम में आम पोषक तत्व की कमी

   पौधों को विकास और विकास के लिए मैक्रो- और सूक्ष्म पोषक तत्वों की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है। एक्वापोनिक सिस्टम आमतौर पर संयंत्र macronutrients पोटेशियम (के), फास्फोरस (पी), लोहा (Fe), मैंगनीज (Mn) और सल्फर (एस) (Graber और Junge 2009; Roosta और Hamidpour 2011) में कमी कर रहे हैं। नाइट्रोजन (एन) एक्वापोनिक सिस्टम में विभिन्न रूपों में मौजूद है, और सुसंस्कृत जलीय जानवरों के प्रोटीन चयापचय के हिस्से के रूप में उत्सर्जित किया जाता है (राकोसी एट अल। 2006; रूस्टा और हैमिडपुर 2011; टायसन एट अल। 2011) जिसके बाद यह एकीकृत जलीय वातावरण में नाइट्रोजन चक्र में प्रवेश करता है। (नाइट्रोजन में विस्तार से चर्चा की है Chap. 9 और इसलिए वर्तमान चर्चा से बाहर रखा गया है।)

   चयनित विशेषज्ञ जलीय कृषि फ़ीड एडिटिव्स का उपयोग विशेष रूप से एक्वापोनिक्स के लिए अनुरूप एक्वाफेड्स के विकास में योगदान दे सकता है, सुसंस्कृत जलीय जानवरों और/या पौधों को अतिरिक्त पोषक तत्व प्रदान करके, या पोषक तत्वों के अनुपात को समायोजित करके। एक्वाकल्चर फीड एडिटिव्स विविध हैं, कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला और काम करने के तंत्र के साथ। कार्य पोषक और गैर-पोषक हो सकते हैं, और additives फ़ीड में कार्रवाई की दिशा में या सुसंस्कृत जलीय जानवरों की शारीरिक प्रक्रियाओं की ओर लक्षित किया जा सकता है (Encarnação 2016)। इस अध्याय के प्रयोजनों के लिए, तीन विशिष्ट प्रकार के एडिटिव्स पर जोर दिया जाता है जो एक्वापोनिक आहार के सिलाई की सहायता कर सकता है: (1) खनिज पूरक फ़ीड को सीधे जोड़ा जाता है, (2) खनिज जो एक गैर-खनिज उद्देश्य की सेवा करते हैं और (3) additives जो खनिजों को प्रस्तुत करना, जो पहले से ही फ़ीड में मौजूद हैं, एक्वापोनिक सिस्टम में सुसंस्कृत जलीय जानवरों और/या पौधों के लिए अधिक उपलब्ध हैं।

   1। एक्वापोनिक फीड्स में प्रत्यक्ष खनिज अनुपूरण _

   एक्वापोनिक सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले जलीय कृषि आहार में खनिजों को पूरक करना एक संभावित तरीका है या तो सुसंस्कृत जानवरों द्वारा उत्सर्जित खनिजों की मात्रा बढ़ाने या एक्वापोनिक सिस्टम में पौधों द्वारा आवश्यक विशिष्ट खनिजों को जोड़ने के लिए। खनिज नियमित रूप से जलीय कृषि आहार के लिए खनिज premixes के रूप में जोड़ा जाता है, सुसंस्कृत जलीय जानवरों को विकास और विकास के लिए आवश्यक तत्वों के साथ आपूर्ति करने के लिए (एनजी एट अल. 2001; एनआरसी 2011)। पाचन के दौरान मछली द्वारा अवशोषित नहीं किए गए किसी भी खनिज उत्सर्जित होते हैं, और यदि ये एक्वापोनिक सिस्टम में घुलनशील (ज्यादातर आयनिक) रूप में होते हैं, तो ये पौधे तेज (टायसन एट अल। 2011; गोडडेक एट अल। 2015) के लिए उपलब्ध हैं। यह स्पष्ट नहीं है कि ऐसा दृष्टिकोण कितना व्यवहार्य होगा, क्योंकि एक्वापोनिक संयंत्र उत्पादन को बढ़ाने के उद्देश्य से एक्वाफीड्स में खनिज की खुराक जोड़ने की प्रभावकारिता के बारे में कम जानकारी है। सामान्य तौर पर, जलीय कृषि में खनिज आवश्यकताओं और चयापचय को स्थलीय पशु उत्पादन की तुलना में खराब समझा जाता है, और इस दृष्टिकोण की व्यवहार्यता इसलिए अच्छी तरह से वर्णित नहीं है। इस दृष्टिकोण के संभावित लाभ यह होगा कि यह समग्र प्रणाली के प्रदर्शन में सुधार करने के लिए काफी सरल हस्तक्षेप साबित हो सकता है, यह पोषक तत्वों की एक विस्तृत श्रृंखला के पूरक की अनुमति दे सकता है, और यह अपेक्षाकृत कम लागत होने की संभावना है। हालांकि, उत्पन्न होने वाले किसी भी प्रमुख संभावित नुकसान से बचने के लिए पर्याप्त शोध अभी भी आवश्यक है। इस तथ्य पर इन केंद्रों में से एक है कि पौधों के लिए नियत पूरक खनिजों को पहले सुसंस्कृत जलीय जानवरों के पाचन तंत्र से गुजरने की आवश्यकता होती है और ये इस मार्ग के दौरान पूरी तरह से या आंशिक रूप से अवशोषित हो सकते हैं। यह जलीय जानवरों में खनिजों के अवांछित संचय, या सामान्य आंत्र पोषक तत्व और/या खनिज अवशोषण और शारीरिक प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप करने के लिए नेतृत्व कर सकता है (ओलिवा-टेल्स 2012)। एक्वाकल्चर आहार (डेविस और गैटलिन 1996) में आहार खनिजों के बीच महत्वपूर्ण बातचीत हो सकती है, और एक्वापोनिक आहार में प्रत्यक्ष खनिज पूरक से पहले इन्हें निर्धारित करने की आवश्यकता है। अन्य संभावित प्रभावों में फीड की परिवर्तित भौतिक संरचना और केमोसेन्सरी विशेषताओं शामिल हो सकती हैं, जो बदले में फ़ीड की स्वादिष्ट क्षमता को प्रभावित कर सकती हैं। जाहिर है, एक्वापोनिक फीड्स को सिलाई करने की इस पद्धति से पहले अभी भी पर्याप्त शोध की आवश्यकता है।

   2। फ़ीड एडिटिव्स के माध्यम से खनिजों के सह-आकस्मिक जोड़ _

   ईओनिक यौगिकों के रूप में एक्वाफीड्स में फ़ीड एडिटिव्स के कुछ वर्ग जोड़े जाते हैं और जहां आयनों में से केवल एक ही उद्देश्य की गतिविधि में योगदान देता है। अन्य आयन को एक्वाफीड के सह-आकस्मिक और अपरिहार्य जोड़ के रूप में देखा जाता है और इसे अक्सर किसी भी जलीय कृषि अनुसंधान में नहीं माना जाता है। अक्सर उपयोग किए जाने वाले फीड एडिटिव्स के इस तरह के एक वर्ग का एक विशिष्ट उदाहरण कार्बनिक एसिड लवण होता है, जहां एक्वाफीड में इच्छित सक्रिय संघटक कार्बनिक एसिड (जैसे फॉर्मेट, एसीटेट, ब्यूटीरेट या लैक्टेट) का आयनों होता है और साथ ही साथ संस्कृत जानवरों के पोषण में अक्सर ध्यान नहीं दिया जाता है। इस प्रकार, यदि साथ में कटियन एक महत्वपूर्ण स्थूल या सूक्ष्म पौधे पोषक तत्व होने के लिए उद्देश्यपूर्ण रूप से चुना जाता है, तो संभावित है कि इसे सुसंस्कृत जानवरों द्वारा सिस्टम जल में उत्सर्जित किया जा सकता है और पौधों द्वारा तेज के लिए उपलब्ध हो सकता है।

   शॉर्ट-चेन कार्बनिक अम्ल और उनके लवण अच्छी तरह से ज्ञात हो गए हैं और अक्सर स्थलीय पशु पोषण और जलीय कृषि दोनों में फ़ीड एडिटिव्स में उपयोग किए जाते हैं, जहां यौगिकों को रोग प्रतिरोध में सुधार करने के लिए प्रदर्शन बढ़ाने वाले और एजेंटों के रूप में नियोजित किया जाता है। इन यौगिकों के कामकाज के विभिन्न तंत्र हो सकते हैं, जिसमें एंटीमाइक्रोबायल्स, एंटीबायोटिक दवाओं या विकास प्रमोटरों के रूप में कार्य करना शामिल है, पोषक तत्व पाचनशक्ति और उपयोग को बढ़ाने और सीधे मेटाबोलाइज ऊर्जा स्रोत के रूप में कार्य करना (पार्टनेन और मरोज़ 1999; Lückstädt 2008; एनजी और कोह 2017)। या तो देशी कार्बनिक अम्ल या उनके लवण का उपयोग जलीय कृषि आहार में किया जा सकता है, लेकिन यौगिकों के नमक रूपों को अक्सर निर्माताओं द्वारा पसंद किया जाता है क्योंकि वे विनिर्माण उपकरणों को खिलाने के लिए कम संक्षारक होते हैं, कम तेज होते हैं और ठोस (पाउडर) रूप में उपलब्ध होते हैं, जो इसके अलावा सरल बनाता है विनिर्माण के दौरान तैयार की फ़ीड (Encarnação 2016; एनजी और कोह 2017)। जलीय कृषि में कार्बनिक एसिड और उनके लवण के उपयोग पर व्यापक समीक्षा के लिए, पाठकों को एनजी और कोह (2017) के काम के लिए संदर्भित किया जाता है।

   एक्वापोनिक्स में कार्बनिक एसिड लवण को नियोजित करने से सिस्टम में दोहरे लाभ होने की क्षमता होती है, जहां आयन सुसंस्कृत जलीय जानवरों के प्रदर्शन और रोग प्रतिरोध को बढ़ा सकता है, जबकि केशन (जैसे पोटेशियम) उत्सर्जित आवश्यक पौधे पोषक तत्वों की मात्रा में वृद्धि कर सकता है। इस दृष्टिकोण के संभावित लाभ कार्बनिक एसिड लवण के आहार शामिल किए जाने के स्तर एक फ़ीड additive के लिए अपेक्षाकृत अधिक हो सकता है कि है, और अनुसंधान नियमित रूप से अप करने के लिए की कुल कार्बनिक एसिड नमक शामिल किए जाने की रिपोर्ट 2% वजन से (Encarnação 2016), वाणिज्यिक निर्माताओं के निम्न स्तर की सिफारिश करते हैं, हालांकि लगभग 0.15 - 0.5% (एनजी और कोह 2017)। कार्बनिक एसिड लवण का कटियन नमक के समग्र वजन का एक महत्वपूर्ण अनुपात बन सकता है, और चूंकि ये सुसंस्कृत जानवरों को रोजाना खिलाया जाता है, वे बढ़ते मौसम के दौरान एक एक्वापोनिक प्रणाली में पौधों को महत्वपूर्ण मात्रा में पोषक तत्वों का योगदान कर सकते हैं। कोई प्रकाशित शोध वर्तमान में उपलब्ध नहीं है जो जांच की इस पंक्ति के लिए निष्कर्षों की रिपोर्ट करता है और एक्वापोनिक फ़ीड के प्रत्यक्ष खनिज पूरक के साथ, इस दृष्टिकोण को कार्बनिक एसिड लवण के हिस्से के रूप में जोड़े गए फैटायनों के भाग्य को निर्धारित करने के लिए भविष्य के शोध के माध्यम से मान्य किया जाना चाहिए (चाहे वे हैं जलीय जानवरों द्वारा उत्सर्जित या अवशोषित), और क्या खनिजों या पोषक तत्वों के साथ कोई बातचीत है। यह बनी हुई है, तथापि, जांच के एक रोमांचक भविष्य एवेन्यू।

   3। खाद्य additives जो पोषक तत्वों को पौधों के लिए अधिक जैव उपलब्ध प्रदान करते हैं _

   पौधों की सामग्री की बढ़ती मात्रा तैयार एक्वाफीड्स में उपयोग की जाती है, फिर भी पौधे के कच्चे माल से खनिज सुसंस्कृत जलीय जानवरों के लिए कम जैव उपलब्ध हैं, मुख्य रूप से पौधे आधारित आहार सामग्री में विरोधी पोषण संबंधी कारकों की उपस्थिति के कारण (Naylor एट अल। 2009; कुमार एट अल। 2016)। इसका मतलब यह है कि खनिजों का एक उच्च अनुपात बाध्य रूप में मल में उत्सर्जित होता है, जिसके लिए पौधे के तेज के लिए उपलब्ध होने से पहले 'मुक्ति' की आवश्यकता होती है। एक विशिष्ट उदाहरण कार्बनिक फास्फोरस phytate के रूप में होने वाली है, जो अघुलनशील यौगिकों के रूप में अन्य खनिजों से बाँध सकता है, जहां फास्फोरस संयंत्र उपलब्ध, घुलनशील फॉस्फेट के रूप में जारी होने से पहले पर्यावरण में माइक्रोबियल कार्रवाई की आवश्यकता होती है (कुमार एट अल। 2012)।

   अनुरूप एक्वापोनिक आहार में एक्सोजेनस एंजाइमों का उपयोग एक्वापोनिक प्रणालियों में पशु और पौधे पोषण दोनों के लिए उच्च पौधे की सामग्री एक्वाफीड्स से पोषक तत्वों की बढ़ती मात्रा को जारी करने में संभावित योगदान दे सकता है। एक्वाफ़ीड्स में सबसे अधिक बार नियोजित एंजाइम प्रोटीज, कार्बोहाइड्रेट और फाइटस हैं, दोनों पोषक तत्व पाचन में सुधार करने के लिए और फाइटेट (एन्कार्नाकाकाओ 2016) जैसे विरोधी पोषक तत्वों के यौगिकों को कम करने के लिए, जो एक्वाफेड्स से जारी किए जा रहे अतिरिक्त पोषक तत्व हो सकते हैं। हालांकि यह ज्ञात है कि एक्सोजेनस एंजाइम पूरक सुसंस्कृत जानवरों में पोषक तत्वों के उपयोग में सुधार की ओर जाता है, यह स्पष्ट नहीं है कि अतिरिक्त पोषक तत्वों संयंत्र उपलब्ध रूप में उत्सर्जित किया जाएगा, इसलिए एक्वापोनिक सिस्टम में एक अलग पुनर्खनिजीकरण कदम से परहेज (देखें Chap. 10)। इसके अतिरिक्त, मछली के पाचन तंत्र के विभिन्न हिस्सों में एक्सोजेनस एंजाइमों और पोषक तत्वों के बीच बातचीत संभव है (कुमार एट अल। 2012), जो पौधों के विकास के लिए उत्सर्जित पोषक तत्वों की मात्रा के लिए आगे प्रभाव पड़ेगा। इसके अलावा अनुसंधान इसलिए भी एक्वापोनिक फ़ीड में उपयोग के लिए विशेष रूप से exogenous एंजाइमों की उपयोगिता निर्धारित करने के लिए आवश्यक है।

4. 13.4 फिजियोलॉजिकल लय: मछली और पौधे पोषण का मिलान करना

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

   मछली के लिए फ़ीड का डिज़ाइन एक्वापोनिक्स में महत्वपूर्ण है क्योंकि मछली फ़ीड दोनों जानवरों (मैक्रोन्यूट्रिएंट्स) और पौधों (खनिज) (चित्र 13.3) के लिए पोषक तत्वों का एकल या कम से कम मुख्य इनपुट है।

   नाइट्रोजन को मछली फ़ीड में प्रोटीन के माध्यम से एक्वापोनिक सिस्टम में पेश किया जाता है जिसे मछली द्वारा चयापचय किया जाता है और अमोनिया के रूप में उत्सर्जित किया जाता है। हाइड्रोपोनिक्स के साथ जलीय कृषि को पुन: परिचालित करने का एकीकरण पर्यावरण के लिए अवांछित पोषक तत्वों के निर्वहन को कम कर सकता है और साथ ही लाभ उत्पन्न कर सकता है। प्रारंभिक आर्थिक अध्ययन में, एक एकीकृत ट्राउट और लेटयूस/तुलसी एक्वापोनिक प्रणाली में फास्फोरस हटाने लागत बचत साबित हुई (एडलर एट अल 2000)। पौधों की पोषण संबंधी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए मछली खिला दरों को एकीकृत करना भी सर्वोपरि है। दरअसल, किसानों को जलीय कृषि इकाई में उपयोग की जाने वाली फ़ीड की मात्रा जानने की जरूरत है कि हाइड्रोपोनिक इकाई में पौधों के विकास को बढ़ावा देने के लिए पोषक तत्व को कितना पूरक होना चाहिए। उदाहरण के लिए, एक तिलापिया-स्ट्रॉबेरी एक्वापोनिक प्रणाली में, पौधों के लिए आयनों (जैसे नोसुब 3/सबसुप—, /sup Casub2/subsup+/sup, Hsub2/subposub4/subsup-/sup और KSUP +/SUP) का उत्पादन करने के लिए आवश्यक फ़ीड की कुल मात्रा विभिन्न मछली घनत्व पर गणना की गई थी 2 किलो मछली/msup-3/ हाइड्रोपोनिक समाधान अनुपूरण की लागत को कम करने के लिए (Villarroel एट अल 2011)।

   

   ** अंजीर 13.3** एक एक्वापोनिक प्रणाली में पोषक तत्व प्रवाह। ध्यान दें कि जलीय कृषि प्रणाली से अपशिष्ट जल के माध्यम से मछली फ़ीड, हाइड्रोपोनिक प्रणाली में पौधों के बढ़ने के लिए आवश्यक खनिज प्रदान करता है। भोजन के समय को मछली में खिलाने/उत्सर्जन लय और पौधों में पोषक तत्व तेज लय से मेल खाने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए

   यह अच्छी तरह से ज्ञात है कि पौधों दैनिक लय है और पत्ती आंदोलनों में circadian लयबद्धता पहले जल्दी अठारहवीं सदी में डी Mairan द्वारा पौधों में वर्णित किया गया था (McClung 2006)। पौधों में सर्कैडियन लय फूलों के पोषण के समय से सब कुछ नियंत्रित करते हैं और इस प्रकार इन लय को विशेष रूप से कृत्रिम बागवानी प्रकाश का उपयोग करते समय ध्यान में रखा जाना चाहिए। भोजन और पोषक तत्व तेज सहित अधिकांश शारीरिक कार्यों में मछली को दैनिक लय में भी बांध दिया जाता है। यह आश्चर्य की बात नहीं होनी चाहिए कि मछली ताल को खिलाने का प्रदर्शन करती है क्योंकि भोजन की उपलब्धता और शिकारियों की घटना शायद ही स्थिर होती है लेकिन दिन/रात (लोपेज़-ओल्मेडा और सांचेज़-वज़क्वेज़ 2010) के एक विशेष समय तक सीमित होती है। इस प्रकार, मछली को अपनी भूख लय के अनुसार सही समय पर खिलाया जाना चाहिए: दैनिक मछली प्रजातियों के लिए दिन के दौरान निर्धारित भोजन, और रात में मछली के लिए रात में। यह सर्वविदित है कि मछली उनके पोषण की स्थिति और खिला लय (कौशिक 1980) से संबंधित प्रोटीन और नाइट्रोजन कचरे के deamination के दैनिक पैटर्न दिखाते हैं। खिला समय नाइट्रोजन उत्सर्जन को प्रभावित करता है, Gelineau एट अल के रूप में. (1998) सूचना दी अमोनिया उत्पादन और प्रोटीन अपचय भोर में खिलाया मछली में कम थे (उनके खिला ताल के साथ चरण में) आधी रात को खिलाया उन लोगों की तुलना में (चरण से बाहर)। सबसे दिलचस्प बात यह है कि यूरिया उत्सर्जन circadian लयबद्धता से पता चलता है जो निरंतर स्थितियों (imura एट अल। 2002) के तहत भूखे मछली में बनी रहती है, जो इसके अंतर्जात मूल का खुलासा करती है। इसके अलावा, यूरिया पारगम्यता (यूरिया समाधान में विसर्जन के बाद शरीर यूरिया सामग्री के रूप में निर्धारित) एक्रोफेस के साथ हुई, यानी दैनिक उत्सर्जन लय की चोटी, यह दर्शाता है कि यूरिया कोशिकाओं को सरल प्रसार से पार नहीं करता है लेकिन एक सर्कैडियन नियंत्रण है। पौधों को भी नाइट्रोजन तेज में दैनिक लय दिखाने, के रूप में जल्दी पियर्सन और स्टीयर (1977), जो एक निरंतर वातावरण में रखा मिर्च में नाइट्रेट तेज और नाइट्रेट reductase का एक दैनिक पैटर्न पाया द्वारा वर्णित। पालक की पत्तियों में नाइट्रेट की एकाग्रता भी रात के दौरान बढ़ जाती है क्योंकि उस समय जड़ों द्वारा नाइट्रेट की तेज दर बढ़ जाती है (स्टींगरोवर एट अल 1986)। एक्वापोनिक्स में, सबूत इस प्रकार पौधों में मछली और पोषक तत्व तेज लय में विसर्जन लय मिलान करने की आवश्यकता को इंगित करता है। एक्वापोनिक प्रणालियों के प्रदर्शन और लागत प्रभावशीलता को अनुकूलित करने के लिए, मछली आहार और भोजन कार्यक्रम को सही स्तर पर पोषक तत्व प्रदान करने और मछली और पौधों दोनों के पूरक के लिए सही समय प्रदान करने के लिए सावधानी से डिजाइन किया जाना चाहिए।