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एक्वापोनिक्स सिस्टम्स में अध्याय 9 पोषक साइकल चलाना

** मथिल्ड एक, ओलिवर कोरनर, और एम हैसम जिजाकली**

** सारण** एक्वापोनिक्स में, पोषक तत्व मुख्य रूप से मछली फ़ीड और सिस्टम में पानी के इनपुट से उत्पन्न होते हैं। फ़ीड का एक बड़ा हिस्सा मछली द्वारा किया जाता है और या तो विकास और चयापचय के लिए इस्तेमाल किया जाता है या घुलनशील और ठोस मल के रूप में उत्सर्जित होता है, जबकि टैंक में किसी भी uneaten फ़ीड क्षय के बाकी। जबकि घुलनशील उत्सर्जन पौधों के लिए आसानी से उपलब्ध होते हैं, पौधों के तेज के लिए पोषक तत्व सामग्री उपलब्ध होने के लिए ठोस मल को सूक्ष्मजीवों द्वारा खनिज बनाने की आवश्यकता होती है। हाइड्रोपोनिक्स की तुलना में एक्वापोनिक्स में उपलब्ध पोषक तत्वों की सांद्रता को नियंत्रित करने के लिए यह अधिक चुनौतीपूर्ण है। इसके अलावा, अन्य पीएच, तापमान और हल्की तीव्रता के बीच कई कारक पोषक तत्व की उपलब्धता और पौधे के तेज को प्रभावित करते हैं। आज तक, अधिकांश अध्ययनों ने नाइट्रोजन और फास्फोरस चक्रों पर ध्यान केंद्रित किया है। हालांकि, अच्छी फसल की पैदावार सुनिश्चित करने के लिए, पौधों को सभी प्रमुख पोषक तत्वों के पर्याप्त स्तर प्रदान करना आवश्यक है। इसलिए एक्वापोनिक्स में पोषक चक्रों को बेहतर ढंग से समझना और नियंत्रित करना आवश्यक है।

** कीवर्ड्स** एक्वापोनिक्स · पोषक साइकलिंग · सॉल्यूबिलाइजेशन · माइक्रोबायोलॉजिकल प्रक्रियाएं

  • 9.1 परिचय
  • 9.2 पोषक तत्वों की उत्पत्ति
  • 9.3 सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाएं
  • 9.4 मास बैलेंस: एक्वापोनिक सिस्टम में प्रवेश करने के बाद पोषक तत्वों का क्या होता है?
  • 9.5 निष्कर्ष
  • संदर्भ

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[एम Eck](mailto: mathilde.eck@uliege.be) · [एम एच Jijakli](mailto: mh.jijakli@uliege.be)

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ओ कोरनर

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** ओपन एक्सेस** यह अध्याय क्रिएटिव कॉमन्स एट्रिब्यूशन 4.0 इंटरनेशनल लाइसेंस (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) की शर्तों के तहत लाइसेंस प्राप्त है, जो किसी भी माध्यम या प्रारूप में उपयोग, साझा करने, अनुकूलन, वितरण और प्रजनन की अनुमति देता है, के रूप में जब तक आप मूल लेखक (ओं) और स्रोत के लिए उचित क्रेडिट दे, क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के लिए एक लिंक प्रदान करते हैं और संकेत मिलता है कि परिवर्तन किए गए थे।

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  1. 9.1 परिचय

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    जब एक अभिनव और टिकाऊ तरीके से भोजन का उत्पादन करने की बात आती है तो एक्वापोनिक सिस्टम विभिन्न फायदे प्रदान करते हैं। ग्रीनहाउस फसलों के लिए बढ़ी हुई हवाई Cosub2/उप एकाग्रता के synergistic प्रभावों के अलावा और एक ही स्थान में मछली और फसलों की खेती करते समय कुल गर्मी ऊर्जा की खपत में कमी आई (Körner एट अल। 2017), एक्वापोनिक्स पोषक तत्व साइकिल के लिए दो मुख्य लाभ हैं। सबसे पहले, हाइड्रोपोनिक उत्पादन के साथ एक पुनरावृत्ति जलीय कृषि प्रणाली का संयोजन पहले से प्रदूषित भूजल (Buzby और लिन 2014; Guangzhi 2001; वैन Rijn 2013) में भंग नाइट्रोजन और फास्फोरस में समृद्ध जलीय पदार्थों के निर्वहन से बचा जाता है, और दूसरा, यह उर्वरक के लिए अनुमति देता है क्या एक कार्बनिक समाधान माना जा सकता है के साथ मिट्टी फसलों (Goddek एट अल 2015; श्नाइडर एट अल। 2004; योगेव एट अल 2016) प्राकृतिक संसाधनों (श्माउत्ज़ एट अल। - सीमित पानी भूमि और पोषक तत्व संसाधन))। इसके अलावा, aquaponics जलीय खेती पानी में सबसे पोषक तत्वों की कम सांद्रता के बावजूद पारंपरिक हाइड्रोपोनिक्स की तुलना में तुलनीय पौधों की वृद्धि पैदावार (Graber और Junge 2009; Bittsanszky एट अल. 2016; डेलाइड एट अल.), और उत्पादन मिट्टी की तुलना में भी बेहतर हो सकता है (Rakocy एट अल. 2004)। हवाई वातावरण में वृद्धि हुई Cosub2/उप सांद्रता और रूट क्षेत्र के बायोम में परिवर्तन इसके लिए मुख्य कारण माना जाता है। इसके अलावा, खनिज सामग्री और टमाटर की पोषण की गुणवत्ता को एक्वापोनिक रूप से उगाए गए लोगों की खनिज सामग्री के बराबर या बेहतर होने की सूचना दी गई है (श्मौट्ज़ एट अल। 2016)।

    दो आकर्षक संपत्ति होने के बावजूद (यानी जलीय कृषि अपशिष्ट का रीसाइक्लिंग और कार्बनिक उर्वरकों के उपयोग), जलीय प्रदूषण का उपयोग समाधान के भीतर पोषक तत्वों की निगरानी की चुनौती को बढ़ाता है। दरअसल, एक समाधान की संरचना को नियंत्रित करना कठिन होता है जहां पोषक तत्वों को कार्बनिक पदार्थों के जैविक गिरावट से उत्पन्न होता है, खनिज यौगिकों के आधार पर एक सटीक खुराक हाइड्रोपोनिक समाधान में पोषक तत्वों की एकाग्रता के विकास का पालन करने के लिए (बिट्सान्स्की एट अल। 2016; टिमन्स और ईबेलिंग 2013)। इसके अलावा, एक पौधे की पोषण संबंधी जरूरतों को शारीरिक चरणों के अनुसार विकास की अवधि के दौरान भिन्न होता है, और पैदावार को अधिकतम करने के लिए इन जरूरतों को पूरा करना आवश्यक है (बगबी 2004; ज़ेककी एट अल 1996; चैप 4)।

    संयंत्र बायोमास का उत्पादन करने के लिए एक्वाकल्चर अपशिष्टों को रीसायकल करने के लिए, फॉस्फोरस और नाइट्रोजन की रीसाइक्लिंग दरों को अनुकूलित करना आवश्यक है (Goddek एट अल। 2016; Graber और Junge 2009; Chap. 1)। कई कारक इस तरह के मछली प्रजातियों, मछली घनत्व, पानी का तापमान, पौधों के प्रकार और माइक्रोबियल समुदाय (ibid।) के रूप में प्रभावित कर सकते हैं। इसलिए, एक्वापोनिक्स (सीराइट एट अल 1998) में पोषक तत्वों के चक्रों के कामकाज को समझना महत्वपूर्ण है। इस अध्याय का उद्देश्य एक्वापोनिक प्रणाली में पोषक तत्वों की उत्पत्ति को समझाना, पोषक तत्वों के चक्रों का वर्णन करना और पोषक तत्वों के नुकसान के कारणों का विश्लेषण करना है।

  2. 9.2 पोषक तत्वों की उत्पत्ति

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    एक एक्वापोनिक प्रणाली में पोषक तत्वों के प्रमुख स्रोत मछली फ़ीड हैं और पानी जोड़ा गया है (एमजी, सीए, एस युक्त) (देखें संप्रदाय 9.3.2.)) सिस्टम में (डेलाइड एट अल। 2017; श्मौट्ज़ एट अल। मछली फ़ीड के संबंध में, दो मुख्य प्रकार हैं: मछली आधारित और पौधे आधारित फ़ीड। फिशमेल एक्वाकल्चर में उपयोग की जाने वाली क्लासिक प्रकार की फीड है जहां लिपिड और प्रोटीन मछली के भोजन और मछली के तेल (जी एट अल। 2011) पर भरोसा करते हैं। हालांकि, कुछ समय के लिए अब, इस तरह के फ़ीड की स्थिरता के बारे में चिंताओं को उठाया गया है और ध्यान संयंत्र आधारित आहार (बॉयड 2015; डेविडसन एट अल 2013; हुआ और ब्यूरो 2012; टैकॉन और मेटियन 2008) की ओर खींचा गया है। हुआ और ब्यूरो (2012) द्वारा किए गए एक मेटा-विश्लेषण से पता चला कि मछली फ़ीड में पौधे प्रोटीन का उपयोग मछली के विकास को प्रभावित करता है, तो उच्च अनुपात में शामिल किया जा सकता है। दरअसल, पौधे प्रोटीन का पाचनशक्ति और फ़ीड के विरोधी पौष्टिक कारकों के स्तर पर असर पड़ सकता है। विशेष रूप से, पौधों से निकलने वाली फास्फोरस और इस प्रकार फाइटेट्स के रूप में लाभ नहीं होता है, उदाहरण के लिए, सैल्मन, ट्राउट और कई अन्य मछली प्रजातियां (टिमन्स और ईबेलिंग 2013)। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि यह अवलोकन मछली प्रजातियों पर और सामग्री (हुआ और ब्यूरो 2012) की गुणवत्ता पर अत्यधिक निर्भर है। हालांकि, फसल की पैदावार पर अलग-अलग मछली फ़ीड संरचना के प्रभाव के बारे में बहुत कम जाना जाता है (यिल्डिज़ एट अल। 2017)।

    शास्त्रीय मछली फ़ीड 6-8 मैक्रो अवयवों से बना है और इसमें 6 - 8% कार्बनिक नाइट्रोजन, 1.2% कार्बनिक फास्फोरस और 40- 45% कार्बनिक कार्बन (टिमन्स और एबेलिंग 2013) शामिल है जिसमें शाकाहारी या सर्वव्यापी मछली के लिए लगभग 25% प्रोटीन और मांसाहारी मछली (बॉयड 2015) के लिए लगभग 55% प्रोटीन है। लिपिड मछली या पौधे भी हो सकते हैं (बॉयड 2015)।

    अंजीर 9.1 नाइट्रोजन और फास्फोरस का पर्यावरण प्रवाह (** ए**) नील Tilapia पिंजरे उत्पादन (नेटो और Ostrensky 2015 के बाद) और (** बी**) आरएएस उत्पादन (विभिन्न स्रोतों से)

    एक बार जब मछली फ़ीड प्रणाली में जोड़ा जाता है, तो इसका एक बड़ा हिस्सा मछली द्वारा खाया जाता है और या तो विकास और चयापचय के लिए इस्तेमाल किया जाता है या घुलनशील और ठोस मल के रूप में उत्सर्जित होता है, जबकि शेष दिए गए फ़ीड टैंकों में क्षय हो जाता है (Goddek एट अल। 2015; श्नाइडर एट अल। 2004) (चित्र 9.1)। इस मामले में, फ़ीड बचे हुए और चयापचय उत्पादों को आंशिक रूप से एक्वापोनिक पानी में भंग कर दिया जाता है, इस प्रकार पौधों को एक्वापोनिक समाधान (श्माउट्ज़ एट अल। 2016) से सीधे पोषक तत्वों को बढ़ाने में सक्षम बनाता है।

    अधिकांश खेती प्रणालियों में (चैप्स। 7 और 8), पोषक तत्वों को एक्वापोनिक समाधान के पूरक के लिए जोड़ा जा सकता है और पौधों की जरूरतों (गॉडैक एट अल 2015 के साथ बेहतर मिलान सुनिश्चित किया जा सकता है।)। दरअसल, यहां तक कि जब सिस्टम युग्मित होता है, तो मछली को नुकसान पहुंचाए बिना लोहे या पोटेशियम (जो अक्सर कमी होती है) जोड़ना संभव है (श्माट्ज़ एट अल। 2016)।

    9.2.1 मछली फ़ीड बचे हुए और मछली मल

    आदर्श रूप से, सभी दी गई फ़ीड मछली (चित्र 9.1) द्वारा खपत की जानी चाहिए। हालांकि, एक छोटा सा हिस्सा (कम से कम 5% (Yogev एट अल। 2016)) अक्सर प्रणाली में विघटित करने के लिए छोड़ दिया जाता है और पानी के पोषक तत्व भार के लिए योगदान देता है (Losordo एट अल 1998; Roosta और Hamidpour 2013; Schmautz एट अल। 2016), इस प्रकार भंग ऑक्सीजन लेने और कार्बन डाइऑक्साइड और अमोनिया (Losordo एट अल 1998) , अन्य चीजों के साथ। मछली फ़ीड बचे हुए की संरचना फ़ीड की संरचना पर निर्भर करती है।

    तार्किक रूप से पर्याप्त, मछली मल की संरचना मछली के आहार पर निर्भर करती है जिसका पानी की गुणवत्ता (बुज़बी और लिन 2014; गोडडेक एट अल 2015) पर भी प्रभाव पड़ता है। हालांकि, मछली बायोमास में पोषक तत्व प्रतिधारण मछली प्रजातियों, भोजन के स्तर, फ़ीड संरचना, मछली के आकार और सिस्टम के तापमान (श्नाइडर एट अल। 2004) पर अत्यधिक निर्भर है। उच्च तापमान पर, उदाहरण के लिए, मछली चयापचय तेज हो जाता है और इस प्रकार मल (Turcios और Papenbrock 2014) के ठोस अंश में निहित अधिक पोषक तत्वों में परिणाम होता है। उत्सर्जित पोषक तत्वों का अनुपात आहार की गुणवत्ता और पाचनशक्ति (बुज़बी और लिन 2014) पर भी निर्भर करता है। मछली फ़ीड की पाचनशक्ति, मल के आकार और व्यवस्थित अनुपात को ध्यान से प्रणाली में एक अच्छा संतुलन सुनिश्चित करने और फसल की पैदावार को अधिकतम करने के लिए विचार किया जाना चाहिए (यिल्डिज़ एट अल। 2017)। दरअसल, जबकि यह एक प्राथमिकता है कि मछली फ़ीड को मछली की जरूरतों के अनुरूप सावधानी से चुना जाना चाहिए, फ़ीड घटकों को पौधे की आवश्यकताओं के अनुरूप भी चुना जा सकता है जब यह मछली में कोई फर्क नहीं पड़ता (Goddek एट अल। 2015; Licamele 2009; Seawright et al 1998)।

  3. 9.3 सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाएं

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    9.3.1 समाधान

    Solubilisation जटिल कार्बनिक मछली अपशिष्ट रचना अणुओं के टूटने के होते हैं और ईओण खनिज जो पौधों को अवशोषित कर सकते हैं के रूप में पोषक तत्वों में बचा फ़ीड (Goddek एट अल. 2015; Somerville एट अल. 2014)। 2005; Turcios और Papenbrock 2014) और aquaponics में, solubilization मुख्य रूप से हेटरोट्रोफिक बैक्टीरिया (वैन रिजन 2013; चैप 6) द्वारा आयोजित किया जाता है जो अभी तक पूरी तरह से पहचान नहीं किया गया है (Goddek एट अल। 2015)। कुछ अध्ययनों ने इन बैक्टीरिया समुदायों की जटिलता को समझना शुरू कर दिया है (श्माउट्ज़ एट अल। 2017)। वर्तमान जलीय कृषि में, सबसे अधिक मनाया जाने वाला बैक्टीरिया rhizobium एसपी।, Flavobacterium एसपी।, Sphingobacterium एसपी।, Comamonas एसपी।, Acinetobacterium एसपी।, Aeromonas एसपी और स्यूडोमोनास एसपी। (मुंगुआ-फ्रैगोजो एट अल। 2015; सुगीता एट अल 2005)। एक्वापोनिक्स में बैक्टीरिया की प्रमुख भूमिका का एक उदाहरण फॉस्फोरस (पी) में अघुलनशील फाइटेट्स का परिवर्तन हो सकता है जो फाइटस के उत्पादन के माध्यम से पौधे के तेज के लिए उपलब्ध कराया जाता है जो विशेष रूप से γ-proteobacteria (Jorquera एट अल। 2008) में मौजूद हैं। (इस क्षेत्र में अधिक शोध करने की आवश्यकता है)। पी के अलावा अन्य पोषक तत्वों को ठोस के रूप में भी फंसे जा सकता है और सिस्टम से कीचड़ से निकाला जा सकता है। इस प्रकार एक्वापोनिक सिस्टम में पोषक तत्वों को पुन: इंजेक्ट करने के लिए यूएएसबी-ईजीएसबी रिएक्टरों के साथ इस कीचड़ को फिर से शुरू करने के लिए प्रयास किए जा रहे हैं (डेलाइड 2017; गोडडेक एट अल 2016; चैप 10))))। इसके अलावा, विभिन्न खनिजों को एक ही दर पर जारी नहीं किया जाता है, फ़ीड की संरचना पर निर्भर करता है (Leteliergordo एट अल। 2015), इस प्रकार एक्वापोनिक समाधान में उनकी एकाग्रता की अधिक जटिल निगरानी के लिए अग्रणी (सीराइट एट अल 1998)।

    9.3.2 नाइट्रिफिकेशन

    एक्वापोनिक सिस्टम में मुख्य नाइट्रोजन स्रोत मछली फ़ीड और इसमें प्रोटीन होता है (गोडडेक एट अल 2015; आरयू एट अल 2017; वोंगकिएव एट अल 2017; यिल्डिज़ एट अल 2017)। आदर्श रूप से, इस फ़ीड का 100% मछली द्वारा खाया जाना चाहिए। हालांकि, यह देखा गया है कि मछली केवल दी गई फ़ीड (रफी और साद 2005) में निहित नाइट्रोजन के लगभग 30% का उपयोग करती है। निगमित फ़ीड आंशिक रूप से आत्मसात और चयापचय के लिए प्रयोग किया जाता है (Wongkiew एट अल। 2017), जबकि बाकी या तो गिल के माध्यम से या मूत्र और मल के रूप में उत्सर्जित किया जाता है (आरयू एट अल। 2017)। नाइट्रोजन जो गिल के माध्यम से उत्सर्जित होता है मुख्य रूप से अमोनिया के रूप में होता है, NHSUB3/उप (Wongkiew एट अल। 2017; Yildiz एट अल। 2017), मूत्र और मल कार्बनिक नाइट्रोजन से बना रहे हैं जबकि (Wongkiew एट अल। 2017) जो प्रोटीन और deaminases द्वारा अमोनिया में तब्दील हो जाता है (Sugita एट अल 2005)। सामान्य तौर पर, मछली टैन के रूप में नाइट्रोजन को उगती है, यानी। एनएचएसयूबी 3/सब और एनएचएसयूबी 4/सबसुप +/एसयूपी। एनएचएसयूबी 3/सब और एनएचएसयूबी 4/सबसुप+/एसयूपी के बीच संतुलन ज्यादातर पीएच और तापमान पर निर्भर करता है। अमोनिया फ़ीड प्रोटीन की मछली अपचय द्वारा उत्पादित प्रमुख अपशिष्ट है (Yildiz एट अल। 2017)।

    नाइट्रिफिकेशन एक दो-चरणीय प्रक्रिया है जिसके दौरान अमोनिया NHSUB3/उप या अमोनियम NHSUB4/सबसुप+/मछली द्वारा उत्सर्जित SUP नाइट्राइट Nosub2/SUP-/SUP में पहले बदल जाता है और फिर नाइट्रेट NOSUB3/subsup-/विशिष्ट एरोबिक कीमोसिंथेटिक ऑटोट्रॉफिक बैक्टीरिया द्वारा SUP। भंग ऑक्सीजन की एक उच्च उपलब्धता की आवश्यकता होती है क्योंकि नाइट्रिफिकेशन ऑक्सीजन का उपभोग करता है (कार्सियोटिस और खन्ना 1989; मदीगन और मार्टिंको 2007; शोडा 2014)। इस परिवर्तन का पहला कदम अमोनिया-ऑक्सीकरण बैक्टीरिया (एओबी) जैसे Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus और Nitrosovibrio द्वारा किया जाता है। दूसरा कदम नाइट्राइट-ऑक्सीडिसिंग बैक्टीरिया (एनओबी) जैसे Nitrobacter, Nitrococcus, Nitrospira और Nitrospina (रूरंगवा और Verdegem 2013; Timmons और Ebeling 2013; Wongkiew एट अल। 2017)। Nitrospira वर्तमान में एक पूर्ण नाइट्राइफायर होने का अनुमान लगाया गया है, अर्थात नाइट्राइट और नाइट्रेट (डेम्स एट अल। 2015) दोनों के उत्पादन में शामिल होना। वही बैक्टीरिया एक्वाकल्चर और एक्वापोनिक सिस्टम (वोंगकीव एट अल 2017) दोनों में पाया जा सकता है। ये बैक्टीरिया मुख्य रूप से biofilter रचना मीडिया के लिए तय biofils में पाए जाते हैं, लेकिन यह भी प्रणाली के अन्य डिब्बों में देखा जा सकता है (Timmons और Ebeling 2013)।

    नाइट्रिफिकेशन एक्वापोनिक्स में प्रमुख महत्व का है क्योंकि अमोनिया और नाइट्राइट मछली के लिए काफी विषैले हैं: 0.02—0.07 मिलीग्राम/एल अमोनिया-नाइट्रोजन गर्म पानी की मछली में क्षति का पालन करने के लिए पर्याप्त हैं, और नाइट्राइट-नाइट्रोजन को 1 मिलीग्राम/एल (लोसोर्डो एट अल 1998; टिमन्स और ईबेलिंग 2013) के तहत रखा जाना चाहिए। अमोनिया मछली के केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को प्रभावित करता है (रान्डेल और त्सुई 2002; Timmons और Ebeling 2013), नाइट्राइट ऑक्सीजन निर्धारण के साथ समस्याओं को प्रेरित करता है, जबकि (Losordo एट अल. 1998)। नाइट्रेट — नाइट्रोजन, हालांकि, मछली द्वारा 150—300 मिलीग्राम/एल तक सहन किया जाता है (Goddek एट अल 2015; Graber और Junge 2009; Yildiz एट अल। 2017)।

    नाइट्रिफिकेशन ज्यादातर बायोफिल्टर (लॉसोर्डो एट अल 1998; टिमन्स और ईबेलिंग 2013) में होता है। इसलिए, सिस्टम शुरू करते समय, बैक्टीरिया को नाइट्राइफाइंग करने की धीरे-धीरे बढ़ती आबादी को स्थापित करने की अनुमति देने के लिए मछली के बिना सिस्टम को चलाने की सिफारिश की जाती है (टिमन्स और ईबेलिंग 2013; वोंगकीव एट अल। 2017)। अत्यधिक प्रतिस्पर्धी हेटरोट्रॉफिक बैक्टीरिया (टिमन्स और ईबेलिंग 2013) के विकास को रोकने के लिए बायोफिल्टर्स में जैविक पदार्थ की उपस्थिति से बचने के लिए भी आवश्यक है। वैकल्पिक रूप से, औपनिवेशिक प्रक्रिया (कुहन एट अल. 2010) में तेजी लाने के लिए, संग्रहण से पहले, नाइट्रीफाइंग बैक्टीरिया के वाणिज्यिक मिक्स को सिस्टम में जोड़ा जा सकता है। फिर भी, बायोफिल्टर के बिना छोटे एक्वापोनिक सिस्टम भी मौजूद हैं। इन प्रणालियों में, नाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया उपलब्ध सतहों (जैसे हाइड्रोपोनिक डिब्बे की दीवारें, मीडिया बिस्तर तकनीक का उपयोग करते समय निष्क्रिय मीडिया) के बायोफिल्म्स बनाते हैं (सोमरविले एट अल। 2014)।

  4. 9.4 मास बैलेंस: एक्वापोनिक सिस्टम में प्रवेश करने के बाद पोषक तत्वों का क्या होता है?

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    9.4.1 संदर्भ

    एक्वापोनिक सिस्टम का कामकाज पोषक चक्र (सोमरविले एट अल 2014) के गतिशील संतुलन पर आधारित है। इसलिए सिस्टम के प्रबंधन को अनुकूलित करने के लिए इन चक्रों को समझना आवश्यक है। हाइड्रोपोनिक रूप से बढ़ते पौधों में विशिष्ट आवश्यकताएं होती हैं, जिन्हें उनके विभिन्न बढ़ते चरणों (रेश 2013) के दौरान पूरा किया जाना चाहिए। इसलिए, प्रणाली के विभिन्न डिब्बों में पोषक तत्वों की सांद्रता बारीकी से निगरानी की जानी चाहिए, और पोषक तत्वों की कमी को रोकने के लिए पूरक किया जाना चाहिए (रेश 2013; Seawright एट अल. 1998) या तो सिस्टम पानी में या पत्ते के आवेदन के माध्यम से (Roosta और Hamidpour 2011)।

    डेलाइड एट अल के अनुसार (2016), कुछ मामलों में, हाइड्रोपोनिक्स के रूप में एक ही पोषक तत्व सांद्रता तक पहुंचने के लिए खनिज पोषक तत्वों के साथ एक एक्वापोनिक समाधान को पूरक करने से हाइड्रोपोनिक्स में हासिल की तुलना में अधिक पैदावार हो सकती है। संतुलित प्रणाली की ओर ले जाने का पहला कदम डिब्बों का सही डिजाइन और सापेक्ष आकार (बुज़बी और लिन 2014) है। यदि मछली के टैंकों की तुलना में हाइड्रोपोनिक डिब्बे बहुत छोटा है, तो पोषक तत्व पानी में जमा हो जाएंगे और जहरीले स्तर तक पहुंच सकते हैं। फ़ीड दर अनुपात (यानी पौधे की बढ़ती सतह और पौधे के प्रकार के आधार पर सिस्टम में मछली फ़ीड की मात्रा) का उपयोग अक्सर सिस्टम के पहले आकार के लिए किया जाता है (राकोसी एट अल। 2006; सोमरविले एट अल। 2014)। हालांकि, Seawright एट अल के अनुसार. (1998), यह एक संयंत्र तक पहुँचने के लिए संभव नहीं है/मछली अनुपात है जो पौधों की जरूरतों का एक इष्टतम मैच सक्षम हो जाएगा अगर केवल मछली फ़ीड एक इनपुट के रूप में प्रयोग किया जाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि सिस्टम अच्छी तरह से संतुलित है और ठीक से कार्य करता है, निगरानी विधियां आमतौर पर नाइट्रोजन चक्र (सेरोज़ी और फिट्सिमन्स 2017; सोमरविले एट अल। 2014) पर आधारित होती हैं, लेकिन सिस्टम के इष्टतम कामकाज को सुनिश्चित करने के लिए, अन्य मैक्रोन्यूट्रिएंट्स के संतुलन को और अधिक बारीकी से मॉनिटर करना आवश्यक है ( एन, पी, के, सीए, एमजी, एस) और सूक्ष्म पोषक तत्व (फे, Zn, बी, एमएन, मो, क्यू) (रेश 2013; सोमरविले एट अल। 2014; सोनवेल्ड और वूग 2009) के रूप में अच्छी तरह से। हाल के अध्ययन (डेलाइड एट अल। (2017), श्माउत्ज़ एट अल। (2015, 2016)) ने इस विषय से निपटना शुरू कर दिया है। श्माउट्ज़ एट अल (2015, 2016) ने एक्वापोनिक टमाटर के पोषक तत्व तेज पर तीन अलग-अलग हाइड्रोपोनिक लेआउट (यानी पोषक फिल्म तकनीक (एनएफटी), फ्लोटिंग बेड़ा और ड्रिप सिंचाई) के प्रभाव की तुलना की। ड्रिप सिंचाई प्रणाली है जो टमाटर के साथ थोड़ा बेहतर पैदावार का उत्पादन किया था। फलों की खनिज सामग्री (पी, के, सीए, एमजी) पारंपरिक मूल्यों के बराबर थी, भले ही लोहे और जस्ता सामग्री अधिक थी। हालांकि पत्तियों में पारंपरिक कृषि की तुलना में पी, के, एस, सीए, मिलीग्राम, Fe, Cu और Zn के निम्न स्तर थे। डेलाइड एट अल। (2016) एक युग्मित एक्वापोनिक प्रणाली में मैक्रो और सूक्ष्म पोषक तत्वों के चक्रों का पालन किया। उन्होंने देखा कि के, पी, फे, क्यू, जेएन, एमएन और मो उनके एक्वापोनिक समाधान में कमी थी, जबकि एन, सीए, बी और ना जल्दी से जमा हो गए थे। Graber और Junge (2009) ने कहा कि उनके एक्वापोनिक समाधान में हाइड्रोपोनिक समाधान की तुलना में तीन गुना कम नाइट्रोजन और दस गुना कम फास्फोरस होता है। पोटेशियम (के) के लिए, हाइड्रोपोनिक्स की तुलना में यह 45 गुना कम था। फिर भी, उन्होंने पोटेशियम (के) की कमी के कारण गुणवत्ता खराब थी, भले ही उन्होंने समान पैदावार के रूप में पैदावार प्राप्त की।

    ** पोषक चक्रों को प्रभावित करने वाले कारक

    हल्की तीव्रता, जड़ क्षेत्र का तापमान, हवा का तापमान, पोषक तत्व उपलब्धता, विकास चरण और विकास दर सभी पौधे के पोषक तत्व तेज (बुज़बी और लिन 2014) को प्रभावित करती हैं। Schmautz एट अल द्वारा किए गए प्रयोगों (2016) और Lennard और लियोनार्ड (2006) से पता चला है कि हाइड्रोपोनिक विधि भी पौधे की पोषक तत्व तेज क्षमता में एक भूमिका निभा सकता है, और इसलिए बढ़ती प्रणाली को सब्जियों के प्रकार से मिलान करना आवश्यक है। एनएफटी और डीडब्ल्यूसी (गहरी जल संस्कृति - बेड़ा) इस प्रकार पत्तेदार साग के लिए उपयुक्त हैं, जबकि रॉकवूल स्लैब पर ड्रिप सिंचाई फल सब्जियों (रेश 2013) के लिए अधिक उपयुक्त है।

    9.4.2 मैक्रोन्यूट्रिएंट चक्र

    ** कार्बन (सी) **

    कार्बन फ़ीड के माध्यम से मछली को प्रदान किया जाता है (Timmons और Ebeling 2013) और Cosub2/उप निर्धारण के माध्यम से पौधों के लिए। मछली बायोमास वृद्धि और चयापचय के लिए मछली फ़ीड में निहित कार्बन का 22% उपयोग कर सकते हैं। निगमित कार्बन के बाकी या तो Cosub2/sub (52%) के रूप में समाप्त हो गया है या एक भंग (0.7 - 3%) और ठोस (25%) फार्म (Timmons और Ebeling 2013) में उत्सर्जित किया जाता है। समाप्त होने वाले COSUB2/SUB का उपयोग पौधों द्वारा अपने कार्बन स्रोत के लिए भी किया जा सकता है (कोरनर एट अल 2017)। फ़ीड कार्बन का असमान हिस्सा सिस्टम में विघटित करने के लिए छोड़ दिया जाता है। मछली फ़ीड (जैसे स्टार्च या गैर-स्टार्च पॉलीसेकेराइड) में पाए जाने वाले कार्बोहाइड्रेट का प्रकार फ़ीड की पाचनशक्ति और एक्वाकल्चर या एक्वापोनिक सिस्टम (मेरिक एट अल। 2014) में अपशिष्ट की बायोडिग्रेडेबिलिटी को भी प्रभावित कर सकता है।

    ** नाइट्रोजन (एन) **

    नाइट्रोजन या तो नाइट्रेट या अमोनियम रूप में पौधों द्वारा अवशोषित कर लेता है (Sonneveld और Voogt 2009; जू एट अल। 2012) एकाग्रता और संयंत्र के शरीर विज्ञान पर निर्भर करता है (फिंक और फेलर 1998 Wongkiew एट अल द्वारा उद्धृत 2017)। पौधों और सूक्ष्मजीवों के बीच संघों को अनदेखा नहीं किया जाना चाहिए क्योंकि पौधों एक्वापोनिक्स में सूक्ष्मजीवों की उपस्थिति को प्रभावित करते हैं, और सूक्ष्मजीव पौधों की नाइट्रोजन तेज क्षमता में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं (वोंगकीव एट अल। 2017)। पौधों द्वारा नाइट्रोजन का तेज परिवेश कार्बन डाइऑक्साइड एकाग्रता से प्रभावित होता है (झांग एट अल. 2008 Wongkiew et al द्वारा उद्धृत 2017)।

    **फास्फोरस (पी) **

    फास्फोरस पौधों के विकास के लिए आवश्यक तत्वों में से एक है और इसके आयनिक ऑर्थोफॉस्फेट फॉर्म (एचएसयूबी 2/सबपोसब4/सबसुप-/एसयूपी, एचपीओसब4/सबसुप 2-/एसयूपी, पॉसब4/सबसुप 3-/एसयूपी) (प्रभाू एट अल। 2007; रेश 2013) के तहत अवशोषित किया जा सकता है। एक्वापोनिक्स में फास्फोरस की गतिशीलता के बारे में बहुत कुछ जाना जाता है। प्रणाली में फास्फोरस का मुख्य इनपुट मछली फ़ीड है (सेरोजी और फिट्सिमन्स 2017; डेलाइड एट अल। 2017; Schmautz एट अल। 2015), और संयुक्त राष्ट्र पूरक प्रणालियों में (चैप 7), फास्फोरस सीमित हो जाता है और इस प्रकार पौधों के विकास को बाधित कर सकता है (Graber और Junge 2009; Seawright एट अल 1998)। रफी और साद (2005) के अनुसार, मछली फीड में निहित फॉस्फोरस के 15% तक का उपयोग कर सकती है। एक प्रणाली में बढ़ती सलाद, सेरोज़ी और फिट्सिमन्स (2017) ने देखा कि मछली फ़ीड द्वारा प्रदान की गई फास्फोरस की मात्रा विकास चरण के आधार पर पर्याप्त या अपर्याप्त हो सकती है। मछली के पानी में मौजूद 100% फास्फोरस को सिस्टम के डिजाइन के आधार पर संयंत्र बायोमास में पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। Graber और Junge (2009) एक मनाया 50% रीसाइक्लिंग, जबकि Schmautz एट अल. (2015) ने बताया कि फास्फोरस का 32% फल में पाया जा सकता है और पत्तियों में 28%। फास्फोरस की घुलनशीलता पीएच पर निर्भर करती है, और एक उच्च पीएच फास्फोरस की वर्षा को बढ़ावा देगा, इस प्रकार इसे पौधों के लिए अनुपलब्ध प्रदान करेगा (Yildiz एट अल। 2017)। फास्फोरस struvite के रूप में वेग कर सकते हैं (मैग्नीशियम अमोनियम फॉस्फेट) (Le Corre एट अल 2005) और/या hydroxyapatite (Cerozi और Fitzsimmons 2017; Goddek एट अल 2015)। इन अघुलनशील परिसरों को सिस्टम से ठोस मछली कीचड़ के माध्यम से हटा दिया जाता है। श्नाइडर एट अल। (2004) ने बताया कि मछली फ़ीड में निहित फॉस्फोरस का 30— 65% पौधों के लिए अनुपलब्ध रहता है क्योंकि यह ठोस उत्सर्जन में तय हो जाता है जिसे यांत्रिक निस्पंदन के माध्यम से हटा दिया जाता है। योगेव एट अल। (2016) अनुमान लगाया गया कि यह नुकसान 85% तक हो सकता है। ठोस कीचड़ के माध्यम से पी के इस बड़े पैमाने पर नुकसान को रोकने का एक विकल्प एक्वापोनिक सिस्टम में एक पाचन डिब्बे जोड़ना है। एरोबिक या एनारोबिक पाचन के दौरान, पी को पचाने में जारी किया जाता है और इसे परिसंचारी पानी (गोडडेक एट अल 2016) में फिर से पेश किया जा सकता है।

    ** पोटेशियम (के) **

    डेलाइड एट अल। (2017) ने पाया कि उनके सिस्टम में के का प्रमुख स्रोत मछली फ़ीड था। मछली मछली फ़ीड (रफी और साद 2005) में निहित कश्मीर के 7% तक का उपयोग कर सकती है। हालांकि, पोटेशियम मछली फ़ीड की एक कम पोटेशियम संरचना करने के लिए और पौधों के लिए उपलब्ध पोटेशियम के भी निम्न स्तर के लिए सुराग के लिए आवश्यक नहीं है (Graber और Junge 2009; Seawright एट अल. 1998; Suhl एट अल। पोटेशियम की आपूर्ति करने के लिए, एक केओएच पीएच बफर का उपयोग अक्सर किया जाता है क्योंकि नाइट्राइफिकेशन (ग्रैबर और जुंग 2009) के कारण एक्वापोनिक्स में पीएच अक्सर घट जाती है। टमाटर के साथ लगाए गए एक एक्वापोनिक सिस्टम में, पोटेशियम मुख्य रूप से फल में जमा होता है (श्मौट्ज़ एट अल 2016)।

    ** मैग्नीशियम (एमजी), कैल्शियम (सीए) और सल्फर (एस) **

    एमजी, सीए और एस का मुख्य स्रोत नल का पानी है जो पौधों द्वारा अवशोषण की सुविधा प्रदान करता है क्योंकि पोषक तत्व पहले से ही उपलब्ध हैं (डेलाइड एट अल। 2017)। कैल्शियम हालांकि aquaponics में अपर्याप्त स्तर में मौजूद है (Schmautz एट अल. 2015; Seawright एट अल. 1998) और कैल्शियम हाइड्रोक्साइड सीए के रूप में जोड़ा जाता है (OH) sub2/उप (Timmons और Ebeling 2013)। रफी और साद (2005) के अनुसार, मछली कैल्शियम के औसत 26.8% और फीड में मौजूद मैग्नीशियम के 20.3% पर उपयोग कर सकती है। सल्फर अक्सर एक्वापोनिक सिस्टम में निम्न स्तर पर होता है (Graber और Junge 2009; Seawright एट अल 1998)।

    9.4.3 माइक्रोन्यूट्रिएंट चक्र

    आयरन (Fe), मैंगनीज (Mn) और जस्ता (Zn) मुख्य रूप से मछली फ़ीड से निकाले जाते हैं, जबकि बोरान (बी) और तांबा (Cu) नल के पानी से निकाले जाते हैं (डेलाइड एट अल। 2017)। एक्वापोनिक्स में, प्रमुख सूक्ष्म पोषक तत्व अक्सर मौजूद होते हैं लेकिन बहुत कम स्तर पर (डेलाइड एट अल। 2017), और पोषक तत्वों के बाहरी स्रोतों से पूरकता आवश्यक होती है (चैप 8)। लौह की कमी अक्सर एक्वापोनिक्स में होती है (श्मौट्ज़ एट अल। 2015; सीराइट एट अल 1998; फिट्सिमन्स और पोसाडास; 1997 लिकामेले 2009 द्वारा उद्धृत), ज्यादातर फेरिक आयन फॉर्म की गैर-उपलब्धता के कारण। इस कमी को जीवाणु साइडरोफोर (यानी कार्बनिक लोहे-चेलिंग यौगिकों) के उपयोग से हल किया जा सकता है जैसे कि Bacillus या Sseudomonas (बार्टेलमे एट अल। 2018) या लोहे की वर्षा से बचने के लिए रासायनिक चेलेटेड लोहे के साथ लोहे की पूरकता द्वारा उत्पादित किया जा सकता है।

    9.4.4 पोषक तत्व नुकसान

    पोषक तत्वों के नुकसान को कम करना एक निरंतर चुनौती है जो एक्वापोनिक्स चिकित्सकों का सामना करना पड़ रहा है। पोषक तत्व नुकसान कई मायनों में होता है, उदाहरण के लिए कीचड़ का निपटान (मल का 37% और असीम फ़ीड का 18%) (नेटो और ओस्ट्रेन्स्की 2015), पानी की हानि, निंदा, अमोनिया अस्थिरता, आदि (वोंगकीव एट अल। 2017)। उदाहरण के तौर पर, रफी और साद (2005) ध्यान दें कि लौह का 24%, मैंगनीज का 86%, जस्ता का 47%, तांबा का 22%, कैल्शियम का 16%, मैग्नीशियम का 89%, नाइट्रोजन का 6%, पोटेशियम का 6% और मछली फ़ीड में निहित फास्फोरस का 18% कीचड़ में निहित था। कीचड़ फ़ीड इनपुट (योगेव एट अल। 2016) में मौजूद पोषक तत्वों का 40% तक पकड़ सकती है।

    Denitrification नाइट्रोजन के 25 से 60% की हानि हो सकती है (हू एट अल। 2015; ज़ौ एट अल 2016)। Denitrification भी anoxic शर्तों से जुड़ा हुआ है (Madigan और मार्टिंको 2007; वैन लियर एट अल 2008) और कम कार्बन के स्तर और नाइट्रेट नाइट्रेट के परिवर्तन के लिए जिम्मेदार है, नाइट्रिक ऑक्साइड (NO), नाइट्रस ऑक्साइड (NSUB2/Subo) और अंत में नाइट्रोजन गैस (NSub2/उप) वातावरण में प्रवाह के साथ (आइबिड। )। Denitrification इस तरह के Achromobacter, एरोबेक्टर, Acinetobacter, Bacillus, Increbacterium_, Flavobacterium, Sseudomonas, प्रोटीस और माइक्रोकोकस एसपी के रूप में कई संकाय heterotrophic बैक्टीरिया द्वारा आयोजित किया जाता है। (अन्यजातिगत एट अल। 2007; मिचौद एट अल 2006; वोंगकीव एट अल 2017)। भंग ऑक्सीजन का स्तर 0.3 मिलीग्राम/एल (फिजराल्ड़ एट अल 2015; Wongkiew एट अल 2017) से नीचे हैं, तो कुछ बैक्टीरिया नाइट्रिफिकेशन और denitrification दोनों प्रदर्शन कर सकते हैं। नाइट्रोजन का नुकसान एनारोबिक अमोनियम ऑक्सीकरण (एनामोक्स) के माध्यम से भी हो सकता है, यानी नाइट्राइट की उपस्थिति में डाइनिट्रोजन गैस में अमोनियम का ऑक्सीकरण (हू एट अल। 2011)।

    नाइट्रोजन का एक अन्य महत्वपूर्ण नुकसान जो पौधों के लिए उपलब्ध होना चाहिए, एक्वापोनिक सिस्टम में मौजूद हेटरोट्रॉफिक एरोबिक बैक्टीरिया द्वारा नाइट्रोजन की खपत है। दरअसल, इन जीवाणुओं द्वारा उपयोग किया जाने वाला नाइट्रोजन बैक्टीरिया नाइट्राइफाइंग में खो जाता है, और नाइट्राइफिकेशन इस प्रकार बाधित होता है (ब्लैंचेटन एट अल 2013)। वे और अधिक प्रतिस्पर्धी और autotrophic nitrifying बैक्टीरिया से मीडिया उपनिवेश करने में सक्षम हैं के रूप में सी/एन अनुपात बढ़ जाती है जब इन बैक्टीरिया विशेष रूप से मौजूद हैं (ब्लैंचेटन एट अल. 2013; Wongkiew एट अल. 2017)।

    9.4.5 पोषक तत्व बैलेंस सिस्टम डायनेमिक्स

    एक एक्वापोनिक प्रणाली में दो प्रमुख उपप्रणालियों की पोषक एकाग्रता, यानी मछली टैंक (एक्वाकल्चर) और हाइड्रोपोनिक समाधान, को उनकी प्रत्येक जरूरतों के लिए संतुलित करने की आवश्यकता है। बंद एक्वापोनिक सिस्टम में, नाइट्रीफिकेशन के लिए फिल्टर (आमतौर पर एक ड्रम फिल्टर या आबादकार और फिर एक बायोफिल्टर) के माध्यम से पौधों को मछली से पोषक तत्वों को ले जाया जाता है। हालांकि, एक्वापोनिक सबसिस्टम से फसलों और आपूर्ति पोषक तत्वों की पोषक तत्वों की पोषक तत्व संतुलन में नहीं हैं। बहु-पाश और decoupled सिस्टम में (Chap। 8), मछली और पौधे दोनों वर्गों के लिए इष्टतम स्थितियां प्रदान करना आसान है। सिस्टम के मॉडलिंग के माध्यम से (Chap. 11), मछली टैंक, बायोफिल्टर और अन्य उपकरणों के लिए हाइड्रोपोनिक क्षेत्र का इष्टतम आकार गणना की जा सकती है (Goddek और Körner 2019)। यह decoupled बहु-पाश प्रणालियों के साथ विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जिसमें विभिन्न प्रकार के उपकरण शामिल हैं। उदाहरण के लिए, यूएएसबी (अपफ्लो एनारोबिक कीचड़ कंबल) (गोडडेक एट अल। 2018) या विलवणीकरण इकाइयों (गोडडेक और कीसमैन 2018) को ध्यान से आकार देने की आवश्यकता है जैसा कि चैप 8 में चर्चा की गई है। मछली पर्यावरण द्वारा आपूर्ति पोषक तत्वों का मूल बेमेल और फसलों की जरूरतों को सुधारा और संतुलित करने की आवश्यकता है। पोषक तत्वों पर ध्यान केंद्रित करने के उद्देश्य के लिए, गोडडेक और कीसमैन (2018) ने एक उचित विलुप्त होने इकाई (चैप 8 का वर्णन किया है। हालांकि, यह दृष्टिकोण केवल समस्या का हिस्सा हल करता है, क्योंकि पूरी तरह से संतुलित प्रणाली केवल बंद कक्षों और पूरी तरह से काम करने वाले पौधों में प्राप्त गैर-गतिशील वाष्पीकरण दर से संचालित होती है। हालांकि, वास्तविकता यह है कि greenhousebased aquaponics सिस्टम में फसल (etSubc/उप) की evaponics इस तरह के भौतिक जलवायु और जैविक चर के रूप में कई कारकों पर अत्यधिक निर्भर है। Etsubc/उप भूमि की सतह फसल द्वारा कवर के क्षेत्र के अनुसार गणना की जाती है और चंदवा में विभिन्न स्तरों के लिए गणना की जाती है (z) विकिरणशील शुद्ध अपशिष्टों, सीमा परत प्रतिरोध, stomata प्रतिरोध और वाष्प दबाव घाटे, /चंदवा में उप (Körner एट अल. 2007) पेनमैन का उपयोग कर - मोंटेथ समीकरण। यह समीकरण, फिर भी, केवल फसल के माध्यम से पानी के प्रवाह की गणना करता है। पोषक तत्वों का तेज या तो यह मानकर गणना की जा सकती है कि पानी में सभी पतले पोषक तत्व फसल द्वारा उठाए जाते हैं। हकीकत में हालांकि, पोषक तत्वों का तेज एक बेहद जटिल मामला है। विभिन्न पोषक तत्वों में अलग-अलग राज्य होते हैं, जो पीएच जैसे पैरामीटर के साथ बदलते हैं। इस बीच पौधों के लिए पोषक तत्व की उपलब्धता पीएच और एक दूसरे के लिए पोषक तत्वों के संबंधों पर निर्भर करती है (उदा. के/सीए उपलब्धता)। इसके अलावा, रूट ज़ोन में माइक्रोबायोम एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है (Orozco-मस्जिद एट अल। 2018) जिसे अभी तक मॉडल में लागू नहीं किया गया है, हालांकि कुछ मॉडल फ्लोम और xylem मार्गों के बीच अंतर करते हैं। इस प्रकार, पोषक तत्वों की विशाल मात्रा एक्वापोनिक पोषक तत्व संतुलन और प्रणालियों के आकार के लिए विस्तार से मॉडलिंग नहीं की जाती है। पोषक तत्व तेज अनुमान लगाने का सबसे आसान तरीका यह धारणा है कि पोषक तत्वों को सिंचाई के पानी में भंग कर दिया जाता है/अवशोषित किया जाता है और उपरोक्त etsubc/उप गणना दृष्टिकोण पर लागू होता है और यह मानते हुए कि कोई तत्व-विशिष्ट रासायनिक, जैविक या शारीरिक प्रतिरोध मौजूद नहीं है। परिणामस्वरूप, संतुलन बनाए रखने के लिए, पोषक तत्व समाधान में निहित फसल द्वारा उठाए गए सभी पोषक तत्वों को वापस हाइड्रोपोनिक प्रणाली में जोड़ा जाना चाहिए।

  5. 9.5 निष्कर्ष

    Original publication · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित · Aquaponics Food Production Systems

    9.5.1 एक्वापोनिक्स में पोषक सायक्लिंग की वर्तमान कमी

    हाइड्रोपोनिक्स में, पोषक समाधान सही ढंग से निर्धारित होता है और सिस्टम में पोषक तत्व इनपुट अच्छी तरह से समझा जाता है और नियंत्रित होता है। इससे प्रत्येक पौधे की प्रजातियों के लिए और प्रत्येक विकास चरण के लिए पोषक तत्व समाधान को अनुकूलित करना अपेक्षाकृत आसान हो जाता है। एक्वापोनिक्स में, परिभाषा के अनुसार (पाम एट अल। 2018), पोषक तत्वों को कम से कम 50% मछली फ़ीड, मछली ठोस मल और मछली घुलनशील उत्सर्जन से उत्पन्न करना पड़ता है, जिससे पौधे के तेज के लिए उपलब्ध पोषक तत्व सांद्रता की निगरानी अधिक कठिन हो जाती है। दूसरा दोष यह है कि कई मार्गों जैसे कीचड़ हटाने, जल नवीकरण या डेनिट्रिफिकेशन के माध्यम से पोषक तत्वों का नुकसान होता है। कीचड़ हटाने पोषक तत्वों की हानि को प्रेरित करती है क्योंकि फास्फोरस जैसे कई महत्वपूर्ण पोषक तत्व अक्सर निकलते हैं और फिर खाली ठोस कीचड़ में फंस जाते हैं। जल नवीकरण, जिसे छोटे अनुपात में भी होना चाहिए, एक्वापोनिक सर्किट से पोषक तत्वों के नुकसान में भी जोड़ता है। अंत में, denitrifying बैक्टीरिया और उनके metabolisms के लिए अनुकूल शर्तों की उपस्थिति के कारण होता है।

    9.5.2 पोषक साइकलिंग में सुधार कैसे करें?

    निष्कर्ष निकालने के लिए, एक्वापोनिक्स में पौधों के विकास को अनुकूलित करने के लिए पोषक तत्व साइकिल चलाने में अभी भी सुधार की आवश्यकता है। इसलिए वर्तमान में कई विकल्पों का पता लगाया गया है Chap. 8। कीचड़ में कब्जा किए गए पोषक तत्वों को खोने से बचने के लिए, कीचड़ पुनर्खनिजीकरण इकाइयां विकसित की गई हैं (चैप 10)। इन इकाइयों का उद्देश्य कीचड़ में ठोस रूप में कब्जा पोषक तत्वों को निकालने और पौधों को अवशोषित कर सकते हैं जो एक फार्म के तहत प्रणाली में इन reinject करने के लिए है (डेलाइड 2017)। पोषक तत्वों के नुकसान को कम करने के लिए एक और तकनीक एक्वापोनिक समाधान की एकाग्रता के माध्यम से पौधे तेज को बढ़ावा देना होगा (यानी पोषक तत्वों की समान मात्रा रखने के लिए पानी के एक अंश को हटाने लेकिन कम पानी की मात्रा में)। इस तरह की एकाग्रता एक्वापोनिक प्रणाली (गोडडेक और कॉर्नर 2019; गोडडेक और केसमैन 2018) के हिस्से के रूप में एक विलवणीकरण इकाई के अतिरिक्त के माध्यम से प्राप्त की जा सकती है। अंत में, decoupled/मल्टी-लूप सिस्टम का उपयोग सभी मछली, पौधों और सूक्ष्मजीवों के लिए इष्टतम रहने और बढ़ती स्थितियों को सक्षम बनाता है। हालांकि इस क्षेत्र में कुछ शोध किए गए हैं, एक्वापोनिक्स में पोषक तत्व साइकिल चलाने को बेहतर ढंग से समझने के लिए अधिक शोध किया जाना चाहिए। दरअसल, प्रत्येक macronutrient के सटीक चक्र के बारे में अधिक जानकारी (किस रूप में, यह कैसे परिवर्तित किया जा सकता है या सूक्ष्मजीवों द्वारा नहीं, यह कैसे aquaponics में पौधों द्वारा लिया जाता है) या पौधों और मछली प्रजातियों और पोषक तत्वों चक्र पर पानी के मापदंडों के प्रभाव को समझने में मदद कर सकता है एक्वापोनिक सिस्टम