एक्वापोनिक्स – वह सब कुछ जो आपको जानना चाहिए

एक्वापोनिक्स क्या है

Aquaponics एक खेती विधि है जो पौधों को एक्वाकल्चर, यानी मछलियों और अंततः झींगों, घोंघों, शंखों या प्रॉन्स जैसे जलीय जीवों के पालन के साथ मिलाकर उगाती है। यह व्यापक “मिट्टी‑रहित” खेती विधियों का हिस्सा है, जिसमें हाइड्रोपोनिक्स और एयरोपोनिक्स शामिल हैं।

आधुनिक रूप में, एक्वापोनिक्स अक्सर अपेक्षाकृत उच्च‑तकनीकी हाइड्रोपोनिक खेती के साथ मिलाया जाता है – बिना मिट्टी के पौधों की खेती, जहाँ पोषक तत्व पानी के माध्यम से पहुँचाए जाते हैं। यह अक्सर वर्टिकल फार्मिंग या इनडोर फार्मिंग सिस्टम का हिस्सा हो सकता है।

हमने अपने लेख “हाइड्रोपोनिक्स – वह सब कुछ जो आपको जानना चाहिए” में हाइड्रोपोनिक खेती के विभिन्न सिस्टम और उनके फायदे‑नुकसान का विस्तार से चर्चा की है।

कृषि और एक्वाकल्चर का मिश्रण वास्तव में बहुत प्राचीन है। एज़्टेक्स ने झीलों के ऊपर चिनाम्पास नामक कृषि उच्चभूमियों पर खेती की, चीनी किसान ने हजारों वर्षों तक धान के साथ मछलियों को तालाबों में पाला, और दक्षिण‑पूर्व एशिया की मूल संस्कृतियों ने, उल्लेखनीय शहर अंगकोर वाट सहित, समान प्रथा अपनाई।

स्रोत: Prevention Web

एक्वापोनिक बाजार का आकार 2024 में लगभग $1.2 बिलियन है और 2029 तक 9.6% CAGR की दर से बढ़ने की उम्मीद है। सबसे बड़े बाजार उत्तर अमेरिका और एशिया में स्थित हैं।

एक्वापोनिक्स का विज्ञान

हाइड्रोपोनिक्स खेती की स्थितियों पर बहुत सटीक नियंत्रण प्रदान करता है, जिससे लगातार उच्च‑गुणवत्ता वाली फसलें उगाई जा सकती हैं। यह पानी और स्थान दोनों में बहुत कुशल है। लेकिन यदि वही पानी का उपयोग करके बहुत घना, स्वस्थ मांस भी उगाया जा सके तो? यह संभव हो जाता है जब हाइड्रोपोनिक सिस्टम के पानी को एक्वाकल्चर टैंक से जोड़ा जाता है।

एक्वापोनिक्स का सबसे मजबूत तर्क यह है कि यह एक ऐसा चक्र बनाता है जिसमें प्रत्येक घटक हाइड्रोपोनिक्स और एक्वाकल्चर के अलग‑अलग होने पर मौजूद समस्या को हल करता है।

हाइड्रोपोनिक्स एक बहुत कुशल खेती प्रणाली है लेकिन पौधों को स्वस्थ रखने और बढ़ने के लिए पानी में निरंतर उर्वरक जोड़ना आवश्यक होता है।

इसी बीच, एक्वाकल्चर को बहुत साफ़ ताज़ा पानी और फ़िल्टरिंग की आवश्यकता होती है, क्योंकि मछलियों का अपशिष्ट (या अन्य जलीय जीव) पानी में जमा होकर उसे प्रदूषित कर देता है।

एक्वापोनिक सिस्टम में दोनों समस्याओं का “समाधान” हो जाता है। मछलियों की मलमूत्र अब प्रदूषण नहीं रहती, बल्कि पौधों के लिए नाइट्रोजन‑समृद्ध उर्वरक बन जाती है। फिर पौधों की जड़ें पानी को “नि:शुल्क” साफ़ करती हैं, उन्हें अवशोषित करके।

स्रोत: The Aquaponic Resource

एक्वापोनिक सिस्टम के प्रकार

मीडिया-आधारित एक्वापोनिक सिस्टम

ग्रेवल, लावा रॉक या क्ले पेबल जैसे निष्क्रिय माध्यम पौधों की जड़ों को स्थिर करते हैं। पौधों की वृद्धि बिस्तर को समय‑समय पर मछली टैंक के पानी से बेल सिफ़न के माध्यम से भिगोया जाता है। इससे पोषक तत्व पौधों तक पहुँचते हैं।

फिर पानी को फिर से मछली टैंक में भेजा जाता है ताकि चक्र पूरा हो सके, क्योंकि पौधों ने पानी को फ़िल्टर कर दिया होता है। कभी‑कभी, मछली की मलमूत्र को तोड़ने के लिए निष्क्रिय माध्यम बिस्तर में कीड़े जोड़े जाते हैं।

स्रोत: Go Green Aquaponics

चूँकि इस सिस्टम में कोई फ़िल्टर नहीं और घटकों की संख्या न्यूनतम है, यह सबसे सरल है।

राफ्ट सिस्टम

पौधों को तैरते राफ्ट पर रखा जाता है, जिनकी जड़ें पानी में लटकी रहती हैं। एक्वाकल्चर टैंक से पोषक‑समृद्ध पानी निरंतर फ़िल्टर सिस्टम में जाता है, फिर पौधों के राफ्ट तक पहुँचता है।

फ़िल्टर में बैक्टीरिया होते हैं जो पोषक तत्वों को पौधों के लिए अधिक “पचने योग्य” बनाते हैं।

यह सिस्टम अधिक जटिल है लेकिन इसे बहुत आसानी से स्केल किया जा सकता है, क्योंकि राफ्ट या मछली टैंक की संख्या या आकार पर कोई सीमा नहीं है, जब तक कि पानी की पाइपिंग और फ़िल्टर मेल खाते हों।

स्रोत: Go Green Aquaponics

पोषक तत्व फिल्म तकनीक (NFT)

यह सिस्टम मीडिया‑आधारित एक्वापोनिक सिस्टम के समान है, लेकिन मछली टैंक से लगातार बहते हुए पानी की पतली फिल्म के साथ। राफ्ट सिस्टम की तरह कोई मध्यवर्ती फ़िल्टर नहीं होता।

स्रोत: Go Green Aquaponics

इस सिस्टम के कुछ फायदे हैं, लेकिन सीमाएँ भी हैं।

बहता हुआ पानी और पतली जल परत समृद्ध ऑक्सीजन प्रदान करती है, जो पौधों की जड़ों और मछलियों दोनों के लिए लाभदायक है; फिर पानी टैंक में वापस जाता है। यह बहुत स्थान‑कुशल है और तंग जगहों या ऊँची वर्टिकल फार्मिंग सिस्टम में उपयोग किया जा सकता है। अंत में, निरंतर पोषक और पानी का प्रवाह पौधों की वृद्धि को मीडिया‑आधारित सिस्टम से बेहतर बनाता है, बिना राफ्ट सिस्टम के फ़िल्टर की आवश्यकता के।

हालाँकि, NFT सिस्टम केवल छोटे‑जड़ वाले पौधों, जैसे पत्तेदार सब्जियों, के लिए उपयुक्त है; बड़े जड़ वाले पौधों के साथ यह ठीक से काम नहीं करता। जड़ें उथले चैनलों को बंद कर सकती हैं, जिससे पोषक‑की कमी हो सकती है। पानी का तापमान तेज़ी से बदल सकता है, विशेषकर जब पौधे सीधे धूप में हों, जिससे पौधों और मछलियों दोनों को समस्या हो सकती है।

एक्वापोनिक्स से क्या उगाया जा सकता है

पौधा पक्ष

हाइड्रोपोनिक्स में उगाए जा सकने वाले अधिकांश पौधे एक्वापोनिक्स में भी उगाए जा सकते हैं। हाइड्रोपोनिक्स का बाजार मुख्यतः उच्च‑मूल्य वाली फसलों द्वारा प्रभुत्व रखता है, जिनकी निरंतर मांग और उच्च‑गुणवत्ता एवं नियंत्रित वृद्धि वातावरण की आवश्यकता होती है:

• टमाटर।
• जड़ी‑बूटियाँ।
• सलाद।
• खीरा।
• शिमला मिर्च।

स्रोत: Grand View Research

अन्य उच्च‑मूल्य वाली फसलें भी हाइड्रोपोनिक्स और एक्वापोनिक्स से उगाई जा सकती हैं, जैसे कि गांजा या हॉप्स। इस मामले में, हाइड्रोपोनिक्स/एक्वापोनिक्स वृद्धि स्थितियों में उच्च स्तर की स्थिरता लाते हैं, जिससे स्वाद और रासायनिक संरचना में निरंतरता आती है।

एक्वाकल्चर पक्ष

मछली पालन

सबसे लोकप्रिय जलीय जीव पालन मछली है।

एक्वापोनिक सिस्टम के लिए मीठा पानी अनिवार्य है, क्योंकि खारा समुद्री पानी प्रणाली के पौधा भाग के लिए विषैला होगा।

कुछ शोध खारे‑पानी एक्वापोनिक्स विकसित करने पर केंद्रित हैं, जिसमें उच्च नमक‑सहिष्णुता वाले पौधों की खोज की जा रही है। संभावित विकल्पों में सामान्य बर्फ़ीला पौधा (जापान में लोकप्रिय हाइड्रोपोनिक फसल), नमक‑सहिष्णु जीएमओ धान की किस्में, या समुद्री शैवाल शामिल हैं।

एक्वापोनिक्स में लोकप्रिय मछलियों में शामिल हैं:

• टिलापिया (एक्वापोनिक्स में सबसे आम मछली)।
• ब्लूगिल/ब्रिम/सनफ़िश/क्रैपी।
• कैटफ़िश।
• परच।
• कार्प।
• कोई।
• पाकु।
• विभिन्न सजावटी मछलियाँ जैसे एंजेलफ़िश, गुप्पी, टेट्रा, स्वॉर्डफ़िश, मोली, गोल्डफ़िश।

सामान्यतः, सर्वश्रेष्ठ मछलियों में निम्नलिखित विशेषताएँ होती हैं, जो एक्वाकल्चर के लिए भी लाभदायक हैं:

• छोटे, सीमित टैंकों में एक‑दूसरे के साथ अच्छी तरह रह पाते हैं, और वयस्क आकार सीमित होता है।
  • कैद में प्रजनन क्षमता भी एक मूल्यवान गुण है।
• तेज़ वृद्धि, विशेषकर मांस‑मछलियों के लिए, और आदर्श रूप से अच्छा फ़ीड‑कन्वर्ज़न अनुपात (एक पाउंड मछली बढ़ाने के लिए कितनी फ़ीड चाहिए)।
• रोगों के प्रति अच्छी प्रतिरोधक क्षमता।
• ठंडे पानी (महँगी और ऊर्जा‑गहन हीटिंग की आवश्यकता को कम करता है) और तापमान परिवर्तन (मौसमी बदलावों के साथ कठिन नियंत्रण) के प्रति सहनशीलता।
  • मछली टैंक का तापमान और मछली प्रजाति को स्थान के अनुसार अनुकूलित किया जाना चाहिए।
• इस प्रजाति की बाजार माँग मजबूत है।

अन्य जलीय जीव

मछलियों के अलावा भी कई जीव एक्वापोनिक्स में पाले जा सकते हैं, विकल्पों में शामिल हैं:

• झींगा/याब्बी, जो समुद्री लॉबस्टर का छोटा मीठा‑पानी संबंधी रूप है।
• झींगा और प्रॉन्स, बशर्ते वे मीठे‑पानी के प्रकार के हों। उन्हें अपेक्षाकृत उच्च पानी‑तापमान चाहिए।
• मसल, ऑयस्टर और अन्य शंख
  • शंख पानी को साफ़ रखने और उच्च‑मूल्य वाले उत्पाद के रूप में बेचने में मदद करते हैं।
  • हालाँकि, यदि वे सिस्टम की पाइपिंग में फैलकर जमा हो जाएँ तो जाम की समस्या उत्पन्न हो सकती है।
  • शंख मुख्यतः माइक्रो‑एल्गी और प्लवक पर भोजन करते हैं; इसलिए एल्गी की हाइड्रोपोनिक खेती से एक ऐसा एक्वापोनिक सिस्टम बनाया जा सकता है जिसमें न पौधे हों न मछली।
• कछुए और जलीय सरीसृप। जलीय सरीसृप कभी‑कभी पालतू या कुछ देशों में भोजन के रूप में पाले जाते हैं। इसलिए वे गर्म वातावरण में मछलियों की तरह ही भूमिका निभा सकते हैं।
• कीड़े (“वर्मिपोनिक्स”)।
  • कीड़ों को कृषि अपशिष्ट, रसोई के कचरे, खरगोश की खाद और अन्य पदार्थों से खिलाया जा सकता है, जो मछली के फ़ीड के रूप में उपयोग नहीं होते।
  • कीड़े कम ऑक्सीजन की आवश्यकता रखते हैं और सामान्यतः अधिक जटिल जीवों की तुलना में अधिक लचीले होते हैं।

बैक्टीरिया फ़िल्टर

हालाँकि सभी एक्वापोनिक सिस्टम फ़िल्टर का उपयोग नहीं करते, बड़े‑पैमाने की इंस्टॉलेशन में यह अक्सर आवश्यक होता है।

ऐसे फ़िल्टर का उद्देश्य ऐसे बैक्टीरिया को आश्रय देना है जो जलीय जीवों के अपशिष्ट (अमोनिया‑समृद्ध) को नाइट्राइट और नाइट्रेट (“नाइट्रिफिकेशन”) में बदल सकें, जो पौधों के लिए अधिक लाभदायक होते हैं।

यदि यह नाइट्रेट में नहीं बदला और पौधों द्वारा उपयोग नहीं किया गया, तो उच्च‑संकेंद्रित अमोनिया (और कम हद तक नाइट्राइट) मछलियों और अन्य जलीय जीवों को मार सकता है। चूँकि पौधे अमोनिया को कम अवशोषित करते हैं, इसलिए कई डिज़ाइनों में नाइट्रिफिकेशन अनिवार्य हो जाता है।

अमोनिया को नाइट्राइट में Nitrosomonas बैक्टीरिया द्वारा, और नाइट्राइट को नाइट्रेट में Nitrobacter बैक्टीरिया द्वारा परिवर्तित किया जाता है। यह प्रक्रिया समय लेती है, इसलिए एक्वाकल्चर सिस्टम के डिज़ाइन और संचालन में इसे ध्यान में रखना पड़ता है, जहाँ कई बैक्टीरिया फ़िल्टर टैंक क्रमिक रूप से उपचारित पानी छोड़ते हैं।

एक्वापोनिक्स के लाभ

एक्वापोनिक्स कई हाइड्रोपोनिक लाभ (और सीमाएँ) साझा करता है। इसमें पारंपरिक कृषि की तुलना में 1/6^th से 1/10^th तक पानी की खपत, अत्यधिक स्थिर और उत्पादक वृद्धि स्थितियाँ, कम कीटनाशक उपयोग और कोई खरपतवार नाशक नहीं, तथा मिट्टी‑जनित रोगों का उन्मूलन शामिल है।

एक्वापोनिक्स के पास हाइड्रोपोनिक्स या एक्वाकल्चर अकेले की तुलना में अनोखे फायदे भी हैं:

• सभी प्राकृतिक उर्वरक, पूरी तरह मछली के अपशिष्ट से प्राप्त।
  • एक्वाकल्चर में आवश्यक मछली फ़ीड अब “दो बार” उपयोग हो जाता है, जिससे उर्वरक लागत बचती है।
  • यह अधिक प्राकृतिक और जैविक हाइड्रोपोनिक खेती की अनुमति देता है, जहाँ रासायनिक उर्वरक प्रणाली में नहीं प्रवेश करते।
• मछली का पानी स्वाभाविक रूप से फ़िल्टर होता है। यह दैनिक 5‑30% पानी को बाहर निकालने की आवश्यकता को समाप्त करता है।
  • यह एक्वाकल्चर के पानी उपयोग को नाटकीय रूप से घटाता है।
  • यह एक्वाकल्चर‑संबंधी प्रदूषण को भी घटाता है, जिससे निकटवर्ती जल स्रोतों को नुकसान, साथ ही विषाक्त शैवाल फूल और मीठे जल निकायों की यूट्रोफ़िकेशन को रोकता है।
• एक ही समय में प्रोटीन‑समृद्ध भोजन और स्वस्थ पौध उत्पाद दोनों उत्पन्न करता है।
• विविध आय स्रोत।
  • सब्ज़ी और मछली के बाजार मूल्यों में व्यापक उतार‑चढ़ाव हो सकता है, लेकिन वे एक‑दूसरे से संबंधित नहीं होते।
  • मछली की फसल कम नियमित होती है, लेकिन हाइड्रोपोनिक खेती की नियमित आय के ऊपर एक बड़ा नकदी प्रवाह प्रदान कर सकती है।

एक्वापोनिक्स के नुकसान

समग्र रूप से हाइड्रोपोनिक्स और एक्वाकल्चर दोनों से अधिक कुशल होने के बावजूद, एक्वापोनिक्स अपनी चुनौतियों के साथ आता है।

जटिलता और लागत

हाइड्रोपोनिक्स की मुख्य सीमा लागत थी, जबकि एक्वापोनिक्स और भी अधिक जटिल और इसलिए स्थापित करने में महँगा है। अब हाइड्रोपोनिक सिस्टम में एक्वाकल्चर सिस्टम भी जुड़ गए हैं।

प्रत्येक को इस तरह आकार देना पड़ता है कि वे एक‑दूसरे से ठीक‑ठीक मेल खाएँ, ताकि पर्याप्त पौधे पानी को फ़िल्टर कर सकें, और पर्याप्त मछली उर्वरक प्रदान कर सके।

यह अधिक जटिल सिस्टम तापमान को भी अच्छी तरह नियंत्रित करना आवश्यक बनाता है, जिसमें वायु तापमान, पानी का तापमान, वाष्पीकरण और औसत आर्द्रता को ध्यान में रखना पड़ता है। साथ ही पौधे और जीव दोनों पानी का pH बदल सकते हैं, जिससे वृद्धि रुक सकती है या यदि असंतुलित हो तो जीव मर सकते हैं।

नियंत्रण और कौशल

सभी पैरामीटरों के आपसी जुड़ाव के कारण निरंतर निगरानी और सेंसर की आवश्यकता होती है ताकि इन मापदंडों की जाँच की जा सके।

इसी तरह, रोग‑प्रकोप की निगरानी अब मछलियों और पौधों दोनों के लिए आवश्यक है। उनका उपचार अधिक कठिन हो सकता है; उदाहरण के तौर पर मछलियों को एंटीबायोटिक देना पौधों को दूषित कर सकता है, या पौधों के लिए फंगीसाइड मछली के मांस को दूषित कर सकता है।

ऐसे जटिल सिस्टम की निगरानी और देख‑रेख के लिए अच्छा ज्ञान और प्रशिक्षण आवश्यक है, जो “सरल” हाइड्रोपोनिक्स या एक्वाकल्चर की तुलना में अधिक है, क्योंकि दोनों ही कृषि के जटिल क्षेत्रों में आते हैं।

ऊर्जा की मांग

तापमान में उतार‑चढ़ाव जलीय जीवों के लिए घातक हो सकता है, पौधों की तुलना में तेज़ी से बदलते तापमान को सहन करने की क्षमता कम होती है।

इसलिए एक्वापोनिक सिस्टम को पानी को स्वीकार्य सीमा में रखने के लिए हीटिंग और/या कूलिंग सिस्टम की आवश्यकता होगी।

यह कुछ जलवायु में एक्वापोनिक्स को बहुत ऊर्जा‑गहन बना सकता है। यह पौधों के भाग के लिए प्राकृतिक प्रकाश और ग्रीनहाउस के उपयोग को जटिल भी बना सकता है। जबकि यह कृत्रिम प्रकाश और पौधों के गर्म करने की आवश्यकता को कम करता है, यह गर्मियों में पानी के अधिक गर्म होने की समस्या भी पैदा कर सकता है, जो जलीय जीवों के लिए समस्या बन जाता है।

लचीलापन

एक्वापोनिक सिस्टम स्वभाविक रूप से बहुत कृत्रिम होते हैं। इन्हें बहुत सारी पाइपिंग, पंप, सेंसर, फ़िल्टर आदि की आवश्यकता होती है। इसका मतलब है कि वे सभी चीज़ों के सुचारु रूप से चलने पर निर्भर होते हैं:

• भागों और घटकों की आपूर्ति श्रृंखला।
• बिजली की आपूर्ति।
• उच्च‑स्वचालित और उन्नत संचालन के लिए इलेक्ट्रॉनिक कनेक्टेड सिस्टम।
• कुशल निगरानी और रख‑रखाव के लिए कुशल श्रमिक।

ये मुद्दे हाइड्रोपोनिक्स की तुलना में और भी अधिक स्पष्ट होते हैं, क्योंकि मछलियों को निरंतर फ़ीड, फ़िल्टर किया हुआ पानी और ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है।

इसलिए एक्वापोनिक सिस्टम का केवल 24 घंटे के लिए बंद होना सभी मछलियों की मृत्यु का कारण बन सकता है, जबकि पौधों को शायद वह सहन हो जाता।

इन जोखिमों को कम करने के उपाय मौजूद हैं, जैसे सिस्टम की अतिरिक्तता या बड़े इन्वेंट्री (जो सेट‑अप लागत बढ़ाता है), या नवीकरणीय ऊर्जा द्वारा स्थानीय ऊर्जा आपूर्ति। फिर भी, एक्वापोनिक्स कभी हाइड्रोपोनिक्स जितना लचीला नहीं होगा, और खुले खेत में बारिश‑से‑सिचाई की फसल की तुलना में बहुत कम लचीला होगा।

एक्वापोनिक्स में नवाचार

एक्वापोनिक नवाचार

चूँकि एक्वापोनिक्स हाइड्रोपोनिक्स और एक्वाकल्चर दोनों को मिलाता है, इन दोनों क्षेत्रों में नवाचार उत्पादकता को बढ़ा सकते हैं।

हाइड्रोपोनिक नवाचार

एलईडी लाइटिंग

एलईडी लाइट्स हाइड्रोपोनिक्स और एक्वापोनिक्स में एक और महत्वपूर्ण तकनीकी हस्तक्षेप हैं। ये लाइट्स बहुत कम ऊर्जा खपत करती हैं, कम गर्मी उत्पन्न करती हैं, और अन्य प्रकाश स्रोतों की तुलना में अधिक समय तक चलती हैं।

इसके अलावा, सभी दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम पौधों की प्रकाशसंश्लेषण के लिए उपयोगी नहीं होते, इसलिए हरे प्रकाश के बिना समर्पित एलईडी का उपयोग करके कृत्रिम प्रकाश द्वारा उपभोग की जाने वाली बिजली को और घटाया जा सकता है।

स्रोत: Agritecture

eSoil

हाइड्रोपोनिक खेती पौधों पर सीधे नियंत्रण की अनुमति देती है, जो पारंपरिक खेती में असंभव है। यह प्रकाश या पोषक तत्वों तक पहुँच बढ़ाने से परे नई उत्पादकता बढ़ाने के प्रयोगों के द्वार खोलता है।

उदाहरण के लिए, हमने अपने लेख “हाइड्रोपोनिक फसलों में वृद्धि को सुपरचार्ज करने के लिए बिजली” में एक विकल्प का अन्वेषण किया। शोधकर्ताओं ने “कंडक्टिव सोइल / eSoil” नामक एक कस्टम कृत्रिम सब्सट्रेट, या “कंडक्टिव सोइल / eSoil” बनाया, जो सेलुलोज़ (कागज़ का मुख्य घटक) को कंडक्टिव पॉलिमर PEDOT (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) के साथ मिलाकर तैयार किया। इस तरह उन्होंने बीजlings को निरंतर कम वोल्टेज पर उजागर किया, जिससे वृद्धि दर में 50% की वृद्धि हुई।

यह हाइड्रोपोनिक सिस्टमों को नियंत्रण के बढ़े हुए स्तर के कारण महत्वपूर्ण उत्पादकता लाभ प्रदान करने का एक उदाहरण है।

एक्वाकल्चर नवाचार

एक्वाकल्चर में प्रमुख समस्याओं में से एक कीट और रोग प्रबंधन है। बायोटेक्नोलॉजी की प्रगति ने RNAi उपचारों का उपयोग करके वायरस जैसे व्हाइट स्पॉट सिंड्रोम वायरस (WSSV), जो एक्वाकल्चर श्रिंप पर नकारात्मक प्रभाव डालता है को कम करने की संभावना पैदा की है।

वैक्सीन को मछलियों के भोजन के साथ भी दिया जा सकता है, या तो विशेष माइक्रो‑एन्कैप्सुलेशन के माध्यम से या जीन‑संशोधित शैवाल जो एक खाने योग्य, स्व‑प्रजनन वैक्सीन बनाते हैं के उपयोग से।

अंत में, जब जंगली मछली स्टॉक तेजी से घट रहे हैं, तो ब्लॉकचेन समाधान जैसे Fishcoin का उपयोग करके अत्यधिक विश्वसनीय सोर्सिंग विधियों को लागू किया जा सकता है, जिससे उपभोक्ताओं को प्राप्त मछली का उत्पादन सबसे नैतिक तरीके से और न्यूनतम ऊर्जा लागत के साथ सुनिश्चित किया जा सके।

अन्य हाई‑टेक समाधान भी उपयोग किए जा सकते हैं, जैसे व्यक्तिगत मछली निगरानी सेंसर, उदाहरण के लिए iFarm, जो नॉर्वे में सैल्मन फार्म Cermaq और सेंसर कंपनी BioSort के सहयोग से विकसित किया गया।

हाइड्रोपोनिक और एक्वाकल्चर दोनों के लिए नवाचार

IoT और सेंसर-आधारित स्वचालन

सेंसर और इलेक्ट्रॉनिक्स की घटती लागत ने तापमान, आर्द्रता, प्रकाश, pH स्तर और पोषक मात्रा की निरंतर निगरानी को संभव बना दिया है। यह स्तर की निगरानी हाइड्रोपोनिक्स की तुलना में और भी अधिक महत्वपूर्ण है, क्योंकि जीवों की उपस्थिति अनपेक्षित परिवर्तन की संभावना को बढ़ाती है और गंभीर परिणाम उत्पन्न करती है।

यह सेंसर‑आधारित विधि वास्तविक‑समय में स्थितियों को ट्रैक और समायोजित करने में मदद करती है, ताकि वे लगातार अनुकूल रहें।

AI-आधारित प्रौद्योगिकियां

जैसा कि उल्लेख किया गया, एक्वापोनिक्स को पानी की प्रणाली, रोग, पोषक स्तर, तापमान, pH, फ़िल्टरिंग की गुणवत्ता आदि की अत्यधिक तीव्र निगरानी की आवश्यकता होती है।

AI मौजूदा पर्यावरणीय स्थितियों को अनुकूलित करने में मदद कर सकता है, जिसमें प्रकाश स्तर, आर्द्रता और पोषक स्तर शामिल हैं। AI निवेश को अनुकूलित करने और लागत को घटाने में भी मदद करता है, विशिष्ट स्थितियों के लिए कस्टम समाधान बनाकर। समय के साथ, यह मानव ऑपरेटरों की उच्च‑स्तरीय प्रशिक्षण और ज्ञान की आवश्यकता को कम कर सकता है।

AI मशीन विज़न या नियमित स्वचालित बायो‑केमिकल परीक्षणों का उपयोग करके रोगों की उपस्थिति के बारे में चेतावनी दे सकता है, इससे पहले कि मानव इसे पहचान सके।

अंत में, स्वायत्त खेती रोबोटों के उदय के साथ, हम एक ऐसा एक्वापोनिक सिस्टम कल्पना कर सकते हैं जहाँ रोपण, छँटाई, फसल कटाई और पौधों की प्रतिस्थापना, साथ ही मछलियों की फ़ीडिंग, प्रजनन और कटाई, सभी AI द्वारा नियंत्रित एक्वापोनिक सिस्टम द्वारा स्वायत्त रूप से किए जा सकते हैं।

एक्वापोनिक इंस्टॉलेशन शुरू करना

इसे एक धीमी शुरुआत चरण की भी आवश्यकता होगी, जो संतुलित और स्थिर नाइट्रोजन चक्र स्थापित करने के लिए आवश्यक है। मछलियों को जोड़ने से पहले, नाइट्रोजन चक्र को स्थापित करने के लिए सिस्टम में अमोनिया डालना और फ़िल्टर के भीतर बैक्टीरिया बायोफ़िल्म को बढ़ने देना आवश्यक है, ताकि अमोनिया प्रभावी रूप से नाइट्राइट और नाइट्रेट में परिवर्तित हो सके।

मछलियों और पौधों को जोड़ने के लिए भी यही सत्य है; क्रमिक परिचय जल गुणवत्ता पैरामीटर, मछली फ़ीडिंग और पौधों की वृद्धि को समायोजित करने की अनुमति देते हैं। केवल तब जब सिस्टम विभिन्न विकास चरणों में पौधों और जीवों के साथ सुचारु रूप से चल रहा हो और निरंतर फसल कटाई हो, तब एक्वाकल्चर सिस्टम को पूरी तरह स्थापित माना जा सकता है।

आकार निर्धारण

एक्वापोनिक्स की जटिलता के कारण, इन सिस्टमों में से अधिकांश व्यावसायिक पैमाने पर निर्मित होते हैं, जहाँ सटीक निवेश पर प्रतिफल की अपेक्षा की जाती है। वे अक्सर उच्च स्तर की स्वचालन और सेंसर तकनीकों को भी शामिल करते हैं।

इसका अर्थ यह नहीं है कि अधिक मैन्युअल नियंत्रण वाले या छोटे सिस्टम नहीं बनाए जा सकते, लेकिन वे अम्लता, तापमान, अमोनिया स्तर आदि के संतुलन को बनाए रखने में कठिन हो सकते हैं, और अधिक समय‑समय पर समायोजन की आवश्यकता होगी।

यह सेक्टर अभी अपने शुरुआती चरणों में है, कोई मानकीकृत टेम्पलेट नहीं है और बहुत प्रयोग चल रहा है। हालांकि, यह अब केवल एक विकासशील अवधारणा नहीं रहा, कुछ उल्लेखनीय बड़े इंस्टॉलेशन हैं:

• सुपीरियर फ्रेश, विस्कॉन्सिन, 2017 से, 123,000 वर्ग फुट (11,000+ वर्ग मीटर) उत्पादन स्थान में वार्षिक 1.8 मिलियन पाउंड सलाद और पत्तेदार सब्जियाँ — और 40,000 पाउंड मछली — उगाता है।
• लेस नुवेल्स फ़रमेस, फ्रांस, जिसने 2020 में $2M जुटाए, वार्षिक 60 टन ताज़ा उत्पादन और 12 टन रेनबो ट्राउट उत्पन्न करता है।
• जाब्बर अल मज़रुई का 4,000 वर्ग मीटर एक्वापोनिक इंस्टॉलेशन संयुक्त अरब अमीरात में।

निष्कर्ष

एक्वापोनिक्स एक उल्लेखनीय कुशल डिज़ाइन है, जो वर्तमान हाइड्रोपोनिक और एक्वाकल्चर विधियों की कई सीमाओं को हल करता है। यह हाइड्रोपोनिक्स की रासायनिक उर्वरकों पर निर्भरता और एक्वाकल्चर द्वारा उत्पन्न जल प्रदूषण और अपशिष्ट को कम कर सकता है।

हालाँकि, यह बहुत अधिक तकनीकी है, और अधिकांश लोग और कंपनियाँ पहले हाइड्रोपोनिक्स या एक्वाकल्चर में व्यापक अनुभव विकसित करके ही एक्वापोनिक्स के साथ दोनों को मिलाने पर काम करना चाहेंगी।

इस तरह, वे सिस्टम की जटिलता द्वारा उत्पन्न कई चुनौतियों—जैसे रोग और कीट प्रबंधन, रासायनिक असंतुलन (pH, अमोनिया स्तर आदि), प्रजाति चयन, तापमान उतार‑चढ़ाव—को संभालने में अधिक सफल हो सकते हैं।

फिर भी, वैश्विक जनसंख्या वृद्धि, घटते जंगली मछली स्टॉक और कृषि योग्य भूमि सतह में कमी को देखते हुए, एक्वापोनिक्स उच्च‑गुणवत्ता वाले पौध उत्पाद और उच्च‑प्रोटीन स्वस्थ मांस उत्पादन के लिए एक शक्तिशाली समाधान हो सकता है। और यह कम भूमि और पानी के उपयोग के साथ, बहुत कम प्रदूषण उत्पन्न करते हुए किया जा सकता है।