एक्वापोनिक्स सिस्टम एक पारिस्थितिकीय सर्कुलर कृषि प्रणाली है जो जैविक रूप से एक्वाकल्चर (मछली) और मिट्टी रहित खेती (सब्जियों) को जोड़ती है। इस प्रणाली में, पोषक तत्वों से भरपूर कचरा जैसे मछली का मल और बिना खाया हुआ भोजन सूक्ष्मजीवों द्वारा विघटित किया जाता है और पोषक तत्वों में बदल जाता है जिसे पौधों द्वारा अवशोषित किया जा सकता है। इन पोषक तत्वों को फिर पौधे उगाने वाले क्षेत्रों में ले जाया जाता है, जो सब्जियों और जड़ी-बूटियों जैसे पौधों की वृद्धि के लिए आवश्यक उर्वरक प्रदान करते हैं। इस बीच, पौधे अपनी जड़ों के माध्यम से पोषक तत्वों को अवशोषित करते हैं, जो पानी की गुणवत्ता को शुद्ध करने में भूमिका निभाते हैं। शुद्ध पानी फिर मछली पालन क्षेत्र में वापस बहता है, जिससे एक बंद-लूप पारिस्थितिक तंत्र बनता है।

1. मछली तालाब:यह मछली के लिए मुख्य रहने का क्षेत्र है। आकार, आकार और गहराई एक्वाकल्चर के पैमाने और मछली की प्रजातियों के अनुसार भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, छोटी सजावटी मछलियों के लिए, मछली तालाब अपेक्षाकृत छोटा और उथला हो सकता है; यदि पर्च या सैल्मन जैसी बड़ी खाद्य मछलियों की खेती की जाती है, तो मछली तालाब को अधिक जगह और उचित गहराई की आवश्यकता होती है, आमतौर पर लगभग 1 - 2 मीटर गहरा, यह सुनिश्चित करने के लिए कि मछली के पास घूमने के लिए पर्याप्त जगह हो। मछली तालाब की सामग्री कंक्रीट, प्लास्टिक या फाइबरग्लास आदि हो सकती है, जिसमें अच्छी जलरोधी और स्थायित्व गुण होने चाहिए।

2. जल गुणवत्ता समायोजन उपकरण:मछली के जीवित रहने के लिए आवश्यक अच्छी जल गुणवत्ता बनाए रखने के लिए, जल गुणवत्ता समायोजन उपकरणों की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है। सबसे पहले, फ़िल्टरिंग डिवाइस हैं, जिनमें भौतिक फ़िल्टर और जैविक फ़िल्टर शामिल हैं। भौतिक फ़िल्टर, जैसे माइक्रोस्ट्रेनर, पानी में ठोस कणों को हटा सकते हैं, जैसे बिना खाया हुआ भोजन और मल, उन्हें पानी में विघटित होने और हानिकारक पदार्थ उत्पन्न करने से रोकते हैं। जैविक फ़िल्टर पानी में अमोनिया नाइट्रोजन को नाइट्रेट में बदलने के लिए सूक्ष्मजीवों, जैसे नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया का उपयोग करते हैं, जिससे पानी की विषाक्तता कम हो जाती है। इसके अतिरिक्त, ऑक्सीजनकरण उपकरण, जैसे माइक्रोपोर्स एरेटर या पैडलव्हील एरेटर, यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक हैं कि पानी में पर्याप्त घुली हुई ऑक्सीजन हो। आम तौर पर, घुली हुई ऑक्सीजन की मात्रा को 5 - 8 मिलीग्राम/लीटर पर बनाए रखा जाना चाहिए ताकि मछली की सांस लेने की ज़रूरतों को पूरा किया जा सके।

3. मछली प्रजातियों का चयन:मछली प्रजातियों का चयन करते समय, कई कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है। विकास दर एक महत्वपूर्ण कारक है। उदाहरण के लिए, तिलापिया और कैटफ़िश में अपेक्षाकृत तेज़ विकास दर होती है और वे वाणिज्यिक एक्वापोनिक्स सिस्टम के लिए उपयुक्त हैं, क्योंकि वे अपेक्षाकृत कम समय में बाजार योग्य आकार तक पहुँच सकते हैं। साथ ही, मछली का अनुकूलन भी महत्वपूर्ण है। कुछ मछलियों को जल गुणवत्ता, तापमान और खारापन जैसी पर्यावरणीय स्थितियों के लिए विशिष्ट आवश्यकताएं होती हैं। उदाहरण के लिए, कोई पानी की गुणवत्ता में बदलाव के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं, जबकि क्रूसियन कार्प में मजबूत अनुकूलन क्षमता होती है। इसके अतिरिक्त, मछली की खाने की आदतों, जैसे शाकाहारी, मांसाहारी, या सर्वाहारी, पर भी विचार करने की आवश्यकता है ताकि भोजन और पौधे की खेती के प्रकारों का तर्कसंगत मिलान किया जा सके।

1. रोपण बेड या गर्त:यह वह जगह है जहाँ पौधे उगते हैं। रोपण बेड या गर्तों का डिज़ाइन पौधों की वृद्धि विशेषताओं और रोपण विधियों के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए। लेट्यूस और पालक जैसी पत्तेदार सब्जियों के लिए, रोपण गर्त अपेक्षाकृत उथले हो सकते हैं, आमतौर पर लगभग 15 - 30 सेमी गहरे। रोपण बेड की सामग्री प्लास्टिक, लकड़ी या धातु आदि हो सकती है, जो अच्छी जल निकासी प्रदर्शन सुनिश्चित करती है। रोपण बेड के अंदर, सब्सट्रेट जैसे विस्तारित मिट्टी, रॉक वूल या नारियल के कॉयर को आमतौर पर भरा जाता है। ये सब्सट्रेट पौधे की जड़ों को ठीक कर सकते हैं और कुछ जल प्रतिधारण और वातन कार्य भी प्रदान करते हैं।

2. सिंचाई प्रणाली:एक्वापोनिक्स सिस्टम की सिंचाई प्रणाली पारंपरिक सिंचाई से अलग है। यह मुख्य रूप से एक्वाकल्चर पानी के परिसंचरण पर निर्भर करता है। एक पानी के पंप के माध्यम से, मछली तालाब में पानी को रोपण बेड या गर्त के ऊपरी भाग में पंप किया जाता है, और ड्रिप सिंचाई, बाढ़ सिंचाई, या पोषक तत्व फिल्म तकनीक (एनएफटी) जैसी विधियों का उपयोग पौधों के लिए पानी और पोषक तत्व प्रदान करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, एनएफटी प्रणाली में, पोषक तत्वों के घोल की एक पतली फिल्म रोपण गर्त के तल पर बनती है, और पौधे की जड़ें आंशिक रूप से पोषक तत्वों के घोल की फिल्म में डूबी रहती हैं, जो पोषक तत्वों की आपूर्ति को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकती है और पोषक तत्वों के उपयोग की दक्षता में सुधार कर सकती है।

3. पौधे की प्रजातियों का चयन:एक्वापोनिक्स सिस्टम के सफल संचालन के लिए उपयुक्त पौधे की प्रजातियों का चयन करना महत्वपूर्ण है। पत्तेदार सब्जियां एक आम विकल्प हैं क्योंकि उनमें एक छोटा विकास चक्र होता है और वे मछली के मल से विघटित पोषक तत्वों को जल्दी से अवशोषित कर सकते हैं। जैसे लेट्यूस, बोक चोय और वाटर पालक एक्वापोनिक्स वातावरण में पनप सकते हैं। पत्तेदार सब्जियों के अलावा, कुछ जड़ी-बूटियों के पौधों, जैसे पुदीना और तुलसी, को भी सिस्टम में लगाया जा सकता है। इन पौधों में न केवल खाद्य मूल्य होता है बल्कि वे कीटों को दूर करने जैसी पारिस्थितिकीय भूमिका भी निभा सकते हैं।

1. पाइपलाइन प्रणाली:पाइपलाइन एक्वाकल्चर इकाई और रोपण इकाई को जोड़ने वाला मुख्य हिस्सा हैं। वे मछली तालाब से पानी को रोपण इकाई तक ले जाते हैं और फिर पौधों द्वारा शुद्ध किए गए पानी को मछली तालाब में वापस करते हैं। पाइपलाइन की सामग्री आम तौर पर संक्षारण-प्रतिरोधी पीवीसी पाइप या पीपीआर पाइप होती है ताकि दीर्घकालिक स्थिर संचालन सुनिश्चित किया जा सके। पाइपलाइन के व्यास और लंबाई को सिस्टम के प्रवाह दर और हेड के अनुसार डिज़ाइन किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, एक छोटे घरेलू एक्वापोनिक्स सिस्टम के लिए, 2 - 3 सेमी का मुख्य पाइपलाइन व्यास पर्याप्त हो सकता है; जबकि एक बड़े वाणिज्यिक सिस्टम के लिए, मुख्य पाइपलाइन व्यास को 10 - 15 सेमी तक पहुंचने की आवश्यकता हो सकती है।

2. पानी का पंप:पानी का पंप परिसंचरण प्रणाली का बिजली स्रोत है। इसका मुख्य कार्य कम-स्तरीय मछली तालाब से पानी को उच्च-स्तरीय रोपण इकाई तक पंप करना है। पानी के पंप के चयन में दो प्रमुख मापदंडों पर विचार करने की आवश्यकता है: प्रवाह दर और हेड। प्रवाह दर प्रति इकाई समय में पानी के पंप द्वारा पंप किए गए पानी की मात्रा को संदर्भित करता है, और हेड उस ऊंचाई को संदर्भित करता है जिस पर पानी का पंप पानी उठा सकता है। उदाहरण के लिए, एक मध्यम आकार के एक्वापोनिक्स सिस्टम में, यदि मछली तालाब और रोपण इकाई के बीच ऊंचाई का अंतर 1.5 मीटर है और प्रति घंटे 500 लीटर पानी को प्रसारित करने की आवश्यकता है, तो 500 एल/घंटा की प्रवाह दर और कम से कम 1.5 मीटर के हेड वाले पानी के पंप की आवश्यकता होती है।

3. निस्पंदन और शुद्धिकरण घटक (सहायक परिसंचरण):परिसंचरण प्रक्रिया के दौरान, पानी की गुणवत्ता को और शुद्ध करने के लिए, पाइपलाइन प्रणाली में कुछ निस्पंदन और शुद्धिकरण घटकों को भी स्थापित करने की आवश्यकता होती है। इन घटकों में पानी में कार्बनिक अशुद्धियों और गंध को सोखने के लिए सक्रिय कार्बन फिल्टर, और पराबैंगनी विकिरण के माध्यम से पानी में बैक्टीरिया, वायरस और शैवाल जैसे हानिकारक सूक्ष्मजीवों को मारने के लिए पराबैंगनी कीटाणुनाशक शामिल हो सकते हैं, जो परिसंचारी पानी की गुणवत्ता सुनिश्चित करते हैं और मछली और पौधों के लिए एक स्वस्थ रहने का वातावरण प्रदान करते हैं।

एक्वापोनिक्स सिस्टम एक अभिनव समग्र खेती प्रणाली है जो मूल रूप से दो स्वतंत्र कृषि उत्पादन विधियों, एक्वाकल्चर और मिट्टी रहित खेती को जैविक रूप से जोड़ती है। इसके निम्नलिखित कई लाभ हैं:

1. संसाधन पुनर्चक्रण
एक्वापोनिक्स सिस्टम में, मछली का मल सब्जियों के लिए भरपूर पोषक तत्व प्रदान करता है। इन उत्सर्जन में नाइट्रोजन, फास्फोरस और पोटेशियम जैसे प्रमुख पोषक तत्व होते हैं जो पौधों की वृद्धि के लिए आवश्यक होते हैं। उदाहरण के लिए, पानी में मछली द्वारा उत्सर्जित अमोनिया पानी में नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की क्रिया के माध्यम से नाइट्रेट में परिवर्तित हो जाता है, और नाइट्रेट सब्जी की वृद्धि के लिए नाइट्रोजन उर्वरक का एक उत्कृष्ट स्रोत है। सब्जियां अपनी वृद्धि के लिए इन पोषक तत्वों को अवशोषित करती हैं, जिससे पानी की गुणवत्ता शुद्ध होती है। शुद्ध पानी को फिर मछली के जीवित रहने के लिए मछली तालाब में वापस पुन: चक्रित किया जा सकता है, जिससे एक पूर्ण पारिस्थितिक चक्र बनता है।
यह पुनर्चक्रण मॉडल बाहरी उर्वरकों और जल संसाधनों पर निर्भरता को बहुत कम करता है। पारंपरिक सब्जी रोपण और एक्वाकल्चर की तुलना में, यह उर्वरक हानि और जल संसाधनों की बर्बादी के कारण जल निकायों के यूट्रोफिकेशन के जोखिम को कम करता है।

2. रसायनों के उपयोग में कमी
चूंकि सब्जियां मछली के मल में मौजूद पोषक तत्वों के साथ स्वाभाविक रूप से उग सकती हैं, इसलिए आम तौर पर बड़ी मात्रा में रासायनिक उर्वरकों का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं होती है। साथ ही, मछली एक अपेक्षाकृत स्थिर पारिस्थितिक वातावरण में बढ़ती है, जो बीमारी की रोकथाम और उपचार के लिए दवाओं के उपयोग की आवश्यकता को भी कम करता है। उदाहरण के लिए, एक अच्छे एक्वापोनिक्स वातावरण में, पानी में लाभकारी सूक्ष्मजीव मछली के स्वास्थ्य को बनाए रखने और हानिकारक बैक्टीरिया के विकास को रोकने में मदद कर सकते हैं। यह पूरी प्रणाली को कम रासायनिक हस्तक्षेप के साथ सामान्य रूप से संचालित करने और स्वस्थ और हरित कृषि उत्पाद उत्पन्न करने में सक्षम बनाता है।

3. पारिस्थितिक विविधता में वृद्धि
एक्वापोनिक्स सिस्टम विभिन्न प्रकार के जीवों के लिए आवास प्रदान कर सकता है। मछली और सब्जियों के अलावा, पानी में सूक्ष्मजीव समुदाय (जैसे नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया, डीनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया, आदि) भी पारिस्थितिकी तंत्र में एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं। ये सूक्ष्मजीव मछली के मल को विघटित करने और पानी की गुणवत्ता को शुद्ध करने की प्रक्रिया में जटिल पारिस्थितिक संबंध बनाते हैं।
कीड़े, उभयचर, आदि भी सिस्टम के आसपास आकर्षित हो सकते हैं, जिससे जैव विविधता बढ़ती है और एक अधिक स्थिर और स्वस्थ छोटे पारिस्थितिक वातावरण बनाने में मदद मिलती है।

1. प्रति इकाई क्षेत्र में उत्पादन में वृद्धि
एक्वापोनिक्स सिस्टम एक ही स्थान पर दो उत्पादों, मछली और सब्जियों का एक साथ उत्पादन करने में सक्षम बनाता है। उदाहरण के लिए, एक छोटे इनडोर एक्वापोनिक्स डिवाइस में, लंबवत रूप से लगाए गए पौधे अंतरिक्ष का पूरा उपयोग कर सकते हैं, जबकि मछली तालाब में मछली भी नीचे के पानी के क्षेत्र में सामान्य रूप से बढ़ती है। यह त्रि-आयामी उत्पादन विधि एक्वाकल्चर या सब्जी रोपण की तुलना में प्रति इकाई क्षेत्र में उच्च उत्पादन प्राप्त कर सकती है, जिससे भूमि उपयोग दक्षता में सुधार होता है।

2. उत्पादन लागत में कमी
उर्वरकों और कुछ दवाओं के उपयोग में कमी, साथ ही जल संसाधनों के पुनर्चक्रण के कारण, एक्वापोनिक्स सिस्टम दीर्घकालिक संचालन में उत्पादन लागत को कम कर सकता है। उदाहरण के लिए, कुछ बड़े पैमाने पर एक्वापोनिक्स फार्मों में, उचित सिस्टम डिज़ाइन के माध्यम से, पानी का पुनर्चक्रण और शुद्धिकरण पानी की एक बड़ी मात्रा को बचा सकता है और रासायनिक उर्वरकों की खरीद पर व्यय को कम कर सकता है, जिससे उत्पाद बाजार में अधिक मूल्य-प्रतिस्पर्धी हो जाते हैं।

3. विविध उत्पाद बिक्री
यह प्रणाली एक ही समय में मछली और सब्जियां दोनों का उत्पादन कर सकती है, जो उत्पादकों को बिक्री के लिए विविध उत्पाद विकल्प प्रदान करती है। चाहे वह ताज़ी मछली हो, जैसे समुद्री बास, तिलापिया, आदि, या जैविक सब्जियां, जैसे लेट्यूस, पालक, आदि, वे विभिन्न उपभोक्ताओं की ज़रूरतों को पूरा कर सकते हैं, बिक्री चैनलों का विस्तार कर सकते हैं और आय के स्रोतों में वृद्धि कर सकते हैं।

1. स्वस्थ भोजन का उत्पादन
एक्वापोनिक्स सिस्टम में उत्पादित सब्जियां पोषक तत्वों से भरपूर पुन: चक्रित पानी में उगती हैं और पारंपरिक कृषि में रासायनिक उर्वरकों और कीटनाशकों से दूषित नहीं होती हैं। इसके अलावा, मछली एक साफ पानी के वातावरण में बढ़ती है, और उनका मांस अधिक स्वादिष्ट और स्वस्थ होता है। उदाहरण के लिए, एक्वापोनिक्स सिस्टम द्वारा उत्पादित लेट्यूस में कोमल पत्तियाँ होती हैं, स्वाद अच्छा होता है, और यह पोषक तत्वों से भरपूर होता है, और मछली में भी कोई दवा अवशेष नहीं होते हैं, जो सुरक्षित और आश्वस्त करने वाले खाद्य पदार्थ हैं।

2. जैविक उत्पादन प्राप्त करना
जब तक एक्वापोनिक्स सिस्टम को जैविक उत्पादन के मानकों के अनुसार प्रबंधित किया जाता है, तब तक जैविक प्रमाणन प्राप्त करना आसान होता है। क्योंकि इसकी उत्पादन प्रक्रिया जैविक कृषि के बुनियादी सिद्धांतों का अनुपालन करती है, यानी कोई रासायनिक सिंथेटिक उर्वरक, कीटनाशक, या आनुवंशिक रूप से संशोधित तकनीकों का उपयोग नहीं किया जाता है, जो उपभोक्ताओं को वास्तविक जैविक खाद्य विकल्प प्रदान करते हैं।