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眼前一亮的鱼菜共生
38岁的杨辉有着广州男人的特质——说话不疾不徐，喜欢享受生活。大学毕业后的10多年里，他一直在IT企业做程序员。职业的原因，他患上了“电脑综合征”，最有效的方法就是多看一些绿色植物。买回几件盆栽和小鱼缸，但疏于侍弄，往往是菜枯鱼死。
2009年末，在美国、澳洲参观时，杨辉被“养鱼不换水，种菜不施肥”的鱼菜共生系统吸引。原理是，在一个封闭的无土环境中，建立鱼、蔬菜、微生物的循环链。相比传统种植，它最大的特点是能节约90%的用水量，并且种菜不用施肥喷农药，养鱼也无需换水……唯一的成本就是鱼食。根据英国鱼菜共生协会的数据，1斤鱼食，至少能生产50公斤蔬菜和1.5公斤鱼肉。
回国后，杨辉和朋友成立了“都市农耕俱乐部”。但中国城市家庭只有几平米的阳台，办公室“舞台”更小。怎么办？杨辉设想，把它统统浓缩进“盒子里”。
20次失败之后
在制作“盒子农场”之前，杨辉查阅了大量资料，其中穆雷·哈勒姆出版的教程，被他视若珍宝。这是一位在圈子里鼎鼎有名的世界级“牛人”，被称为“农业传教士”。
画图、找原材料，家中很快堆满了工具和配件，电钻、PVC水管、打孔器等，花了他两万多元。2010年3月，杨辉做出了第一套鱼菜共生系统。但一个月后，鱼死了，菜也枯了。
为了找到适合中国气候环境的植物和鱼类，杨辉和伙伴们尝试了1年，普通菜、小白菜、袖珍椰子、吊兰、金鱼、罗非鱼……放进盒子农场做试验。他还到华南农业大学请教。但问题依然层出不穷，直到2011年6月，杨辉的第21件作品出炉：4个种植槽下面是一个鱼池，池里养着罗非鱼，池水带着鱼儿的排泄物被抽到旁边的植槽，瞬间就变成了植物的营养剂，被植物根系净化过的水，又重新放进鱼池。整套鱼菜共生装置看起来设计简单，由普通的PVC水管、抽水泵和塑料槽组成。占地4平方米，却能满足一家三口的吃菜问题！
成功后，杨辉不由得和仅剩的3名研发伙伴相拥欢呼呐喊。他们最终取得胜利，打造出了属于中国人的“盒子农场”，并申请了专利。
一年能节约几千元菜钱
“我最骄傲的事，不是为多少500强企业编过管理软件，而是在4平方米的空间里种出了1200株植物！”2011年7月，杨辉带着他的“盒子农场”辞职创业。
他与深圳一家电子机械公司签订合同，委托对方为其生产。随后，他把自己平时拍下的一些蔬菜生长照片传到网上
但反馈意见随之而来，有人觉得500—2000元售价偏高；有人表示，外观不够漂亮；有不少人质疑：巴掌大的地方能种出多少菜来？
随后，杨辉精简了设计，使产品外形不再臃肿凌乱，并为盒子农场穿上了漂亮的塑料外衣。后来随着生产量的提升，他把加工价格也压低了不少。至于顾客们的疑问，杨辉和同事们则在《产品使用手册》中，为消费者制订出了十分科学的换茬方案。
春天种一些生长周期短的葱、小白菜、水萝卜、菠菜，养罗非鱼；夏天种迷你番茄、西葫芦，养鲈鱼，秋季种植红油菜、辣椒和黄瓜等等，还从国外引进了一些产量高的新奇特品种。如拳头大的南非佛手南瓜、日本早熟桃、颜色鲜艳的法国蓝侣菜和美国芫荽等，这些蔬菜不仅外观非常漂亮，有的瓜果造型还十分奇特。一季下来，一个“盒装农场”最多能产80多公斤果实，一年能节约几千元菜钱。
用IT思维做大“创新农业”
在经营上，杨辉这位IT男自有他的“互联网思维”：以便宜的价格卖“硬件”——鱼菜共生设备，然后长期卖“耗材”——根据四季变化，为顾客提供不需要泥土种植的菜种和鱼苗。并且，他们的服务有手机APP（应用软件），购买设备后的用户都会沉淀到手机APP上，用它来订购菜子和鱼苗。APP上还有社交系统，大家可以分享自己种了什么蔬菜，养了什么鱼，同一个小区之间还可以互相交换自己种植的蔬菜，分享自己的种植经验。
2012—2013年，杨辉在一年时间内卖出了近3万套“盒子农场”设备，网上和线下客户遍布北上广深等各大城市，乃至北方的小县城。按折中售价每件500元计算，销售额达1500万元，杨辉的各项盈利总和不低于500万！
相关知识：
“养鱼不换水、种菜不施肥”
是这样做到的
●所需材料：玻璃缸、饭盒、塑料花盆、水泥槽、可乐瓶、PVC水管
●工具清单：工兵铲、切割机、水壶、电钻、软管、气泵、墨线、水管连接件、打孔器、胶黏剂等
●种养原理：通过水泵将鱼缸里包含鱼粪等杂质的水输送到苗床，利用植物根系具有强大吸收、吸附能力的特点，让植物在吸收水中过量的无机盐作为营养源的同时，减少水中对鱼类生长有害的盐类。经过苗床过滤后的水通过虹吸排水流回鱼缸，从而实现“养鱼不换水”而无水质忧患、“种菜不施肥”而正常成长的生态共生效应。
（注：工具在普通五金店都可找到）
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[农广天地]池塘鱼菜共生技术(20140813)
随着水产养殖技术的不断发展，养殖密度的不断增加，池塘富营养化已经成为了制约水产养殖的一个瓶颈。以前人们主要靠微生物制剂来调节水质，但是成本太高。如今在重庆，有一种办法可以在减少微生物制剂使用的情况下，有效地缓解池塘富营养化的问题，这就是池塘鱼菜共生技术。池塘鱼菜共生技术很简单，它通过搭建浮床，然后种上空心菜。利用蔬菜来吸收水中的氨氮和磷等营养物质，从而达到净化水质的效果。池塘鱼菜共生技术是建立在以养鱼为核心的基础上，种菜的目的就是为了养好鱼。因此，种上菜的池塘仍然需要正常的管理，并且是一点都不能放松的。池塘鱼菜共生技术虽然很简单，操作也很方便，但是传达出的理念却很有价值，它对我国水产养殖的健康、可持续发展有着很大的借鉴意义。在本期的节目当中，就将向广大的观众朋友们介绍一下这池塘鱼菜共生技术。
扩展阅读：
鱼菜共生养殖技术是利用水生蔬菜扎根在养鱼水体中生长，使养鱼过程中产生的有害物、废物（养鱼产生的排泄物、剩余饲料、氨氮等）转化成蔬菜生长所需的养料，从而将水中的有害物质变害为宝，在使养鱼水体自然净化，水质保持长久稳定，提高鱼类的产量和品质的同时，还可以收获到一定量的水生蔬菜，它把水产养殖与蔬菜生产这两种原本完全不同的农耕技术通过巧妙的生态设计，达到科学的协同共生，从而实现养鱼不换水而无水质忧患，种菜不施肥而正常成长的生态共生效应，让鱼和蔬菜之间达到一种和谐的生态平衡关系。
1 养殖池的选择
一般的精养池塘都可以。池塘要求保水性好，鱼产量亩产在800kg以上为好。池鱼放养模式结合当地养殖习惯即可，不用特意选择品种和模式。
2 水生蔬菜的选择
空心菜、水芹菜、生菜等常见的绿叶菜均可在水上安家，需大水大肥的丝瓜等也可种植。
2.1 空心菜
又叫蕹菜，旋花科、番薯属，一年生或多年生草本，以绿叶和嫩茎供食用，富含各维生素、矿物盐。在15-40℃条件下均能生长，在北方地区生长期5-10月，时间长、产菜期长。一般播种后35-45d开始采收，在初收期及生长后期，每隔7-10d采收1次，生长盛期5-7d采收1次。
2.2 水芹菜
水芹属于伞形科、水芹菜属，15-20℃生长最快，5℃以下停止生长，能耐-10℃低温；水芹菜含有丰富的多种人体不可缺少的营养物质，其产量高而稳，病虫害少，是无公害食品，天气条件影响不大，亩产量在3000-5000kg。
2.3 生菜
生菜是叶用莴苣的俗称，属菊科莴苣属。生长适温为15-20℃，最适宜昼夜温差大、夜间温度较低的环境，定植至采收为30-50d，北方地区生长期4-10月。
2.4 丝瓜
为葫芦科攀援草本植物，根系强大。有清凉、利尿、活血、通经、解毒之效。需大水大肥、可搭架立体利用水面以上的空间。
3 栽种技术
（1）蔬菜种植面积不超过养鱼水面的30%、不低于25%。（2）池塘里不能有龙虾和草鱼等食草的水产品种。（3）用竹子或做塑料管做浮筐，做成1m×2m或1m×4m的浮床，在浮筐上用聚乙烯网布作浮床的面和底，使其面[来源:
4 日常的管理
每天巡塘看鱼时同时检查蔬菜生长情况，定期采摘蔬菜。
典型事例
（1）2010年，重庆市引育种中心在水产养殖池塘水面上进行水生蔬菜种植，池塘水面栽种空心菜，不占地、不施肥、不用药，除浮架、菜苗外无其他成本，每亩栽种25%水面，全年产空心菜7125kg，每亩光蔬菜就可增加收入11880元。而水上种植空心菜后大大改善了水质条件，五月底空心菜生长前和六月底空心菜大量生长后，测得水质指标为：透明度由10cm增加到30cm，溶解氧由4mg/L提高到6mg/L，NH3由0.19ppm降低到0.16ppm，H2S由0.3ppm降低到0.15ppm，PH由6.4提高到6.8。
（2）高淳县淳溪镇渭风村村民孙传跃，家中有10多亩养殖水面。在养殖池塘里进行水体养鱼水面种菜，亩产空心菜达4000kg左右，一年除水产外，光空心菜就挣了10多万元。
（3）沅陵市2009年在陈家滩乡养鱼池塘水面上进行水生蔬菜种植。在1.2亩的养鱼水面上，收获鲜空心菜1.1万斤，平均亩产达4000多kg，平均亩获利1.5万多元。
水上蔬菜种植因为采用“水上种菜、水下养鱼”这一立体化的农业种植模式，既充分利用了空间，又提高了资源利用率。通过“菜净水、水养鱼、鱼养菜”的生态循环，节约了不少成本。同时水面上种菜的立体种植技术，完全不用农药化肥，成本相对低廉，产量、品质却优于陆地蔬菜，秋季还能收获大量鱼虾。本期节目里主要以竹叶菜为例介绍了水上蔬菜的种植过程。
水上竹叶菜能够美化景观，成为现代人工水域或景观水池。水上种植竹叶菜还可成为鱼菜立体种养新时尚，改变单一水池养鱼的格局，提高每667 mz水池的经济效益。示范带动了其他水产养殖户投入了水上竹叶菜的生产，社会效益较好。
生态效益
水上栽培竹叶菜可以净化水质，浮体栽培植物的水质净化主要针对富营养化的水质，透过COD氮磷的浓度来抑制水质的发生进而提高透明度。根据专家研究，一个面积为6670 m。深1.5 m的营养化池塘，只需种植80～277m。的浮体植物，即可以在一年内恢复其农业功能。
水上蔬菜种植技术
1 育苗
先深耕翻土、整地、碎土，667m。施50kg复合肥作底肥。同时用“多菌灵”掺土，播撒在新整好的地里。隔3～4 cm开沟，作播种之用。
2 播种
种子播前用水泡14h(保证10～12h)，滤干。
在播种前1d给育苗地浇水(保证足够的水分，至少提前15～16h)，然后将处理好的种子均匀地播撒在准备好的行里，用锄头稍微覆一薄层土。浇水，保证足够的水分。然后采用2 m宽的地膜覆盖(保持土壤潮气)，两边压实，以免被风吹开，5d后，就会有幼苗生出，此时可以揭开地膜。
注意：揭开地膜应根据天气情况，最好在傍晚时分，切忌高温天气和暴晒。
3 田间管理
大棚育苗苗期为20 d左右，平时大棚两头揭开透气，必要时根据土壤湿度浇水。
4 幼苗移栽
移栽前1d傍晚给苗地浇足足够的水，泡涨土壤，这样拔苗的时候不易扯断根系。
5 浮床制作及移栽方法
浮床制作用长2m的小竹杆7根，扎成1m宽的浮床，下水时用毛竹桩进行固定，然后用1根25 cm长塑料PP管，按14 cm×25 cm密度进行栽种，移栽后用泥浆封口以确保菜苗的成活率。
迷你鱼菜共生系统制作
小小3平米的鱼菜共生系统，1年可以结出100多斤瓜果蔬菜以及三四十只可以吃的鱼——的确是收获颇丰！不管是叶菜还是瓜果类，都可以在鱼菜共生系统中茁壮成长。
和土壤种植比起来，水耕的栽培方式对于城市家庭来说有诸多好处： ∙
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∙ 避免土壤中带进的虫卵； 下大雨时不会造成土壤从花盆里被冲出、阻塞阳台水管； 避免更换营养液时倒掉的废水造成的水体污染； 用养鱼的水取代营养液，回收鱼类产生的废物； 节省水； 不会因为忘记浇水或者浇水过多而导致植物死掉。
有这么多好处的鱼菜共生，究竟有什么奥秘呢？
什么是鱼菜共生系统？
鱼菜共生(Aquaponics)是一种新型的复合耕作体系，它把水产养殖与蔬菜生产这两种原本完全不同的农耕技术，通过巧妙的生态设计，达到科学的协同共生，从而实现养鱼不换水而无水质忧患，种菜不施肥而正常成长的生态共生效应。
让动
物、植物、微生物三者之间达到一种和谐的生态平衡关系，是未来可持续循环型零排放的低碳生产模式，更是有效解决农业生态危机的最有效方法。
鱼菜共生耕作体系有以下几种模式：
1、闭锁循环模式：养殖池排放的水经由硝化床微生物处理后，以循环的方式进入蔬菜栽培系统，经由蔬菜根系的生物吸收过滤后，又把处理后的废水返回至养殖池，水在养殖池、滤液床、种植槽三者之间形成一个闭路循环。
2、开环模式：养殖池与种植槽（或床）之间不形成闭路循环，由养殖池排放的废水作为一次性灌溉用水直接供应蔬菜种植系统而不形成返还回流，每次只对养殖池补充新水。在水源充足的地方可以采用该模式。
根据种植部份的技术差异又分为以下几种共生方式：
1、直接漂浮法（比如艾维农庄的鱼菜共生）：用泡沫板等浮体，直接把蔬菜苗固定在漂浮的定植板上进行水培；这种方式虽然简单，但利用率不高，而且一些杂食性的鱼会有吃食根系的问题存在，需对根系进行围筛网保护，较为繁琐，而且可栽培的面积小，效率不高，鱼的密度也不宜过大。
2、养殖水体与种植系统分离（如下图）：两者之间通过砾石硝化滤床设计连接，养殖排放的废水先经由硝化滤床或（槽）的过滤，
硝化床上通常可以栽培一些生
物量较大的瓜果植物，以加快有机滤物的分解硝化。经由硝化床过滤而相对清洁的水再循环入水培蔬菜或雾培蔬菜生产系统作为营养液，用水循环或喷雾的方式供给蔬菜根系吸收，经由蔬菜吸收后又再次返回养殖池，以形成闭路循环。这种模式可用于大规模生产，效率高，系统稳定。
3、养殖水体直接与基质培的灌溉系统连接（如本文将要介绍的DIY）：养殖区排放的废液直接以滴灌的方式循环至基质槽或者栽培容器，经由栽培基质过滤后，又把废水收集返回养殖水体，这种模式设计更为简单，用灌溉管直接连接种植槽或容器形成循环即可。大多用于瓜果等较为高大植物的基质栽培，需注意的地方是，栽培基质必须选质豌豆状大小的石砾或者陶粒，这些基质滤化效果好，不会出现过滤超载而影响水循环，不宜用普通无土栽培的珍珠岩、蛭石或废菌糠基质，这些基质因排水不好而容易导致系统的生态平衡破坏。
4、水生蔬菜系统：这种方式就如中国的稻鱼共作系统，不同之处在于养殖与种植分离式共生，即于栽培田块铺上防水布，返填回淤泥或土壤，然后灌水，构建水生蔬菜种植床，把养殖池的水直接排放农田，再从另一端返还叫集回流至养殖池，这样废水在防水布铺设下无渗漏，而水生蔬菜又能充分滤化废液，同样达到良好的生物过滤作用，有点类似自然的的沼泽湿地系统。如茭白与鱼共生、水芋慈菇等水生蔬菜的共生，都可以采用该系统设计。
鱼菜共生技术原理简单，实际操作性强，可适合于规模化的农业生产，也可用于小规模的家庭农场或者城市的嗜好农业，具有广泛的运用前景。在具体的实践操作中，需注意的是鱼及菜之间比例的动态调节，普通蔬菜与常规养殖密度情况下，一般一立方水体可年产50斤鱼，同时供应10
平方米的瓜果蔬菜的肥水需求。
家庭式的鱼菜共生体系，一般只需2-3立方水体配套20-30平方米的蔬菜栽培面积，就可基本满足3-5人家庭蔬菜及鱼产的消费需要，是一种极适合城市或农村庭院生产的农耕模式，也是未来都市农业发展的主体技术与趋势。
新车间创始人李大维正在推广适合家庭的鱼菜共生方法，来听听他在“一席”的演讲吧！
李大维一席演讲：“鱼便便的魔力”
DIY鱼菜共生
我们自己在家也可以做小型的鱼菜共生设备！（制作方法来自李大维
简单的鱼菜共生可以丛身边容易取得的材料做，这里用简单的宜家箱子加上五金店容易买到的PVC水管，和淘宝上淘的水泵和陶粒（花鸟市场也买得到）。 准备的材料
宜家的Samla箱子；
∙ 小水泵；
∙
PVC管子：2条直径2公分，长13.5公分的PVC管；1条直径1.5公分，
长16公分；一个2公分的弯头。
制作步骤
1、在上面的箱子打洞，开两个2公分直径的孔：
2、管子接到盒子上：这两根管子一根是进水，另外一根是排水。上面有弯头的是进水用的，另外一根是排水的：
鱼菜共生系硝化墙的设计施工
硝化墙的设计
硝化是鱼菜共生中最为重要的一环技术，废水只有通过滤化与硝化后才可以降低它对鱼的毒性，从而为高密度养殖的鱼菜共生系提供良好的生态保障。废水经由硝化滤床后，可以变成相对清澈而且氨氮明显降低的净水，这些经硝化过滤的净水成为循环养鱼的新水。而且在循环硝化过程中，可以在作为滤材砂或陶粒等基质内蓄积大量可被微生物分解转换或者给植物吸收利用的有机物与矿质盐类，从而为废水的净化再利用提供了生物滤化的场所与净化作用。在具体的生产实践中，硝化床或桶的设计其实从某种角度来说就是生物滤池技术之具体运用。那么硝化墙其实它的作用与床或桶也是一样，就是为鱼菜共生系的水循环净化过程中提供良好的微生物分解场所，与植物吸收肥水利用的场所。硝化墙也发挥了同样的滤化硝化作用，无非是其构造设计与床式桶式有所不同而已，功能作用却完全相同。建造硝化滤墙一般是采用空心砖，利用空心砖的内空空间来填充隋性的滤材，如砂、蛭石、珍珠岩、石子等，养殖水先经由粗级过滤池后，再以灌溉的方式从硝化墙的上方慢慢渗漏至墙脚的滤化过程，在这过程中，水实现了之字形的曲线渗透，使水渗漏的路线加长，达到更好的滤化效果。而蓄积于基质中的有机污染物又成为微生物与植物生长发育的能量源与肥源，从而达到杀菌滤化与硝化之效果，令经由的水变成了相对净化的循环新水，又可以注入养殖池，以达到水的循环重复利用之目的，实现了最节水化的鱼菜共生系。
在具体的施工建造时，不能就进行简单的垒叠，要把空心砖的空心效果与之字形曲线渗漏得以充分发挥体现，所以在堆叠设计时，我们从墙脚开始，就进行砖的纵横向相间交替堆叠，为植株的交错定植留出了定植孔，而且上下定植孔间不宜重叠，需进行有规则的交错，使栽培的植物通风性及空间利用率提高。如图堆垛好空心砖后，就可以进行滤材基质的填充，作为栽培基质与过滤材料。对于养殖量大或者水体悬浮大颗粒的固态有机废物多的情况下，还得先进行粗材过滤，也中初级或一级过滤，经粗滤去除大颗粒悬浮物后，再进行墙体的渗灌过滤，以达到更好的效果与防止堵塞。
养殖水经由硝化滤墙后，从墙角渗出的水，就是得以净化的清水或者新水，可以作为循环的养殖水返还养殖桶或池，这样就为鱼菜或植物的共生营造了最为科学的生物处理场所，为鱼菜共生系的生态平衡创造了良好的条件，这种生物硝化墙具有水流渗漫滤水清澈的优点，而且栽培的植物呈垂面布局，又提高了种植密度，达到空间利用的立体化与高效化，是较为科学的硝化系统与滤化方法。
硝化滤墙
粗滤也叫一级过滤
中国农业大学
课程论文
（2012-2013学年春季学期）鱼菜共生系统设计图
论文题目 国内外鱼菜共生系统的研究现状与进展
课程名称 水产养殖专业技能实训
任课教师 孙汝江、陈克卫、纪元
班 级 水产091
学 号 0940430101
姓 名 孙峰
国内外鱼菜共生系统的研究现状与进展
[摘要]
我国是世界第一渔业大国，年产量占世界总产量的68%。但传统投饲式养鱼模式，是以牺牲环境为代价换来的。为了降低传统养鱼模式对环境造成的影响，世界各国开始进行工业化养鱼的探索。经过数十年的探索和研究，工业化养鱼经历了三个发展阶段，即“组装式”“一元化”和“鱼菜共生”。但前两项工业化养殖模式仅能做到养鱼污水无害化，而且投资高，工业流程长，效益不高，不能做到循环养殖。而鱼菜共生系统将水产养殖和蔬菜生产通过生态设计有机结合在一起，通过微生物降解养鱼废水中的有机物为蔬菜提供营养物质，蔬菜又对养殖用水起到净化作用。从而实现可持续循环型零排放的低碳生产模式，同时又增加了产业效益。
[关键词]： 工业化养鱼；鱼菜共生；循环养殖；净化
传统投饲式养鱼模式的发展是以消耗自然资源、污染环境为代价换来的。每天每公斤鱼向水体排放氨氮1~2g、BOD3~5g、耗去水中溶解氧5~6g（相当于1㎡水面2天的自然复氧量）污染1.5m³水体。欧洲的一些国家如法国、荷兰、丹麦体长“零排放”工业化养鱼，有的还进行“立法”，成为国策，日本2006年也实施了类似的禁令，澳大利亚还规定50km半径范围内只准办一个水产养殖厂[1]。鱼菜共生工业化养鱼不受环境污染的影响，也可以不污染环境，是一种循环经济发展模式。本文叙述了鱼菜共生系统在世界范围内的研究现状及现有的主要类型，重点介绍了系统工作原理、培育期间系统水质变化及产量经济效益分析。为国内在零污染、循环养殖方面及鱼菜共生系统实现多种淡水鱼与各类蔬菜及其不同生长阶段的优化配置提供理论依据。
一、国内外鱼菜共生系统的研究现状
20世纪90年代以来，可持续发展战略已成为世界潮流，循环经济是可持续
发展的大趋势，循环经济是一种善待地球的最佳经济发展模式。传统的养鱼模式不仅消耗大量自然资源，而且污染环境。20世纪70年代在基本完成池塘养鱼机械化后，我国开始进行“组装式”工业化养鱼的探索，欧洲工业化养鱼也实现了“一元化”养鱼模式。但它们仅做到“养鱼污水无害化”，还不属于循环经济的范畴。鱼菜共生系统是工业化养鱼和水培植物的组合。鱼体分泌的粘液具有抑制蔬菜虫害发生的作用；鱼的排泄物提供了植物的营养，植物的根系净化了养鱼的水质。系统中的物质就地进行良性循环，能量朝着鱼菜双方有利的方向流动，是典型的生态循环经济[1]。
美国的典型组合是1hm2温室鱼池，配2hm2温室菜床，用养罗非鱼的污水作为营养液种生菜，经降解净化后的水又回去养鱼，每年产鱼100kg/m2，生菜一年收200吨以上。日本的典型组合鱼菜比也是1：2，规模较大，为“完全养殖”场，还进行海水的鱼菜共生。日本东京海洋大学竹内俊朗教授开发了太空舱工业化零排放鱼藻共生系统，可改善舱内环境，吸收CO2及其它有害成分[2]。
二、系统工作原理及主要类型
鱼菜共生系统是一个微型生态系统，包含了动物、植物、微生物。鱼的排泄物经微生物分解，转化为无机物或小分子有机物，被植物根系吸收，植物得到生长的同时，水质也得到了净化。经净化后的水循环进入养鱼池重复利用。鱼池饲料的投喂保证了后续营养物质的来源，同时鱼池充氧可以防止植物根系因缺氧而腐烂。而微生物的分解需要时间，尤其低温时，反应较慢。要解决微生物的快速分解问题，需要有高效的催化剂。高效无毒催化剂是多种长效特种功能材料，可向水中释放高能量及多种微量元素，具有特殊的物理与化学功能。
现在使用的鱼菜共生系统主要有以下3种模式。1、直接漂浮法：广东惠州水产科学研究所采用的鱼菜共生系统，用泡沫板、竹架等浮体，直接把蔬菜苗固定在漂浮的定植板上进行水培；这种方式虽然简单，但利用率不高，而且一些杂食性的鱼会有吃食根系的问题存在，需对根系进行围筛网保护，较为繁琐，而且可栽培的面积小，效率不高，鱼的密度也不宜过大[3]。2、硝化过滤法：在 Andreas Graber和Ranka Junge等人[4]对共生系统可行性的研究中，采用养殖水体与种植系统之间通过硝化滤床连接的设计。养殖排放的废水先经由硝化滤床的过滤，硝
化床上通常可以栽培一些生物量较大的瓜果植物，以加快有机滤物的分解硝化。经由硝化床过滤而相对清洁的水再循环入水培蔬菜或雾培蔬菜生产系统作为营养液，用水循环或喷雾的方式供给蔬菜根系吸收，经由蔬菜吸收后又再次返回养殖池，以形成闭路循环。这种模式可用于大规模生产，效率高，系统稳定。3、分离滴管法：养殖水体直接与基质培的灌溉系统连接，养殖区排放的废液直接以滴灌的方式循环至基质槽或者栽培容器，经由栽培基质过滤后，又把废水收集返回养殖水体，这种模式设计更为简单，用灌溉管直接连接种植槽或容器形成循环即可。大多用于瓜果等较为高大植物的基质栽培，需注意的地方是，栽培基质必须选质豌豆状大小的石砾或者陶粒，这些基质滤化效果好，不会出现过滤超载而影响水循环，不宜用普通无土栽培的珍珠岩、蛭石或废菌糠基质，这些基质因排水不好而容易导致系统的生态平衡破坏[5-6]。
三、培育期间水质变化
1、氨氮 蔬菜苗种期对氨氮吸收能力差，水体中总氮含量高。随着营养生长加快，蔬菜吸收和净水能力渐增，水中氨氮下降，在营养生长期顶峰时，氨氮去除能力最强，水中氨氮浓度降至最低点。随后转入生殖生长期，吸收氨氮能力明显下降，水中氨氮含量急剧升高(如蕃茄的营养生长期对氮的吸收为400mg/l,转入生殖生长期就降至100mg/l。
2、pH 氨氮与pH值呈正相关变化趋势。其中蔬菜营养期顶峰出现的pH值区域，为鱼菜共生所需酸碱度的理想范围[7]。
蔬菜栽培对养鱼水有净化作用，且随循环次数的增多和累积，达到总体净水效果。蔬菜所需的营养可随饲料的投入，鱼粪、残饲不断分解进行调节。蔬菜旺盛长势和高产结果证明了这点[8]。
四、产量经济效益分析
在丁永良等人[7]的实验中，放养总水体为16m3,三个月平均产商品鱼21.78kg/m3，净产14.26kg/m3。蔬菜栽培品种为莴苣(生菜)、黄瓜、樱桃蕃茄和洋红蕃茄，其中樱桃蕃茄和莴苣三个月产量分别为21kg/6m2、19kg/6m2，按每年种植3茬计，樱桃蕃茄年产为6 327kg/亩，莴苣年产6 999kg/亩。鱼菜产品经卫生检验，达到无公害要求[7]。
在何明云[9]的实验中，以三个月为一期统计，每立方米水体生长商品鱼21.78
公斤，净产14.26公斤，较之费吉岛大学农业试验站所进行的罗非鱼养殖，该系统每立方米所产商品鱼（鲤鲫鱼）要高出6.155公斤。经折算每亩可年产商品鱼24216.96公斤，净产15855.15公斤。蔬菜每期产出：生菜3.5kg/m2，樱桃番茄
3.17kg/m2，芹菜4.22kg/m2，折合亩产生菜2331kg，樱桃番茄2111.22kg，芹菜8431.56kg[9]。
五、种养关系的探讨
中试结果表明以1m3水体放养75g/尾规格的鲤鲫鱼种100尾，配合1m2种栽莴苣66株或25株蕃茄为较优配比。以1m2营养生长期蔬菜净化1m3养鱼水，其pH值稳定接近中性，且吸收氨氮较好[7]。鱼菜共生系统设计图
六、总结
鱼菜共生系统以饲料为物质投入，既系鱼类营养源，也是蔬菜直接或间接的营养源。水体作为载体或介质，中间无污染环节。鱼类为第一产出，蔬菜为第二产出，并均具有无公害品质，体现了净化过程中自身增值的优点。鱼菜共生系统作为一种多学科的高新科技，综合性工程有可能进入生产领域，成为发展现代农业的有效途径之一。
鱼菜共生技术及系统工程研究
张明华，丁永良，杨菁，... - 《现代渔业信息》 - 2004 - 被引量: 11
摘 要: 鱼菜共生是运用生态学原理和环境条件监控手段建立起来的可持续设施渔业新技术.研究涉及养殖水系营养物质循环流动.本文探索了氨氮、酸碱度、溶氧、温度等因子对鱼菜不同生长阶段的影响,总结出不同密度鱼类与不同种类、不同生长阶段蔬菜之间的优化配比关系.并就鱼菜共生系统工程研究设计的模式进行论述.
鱼菜共生技术 / 可持续设施渔业 / 系统工程 / 高密度工业化养鱼 / 无土栽培 / 生态农业
第4卷第5期 中国水产科学 Vol.4,No.51997年12月 JOURNALOFFISHERYSCIENCESOFCHINA Dec.,1997
鱼菜共生系统的研究
丁永良 张明华 张建华 杨 菁
(中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海200092)
何明云 陈培兴 齐备备 蔡荣春
(上海市青浦县水产学校,201700)
王 化 张务模 迟英杰
(上海市农业科学院园艺研究所,201106)
摘 要 本文进行了水质和环境的动态调控,探索了氨氮、营养盐类、pH值、溶氧、温度等因子对鱼菜不同生长阶段的影响,总结出不同密度鱼类与不同种类、不同生长阶段蔬菜之间的优化配比关系。设计了实验性、中试性、庭园型设施,成功地饲养了鲤、鲫、罗非鱼等种类,并栽培了蕃茄、黄瓜、莴苣、芹菜、韭菜、蕹菜、落葵、秋海棠、冬珊瑚等植物。中试规模设施10个单元,单期(三个月)净产鲤鲫14.26kg/m3,莴苣21kg(6m2),蕃茄19kg(6m2)。
关键词 高密度养鱼,无土栽培,鱼菜共生系统
鱼菜共生系统是一种涉及鱼类和植物的营养生理、环境、理化、机电等学科的农业新技术。美国、丹麦、加拿大、埃及、以色列等国正在加紧这方面的研究,其中JudithBender[3]在城市环境中利用太阳能进行鱼菜综合系统的研究。本文作者于1988年开始工业化(集约型)鱼菜共生系统的专题研究,设计了国内首套实验性鱼菜共生装置,试验获得成功[1],嗣后又进行了庭园型设施和中试的研究,中试研究项目于1991年通过了中国科学技术发展基金会和中国水产学会组织的技术鉴定。本文主要介绍中试研究的内容和结果。1 材料和方法1.1 设施与结构设计
鱼菜共生系统由鱼池、栽培盘和空气提水循环三部分组成(图1)。池、盘结构采用由抗碱纤维和低碱水泥复合的新型材料(GRC)。试验设南北鱼池各10只(1.2×1.2×0.8m),全部置于塑膜大棚内。南组分5单元,每单元2只鱼池,上搁置2.4m长的宽型栽培盘,盘中用板隔成宽为0.2m的沟槽,用以放置菜苗和流水。栽培采用裸根法,即栽培盘上覆盖硬质泡
收稿日期:1996-08-01。
5期 丁永良等:鱼菜共生系统的研究71
塑板,每间隔15cm开
一圆孔,菜苗根裹海绵,置植孔内,根系裸浸盘中。北组也以2只鱼池为单元,上并列2只狭型栽培盘,盘未遮盖鱼池部分留作光照和投饵等操作管理之用,此组采用基质栽培法,盘内的菜苗定植于栽培基质中,基质蛭石有较强吸附能力。鱼池水提升至沉淀箱(内铺纤维棉),经过滤溢流到栽培盘,由根系吸收、基质过滤,净化的水质再流回鱼池,形成鱼菜共生的生态循环系统。
系统的水体循环通过空气提水方式进行,具有提水、增氧双重作用,辅助设备还包括加温器、控制器等。
试验的有效占地28.8/m2,养鱼水体16m3,种菜面积为20m2。鱼池水面与菜
图1 鱼菜共生系统图
Fig.1 DiagramofFishandvegetafleco-exirtingsystem
盘面积为1∶1左右。
1.2 试验方法1.2.1 试验对象的投
放、编排 见表1。
1.2.2 鱼种放养 鱼种用漂白粉或盐水消毒,每池取鱼10尾分别标记,以跟踪测试。1.2.3 饲料制备及投饲方法 以常规鱼饲料为基础,兼顾鱼菜共生、互促的要求和生长阶段性需要,适当调整配方,制成颗粒饲料,每天投喂2次,投量根据水温、鱼菜生长情况进行动态调节。
1.2.4 水质监控 试验采用市政供水,循环使用,基本不换水,为取得鱼菜生态平衡,形成
共生互促机制,在苗种、生长、成熟期分阶段地对基本水质和氮、磷、钾等营养盐类成份进行监测和调控。
72中 国 水 产 科 学 4卷 表1 鱼类放养与收获统计
Table1 Thereleaseandcatchoffish
1991.4-7
编号
SiteS1S2S3S4S5S6S7S8
种 类
Species
放养Release
体 重(g)
Bodyweight
60230506075757575+50
数量(尾)
Number10050808060606060+10
数量(尾)
Number10050798059585970
收获Catch
成活率(%)
Survival10010099100999899100
重量(kg)
Weight2830.521241313.512.515
红鲤
Redcommoncarp
红鲤
Redcommoncarp
鲫
Cruciancarp
红鲤
Redcommoncarp
鲫
Cruciancarp
鲫
Cruciancarp
鲫
Cruciancarp
鲫+红鲤Cruciancarp+Redcommoncarp鲫+红鲤Cruciancarp+Redcommoncarp鲫+红鲤Cruciancarp+Redcommoncarp
鲫
Cruciancarp
S9S10
75+5060+10699815.5
75+50757575757575757575+50
60+108080100100120120707060+10
6780779493108110686968
961009694939092989998
16.51615.416.4516.2516.517.0514.314.5516
N1N2N3N4N5N6N7N8N9
鲫
Cruciancarp
鲫
Cruciancarp
鲫
Cruciancarp
鲫
Cruciancarp
鲫
Cruciancarp
鲫
Cruciancarp
鲫
Cruciancarp
鲫+红鲤Cruciancarp+Redcommoncarp鲫+红鲤Cruciancarp+Redcommoncarp累 计
Total
N1075+50鱼菜共生系统设计图
120.35kg
60+10671525228.2kg
9696.5
16.55348.55
净 产
Netoutput
2 结果和讨论
中试研究连续进行了三个周期(1990.9—12,1991.4—7,1991.9—12)的试验。结果数
5期 丁永良等:鱼菜共生系统的研究73
据主要取集于第二次试验。2.1 养鱼密度试验 表2是在蔬菜净水条件和鱼苗放养品种、规格相同的情况下进行不同放养密度试验的结果。表明在0.8m3水体条件下,放养鲫的密度以80尾为佳,但100尾组的放养规格小,增长最为明显。
表2 养鱼密度对照试验
Table2 Testonfishdensity
池号放养数量(尾)测定日期
SiteReleasenumberN2N4N6
80100120
Date4.20
5.154.205.154.205.15
体重增长量净产量(kg)(
kg)lengthAvergeweightNetoutput
12.
3
13.911.9513.9412.513.3
0.0750.1150.060.0950.070.095
0.040.0350.025
9.63.958.05
体长(cm)体重(kg)备 注
Remarks
11养鱼水体和种菜面积
各池均相同;
Waterbody&vegetableplantingareabeingthesame.
21种菜品种均为莴苣,密
度也相同。
Lettuceplantedanddensity2.2 鱼菜生长速度 图2是对N2号鱼池中10条标记红鲤跟踪测定生长速度的结果(取平
均值);图3是蔬菜生长的曲线表。均表明试验的共生系统中鱼菜能正常生长。
图2 鱼体生长速率
Fig.2 Thegrowthrateoffish
图3 蔬菜生长曲线
Fig.3 Thegrowthofvegetables
2.3 水质分析和调控 图4是对S7
号池水质中pH值和总氨氮量连续测
定的结果,种养品种分别为洋红蕃茄和鲫,从相关曲线中可以看出如下结果。
2.3.1 蔬菜苗种期对氨氮吸收能力
差,水体中总氮含量高。随着营养生长加快,蔬菜吸收和净水能力渐增,水中氨氮下降,在营养生长期顶峰时,氨氮去除能力最强,水中氨氮浓度降至
最低点。随后转入生殖生长期,吸收
Fig.4 ThechangeofpHvalueandtotalammonianitrogen氨氮能力明显下降,水中氨氮含量急剧升高(如蕃茄的营养生长期对氮的吸收为400mg/l,转入生殖生长期就降至100mg/l。
图4 酸碱度和总氨氮变化及相关曲线
74中 国 水 产 科 学 4卷
2.3.2 氨氮与pH值呈正相关变化趋势。其中蔬菜营养期顶峰出现的pH值区域,为鱼菜
共生所需酸碱度的理想范围。
2.3.3 上述两点作为一种调控依据,可通过适当的种养技术(幼苗插入配置、养鱼密度增减等)进行动态平衡调控。
表3是第三次试验的水质分析,除个别数值外,基本符合鱼类生长需要。蔬菜栽培对养鱼水有净化作用,且随循环次数的增多和累积,达到总体净水效果。蔬菜所需的营养除钾外,其它含量都显不足,但随饲料不断投入,鱼粪、残饲不断分解,蔬菜所需各种营养物质也会逐渐增加,趋于平衡。蔬菜旺盛长势和高产结果佐证了此点。同时营养物质含量失调,微量元素不足,试验证明通过饲料配方的添加和叶面喷液技术的调控也有效果。
表3 鱼菜共生系统水质分析
Table3 Waterqualityanalysis
池号
Site
pH
(度)OC
硝酸盐氨 氮
(mg/l)NO2-0.6680.6392.5402.1171.1231.1431.1751.1561.5711.7010.8570.714
Furbidity(mg/l)4.04.621.020.021.019.518.018.027.021.08.54.0
26.025.734.534.034.433.531.029.238.6722.816.010.57
(mg/l)(mg/l)
NH3-NNO3-5.1585.6385.0314.9677.3977.5250.6490.4891.5292.4081.1291.289
2.480.554.274.006.616.0630.2031.0810.2710.039.398.93
N(mg/l)28.6726.2126.7725.1535.8029.8033.0035.8018.9217.6418.0621.18
P(mg/l)1.021.143.483.171.731.430.880.800.390.390.560.77
Ca(mg/l)80.9781.0070.2969.9280.1379.9782.2082.2273.4170.3161.0169.24
Ec
(uv/cm×103)(mg/l)13.7013.0012.4012.3012.8010.7013.3013.4011.2011.0011.6011.40
0.780.650.500.500.620.610.840.860.500.460.440.49
Mg
进水
S1
出水进水出水
21
S3
S5
39
N1
进水01
出水04进水77出水64进水25出水0进水出水
8.54.0
N3
N5
2.4 病害防治 试验中未见鱼病发生。除设施本身的隔离条件有利于病害的防治外,植物
根系会分泌一种排它性的微毒素,对动物某些病菌有抑制作用。具体机理有待进一步研讨。2.5 鱼菜产量及品质 鱼类收获统计见表1,放养总水体为16m3,三个月平均产商品鱼21.78kg/m3,净产14.26kg/m3。蔬菜栽培品种为莴苣(生菜)、黄瓜、樱桃蕃茄和洋红蕃茄,其中樱桃蕃茄和莴苣三个月产量分别为21kg/6m2、19kg/6m2,按每年种植3茬计,樱桃蕃茄年产为6327kg/亩,莴苣年产6999kg/亩。鱼菜产品经卫生检验,达到无公害要求。2.6 种养关系探讨 中试结果表明以1m3水体放养75g/尾规格的鱼种100尾,配合1m2种栽莴苣66株或25株蕃茄为较优配比。以1m2营养生长期蔬菜净化1m3养鱼水,其pH值稳定接近中性,且吸收氨氮较好。
试验还证明,裸根法栽培适合叶菜类种栽,其根系发展充分,生长快;基质法栽培吸收营养丰富,根系易固定,适宜果菜类植物的种栽。3 小结