國立屏東大學

魚菜共生歷史

魚菜共生歷史

儘管人們對魚菜共生最早出現在哪里出現有爭議,在古代中國南方和泰國、印尼等東南亞國家就有稻田養魚的歷史,養殖的種類包括:鯉魚、鯽魚、泥鰍、黄鱔、田螺等。比如浙江麗水稻田養魚,距今大約已有1200多年歷史。
  由於受限於乾旱缺水的氣候條件,自1970年以來,澳洲的園藝愛好者成爲魚菜共生早期推行者,借助網際網路在世界各地播下了種子。在知識和經驗分享的過程中,魚菜共生園藝得到快速發展,逐漸成爲一場全球性的活動。
  從1997年開始,維爾京群島大學的詹姆斯Rakocy博士和他的同事們研發出了一種基於深水栽培(deep water culture )的大型魚菜共生系統。之後,世界各國多個大學逐步開展相關技術研究,探索大規模魚菜共生農業生產的技術方法。(資料來源:中文百科在線網路百本新概念http://www.zwbk.org/MyLemmaShow.aspx?zh=zh-tw&lid=445400)


植物生長環境

針對水耕植物而言,其生長所必須之營養共有 16 種,其中碳、氫、 氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂及硫等 9 種元素,因植物需求量極大,稱其為巨量元素, 而鐵、錳、鋅、銅、硼、鉬及氯等 7 種,因植物需求量極微,則稱之為微量元素。
在魚菜共生系統中的植物栽培如果屬於短期栽培,其成長所需之巨量元素:碳、 氫、氧,可藉由呼吸作用中來獲得;而氮、磷、鉀、鈣、鎂及硫等六種元素中的氮、 磷、硫則可由養殖魚的排放水中來獲得,但鉀、鈣、鎂等三種元素在系統中往往較缺乏,此可藉由調整系統的 PH 值,來進行添加補充,例如鈣質和鉀質的補充是透過在調整PH 值時所加入的氫氧化鈣和氫氧化鉀中來取得,鐵質則是透過添加一種與金屬結合物來獲得,至於而其他微量元素則較不易缺乏。另一方面,若所栽培的是果樹或其他較長期的作物(例如根莖類或花卉等),則需考量不同作物成長或結果時所需要的特定元素。
魚生長環境:
一般來說,水中的氨氮(NH3-N)對魚類毒性很大,當濃度超過 l mg/L 時其會對魚類造成危害,亞硝酸鹽對魚類也具有相當的毒性(通常不得大於 0.l mg/L),硝酸鹽是含氧水系中氮代謝的最後產物,對魚的毒性較微小,其承受濃度有時可高達 200 mg/L,但因某些矽藻和藻類(如 小球藻)會將硝酸鹽轉化成亞硝酸鹽,因此隨著氮代謝的不斷持續和氮總量的累 積,硝酸鹽濃度太高也會影響魚類生長並呈現毒性。
依上述理論,一般封閉式的養魚系統均會採用每天部分排水的方法來減緩硝酸鹽的累積。另一方面,硝酸鹽是植物可利用的無機氮形式,魚菜共生的技術即是奠基在這個關鍵點上,經由水栽植物通過固氮作用將氮結合到有機化合物中,並以植物的同化吸收將封閉養殖的氮代謝始末點關聯起來,從而形成魚菜共生系統的氮循環迴圈,既節省了水的淨化成本,也可收穫無污染的魚菜綠色產品。

魚菜共生系統

1.直接漂浮法:用保麗龍等浮體,直接把蔬菜苗固定在漂浮的定植板上進行水培;這種方式雖然簡單,但利用率不高,而且一些雜食性的魚會有吃食根系的問題存在,需對根系進行圍篩網保護,較爲繁瑣,而且可栽培的面積小,效率不高,魚的密度也不宜過大。

        2、養殖水體與種植系統分離,兩者之間通過礫石硝化濾床設計連接,養殖排放的廢水先經由硝化濾床或(槽)的過濾,硝化床上通常可以栽培一些生物量較大的瓜果植物,以加快有機濾物的分解硝化。經由硝化床過濾而相對清潔的水再循環入水培蔬菜或霧培蔬菜生產系統作爲營養液,用水循環或噴霧的方式供給蔬菜根系吸收,經由蔬菜吸收後又再次返回養殖池,以形成閉路循環。這種模式可用於大規模生產,效率高,系統穩定。

         3、養殖水體直接與基質培的灌溉系統連接,養殖區排放的廢液直接以滴灌的方式循環至基質槽或者栽培容器,經由栽培基質過濾後,又把廢水收集返回養殖水體,這種模式設計更爲簡單,用灌溉管直接連接種植槽或容器形成循環即可。大多用於瓜果等較爲高大植物的基質栽培,需注意的地方是,栽培基質必須選質豌豆狀大小的石礫或者陶粒,這些基質濾化效果好,不會出現過濾超載而影響水循環,不宜用普通無土栽培的珍珠岩、蛭石或廢菌糠基質,這些基質因排水不好而容易導致系統的生態平衡破壞。

        4、水生蔬菜系統,這種方式就如中國的稻魚共作系統,不同之處在於養殖與種植分離式共生,即於栽培田塊鋪上防水布,返填回淤泥或土壤,然後灌水,構建水生蔬菜種植床,把養殖池的水直接排放農田,再從另一端返還叫集回流至養殖池,這樣廢水在防水布鋪設下無滲漏,而水生蔬菜又能充分濾化廢液,同樣達到良好的生物過濾作用,有點類似自然的的沼澤濕地系統。如茭白筍與魚共生、水芋慈菇等水生蔬菜的共生,都可以採用該系統設計。
        魚菜共生技術原理簡單,實際操作性強,可適合於規模化的農業生產,也可用於小規模的家庭農場或者城市的嗜好農業,具有廣泛的運用前景。在具體的實踐操作中,需注意的是魚及菜之間比例的動態調節,普通蔬菜與常規養殖密度情況下,一般一立方水體可年產50斤魚,同時供應10平方米的瓜果蔬菜的肥水需求。家庭式的魚菜共生體系,一般隻需2-3立方水體配套20-30平方米的蔬菜栽培面積,就可基本滿足3-5人家庭蔬菜及魚產的消費需要,是一種極適合城市或農村庭院生產的農耕模式,也是未來水產養殖技術發展的主體技術與趨勢。
爲了實現魚菜的合理搭配和大規模種養,國際上的主流做法是將魚池和種植區域分離,魚池和種植區域通過電泵實現水循環和過濾。在栽培部分,主要的技術模式有以下幾種:
1、基質栽培:蔬菜種植在如礫石或者陶粒等基質中。基質起到生化過濾和固態肥料過濾的作用。硝化細菌生長在基質表面,具體負責生化過濾和固態肥料過濾。這種方式適合種植各類蔬菜。
2、深水浮筏栽培(DWC:Deep water Culture):蔬菜種植於水槽上,通過泡沫等漂浮材料將其托起。蔬菜的根向下通過浮筏的孔延伸到水中吸收養分。這種方式比較適用於葉類蔬菜。
3、營養膜管道栽培(NFT:Nutrient Film Technique ): 通常采用PVC管作爲種植載體,營養豐富的水被抽到PVC管道中。植物通過定植籃的固定,種植於PVC管道上方的開口内,讓自己的根訪問水分和吸收營養。這種方式主要用於葉類蔬菜。
4、氣霧栽培:直接將養魚的水霧化後噴灑到植物的根系,以達到營養吸收的目的。這種方式也主要用於葉類蔬菜,在噴霧之前需要對水進行充分過濾淨   化,以免堵塞噴霧裝置。(資料來源:中文百科在線網路百本新概念http://www.zwbk.org/MyLemmaShow.aspx?zh=zh-tw&lid=445400)

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