計畫簡介學生：蔡沛妮、黃研恩、林子宸、盧韋諺
摘要
由於參加屏東大學Maker計畫之機緣，本研究透過動手做的過程發現問題解決問題，目的在研究如何製作出一組能夠運用綠能裝置，讓魚菜共生系統中富含有魚排泄物養份的水能沉澱後輸送到蔬菜盆，提供蔬菜養分。完成魚菜共生系統的綠能建置後，比較一般利用沉水馬達建置之系統的蔬菜成長狀況，我們發現綠能裝置的魚菜共生系統，蔬菜成長狀況較沉水馬達建置之系統良好。
壹、研究動機
魚菜共生系統是當今熱門的有機農法，最近幾年才從國外引進台灣的一種新穎的綜合養殖概念。利用魚的排泄物，經由沉水馬達送到有硝化作用的蔬菜水耕(礫耕)池，其中的水中懸浮物與有害原素(有機大分子狀)，經硝化菌等益菌的轉化為營養小分子 (氮、磷、鉀、 鎂……)，以供給植物的水根吸收，輸至葉片經光合作用轉成胺基酸促使植物成長，同時也淨化了水質，再循環回魚池供給魚類健康的生長環境，這種利用水循環交換所需，使三種生物(魚、細菌、植物)互惠互利共同生長的方式。
我們參加了屏東大學Maker計畫─ 魚菜共生製作組，開啟了魚菜共生學習之旅，從一開始的什麼是魚菜共生系統？直到魚菜共生系統的建構、微調等，一路從嘗試錯誤中學習。在建構魚菜共生系統過程中我們蒐集了許多資料，發現大多數的魚菜共生系統都需要使用插電沉水馬達搭配虹吸鐘裝置將含有魚產生的排泄物水抽取至蔬菜盆供給蔬菜生長養分，達到水的循環利用。
然而，我們所製作的魚菜共生系統為小型系統，我們在思考是否可使用綠能水車裝置來取代沉水馬達完成系統中水的循環？此外，對魚菜共生系統而言，究竟是我們自製的綠能水車還是沉水馬達對魚菜共生系統較有助益？
貳、研究目的
(一) 建構簡易小型的魚菜共生系統
(二) 運用生活中隨手可得的材料製作綠能水車裝置建構魚菜共生系統
(三) 探討魚菜共生系統中使用綠能水車裝置與沉水馬達，蔬菜成長狀況之比較
參、研究設備及器材
(一) 小型水族箱(mm*mm) X 2
(二) 塑膠盒(mm*mm) X 2
(三) 軟管(1cm)X2
(四) 水族用砂
(五) 孔雀魚 X 10
(六) 大陸妹菜苗 X 4
(七) 太陽能晶片
(八) 電子電路板
(九) 焊槍
(十) 焊錫
(十一)馬達
(十二)奶粉勺等回收環保材質或3D材質之湯匙 X 6
(十三)觀察紀錄本
肆、研究過程或方法
(一) 蒐集魚菜共生相關資料
運用圖書館及網際網路蒐集魚菜共生相關資料，並於寒假期間前往屏東大學參加魚菜共生工作坊，著手設計第一版魚菜共生系統。
(二) 製作第一版魚菜共生系統
經過資料的蒐集及設計，第一版的魚菜共生系統我們選擇種植冬季盛產的草莓，使用排泄物較豐富的孔雀魚、小珠鈴作為整個系統養分供給者。並製作虹吸鐘搭配沉水馬達成系統中水的循環。
(三) 製作第二版魚菜共生系統
為了展示移動方便，我們改良第一版魚菜共生系統，將魚菜共生系統縮小了，改變水族箱、菜盆的大小。種植較容易生長的大陸妹，使用排泄物較多且生命力較強的孔雀魚作為整個系統養分供給者。
(四) 製作綠能水車裝置
在第二版的魚菜共生系統中我們依舊使用沉水馬達將作為虹吸鐘裝置的啟動因子，然而我們發現了兩個問題：
1.系統中水流的流速太快，含有孔雀魚排泄物養分的水無法讓植物有效吸收，而造成植物生長狀況較差。
2.沉水馬達需要耗電，我們對於自製的魚菜共生系統的設計理念是節能，沉水馬達不切合設計理念。為了解決上述的問題，我們想到之前學校上機器人課程時曾製作過水車，我們決定將水車葉柄改良一下，用3D印表機列印出特製葉柄製作水車，運用水車葉柄舀水，將魚池中的水運送至菜盆中，讓魚池中富含營養的水能在水車運送過程中沉澱一下後再進入菜盆提供蔬菜養分。
(五) 製作第三版魚菜共生系統
利用水車解決流速，但是水車該如何啟動？我們決定使用屏東最強大的天然資源─ 太陽能。因此我們決定動手自製太陽能板，在太陽能板專家老師的指導之下，我們將一片片脆弱的太陽能晶片焊上電極，接著將一片片有電極的太陽能晶片串連起來，然後焊接到電子電路板上，最後塗上保護膠，製作出一塊塊的太陽能板。
有了3D印表機列印出的水車葉並加上能夠產生電能的太陽能板，我們動手製作了第三版魚菜共生系統ing！現正著手製作中，期待四月底前我們作品的完成。
伍、參考文獻
1.「魚水之歡」--多功能抽屜式循環養殖系統。金門地區第 55 屆中小學科學展覽會作品說明書。農業及生物科技，高職組。
2.成敗皆『硝』何 －探討硝化細菌對水耕植物體內硝酸鹽類含量的影響。中華民國第 54 屆中小學科學展覽會作品說明書，國中組，生物科『硝』災誰解厄？臺南市私立德光高級中學(附設國中)。
3.穩定Aquaponics水質。中華民國第 54 屆中小學科學展覽會作品說明書，國中組，生活與應用科學，新北市立淡水國民中學。
4.餓垮幫您可食—探討 Aquaponics 系統對於魚類、蔬菜的生長影響。嘉義市第 32 屆中小學科學展覽會作品說明書，生物科，國小組。
5.漫步在雲端 -- 魚菜共生自動監控系統之研究。中華民國第 55 屆中小學科學展覽會 作品說明書，國中組，生活與應用科學，基隆市私立二信高級中學(附設國中)。
