鱼菜共生技术培训教材

内部资料一 鱼菜共生技术培训教材 徐伟忠编 浙江省丽水市农科所农业智能化快繁中心 目目 录录 鱼菜共生技术 2 鱼菜共生的发展历史及背景 2 鱼菜共生系统中物种间的生态关系 3 鱼菜共生技术的商业化模式 7 一 养殖部份 7 二 种植部份 8 以基质栽培为主的鱼菜共生系统 9 NFT 循环为特征的鱼菜共生系统 9 以气雾培的空间设计为特点的共生系统 10 以浮板栽培为特点的共生系统 11 水柱状设计的共生系统 12 与污水处理结合的共生系统 13 三 微生物处理 14 庭院式的鱼菜共生模式 18 一 养殖桶的建设 19 二 硝化过滤桶与床 19 三 气雾栽培与 NFT 系统的结合运用 19 四 辅助技术的建造 20 五 日常的管理 20 六 庭院式鱼菜共生系统 20 a 第第 II 条条 鱼菜共生鱼菜共生技术技术 养鱼种菜原本是两项分离的农业技术 但采用鱼菜共生方法实现了两者间的互作组合 形成了 共同促进与效益叠加的效果 同时更重要的是 它是一项综合效益最高的纯有机耕作模式 种菜不 需再施肥 养鱼不需常换水 是一种资源节省型的可循环有机耕作模式 鱼排泄的废水及饲料残渣 是蔬菜生长的最好养料 而蔬菜的根系与微生物群落又是水质处理净化的最佳生物过滤系统 三者 所建立的植物 微生物 鱼生态关系实现了养鱼种菜的可持续与循环 是生态农业中一种最完美的 结合 当前农业生产资源也日渐匮乏 土地资源 淡水资源 可利用无污染的农业资源也将越来越少 农业生产面临着生态与资源的危机 如水的污染让很多水体的鱼虾资源面临危害 更不能进行生产 性的规模化养殖 而种菜也因化肥的大量运用导致土壤严重之退化 可持续性成为当前农业生产的 主要问题 而鱼菜共生模式是结合了工厂化养殖与无土栽培蔬菜技术 是高科技的有机结合所形成 的边缘优势与综合累加效益 比单独的养殖与种菜更省空间与资源 更省设备与成本管理投入 更 为重要的是生产的蔬菜与鱼皆为有机鱼与有机蔬菜 在市场上极具竞争力 是符合现代食品消费趋 势的一种最好生产模式 节节 2 01 鱼菜共生的发展历史及背景鱼菜共生的发展历史及背景 鱼菜共生技术听似好像是一项全新的技术 但如果从它的特点进行分析 其实早在我国 1500 年 前的古代农耕技术中就可以找到它的存在与痕迹 就是笔者孩提时 都有深刻的记忆 就是时常拿 着网兜或畚箕到水稻田的沟里或水边的丛草间茭白丛中捉鱼 而且是自然生长的鲫鱼 小鲤鱼 泥 鳅 鳝鱼等 有时凑巧还会捉到鲶鱼 这种看似自然农业群落所形成的自然生态共同体 其实它就 是鱼菜共生的最朴素与原始的绉形 不管是鱼粮共生 还是鱼草共生以及鱼茭共生 其实都是与植 物形成的共生体 蔬菜与植物本生不存在实质性区别 只有人们利用用途不同而进行了区分 它们 的生态关系与共生促进原理都是相同的 这就是鱼菜共生技术形成的启示吧 无非它是鱼与水生植 物的自然共生过程 还有一种朴素的鱼与植物的共生体就是 在自然水体的池塘进行养鱼与放养鸭 子 利用淤泥与池塘水培肥庄稼 这种从实质分析也是一种朴素的共生关系 无非就是没有现代鱼 菜共生技术那么直接与一体化而已 前者是鱼与水生植物间建立共生关系 后者是与陆地的庄稼建 立了共生关系 这种关系的建立是基于植物自然生态基础上所形成的 它因植物的特性而限制了它 跨越性的直接共生 而现代无土栽培技术则可以让所有植物都统一到水中生长与栽培 这样就打破 了植物及立地的屏障 直接把植物与鱼整合到同一的一体化的水系统中 就形成了现在直观的鱼菜 共生系统 那么 我们看近代的鱼菜共生技术发展史 也可以从中追寻到该技术的发展踪迹 上世纪九十 年代我国生态农业开始兴盛时 许多地方就开始推广稻萍鱼系统 萍作为鱼的饲料 而鱼的排泄物 又成为肥田的有机养分 三者间的关系也是一种生态共生关系 直到现在 如浙江省丽水市青田县 龙现村已把稻田养鱼技术申报世界遗产保护 并在周边一带大面积发展该产业 这是鱼与植物共生 最成功的技术范例 其实推而广之 水稻是适水性强的植物能直接在水中生长 所以它最有可能在 生产中被农民所利用 但现代科技可以实现所有植物的水生栽培 这就自然把这技术嫁接到其它的 经济植物或粮食作物之上 形成了以水培技术为支撑的新时期鱼菜共生体 只要把蔬菜改成水培即 可 还有较为常见的就是荷鱼共生 在荷田里放养鱼 也同样实现共生互利关系 其实鱼与植物的 共生是一种自然的生态系统 到处可以见到它的存在 自然是最伟大的老师 人类在认识自然的同 时 会结合智慧衍生出基于自然而超于自然的自然改造新模式 就是就科技的进步与发展 那么鱼 与植物或者菜的共生是不是就是完全自然的翻版与搬用呢 这种自然的模式虽然有良好的生态共生 关系 但它的生产效率较低 难以在生产上作为高效型农业推广使用 于是 人们又得找到一个新 的结合点或突破点来完善与提高这种朴素的自然模式 这又得从当前水资源的匮乏及生态危机的角 度出发 为鱼菜共生系统的完善发展创造了诞生的条件与必然 工业发展 城市化推进 以及生态 破坏环境污染 使水资源成为当前人类最为宝贵的资源 特别是无污染的水更是不可多得的财富 农业生产中养殖业是用水量较大的产业 而且是以池水或自然水体为生产场所 它的生产性污染也 是极大 再加上工业污染与化肥农药的污染 就使水成为地球污染的重要传播者 如养殖水的污染 是富营养化造成的水质恶化 与地面径流造成的二次生物污染 河水地下水湖泊等养殖水 又因化 肥农药的大量使用及工业空气污染或排液对自然水体造成了极大的污染 而这些水又成为鱼养殖的 水休环境 从而又导致鱼产品的终极污染 所以现在看似许多地方有丰富的淡水资源 但许多水体 已不再适合鱼的养殖 于是 人们开始进行环境相对可控型的工厂化养鱼的研究 以提高单位鱼体 的用水量减少珍贵水资源的利用提高生产率与降低养殖废水的污染面 从上世纪九十年代起工厂化 养鱼技术在许多地方掀起 但最终未能得以推广 这主要是与其投入大 运行成本高 设备设施要 求较等等因素 而未能让他得以普及 行别是养殖水的循环运用过程中 要涉及较多的水处理设备 而且这些工业设备大多是投入在运行成本高的水质净化设备 让许多有兴趣的农民望而却步 既然 自然朴素的共生关系给我们以启示 那么能不能把工厂化的养殖技术与蔬菜种植技术进行有机嫁接 紧密结合呢 在上个世纪七十年代发达国家的美国就进行了新的偿试与探索 形成了较为原始但又 有一定科技含量与实用性的简单共生生产系统 通过近四十年的发展与各国的不断努力 当前的鱼 菜共生技主已形成了一套完整的理论与实践操作体系 我国也在各方面专家的努力下 正在研究与 探索适合我国国情的新型鱼菜共生系统 现在就以我国的研究水平与状况 对鱼菜共生技术在生产 上的运用提出一些新的模式与技术 并不断地实践形成可以产业化的工厂化模式 估计不久将来 这项技术也会在我国现代农业发展与农业工业化的过程中得以广泛运用 以下就鱼菜共生的技术理 论与实践体系进行介绍 供生产得参考与运用 节节 2 02 鱼菜共生系统中物种间的生态关系鱼菜共生系统中物种间的生态关系 从自然模式的表观认识 我们认为这种共生是简单的鱼与植物间的共生 其实是种错误的表象 认识 在嫁接鱼与植物之间需要一种最为重要的结合体 那就是微生物 因为在自然生态系统中 微生物是有机物的终极分解者 只有通过微生物的分解转化才能让物质与能量参予到下一生态链的 循环 在鱼与植物间 鱼的排泄物要让植物吸收 必须先在微生物的作用下进行分解 把这些大分 子有机物质分解为矿化的简单元素或小分子特质 才能被植物的根系通过离子交换的方式吸收利用 所以说看不到的微生物是功劳最大的结合体 没有它共生的生态关系就难以形成 那么水体中的微生物很多 分为有益的与无益的 大多好氧的微生物对鱼及植物的生长是有益 的 而且同样有较高的分解转化能力 而较多厌氧的微生物虽然也能分解转化 但它的效率较低 而且中间产物形成物质较多 对水质污染危害较大 对鱼的生长会造成不良的影响 所以培殖有益 微生物的生态种群来抑制有害微生物 让水体与系统生态在有益微生物占主体的环境下运用 对植 物与鱼共说都是一种很好的生态促进 现在就先从微生物生态的建立开始叙述 微生物种类很多 而且相互间也有一种共生共赖的关 系 与相互抑制的关系存在 如何认识有益微生物并且让各种微生物间形成强势的共生关系 建立 微生物微生态关系的平衡 在这方面近年研究较多 而且也已在生产的种养殖业加工业上得以运用 在鱼菜共生系中 最为常见的有益共生微生物有以下几种 硝化菌 光合菌 酵母菌 乳酸菌 及 线状菌等 它们之间的共生可以保持相对较长的平衡与稳定状态 也就是光合菌产生的物质与能量 可以成为其它菌的生存条件与原料 这样就可以在环境有机物较少的情况下通过光合菌的光合固定 来完成初始生存能量的提高 就可以让它们在一个相对缺乏营养源的环境下保持较长的稳定平衡关 系 相互间能共生共营较长的时间 这也就是微生态间物种平衡关系对生态建立的重要性体现 这 样的微生物组合可以在自然界或生产上保持较长时间的强势生态群落 从而对有害微生物产生抑制 让接种该微生物菌落的生境能保持较好较长时间的良性状态 这对于环境治理来说也具有极广阔的 运用前景 所以近年利用有益微生物用于环境治污保持净化水质 及预防废物废液污染来说具有良 好的效果 同样利用有益微生物的强势生态特性来抑制病源或有害微生物的滋生 在生产上用于提 高植物抗病性 以及养殖业上动物的抗性来说是极具前景的一项微生物工程 在鱼菜共生系中 利 用有益微生物接种水体 可以净化水质同时还可以让鱼的抗病性提高 以及共生植物生长更好 抗 病虫能力更强 从而可以在不需任何药物激素的处理下完成自然生态型的共生生产 植物生态适应性的建立 植物在土壤里生长并形成了适于土壤的生理生态适应性 这是环境与 进化的结果 而鱼菜共生技术大多采用的是水培或气雾栽培模式 蔬菜植物同样具有广泛的适应性 而且在生理生态上也会作出适应性的改变 性状将更趋同于水生植物 更利于水质的过滤净化与对 营养的吸收 在水生诱变技术中我们已经提及到所有植物的广泛生态适应性的存在 所有植物都是 由水生进化为陆生 所有植物又都可以通过人工驯化而返回到水生环境进行水生长栽培 在鱼菜共 生的生态系中 其实就是一个完全的水生态环境 如何让植物适应与鱼之间建立共生关系 在技术 上有哪些相应措施呢 植物的生态适应性是以环境为动力所形成的生理生态的变化与适应 而蔬菜 品种大多是与水生植物亲缘较近的类型 它在萌芽生长过程中 初出的根系大多为水生根系 而且 只要保持适合的高湿环境 可以在较长的时间保持水生根性状 根据这一点原理 我们可以利用种 子直接播种于水栽培系统中 让它从萌芽后就自然过渡到水生状态 如果需要播种移栽培可以采用 无土育苗法 并且保证苗期的基质有相对高的水份湿度以及适时移栽 就可以把蔬菜的根系发育成 完全的水生根系 而且是须根根系 更具水生性与更好的过滤净化功能 在水与气雾环境中 根系 可以发育得比土壤栽培数量更多 须根吸收根更发达 根系活力更强 大多可以保持较长时间的洁 白状态 从而可以发挥更好的直接吸附净化与快速高效吸收的作用 比土壤生态更适于蔬菜植物之 生长与更佳的净化功能发挥 其实能实现陆生蔬菜植物与鱼水共生 关键也是植物水生态适应性的 充分体现与运用 鱼生态适应性的建立 在自然界中 鱼与水体浮游生物 水草等之间形成良好的生态关系 所 以大多野生的非人工鱼生态群落 大多都能保持健康的富有活力的生长状态 少有病害的发生 而 且肉质鲜美无污染 而在高密度养殖的人工生态系中 水体环境及浮游生物种群等都发生了较大变 化 特别是水中的氨氮 硝酸盐 亚硝酸盐 硫化物 二氧化碳等都因高密度养殖而使水中的溶量 倍增 同时氧气含量因鱼及生物耗养而倍减 鱼在这样的生态环境下不仅会导到氨中毒引起的各种 病害与死亡 也会因生物耗氧过盛而致缺氧浮头或翻塘的发性 在这样的环境下 鱼不令摄食下降 影响生长 还会导致鱼病暴发而死鱼 如何为鱼生长建立适合的生态环境 就是鱼菜共生要解决实 现的主要问题 首先高密度养殖人工饲喂而使水质中悬浮的饲料残渣或者粪便积累 造成水质的有 机污染 这些有机物的处理净化是保持鱼适生态与良好水质之关键 否则会因积累而最终恶化水质 影响生长 固态有机物的去除可以采用物理过滤法从水中去除 在鱼菜共生系中可以设计基质培系 统 让水流经颗粒状的固态无土基质而滤去残留悬浮之有机物 这些吸附在固体颗粒表面的有机物 在微生物作用下分解为简单的小分子物质或者矿质元素 其中的氨态氮则在硝化菌的作用下 转化 为硝酸盐类而成为植物生长吸收的最佳氮肥 从而减少了循环水的氨氮指标 在生产上为创造良好 的水体生态环境 还结合往水体中接种有益微生物种群技术 以加速水体中有机物分解与物质之转 换 从而大大加快吸收净化的过程 为鱼生态创造一个无害化的化学生态环境 水体中的二氧化碳 是鱼呼吸所释放 如果水体溶解达到一定程度也会造成对鱼的不利影响及水体酸化 而在鱼菜共生 的循环及雾化栽培过程中 这些硫化物或者二氧化碳就会以气体的状态得以挥发而提高了整个环境 的二氧化碳浓度 对生长着的蔬菜来说又是最好的气肥 另外 水体生态环境因有有益微生物的接 种滋生使有害微生物得以抑制 同时 微生物及植物的中间代谢产物或分泌物中 许多物质又是提 高鱼儿抗性的活性物质与抗生素 这样也对鱼生态的改善起到了促进作用 除了上述提及的化学指 标可以通过生化调控得以建立稳定的水生态以下 水体中因有机物酸化与鱼代谢排放 常常导致 PH 值的下降 而鱼最好的酸碱度是接近中性 如果出现 PH 偏低 就得进行调整 否则会影响鱼的生 长发育 同时也会影响硝化之效果 据试验水体 PH 值以保持 6 8 左右 这样即不会影响蔬菜植物生 长 又不会影响硝化菌的滋生及鱼的生长 这种酸碱调控生产上简易的方法就是往水体中加生石灰 也可以添加氢氧化钾与氢氧化钙得以调整 这样即可以优化水生态 又可以为蔬菜植物的生长提供 了钾与钙离子 总之 鱼生态环境是以水质为主体的生态环境 水质的净化与保持是实现工厂化高 密度养殖之关键 在鱼菜共生系中主要通过微生物与植物结合的方法来实现 而水温环境则是通过 设施大棚及鱼池的保温加温技术来实现 为鱼的生长创造适合的温度环境与生化环境是高密度工厂 化养殖的关键 这三者之间所形成的共生关系 共同维系着一个平衡的生态关系 保持物质与能量间的循环与 平衡 共同构建了一个永续的可持续的耕作系统 相互间相互影响相互促进是一种仿自然而超自然 的共生共营关系 农业耕作只有建立在生态可持续循环基础上才不会让资源衰竭才不会让地球污染 现把三者的生态图式描述如下 三者间的关系 除了物种多样化以外 还要考虑它们的数量与比例关系 这是保持物质能量平 衡关系的关键技术 比如多少鱼的排泄能形成多少植物的生物量 配置多少蔬菜种植的面积 只有 合理的配置 才能让水质得以净化同时菜又能良好生长 蔬菜种植面积过大 因肥水不充足而长得 慢甚至易黄化或变成小老苗 如果蔬菜栽培面积过小又会出现污水未能充分彻底净化处理 又会危 及至鱼的生长或者病的滋生与缺氧翻塘 可是在蔬菜植物配置时 因品种不同它的吸收过滤功能也 不同 生物的吸收转换率也不同 所以在科研生产上要构建一个合理的科学系统还得针对不同的品 种 不同的养殖种类 不同的密度进行试验研究 甚至不同的生长阶段 另外又因不同的外界因子 都影响着鱼与植物的生长代谢与物质能量的循环平衡关系 使这个共生系统变成了一个动态的混沌 的系统 光用线性的公式化的方法是很难找到一个合适比例的 因生态的动态与多变性 在构建时 为了确保鱼生存与生长的安全性 一般蔬菜面积可稍大 如果缺肥可以采用先进的超声波供肥补充 技术得以生长补偿 在以下的实践篇中会详细介绍它的使用方法 微生物与浮游生物在整个共生关 系中它是起到嫁接的作用 没有微生物作用难以实现鱼与蔬菜植物的共生 它是物质分解者与能量 转换的中介者 水体中培育大量有益的微生物群落可以把各种悬浮物或者富营养化的物质进行分解 与转化 转化为易被蔬菜植物吸收的矿化元素 其实现了物质与能量的转换 使富营养化的物质成 为植物生长必需的营养成份 但微生物生态的微平衡关系也是由水体环境所决定 是与各种生态因 子息息相关的 特别是水中保持充足的溶氧是有益微生物繁殖的前提条件 对水体进行曝气增氧或 水流跌落的瀑布式增氧 对于优化水体微生物群落来说都是有益的 除此以外各种浮游生物的良好 生长也需有充足的氧气 而且也更利于蓝藻等低级的简单的植物的生长 这些植物在生长代谢过程 中不仅产生光合氧 又可以让水体中的二氧化碳得以消耗 从而又促进了鱼生态的优化 微型小动 物 如轮虫 枝角类 桡足类等 也一样 创造适合的溶氧环境 温度环境 与食物环境 都有利于它 的快速滋长 又可以成为鱼的食料 这样的微生态环境构建溶合了有益微生物 浮游动物 及藻类 植物 使它们间的共生共营关系得以持续的体现 都得依赖于水体的食物 营养 环境 种群等的 科学构建 除了上述的蔬菜植物 微生物 鱼外 还有几种植物也是对生态构建可以起到较大作用 与贡献的物种 如萍它是略高于藻的低等植物 它对水体可以起到遮光作用 以及它的根系又有较 强的吸收净化作用 同时 也是杂食性鱼罗非的食料 对水体生态的贡献也是较大的 凤眼莲科植 物如水生的水葫芦 它发达的漂浮的细根在水体中可以起到强大的物理过滤与吸附作用 可以在发 达的根系周围吸附大量的固态有机微粒 对于促进根系微域微生态环境的构建又起到了极大的作用 成为微生物滋生的场所 成为根系过滤的主要器官 成为富营养化清除的生物转化体 它在可控的 环境中生长繁殖对水体来说不是危害而是促进 可以通过养殖桶中的漂浮滋长而对水体起到很好的 调控作用 但它量的控制是关键 不宜超过水面的 1 3 否则会因大量耗养而影响水体微生态 可以 进行定期捞移作为堆肥发酵的原料 为基质栽培提供营养 也可经发酵后制成堆肥茶返回到共生系 统 作为高节水体肥度的有机营养液 仿自然生态的建立必须适当结合人工调控 根据生态平衡原 则去构建合理的物种比例与种群数量关系 保持到态的平衡实现物质与能量流的良性可持续循环 是鱼菜共生系统成功动行与实现的关键 以下将会作从技术上作以详细的论述 节节 2 03 鱼菜共生技术的商业化模式鱼菜共生技术的商业化模式 根据农业耕作技术发展趋势分析 未来鱼菜共生技术必然会成为一项普及的受人欢迎的工业化 生态种植技术 之所以叫工业化生态种植 主要是它是一种基于自动化控制与先进栽培模式的鱼菜 共生技术 它的整个生产过程可以在计算机的控制下 完成水循环与无土栽培蔬菜的综合因子管理 调控 在仿生态的人工环境下进行鱼与作物的综合性耕作 是一种既能为人类提供蛋白营养又可以 满足人体对维生素等矿质营养需求的新型耕作方法 它由诞生之初的小规模生产变成目前大规模的 产业化发展模式 由简易的组合设施变成现在的专业化设施 由简单的半人工控制变成现在的全自 动智能化控制 由单一的模式变成了现代高科技种植与养殖全面结合的多种模式并存的新型耕作技 术 其间发展的神速充分说明市场需求之迫切项目的可行性 以下章节就当前我国鱼菜共生的各种 技术进行阐述与构建过程涉及的相关技术环节与措施 当前我国农业技术发展极为迅猛 特别是设施农业更是以产业化的趋势成为许多地区发展农村 经济的主体 但大多是以种植业与养殖业分离的模式进行 使设施大棚的物种结构呈现单一 可循 环利用与资源的集约程度过低 农业生产成本较高而且农业的环境污染也成为一个不可忽视的生态 问题 而鱼与菜两种原本完全不同类型的物种进行科学有机结合后 不仅生产力水平提高 更重要 是使设施环境的生态得以优化 经济生态社会效益能综合的体现 从生态学角度来说 一个人工或 自然生态环境 物种越多就越稳定 不管是抵御自然不良气候的能力还是抵抗病虫害的能力都会越 强 运用现代科技进行科学的仿生态组合并用于现代产业化规模化农业生产 不仅可以提高生产力 水平 更重要是能维系自然生态的平衡 实现农业生产的正真可持续永续性耕作 所以系统开发适 合于生产需求的各种各样鱼菜共生商业模式已成为续设施农业之后的又一次革命 就是内部生产设 施的工业化革命 鱼的养殖由全统的自然散养到网箱及人工养殖 其间不管哪种方式都是单一生态型的生产模式 在维持生态平衡实现零污染排放或者水资源的集约化角度来说少有新的突破 就是工厂化养鱼的这 项技术来说 水处理设备的投资之大也影响了它的普及与推广 而这种商业化工厂化的养鱼模式如 果与设施化的无土栽培技术结合 就是一项生态互补 资源互补型的商业化工厂化新模式 现就工 厂化模式的构建以及各种各样模式的特点进行介绍 一 养殖部份养殖部份 养殖部份涉及的设施除了水处理的部份设备不需要以外 其他部件基本相似 主体部件是养殖池 循环管道 增氧系统三大部份组成 1 养殖池 养殖池的发展也是 经历了以下的历程 由最初的水泥池 到近几年的 PVC 塑料大圆桶 再到目前最为简易的 铁丝网围栏桶 2 循环管道 注水管是由外环境引入新水与添加经滤化后的清水 这两 者可以用三通合并由同一管道注入养殖池 在三通分叉处安装电磁阀 以实现自动控制 当养殖池的水位低于极限水位时 自动开启电阀磁加入外源新水 当过渡池中经滤化的水 达到一定水位后 就自动开启另一个电磁阀回抽加入滤化后的清水 当然如果栽培床位高 于养殖桶 就任其自然回流也行 而且注水管最好离水面保持一定距离采用溅落的方式入 池 以提高水体的溶氧度 抽水管的设计 抽水管是把池内的废水往基质硝化床抽灌的管 道 它的入水口一般以伸至水池底部为好 可以抽除更多沉于底部的水体悬浮物 的启动 与关闭也是受自动控制指挥的 上述是以养殖池为中心的循环管道进出水设计 那么用于 无土栽培的气雾栽培或者 NFT 模式的子系统 它的循环是如何构建呢 气雾栽培在鱼菜共 生系统中的结合运用 一方面可以让水体富营养化的矿质元素得以更充分更快速的吸收 另一方面它又能使水体中的一些有害气体如氨气与硫化氢等以蒸发 同时即使在水体中营 养匮乏的情况下 气雾培可发挥更大的吸收效率比硝化的基质栽培及漂浮式水培都更为有 效 气雾栽培循环系统的构建主要是进水的弥雾管道与回流或提水入池的管道 其中弥雾 管道以间距一定的间隔安装雾化喷头 回流管道处于高位的可以自然回流 处于养殖池低 位的 则以动力抽水回流为主 如果是 NFT 的循环模式 大多是以管道化栽培的方式进行 立体的或平面的设计 它的循环较为简单 用于栽植的管道除了定植植物外 又可作为回 流管道 只需在一端从养殖池或过渡池中提水抽引到各栽培管道即行 从一端流入从另一 端经由主回流管流回养殖池 在流动循环过程中水体得以净化 具体可参照本书的 NFT 营 养液栽培模式 3 增氧系统 增氧的设计有多种方式方法 其中最为简单的就是高位 回流造成的水流冲溅增氧法 这方法效率不高 但对于养殖密度不高的系统还是一种最为 简易的设计 充气泵增氧法 在养殖桶或池的池底均匀排放增氧砂头 以实现气泡式的曝 气培氧 它传统简单 但大气泡的增氧法在外界温度特别高或天气变化导致低大气压的条 件 就难以达到高度溶氧 就是整天的持续曝气也难以达到增氧的效果 就是它已经达了 的常压下的饱和溶氧值 而上述总论部份提及的气液混合技术则是一项超饱和溶氧技术 它在回流水或提水入池的管道上分装一个气液混合泵在回流过程中溶入微气泡的高压空气 或氧气 可以使水体达到超饱和溶氧状态 对鱼及菜的生长起到了极为有效的促生效果 另外 还有一种用于氧气调衡及缓冲作用的方法 也用于停电难以实现循环或曝气增氧时 可以往水中投入过氧化钙或过碳酸氢钠 这些也可叫固体氧 具有缓慢释放之功能 对水 体溶氧可以起到长期调节之作用 增氧技术对鱼与菜的生长都是最为关键的因子 为水循 环系统创造一个高度溶氧的水体环境 是促进鱼与蔬菜植物良好生长的前提与重要环境因 子 二 种植部份种植部份 有了无土栽培技术后 种植模式发生了很大的改革与跨越 也让各种各样的植 物在环境要求和营养供应上得到了统一 可以让水生植物 陆生植物 甚至是沙漠的旱生 植物都能在同一个环境中生长发育 而且可以快捷高效地利用以水为载体的各种矿化营养 元素 不需像土壤栽培那般需要有机发酵微生物分解的缓冲过程 所以蔬菜植物比土壤中 生长要快 肥水的利用率也更高 对环境排放污水的控制也较易 在鱼菜共生系统中 蔬 菜植物的无土栽培主要就是利用水循环系统中存在的营养元素作为肥水 把水中的富营养 化物质得以净化 又同时通过基质的物理过滤 使原本受污的排泄水变得清澈无害化 为 鱼的高密度养殖创造可循环利用的净化水 从而实现了鱼与菜之间的共生共营关系 达到 最佳的生态效果与经济效益 用于鱼菜共生的无土栽培技术与单纯的无土种植技术类似 分为漂浮式水培 NFT 的管道化水管 隋性固态基质水培 气雾栽培等 通过无土栽培植 物根系的吸收 达到净化水质之效果 所以无土栽培的污水供给系统其实就是原来的营养 液循环供应技术 它的设计与常规无土栽培相同 这里不作详细介绍 虽然无土栽培部份 有往常的技术可资借鉴 但也养鱼结合的种植系统在设计与构造上还是得选择最为实用与 经济实惠的方案与方法 选择一些能灵活设计可塑性强更利于水质有效净化的无土栽培装 置 根据不同的用途及产业化规模 可以构建不同的无土栽培模式 再结合自动化控制技 术就形成了鱼菜共生的工厂化生产方式 根据无土栽培所结合方式方法的不同 主要分为 以下几种类型 i 以基质栽培为主的鱼菜共生系统以基质栽培为主的鱼菜共生系统 鱼菜共生系统最早结合运用的可能就是以固态基质栽培为主体的共生系统 这种系统设计 简单 主要由高架设的栽培床 床的设计以规格 1 2 米 长度以水体吨位所决定 一般 2 4 米为一吨的苗床配置比例 床体的设计可以是以硬质泡沫栽培槽的组合设计 也可是是利 用木框架设而成的自制栽培床 栽培床最好设定稍高于养殖池的高度 跨架于养殖池上 以便循环回流 基质一般以豌豆大小的砾石为好 这种基质排水透气性好 水流顺畅 不 会造成积水而影响硝化菌的培养 但也存在承重大 施工工作量大的缺点 但也有它的优 势 就是透气性好 植物没有缺氧的担心 而且对硝化菌的培育也是最适合的生态环境 一次投入多年使用 维护成本低 管理也较为方便 即使出现暂时停电对于植物的生长影 响不大 所以虽是简单的系统 但它还算得上是一个实用的模式 在工厂化的设计中 为 了使水循环的流程缩短 也便于种植系统的搭建 一般以养殖桶为节点 进行间隔性的设 计 可以每隔 3 5 米设计一个 1 2 立方米的养殖桶 并构建高架式标准栽培床 这样可以大 大加快循环水体的回流速度 以防积水 同样短距离的布局也更利用栽培床比例坡度的设 计 这种栽培模式的共生系统 可以在有环境控制系统保障的设施大棚内进行整齐的规划 实现工厂化流程化的生产 这种系统的水循环控制较为简单 可以结合溶氧控制与温度相 关控制的模式 也就是以温度为参照 按照温度越高循环越频繁 时间越长的原则进行智 能化的调控 并且再结合溶氧控制 当溶氧不足时也可以启动循环实现溶氧量的提高 因 为水流经透气良好的砾石时 就是一种自然的增氧过程 再加上回流水跌落的方式入池 也可以起到不同程度的增氧效果 这种模式既是可以进行多节点联接实现工业化模式生产 又可以利用一个节点单元而进行庭院式的生产 是一种技术要求相对简单构建方便的模式 可以用于生产 庭院 教育等方面 ii NFT 循环为特征的鱼菜共生系统循环为特征的鱼菜共生系统 这种系统是 NFT 水培与养鱼结合的新模式 它具有容易实施工业化的特点 而且蔬菜 植物的管理方便 收获后不需进行如基质培的残渣物处理等优点 目前用于 NFT 模式的大 多是选择 PVC 管作为种植载体 所以在水流坡度调节 及栽培管道架设高度可因操作者腰 间高度进行调整 齐腰作业不需躬身弯背 不管是妇女小孩还是老人等弱势者皆可胜任这 份工作 甚至残疾人也可以完成这些轻巧作业 管道布局轻便 可灵活组建 是最易创造 工厂化氛围与洁净化环境的技术 在具体实施时可以把养殖桶作为管道布设的支撑点 一 排排整齐的管道按一定的比降均匀铺设于养殖池之上 管道间距一般以种植植物的株行距 进行排列或打定植孔 在循环系统构建时 以高位端为进水口 以灌溉毛管作为每根管道 的进液管 并在每根管道排出水的尾端处架设一道集水槽或者规格较大的集水管 把收集 回流的水返还至养殖也 也可以直接返回养殖池 从原理来说 管道内只需保持 1 5cm 的 水流并缓缓地间歇性循环而过即行 但从科学设计与实用性角度来说 最好于管内铺层有 一定保水性的土工布或无纺布 作为根系发育的载体 让种于其上的植物根系在布上形成 根垫 更利于过滤吸收 也大大增强系统对水循环的缓冲性 就是暂时停电也不会影响很 大 使水流的速度减慢 蓄留管内的水份增加 管内环境的湿气度提高 更有利于蔬菜植 物毛根的发育 这种根也叫气根 它的发育对于生长促进解决缺氧问题是一招非常实用的 小创新 这样就把普通的管道栽培技术融合了毛细管水培与空气培的部份技术 让蔬菜植 物生长的根域环境大大优化 蔬菜植物生长更快 长势明显比简单化的管道浅液流设计要 好 另外 管内铺设布条 可以增强系统对水体中悬浮物的物理吸附作用 对整体微生物 培养与硝化都极为有利的设计 在具体施工时 一种较为简易方便的方法是在设施大棚内 等距离地布设养殖桶 桶口的直径一般以畦宽 1 2 米为准 养殖桶高度 90cm 刚好便于人 体直立操作 在于桶上按照 15 20cm 的间距架设 10X5cm 规格的 PVC 方管 于管的一端进 水 一端出水 管理与构建非常方便 也可以设计较大的较为集中的养殖桶 在平面布局 上管道栽培部份与养殖池部份分离 再通过循环设计 把它与养殖桶联接在一起 实现养 殖种菜的有机结合 半径直径周长底面积高度展开面积体积 3 14 0 60 1 20 3 77 1 13 0 80 3 01 0 90 iii 以气雾培的空间设计为特点的共生系统以气雾培的空间设计为特点的共生系统 气雾栽培是最易实现空间立体设计的栽培模式 它与养殖结合后有较大的优点与更高 的效率 首先这种设计对于土地资源有限的市区农业发展来说是一大创新 它可以比原来 的基质栽培或者水培提高 3 5 倍的利用率 甚至还更高 同时把养殖的废物水经气雾喷射 会让水体中的有害氨气与硫化氢二氧化碳等气体挥发 更为重要的是能发挥植物根系更大 的吸收效率与更为庞大的根系表面积 所以说气雾栽培不仅仅是无土栽培技术中最为先进 的模式 就是与工厂化养鱼结合后 也是一种效率最高的鱼菜共生系统 现把具体模式的 构建简述如下 气雾栽培的模式很多 目前生产上较为常用的有金字塔型 桶型 槽形 还有拱棚型 等 不管哪种气雾栽培模式 都有只共同的特点 就是以空间利用的提高为原则 以雾化 均匀为关健 以电国保障为安全运行之前提 在鱼菜共生设计结合时要注意的一个重要方 面就是 雾化废水必须先经过硝化床的基质过滤净化后方可引入雾化栽培系统 以免造成 严重的喷头堵塞 所以在循环设计时 由养殖池抽出的废水先经过基质栽培的硝化过滤 再把这净化后的水引入到雾化供液管道 其间可以设计过渡池或床 过渡池或床除了蓄水 作用外 还具有静态沉淤再次净化之作用 在这个沉淤过渡床或池上可以结合漂浮栽培植 物或者浮种水生植物 为了营造工厂化环境可以在规划时可以功能分区 养殖区 硝化区 沉淤区及气雾栽培区 这样可以让整个基地更为整齐也更便管理 通过近年的研究观察 气雾栽培的共生系统可能是未来鱼菜共生发展中的主要模式 因为它对废水的吸收利用率比任何一种模式都要高 而且气雾的过程又是一个富氧化的过 程 可以让水的溶氧在弥雾过程中得以提高 而且空间生态的建立 更利于鱼菜共生整体 小气候环境的改善 同时也是一种最为节省资源与劳动力的方法 另外 气雾栽培的病虫 害更易控制以外 它的根域空间与外界相对隔绝 既使有轻危的虫害也可以进行生物药剂 的使用 而水培及基质培则严禁施药的操作 否则会使水体残留农药而危害到鱼之生长 iv 以浮板栽培为特点的共生系统以浮板栽培为特点的共生系统 浮板栽培也叫漂浮栽培 是水培技术中较为常见与普及的一种 而且是较易实施产业 化工厂化的模式 生产上一般用水泥砖或红砖砌成宽与浮板相同的水培床 一般床深度以 15 20cm 为宜 长度视场地而定 但也不能过长 过长的水培床会因水循环路径长而影响 溶氧 也会因水体溶氧差异大而导致水培床前后蔬菜生产势的不均一性 所以一般以不超 过 30 米为宜 浮板栽培也不是直接地把鱼池的鱼水直接引入漂浮床进行循环栽培 也需要 先经过硝化床或桶的过滤硝化后 方可引入浮板种植系统进行漂浮栽培 这样才可以使水 中的氨更有效地被转为硝酸盐 参予植物根系的吸收代谢 也不会对鱼造成毒病 所以在 浮板栽培设计时 需要规划部份作为基质栽培以完成硝化过程 待基质过滤后所回流或收 集的鱼水再作为漂浮栽培的循环用水 这样既可以使微生物分解转化功能得以加强 还可 以减少漂浮栽培水体的生物耗氧与一些根腐现象的发生 对于水体微生物生态环境的优化 来说是种较为科学的设计方案 漂浮栽培模式可以是简单的循环也可以结合纯氧的溶入式循环 特别是纯氧的溶入技 术结合后 不仅可以使蔬菜的产量提高 30 左右 还可以促进鱼的活动提高摄食量 加快 鱼的生长 漂浮栽培也是一种较易实现工厂化的模式 系统的循环构造也较简单 从栽培 床的一端进水 另一端回流即可 但最好把进入端设计成瀑布喷射状的注入栽培床 可以 提高溶氧 这种瀑布式循环的水培也叫 M 式水耕技术 它源于日本 在日本已有 30 年的 历史 而我国则近年刚刚开始 把它与养殖结合因水培床的蓄水量大 具有更好的缓冲性 不管是营养还是溶氧 都可以保持较好的稳定性 这种模式最适合于生菜等叶菜的栽培 也可以用于栽培罗勒等药草类植物 具有建造 容易 最为简易的方法就是按照一定尺寸的宽度用水泥空心砖彻床 再于床内铺衬薄膜即 成 如果是建设成水泥床 需进行消碱处理才可进行栽培 否则水泥渗出的强碱会导致蔬 菜的严重失绿缺铁 如急于使用最好也于床内衬膜栽培较好 这种模式管理与种植都较方 便而且当停电时对菜的影响没有气雾栽培那么大 不会造成失水死苗 它的水循环控制可 以用定时控制也可以用智能专家系统由溶氧参数来控制 当溶氧度低于设定值时 就进行 循环或者增氧 不足之处 就是水体大 要进行水温的调控会消耗大量的能源 v 水柱状设计的共生系统水柱状设计的共生系统 一种高效益的 管理集约化的 闭封内循环式的养鱼种菜共生系统新设计 特别适合于低气温条件 下所进行的周年温室生产 可以实现持续的蔬菜栽培与渔业养殖 这就是水柱式的鱼菜共生桶新模 式 该模式经试运行测试表明 克服了传统鱼菜共生存在的以下一些问题 营养液桶式的养殖池是 鱼与菜生长的共同空间 两者间实现巧妙的共生结合 不需传统鱼菜共生系的单独过滤 水质澄清 所需的设施及零部件 也节省大量的循环水管 实现简单构造多功能的生态用途 共生物种间活性 物质的相互促进与利用 实现生态与经济效益的最大化 水柱状养殖池设计为生态温室小气候条件 的创造起到了极大的调控作用 可以大大降低温湿度调控的管理成本 以及单位面积上系统组件投 入的最小化 达到一种最佳的综合的生态与经济效益 该设计中水柱状养殖池所构成的水系 是一个很好的生态调控水体 它起到了收集与储存太阳 能的作用 因此 水产养殖的系统功能 可以作为被动式的太阳能集热器和调温的热载体 系统设 计时 需要按温室空间来设计所需的调温水体总量与最理想的温度保持 在这种制度下 养鱼与种 菜置于同一水体中 实现了鱼废物料废水的生态循环利用及蔬菜栽培的水耕式生产 是一种很好的 结合 废水资源的回收循环利用与加温调控的节能化运行 从而维持水质的清洁 确保鱼类的活跃 生长 这种简易集成系统的设计本着 减少建设成本投入与管理操作费用 同时保持稳定可靠经济 实用的鱼及菜食物的生产 采用太阳能吸收型的透明水柱养殖池具有以下优点 适度的透光更利于 藻类及浮游生物的培养 而其后期水柱会因生物垢的积累而成灰黑色 更利于冬季的吸热 通常直 径 1 1 5 米且高度为 1 米的水柱 它所起的集热器效应 可于冬季吸呐 300 千卡的热量 对于调控 温室的冬季室温起到了极强的缓冲与稳定作用 这种半透明的水柱在白天光热作用下可使浮游植物 的光合效率提高而释放大量的氧气 又有利于鱼的生长 而装置的曝气培氧又能为依赖氧气的好氧 生物微生物及鱼提供氧气保障 有利于水产生物的培养与生长 上图说明 左边为水柱的白天蓄热示意图 右边了晚上放热增温示意图 水柱式养鱼模式与结构示意图水柱式养鱼模式与结构示意图 系统说明 该系统以立柱式设计为主题 可以减少管道等部件的投入 也极方便管理人员的走动 管理 它的构成 从生态角度包括 人 鱼 菜 浮游生物及微生物 从设计构造角度 分为养殖 柱 护根网 栽植蔬菜之泡沫浮板 投喂口与观察窗 再加上促进水流动或增氧曝气之水泵或气泵 其中护根网主要作用是防止鱼啃食根系 所以一般于离桶沿 20cm 处布设护根网笼 桶中心设计直径 为 30cm 的观察窗 用于日常投喂与观察鱼活动状况的窗口 浮板可设计可拆卸组合的放散状梯形浮 板 从观察窗向四周发散式组合 也可以是一体化的与圆桶相符但中心留观察口的浮泡扣板 vi 与污水处理结合的共生系统与污水处理结合的共生系统 鱼菜共生系统从某种角度来说也是一种养殖废污水的处理系统 该系统如果与工业污水处 理结合 也同样可以达到理想的生态效果 b 三 微生物处理 三 微生物处理 微生物技术是嫁接养殖与种植的主要结合体 通过它可以实现两者间能量与物质代谢的循 环与平衡 首先微生物是所有有机物的终极分解者 通过它的分解方可以使大量的有机排废物 重新得以运用 成为种植蔬菜的最好肥源 大自然的微生物到处存在 分为有益与有害两大微 生物种群 农业生产就是要为有益微生物创造强势群落来抑制有益微生物的滋生 所以除了接 种技术以外 更重要是要为有益微生物 Effective Microorganisms 的滋生创造适合的条件 而 有益微生物大多属于好氧菌 特别是硝化菌的培养更需创造好氧的环境 所以鱼菜共生技术中 的硝化处理部份 大多是以砾质基质为载体 一可以起到物理过滤作用 二可以为好氧微生物 的繁衍创造好氧环境 除了关键作用的硝化菌及硝化床的设计外 其它有益微生物如光合菌 乳酸菌 酵母菌 线状菌等也需要进行接种培养与好氧环境的创造 所以水体的循环与增氧是 较为关健的 不仅是鱼发育菜生长的需要 还是有益菌繁衍的前提 通过对系统科学设计及有益菌的接种培养 除了能加快有机物的分解使水质尽快净化外 还可以在菌的代谢过程中形成大最的酶 活性物质 抗生素 对于菜与鱼的生长与提高抗性来 说又是一大促进 在设计系统时 除了硝化床或桶的设计外 还可以利用生化棉或滤球等材料 建立生物滤池 并且对生物滤池进行不断的循环增氧以培育系统的有益微生物 促进硝化及其 它有害物质的分解转化 这种生物滤池的设计在工厂化养殖上具有非凡的作用与意义 那么在 鱼菜共生系统中我们也可以为每个养殖池配置一个生物滤池 以促进微生物的繁殖与加快有机 物分解转化 在整个鱼菜共生系中 微生物的作用具有重要的地位 它直接关系到系统的稳定 性及水质的高效处理 所以我们也可以进行有益微生物的阶段性接种与人工培育 在管理时 可以定期地向水循环系统中添加微生物溶液 对鱼及菜的生长来说是一种最生态的生物促进法 能确保蔬之高产与鱼之增肥保健 现把硝化菌的重要转化过程解析如下 三 鱼的养殖 用于鱼菜共生的鱼种类较多 但最好以适应性强的本土鱼类或者耐缺氧与废水环境较强的 鱼类为好 这样更适合于高密度的养殖 以提高水资源的利用率 目前用于鱼菜共生的品种有 鲤鱼 锦锂 罗非鱼 太阳鱼 鲶鱼 美国斑点叉尾鱼 大 口鲈鱼 龙虾 本土石斑鱼等 这些鱼具有较强的适应性与耐高密度养殖 特别是罗非鱼是最 适合高密度养殖的品种 可以实现每立方水体 200 300 尾的密度 而且生长速度快 鱼的品质 佳的优点 又是一种杂食性与饲料转换率较高的品种 可以达到 0 8 1 的转换率 另外 鲶鱼也 一样 不仅可以高密度而且耐污水能力特强 也是一种鱼菜共生的好品种 放养的密度对于共 生系的建立与稳定极为重要 一般前期可以密些 后期慢慢分养 或者随着密度提高要增加纯 氧的输入量与循环的频率 如果要达到最高的养殖密度最好结合纯氧溶入技术来实现 但要有 可靠的防停电装置 基地要配备一台发电机 或者停电的自动切换与报警装置 以防停电造成 的损失 四 菜的管理 蔬菜的无土栽培技术基本上与单一的无土栽培技术相同 适用于鱼菜共生的蔬菜品种 可 以是叶菜类也可以是瓜果类 甚至还可以用于种苗的培育 但它是一种有机分解物参予的营养 代谢过程 它的分解效率或者分解底物对菜的生长有较大影响 如果微生物种群不合理或者数 量少就会使有机物分解不底彻或者速度慢 使菜的生长受抑 所以从菜的生长来说微生物的管 理也是非常关键的一环技术 从有机排泄的分解底物来说 也影响矿化的营养成份 通过对饲 料的合理配置与配方研究 来补充蔬菜所需的各种营养元素 通常养殖水是一种富氨态氮与磷 酸盐的排泄水 其它的微量元素常有缺乏之表现 如果要采用有机生态的自组织解决方法 必 须往饲料配方中添加鱼粉 骨粉 海藻类原料 使微量元素的供给得以补充 其实鱼与植物所 需的矿质元素基本相似 只有通过饲料配方的优化才可以使排泄水的营养物质更齐全 所以在 配方中加入微量元素含量较丰的饲料是解决蔬菜缺素的最生态方法 当然阶段性的酸碱度调控 也可以让一些元素得到补充 比如硝化过程造成水体的酸化 常产生不利鱼生长的酸碱度环境 为了创造适合的 PH 值 给水中加入氢氧化钙或者氢氧化钾 无形就丰富了水体中钾与钙的含 量 另外 螯合铁则以 2PPM 的浓度 往水体中添加 也是目前解决蔬菜缺铁失绿症的一种主 要方法 蔬菜的栽培是一种有机种植的过程 微生物的存在可以提高蔬菜的抗性与活力 但也因元 素的缺失而影响生长 所以大多以栽培对营养要求相对较低的叶菜类为主 如果进行瓜果栽培 需进行营养补充与增施叶面肥 日常的虫害管除了采用防虫网的隔绝防除外 还可以结合诱虫 灯与粘虫黄色板 以诱杀为主 如果出现暴发也可以对气雾培的蔬菜进行生物药剂的防治 基 质培与水培尽量免除使用 否则会造成鱼之中毒 除此以外也可以发挥无土栽培之优势进行蔬 菜植物的间种或混种 把一些驱虫或抗虫的蔬菜与普通蔬菜混合栽培 达到生态忌避之作用 在鱼菜共生栽培中 最常见的问题就是缺铁失绿导致生长抑制 所以补铁作为主要的营养管理 技术 五 计算机控制 鱼菜共生的商业系统大多也是采用计算机管理模式进行生产 一可以减少人工操作工作量 又可以实现精准化的生产 不会因技术问题而出现生产损失 是一种傻瓜化的生产方式 鱼菜 管理计算机由主机及两路控制模块所组成 主机是人机对话界面与专家系统软件平台 分控模 块是对种植部份与养殖部份进行分区管理的智能终端 再就是各类传感器 如果进行远程监控 还得配通讯模块与微机操作软件 达到远距离监控管理的目的 六 日常维护 鱼菜共生系统其实只要保持生态稳定性的关系建立 日常的管理就极为简单 为了把这种 商业工厂化的模式形成一种规范化的管理操作及维护流程 现把常用的一些作业流程进行系统 化制度化的规定 以实现正