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

目录

鱼菜共生技术 (3)

鱼菜共生的发展历史及背景 (3)

鱼菜共生系统中物种间的生态关系 (4)

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 (8)

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 (10)

水柱状设计的共生系统 (11)

与污水处理结合的共生系统 (12)

三、微生物处理： (12)

庭院式的鱼菜共生模式 (15)

一、养殖桶的建设， (16)

二、硝化过滤桶与床 (16)

三、气雾栽培与NFT系统的结合运用 (17)

四、辅助技术的建造 (17)

五、日常的管理： (17)

六、庭院式鱼菜共生系统 (18)

(a)

第 II 条鱼菜共生技术

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 2.01 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 2.02 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2.03 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：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

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

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。

Ω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

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

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

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

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

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：

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，以实现正真的工厂化生产。

1、基地巡视制度的形成：虽然是自动化智能化的鱼菜生产系统，但常规的值班制或巡视制

度的形成还是需要的。它可以减少各种运行故障对生产造成的损失，可以随时观察与反

馈基地情况如鱼及菜的生长情况、系统的运行情况、生产管理情况等，从而有利于生产

决策及技术实施，为基地的正常运行提供有力保障。

2、水质的定期检测与在线控制管理：高密度养殖是建立在共生平衡关系基础上的一个动态

平衡系统，各种因子的变化波动也常常较大，特别是水质指标是要急切关注的一个重要

参数，必须隔三差五地对水质进行测定，因为它不仅是养殖水，其实还是种植蔬菜的替

代有机营养液。水质的指标，包括氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐指标、硫化物指标、二氧化

碳指标、溶氧指标、电导率指标等，这些指标有些可以通过计算机的在线传感器获取，

有些可以用手动检测仪读取，当水质的变化不利于鱼或菜生长时，就要进行调节与调控，如果有计算机系统可以实现自动调控，如果没有计算机的在线控制部份就用人工调节；

如溶氧指标，一般以4-5为下限控制域值，这域值对大多数鱼或漂浮的蔬菜都是适合的；

氨氮指标一般控制在0．2mg／l左右，在这环境下大多数鱼是安全的，它也可以通过传

感器实现控制，如果超过安全域值，可以加强雾化或者注入新水，以挥发与中和的方式

实现参数的调整。二氧化碳指标可以间接地通过检测气雾环境中二氧化碳浓度的波动变

化指标作为控制参数，比如当水中的二氧化碳浓度超过80mg/L时就会对鱼呼吸造成困难，此时尽管水中的较高的溶氧，解决方法也就是加快气雾蔬菜栽培区的雾化频率，以

加速蒸发，也可通过注入新水的方案实现。这些都可以通过传感器技术实现。而PH值参鱼及菜的生长也是较为重要的，虽然它也可以采用自动控制法进行自动调节，但是从

成本考虑及它的波动相对稳定性，我们要以用PH计进行阶段性测试与人工调节即可。

通常鱼的PH值为7.5较适合，而菜则以6.5为宜，管理时可以取折中参数7作为调控参照值。过度或过度都可以用磷酸及氢氧化钙与氢氧化钾进行调节，这样既让PH值环境得以稳定与平衡，又可以补充部份钾、钙、磷肥，对鱼与菜都得到了调控。上述的各

项水质参数不管是计算机自动调控或者人工调节，也需要进行经常性的检测与调控，以

确保水质的清洁与植物蔬菜的正常生长。前面提及的各项参数除了可以利用计算机实现

实时监控外，如果手动测定可以选用养鱼水质管理的水质测试包即可进行上述指标的测

定，再按测定进行调节或者调控，把水质保持在适合鱼菜共生的范围内，是养好鱼种好

菜的关键。

3、停电时的应急措施：不管是养鱼还是蔬菜种植部份的气雾栽培，对电力的保障来说还是

较为重要的，一旦停电如果不及时发现与启动预备的发电机系统，也会造成不必要的鱼

菜损害。所以当前以电为能源的动力型农业，电力保障极为重要，需要在停电时及时关

注与解决。按基地用电量的大小配置相应的发电机，是确保基地安全运行的前提，当然

巡视人员的及时发现是极为重要的，现在高科技的方法也可在停电时，计算机利用贮备

电，进行报警或自动拔打业主手机的功能。

4、菜的管理，在鱼菜共生中不仅仅是产量与质量的管理，更重要是体现在生态的管理，所

谓生态管理，就是虫与病的防除方法要么采用物理隔绝与诱虫灯的运用，要么采用天敌

进行以虫治虫的防治，还可以采用人工捕杀的方法，只有这引起方法才可以保证水体不

污染，生产的产品达到纯有机的要求。那么收获的管理也要以生态平衡为首要，不能一

次性全部收获，否则会使硝化过滤及净化功能殆然破坏，而使水体水质恶化，影响鱼的

生长，所以商业化的生产场所，菜最好区划成三个区间，采用轮流播种，三区分批采收，而且采期可以通过播期的合理安排来实现，每次采后至少有大于2/3面积的菜是处于旺盛生长期，这样才能保持水体生态平衡的稳定。菜的生长状况也需要进行经常性的观察，生长速度，叶菜类的叶绿素正常与否，如果发现生长异常，如叶片黄化，就必须考虑到

是否缺铁、锌之类的微量元素，如果生长慢，就要考虑到水的肥度是不是不足，或者菜

的面积是不是过大，进行灵活的调整。可以通过改变饲料配方的调节达到水体微量元素

的平衡，也可以采用超声波雾化法进行气雾根系补充或者叶面补肥，或者通过调节养殖

密度与菜的种类与面积，来调控菜的生长。如往鱼饲中加入鱼粉、骨粉、或者海藻粉等，

都可以让微量元素得以补充，最直接方法就是往水体中投加螯合类的微量元素，如铁可

以通过螯合铁的2ppm浓度的补添来实现。鱼菜共生系通常以种植叶菜类与药草类为主，

但如果结合种植一些需肥量较大的木本经济树种或者瓜果类，生态效果与经济收益为更

好，木本类或者瓜果类通常对矿化营养要求高，而且需肥量也大，对于净化硝化来说效

率更高，在相同重量的情况下，木本类植物有更高的灰分含量，说明它吸收矿质净化的

能力更强。可以在基质层较厚的硝化桶内种植一些速生早产的水果，如百香果、葡萄、

桃等，最好是种植周年生长的植物，这样可以让硝化的效果持续长久。

5、微生物管理：在鱼菜共生系中，培殖水体有益微生物种群，抑制有害微生物菌的滋生是

关键。可以采用阶段性地往水体中接种净化水质的微生物种群或者对刚建立系统的硝化

床接种硝化菌的方法，来构建平衡稳态的微生物群落。往水体中接种光合菌、乳酸菌、

酵母菌、线状菌、硝化菌等对于提高水体抗氧化能力减少腐败污染以及加快大分子有机

物质的矿化过程，一些有害离子的清理转化，及生理活性物质与抗生素的形成都有很大

的促进，所以接种微生物形成优势群落是当前水处理净化的一种环保生态的良法，在鱼

菜共生中可以有效地结合，达到提高鱼菜共生系统的稳定性与促成鱼及菜的快速生长。

一般每隔15-20天往水体接种人工培养的有益菌种，把它作为日常管理规程纳入鱼菜共

生的技术体系，是对传统鱼菜共生技术的全面提升，具有非常重要的实用意义。硝化床

或桶通常是采用基质栽培，对于它的管理就是定期检测它的过滤水流是否顺畅，如有堵

塞就会造成厌氧环境不利硝化菌的培育，必须及时采取疏通措施。

6、水生植物的管理：在鱼菜共生系中，常常利用水葫芦的清理净化特性，或者浮萍类植物

的快速繁衍特性，为水体中富营养化物质的去除起到植物净化作用，但这些植物因自身

代谢吸收矿化离子外，还要消耗大量的水体溶氧，如果不作管理任其滋生，会使水体溶

氧骤然下降导致翻塘缺氧而死鱼，所以水体飘浮的水生植物以不超过水面1/3的面积为

宜，最好采用框养法，进行生长范围限定与围栏。捞取的水生植物是进行堆肥发酵的好

原料，可以通过水生植物的生长，汲取水体的富营养化物质，再经发酵成为堆肥，作为

基质栽培植物的最好肥源，也可以提取堆肥液用于蔬菜植物根外追肥及水培或气培的营

养液，这样就形成了水生植物处理水质的良性生态循环关系。

鱼菜共生技术的商业化生产与工业化企业化运作，是当前农业发展的趋势，是资源节约型环

境友好型农业发展的必然模式，必须在较小的范围内创造最高的经济社会生态效益为目的，走工业化模式是必由之路。鱼菜共生商业系统不仅仅实现了陆地可以养鱼的问题，更关键是

为未来永续耕作型农业的发展探索找到了一种最佳的食物生产模式，它的蛋白及果蔬营养的

同时生产获取，是最有理由成为未来食物支撑系统的生态农耕方式，它可以在不受土壤及气

候的限制下进行耕作，可以在设施的保护下实行周年耕作，而且在生态平衡共生共营的模式

下实现有机可循环零污染排放的耕作，是未来蔬菜生产与水产养殖的一种重要技术，是实现

养殖与种植工厂化的最好生态结合。它在水资源极为有限的沙漠孤岛城区或山区都可以进行

鱼及菜的共生耕作，对于人类农业生产与环境保护节省资源角度来说是极大的贡。发展鱼菜

共生系统，从庭院走向生产，从科研教育走向田头，是该技术实现商业化与工厂化的一大跨

越与必然。

节 2.04 庭院式的鱼菜共生模式

在上世纪九十年代初，我国的庭院经济模式曾一度风行，强调农村小庭院发展家庭式的种养殖业，

以提高农民收入，实现农村经济的发展。于是，房前屋后的各种各样养殖业及种植业就此成为农村农民发展农业经济的一种互补模式。发挥了庭院的管理方便之优势，也结合了小气候优化之优点，让种养殖的质量与产量大大超过规模化的单位产出量。在当时农产品不是极大丰富的时代，这种庭院经济的主要功能还是以提高家庭收入为主的农业创收模式，还是以自给自足的小农经营为主要方式。但是当时需然也有了许多可以实现种植与养殖有机结合或者能量物质平衡循环转化的系统，但水产养殖与蔬菜种植的一体化结合还未能开发与利用。

随着社会发展，需求发生了变化，农业生产功能同时也得以扩展，由原来单一的生产型转变为观赏生态与休闲体验型相结合的新模式，同样的庭院它的定位与模式却完全的不同，它以生产有机绿色无公害为主，以自供型与休闲型为重点，生产的产品是自供的完全的有机的，对环境的贡献是绿色生态环保的，对资源的利用是集约的可循环利用的持久型农业。而且这种模式不仅是限于农村的庭院，还可以在城市的楼顶阳台甚至室内结合绿化得以实现，它的运行模式由原来纯人工管理变成了自动化结合的生态管理模式，更加趋于省力，更加强调生态功能与休闲体验，看似同类模式但功能与定位完全的不同，这就是经济发展观念随之改变的结果。所谓庭院式的鱼菜共生系统，就是利用宅区小院或者楼顶阳台地下车库等居住环境空间进行家庭式生产的主要模式。以下就它的构建及运行管理进行介绍，让大家可以亲手去构建这种对城市农业带来极大贡献的农业耕作新制度。

以下就家庭式的构造作简要介绍，家庭的鱼菜共生关键在于实现节水化养殖与家庭污水净化结合所组成的一种生态环保型技术。可以把家庭生活洗涤后的污水经生物过滤达到净化可重复利用的用水标准后，再进入鱼菜共生系统，实现水资源利用的最大化，也减水了水污染与水浪费，所以在家庭生活的每处污水排放点都用管道或容器进行收集，把污水引入生物净化系统，得以过滤净化吸收后再进入鱼菜共生的养殖系统，这种净化的模式与鱼菜共生技术相同，也是利用基质栽培的物理过滤及植物根系与微生物的生物净化吸收功能，来实现污水净化，从而达到水资源循环运用的目的。这些经处理后的污水再作为鱼菜共生的循环用水，达到水资源的最节约化利用，利用该技术形成的系统可以称得上现代生态住宅的生活机，也叫生活机器。生活机的主要构成如下：集水管道或者盛水容器，起到收集污水的作用，大多以家庭洗涤排出水为主，收集水再流经槽式、桶式、柱式等模式的基质种植系统，让固态的基质发挥物理过滤作用，把水中的悬浮物进行清除净化，再利用种植于系统中的植物进行，吸收转化去除富营养化的物质元素，从而把污水变成可利用的清澈水。以净化的水作为水源引入鱼菜共生系统，作为菜与鱼生长的共同需水。而家庭式鱼菜共生系统与商业型不同，它立足于家居环境更趋于观光休闲与特色种养殖之功能，可以在系统中养殖或种植各种各样的鱼类与植物，把庭院建成了美化与生产体验为一体的菜园、花园、或果园。但是这种花果园与以前庭院经济模式不同，它结合了自动化与无土化技术，可以让庭院在结合高多功高新技术基础上构造了一个生态环保洁净化的生产生活系统。

庭院式鱼菜共生系统的构建体现出就地取材、结构简单、品种多样、管理轻巧化的特点。是一种适合家庭主妇老人小孩参予的技术，更是小孩学习自然科学的科普教材，它涉及到植物、动物、微生物、化学、物理、控制、建筑设计等学科，通过对鱼菜共生系的构建、学习与管理参予可以学习到丰富的自然科学知识，是一种求证教育与体验学习的新方法，目前许多国家已把鱼菜共生系的微小模型或系统作为自然科学教育的一个重要素材。家庭构建的特点就是因地制宜、就地取材，灵活构建、不拘一格。可以选择一些较大的塑料桶、容器、闲置水塔、也可用铁丝网栏围而成，而种植系统的构建，可以充分利用家庭生活过程中的各种废弃物作为材料自制完成，当然也可按照技术标准购置材料进行科学设计，以达到更美观的效果。现就家庭通用模式进行简单介绍，让你学会自已动手操作。

一、养殖桶的建设，选择一个能装水几百公斤或者吨水的铁桶作为高密度养殖池，也可以用

铁丝网按照场地的大小设计围栏而成，再于围栏内衬铺塑料薄膜以防漏水即可。

二、硝化过滤桶与床：硝化桶或床的构建是关键，是保持水体氨氮不超标的重要环节，在家

庭式的设计中，硝化桶或床是以固态且排水良好的基质为材料的无土种植装置，所选的基质透气性非常重要，一般以豌豆大小的砾石或陶粒为基质进行桶式或床式栽培，桶可以是塑料桶或者塑料容器，床可以是以木枕围框而成的高架式种植床。养殖池的水先通过桶或床的过滤硝化，再返回到养殖池，这个过程可以把悬浮物滤去，基质附着的有机物可以在微生物作用下分解以及进行氨氮的转换，再供给定植其上的植物作为营养源，实现了有机分解转化过滤，从而恢复回流水的洁净。

三、气雾栽培与NFT系统的结合运用：上述的基质过滤栽培与养殖水体形成的循环系统是

目前运用最多的共生模式，但这种模式的空间扩展性与灵活性不大，如果结合先进的NFT与气雾模式就可以让种植系统实现立体化栽培，对空间狭小的阳台或楼顶来说，是一种充分利用的好方法。通过上述基质滤化回流的水不直接返回养殖桶，而于以过渡床或桶的方式回收，再把回收的水循环到气雾栽培系统或管道化的NFT系统中，实现再次的植物吸收净化，经植物吸收净化后最后返回到养殖桶，从而形成了以下循环模式：养殖水----基质硝化过滤桶或床-----过渡池或床----参予气雾培或NFT栽培循环----返回至养殖桶。通过上述的综合处理与植物吸收转化后，基本能维持整个水体的稳定性与洁净度。

四、辅助技术的建造：除了上述的主体硬件建设外，辅助的元件与材料还有智能控制模块及

水泵、增氧泵等也是自制鱼菜共生系统所必须的。在完成水循环过程中，必须依赖抽水泵的动力及输水管道，如果是管道化栽培的，还要选择直径较大的PVC管作为种植蔬菜的管道，具体操作可参照PVC管道化栽培部份的介绍。鱼菜共生系统其实就是一个科学的水循环系统，所以水管的安装与布局是需要经过设计或者系统的要求灵活制作的。在高密度养殖桶中必需均匀布设增氧砂头，利用增氧泵进行曝气式增氧，当然也可以用曝气增氧管代替，只需于绕桶底一周均匀环布设即可，曝气的主要作用是防止缺富而影响鱼的生长与摄食。而智能终端的微型模块是是一个连接有溶氧传感器与温度传感器的小型控制器，它可以对循环及曝氧的频率进行控制。

五、日常的管理：每天检查系统运行的状况与植物生长情况，每隔一周需对水质的PH值进

行测定，让酸碱度保持在适合的范围内。如果许可的话，还可以结合箱式的蚯蚓养殖技

术，为鱼生长提供营养丰富的饵料，同时又可以让生活垃圾及厨房食物残料进行转化分

解。通常的鱼类以每天投喂2-3次饲料，以鱼总生物量的3%作为每天鱼饲的投量。

六、庭院式鱼菜共生系统，适合于绝大多数蔬菜的栽培，但大多以叶菜类为主，它可以在不

需特殊营养补充的情况下生长良好，但如番茄黄瓜辣椒等瓜果类，如果进行间歇性的超

声波营养雾化补充，也可以让这些需肥要求严格的蔬菜植物生长。庭院式鱼菜工生系，

是一种最适合城市耕作或者阳台楼顶进行生态绿化的新技术新方法。庭院不仅成为农业

生产基地又使阳台楼顶得以美化，具有极好的市场前景与社会效益。

硝化系统构建的重要性及模式

鱼菜共生是工厂化养鱼与无土栽培技术有机结合的新型农业耕作模式，这种模式集养殖与种植为一体，而且相互间建立起良好的生态共生关系，是未来生态农业发展的经典模式，也是效益农业的发展方向。通过两者的结合比两者的单独运作更有优势，投入成本大大降低，产品的产出是完全的有机，而且品质更佳，无需任何的化肥与农药投入，是未来有机农业的一种主要模式，养鱼不需常换水，种菜不需再施肥就是利用两者之间的生态动力关系所构建的平衡体系。

鱼与植物间通过微生物实现两者物质与能量的转换，微生物分解鱼之排泄与水体废物，再通过菜的吸收使水质得以净化，把水变成可循环利用的水，为鱼的封闭式养殖工厂化运行创造了良好水生态条件。在封闭的水体中加上高密度的水产，会使水体中的氨氮大量形成，而这些氨氮对鱼来说是一种较为敏感的化学物质，超过一定指标就会使水质恶化或中毒，而对另一种化学形态的氮鱼体本身有较强的抗性，那就是硝态氮，这种硝态氮同时又是植物吸收利用氮的一种很好氮源，这样就让鱼菜之间形成了氮循环的生态共生关系建立提供技术依据。其它的磷及钾还钙镁硫等元素也在水体微生物作用下分解为让蔬菜植物易吸收的矿化元素。从而为菜的生长提供了丰富的营养源，而水体中的矿化元素又能得以吸收净化。植物微生物鱼之间构成的共生共促关系就是鱼菜共生模式建立最重要的基础。而在众多的水体微生物中，硝化过程是在硝化菌的作用下完成，它的贡献是最为关键与重要的。如何培养丰富的硝化菌，形成快速转换氨氮的存在形态，是成功养殖克肥水质恶化的重要一环。分析硝化菌滋生条件，模拟创造适合其繁衍滋生良好条件就是这项技术的核心，是成功实现共生的最为重要技术环节---那就是硝化系统的建设。

硝化过程是一个好氧的过程，设计时需采用排水透气良好的基质材料如陶粒、清沙、或者砾石，把

它装入苗床或者容器中，作为流化过滤之用。在水流过粒状基质时把水中的固态有机废物得以吸附与过滤，这些滤留于基质表面的有机物处于好氧而且水份适宜的环境下，使大量的硝化菌得以繁殖，从而使水中的氨态氮得以转化形成蔬菜植物需要的硝态氮，起到了良好的生物转化作用。在硝化床或硝化桶中同时也培养了大量有益的好氧微生物，如光合菌、乳酸菌、酵母菌、线状菌等，这些微生物种群与硝化菌一起作用，完成了水体中有机残留物的转化与分解，为蔬菜植物的生长提供大量可利用吸收的无机矿质元素。所以在硝化系统设计时，保持硝化基质的透水好气是关键。生产上一般选择豌豆状的清洁砾石或者陶粒来建立起到过滤与硝化作用的硝化床或硝化桶。不管是桶与床还是槽与容器，它的作用就是对水中有机物的过滤、硝化、矿化分解，为蔬菜生长提供营养与水份。所以在硝化基质上一般结合了无土栽培中的基质培技术，栽植一些具有经济价值且生长速度较快的经济植物，可以把分解矿化的水体中矿质元素进行吸收转化，实现了蔬菜不需施肥，养鱼不需换水的生态生物链关系。以下的硝化系统设计是两种最为常见的设计方案：

1、桶式硝化系统：该系统构建较为简易，实施方便而且灵活性较大，维护也较为简单。建立过渡水床，并于水床两沿均匀摆放用于种植植物的硝化桶，经过硝化桶循环的养殖水流入过渡水床，而过度水床又是栽培水生植物或者漂浮蔬菜的苗床，水在这里得以再次沉淀与吸收，又是得以净化，然后回流或抽灌回养殖池，形成了封闭式的循环种养系统。

2、阶梯式硝化系统：就是把硝化基质装入到阶梯式设计的种植系统中，这些种植系统是由基质栽培槽交错垒叠而成，相互间的水流可以上下贯穿，延长了水流长度，使上方注入的水层层流至底层，在这过程中，水中的固态有机物就得以有效的过滤净化，与硝化转化分解。这种设计更有立体空间优势，使种植的蔬菜数量增加，又是一种立体化种植的系统。

3、塔式硝化系统：这种系统其实就是立体式基质栽培系统，它比传统的硝化床更具立体优势与更佳的硝化过滤效果，也是硝化种植系统中较为科学与高效的设计，可以使水流延长，空间增大，利于高效率地栽培蔬菜植物。

总之，硝化的设计多种多样，只要坚持原则，熟知原理，就可以灵活设计硝化种植系统。但不管是哪种模式与设计，其间填充物一定要有良好的排水透气性，以创造适合硝化菌滋生的好氧环境。

桶式的硝化设计

阶梯式的硝化设计庭院的鱼菜共生系统

这里所指的庭院即包含楼房前后的小院也指楼顶阳台或地下室,也就是人居环境中较为宽敞的外环境;利用这些环境进行鱼菜共生系统的构建我们称之为庭院式共生系统.它的建设可以采用简易方式,主要由四大部份组成,养殖容器\循环与培氧动力泵\砾质过滤种植床\配备一个微型控制器.这种模式建造方便,原理简单,就地取材,灵活搭建,也同样具有栽培养殖双结合的生态效果.以下的系统就是由各种钢制的波型容器所组成,高桩的波形桶作为养殖桶,低浅宽敞的大容器则作为种植床,内装豌豆大小的石砾即成种植床,养殖桶与种植床间布设循环管道并安装动力泵与微控制器,形成了鱼粪抽吸到种植床,经种植床的植物吸收及砾质过滤后的清洁水回流至养殖桶,两者间同样形成闭锁循环,实现庭院管理的高度节水.其工作原理就是在微控制器的控制指令下,形成了养殖水的循环,在循环中实现过滤清洁与增氧,并为植物蔬菜生长提供大量的营养素,在种植床上又会形成大量的硝化细菌,使循环水的的氨得以有效转换.

这种模式是未来城市农业发展的主要模式,是有机循环可持续发展技术在生活中的运用,是生活与生产有机结合的仿自然生态模式,具有广阔的发展前景与空间.