鱼菜共生

鱼菜共生，又称养耕共生、复合式耕养，指的是结合了水生动物中的粪便和水中的杂质分解过滤，主取氨（尿素）成分供应给饲养箱上的蔬菜，同时蔬菜的根系把饲养箱内的水净化供给水生动物使用，结合水产养殖（Aquaculture）与水耕栽培（Hydroponics）的互利共生生态系统。在一个鱼菜共生系统中，来自一个水产养殖系统的水被输送到水栽系统，其中副产物是由硝化细菌分解成硝酸盐和亚硝酸盐，它们由植物利用作为营养物。水然后再循环回到水产养殖系统。在饲养箱（池）中，可以养殖吴郭鱼、锦鲤或宝石鱼等鱼种。池子的水带有鱼的排泄物，含有氮、氨等成分，若直接排到河川、土壤，会造成环境的负担；不过，若拿这些废水来种菜，反而提供蔬菜养分，而且蔬菜净化水质后又可以导回鱼池再利用。这一套平衡系统，能避免水质恶化，且形成鱼帮菜、菜帮鱼的良性循环。使用鱼菜共生技术种植的蔬菜可以不需添加肥料，但要人工加入元素，如元素铁、钙、钾。使用防虫网就可以避免使用农药。鱼菜共生在历史上有迹可循，但是在其第一次时间出现上有一些争论，阿兹特克人于公元1150年就将植物种在湖边浅水区固定或在水上使用木筏及其他料做成的岛屿，利用人工浮岛的方法发展农业，这种作法被叫做“奇南帕”。 中国人则在唐朝（618年－907年）就有稻鱼共生，利用田里空间种稻兼养鱼。利用人工浮岛种植，唐代（618年－907年）称葑田，元代代称架田。明末清初，实现桑基鱼塘或蔗基鱼塘，实现养蚕业、与制糖业与渔业的共生。鱼菜共生包括两个主要部分，水产养殖和水耕种植。鱼菜共生可以能够结合两种优点而改善两边缺点，不断循环再利用。尽管由这两部分为主，鱼菜共生系统通常分为几个组件或子系统负责有效去除固体废物，添加的碱以中和酸 ，或用于保持水充氧 。一个鱼菜共生系统依赖于不同的活的组件才能够成功。三个主要的活的组件是植物，鱼（或其他水生生物）和细菌。有些系统还包括像蠕虫额外的活的组件。许多植物都适合鱼菜共生系统，但有些植物必须依赖水生生物放养密度。因为水生生物排泄物的浓度，影响经由细菌提供给植物根部营养素成分多寡。绿色叶菜类蔬菜低到中等的营养需求很好地适应鱼菜共生系统，包括中国白菜、生菜、紫苏、菠菜、韭菜。其他植物，如西红柿、黄瓜、辣椒，有较高的营养需求，仅在鱼放养密度高的鱼菜共生系统中生长上才良好。淡水鱼是使用鱼菜共生最常见的水生生物，例如：宝石鱼、大头鱼、锦鲤等等，但也有使用淡水小龙虾和虾。咸水鱼，称为咸水鱼菜共生。硝化菌，在有氧的环境下将氨转化成硝酸盐，是在鱼菜共生系统中最重要的功能之一，从而有效地降低了对水生生物的毒性，并允许通过对营养的植物中除去生成的硝酸盐化合物。氨为鱼类等水生生物新陈代谢的产物通过排泄作用和鱼腮持续的排放，虽然植物在水中可吸收一定程度的氨，但由于氨的浓度较高（通常介于0.5和1ppm之间）可杀死水生生物。氨可以通过联合健康的种群被转化成其它含氮化合物：植物生长在水培系统中，只透过水携带供植物生长所需的营养成分。这使他们能够过滤掉水生动物有毒的代谢物。水通过过滤池及生化池后清洗和氧化，并返回到养殖区。这个是连续周期的。水培系统的常见的鱼菜共生的应用包括：其它系统使用塔从它们的顶部滴入馈送， 营养液膜技术（英语：Nutrient film technique）通道，水平的PVC管与用于盆孔，塑料桶切成两半以在其中砾石或筏。 每种方法都有自己的好处。因为在不同生长阶段的植物需要不同数量的矿物质和营养素，植物成长收获同一时间交错使用。这样可以确保鱼菜共生的生态平衡。在一个鱼菜共生系统中，细菌附着在系统与水接触的所有的固体表面上，硝化池主要负责将氨转化为可用硝酸盐。控制氨和亚硝酸盐在水中的浓度。照顾这些细菌菌落以调节氨和亚硝酸盐的全同化是非常重要的。这就是为什么大多数鱼菜共生系统包括硝化池单元。处理鱼菜共生排泄物转化后固体堆积的一个好方法是使用红蚯蚓，不用另外清洗又可让系统中的植物或其他动物再利用。在大多数水产养殖为基础的系统，饲料通常来自价值较低的物种的鱼粉，但是野生鱼类资源的枯竭不断使这种做法不环保。有机鱼饲料可能被证明是缓解这一问题的可行的替代方案。其它方法包括水生植物一种。鱼菜共生系统是循环水养殖系统，养殖不换水不排放非常有效地重复利用水。该系统依赖于鱼类和植物之间的共生关系，以稳定的循环系统降低水质的波动来进行系统运作，除了植物吸收和蒸发才需加水。鱼菜共生系统也可以用于复制控制的湿地的条件。人工湿地可以是有用生物过滤和治疗典型的家庭的污水。鱼菜共生装置在不同程度上依靠人造能源，技术解决方案，以及环境控制以实现循环和水/环境温度。然而，如果系统被设计以节约能源考虑，使用替代能源和通过使水流向下尽可能减少水泵的数量，也可以是高效率节能。虽然精心设计可以最大限度地降低风险，鱼菜共生系统可以有多个“单点故障”的地方，例如，遇到电气故障或管道堵塞问题可能导致完全丧失水生生物。