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行政院農業委員會臺南區農業改良場

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新勇坡友善農業教育園區

小型魚菜共生系統

小型魚菜共生系統

  本場經長期試驗研究將魚菜共生系統開發成應用性的產品,使魚菜共生系統的技術及功能性普及到一般民眾的生活中。本系統為潮汐型系統,目前栽培作物為盆栽番茄(P14),養殖魚種為錦鯉。主要訴求為設計簡約、功能完備,並具低維護需求、低能源消耗特性。本型魚菜共生系統可作為居家擺飾,除能提供生趣盎然的生態景緻,還有撫慰心靈的療癒作用。

 

魚菜共生簡介

  魚菜共生是結合循環水養殖與水耕的一種農魚綜合生產系統,利用硝化菌將魚的排廢物經硝化作用轉換成植物可利用的營養鹽,如圖所示。能降低水中對魚有毒的代謝廢物,也能提供植物生長所需的營養,因此植物和硝化菌形同過濾器,不但能去除魚的排廢物,還能淨化水質使養殖水能循環再利用。

魚菜共生氮循環

  水是魚菜共生系統的命脈,它是傳輸營養鹽的介質,也是魚類汲取氧氣的來源。水質的主要參數包括溶氧、pH、水溫、總氮。溶氧過低可能導致魚類在數小時之內死亡,研究顯示最佳的溶氧量約在5-8 mg/L。

  水的pH值對魚菜共生系統有顯著的影響,尤其對作物及硝化菌影響更鉅。pH值影響作物吸收養分的能力,pH在6.0~6.5所有的養分均能快速的被吸收,但高於或低於這個範圍作物就難於去利用水中的養份,導致微量元素如鐵、磷及鎂的缺乏。硝化菌在pH值低於6.0的環境會降低活力而影響其將氨轉換成硝酸鹽的效率,導致水中的氨含量增加對魚產生毒性。因此魚菜共生系統水體最好呈略微偏酸pH值在6~7為最佳值,如pH值低於5或高於8則會對整個系統產生立即性的為害。

  水溫會影響整個系統的效能,水溫控制在18~30℃對魚、硝化菌及作物都是可接受的範圍。水溫過高會降低水中的溶氧,因此水溫升高或夏季高溫時必須利用打氣提高溶氧量。水溫過低可能造成魚的死亡,也會使硝化菌停止代謝。

  養殖水中氨主要是從魚體直接排出,及由耗氣性微生物分解有機氮化物所產生。氨對魚具有毒性,會傷害魚的神經系統及影響鰓的功能,導致魚窒息或痙攣。氨離子濃度達1.0 mg/L就會造成氨中毒,亞硝酸對魚的毒性與氨相似,甚至會導致魚的快速死亡。因此氨及亞硝酸濃度應控制在小於1 mg/L。

  魚菜共生系統如能控制合適的放養密度,適量的投餌餵食並配合季節選擇作物,以及適時適量的補充作物所需的養分,則此系統實為一種能同時達到節能、省水、省肥的生產系統。

 

魚菜共生系統型式

  魚菜共生系統常見的型式包括:深水栽培系統(Deep water culture,簡稱DWC)、潮汐栽培 (Flood and Drain,簡稱FAD)。

深水栽培系統(DWC)

  包括養殖桶、生化過濾槽、栽培植床以及水、空氣幫浦。系統中水流方向為養殖桶→生化過濾槽→抽水馬達→栽培槽→重力回流至養殖桶。養殖桶主要是提供魚類生長的場所,在高密度的養殖環境下必須適度打氣提高溶氧量以防魚隻死亡。生化過濾槽內填充生化球、毛刷等材料供硝化菌棲息繁衍,以將水中的氨轉換成植物可利用的硝酸離子。栽培植床以一般水耕栽培的方式將作物定植於浮板上,作物吸收水中的營養鹽而生長,而淨化後的水回流至養殖桶,水的循環利用大幅提高用水的效率。

深水栽培系統(DWC)

潮汐型 (FAD)

  包括養殖桶、過濾系統、栽培槽以及水、空氣幫浦。FAD的特性是栽培槽內填充介質,一方面可供作物根系發展,另一方面亦扮演菌床的功能供硝化菌棲息繁衍及進行硝化反應。藉由虹吸立管及鐘形管開口高度,可設定最高及最低水位。透過虹吸裝置可使栽培槽內的水位自動呈潮汐式的升降,因此栽培槽內的水能完全在系統內循環,不會有滯留的情形。在高水位的狀態,槽內介質大部分會淹浸在水中,能提供作物根系水份,也能提供硝化反應所需的氨給硝化菌。在低水位狀態,空氣會進入介質的空隙間,能提供空氣給作物根系。潮汐式水位控制可確保植物的根圈有足夠的營養鹽和空氣,也能使介質保持濕潤,並讓硝化菌繁衍。潮汐型系統通常以每小時1~2次的頻率進行運作。

潮汐型 系統(FAD)

作物選擇

  適合魚菜共生系統栽種的作物,如以季節可分為:

春:皇宮菜、秋葵、空心菜、甜羅勒、甜椒、小黃瓜、山苦瓜、紫蘇。

夏:絲瓜、玉米、芹菜、碗豆、羅勒、茄子、空心菜。

秋:辣椒、草莓、西洋芹、高麗菜、花椰菜、青花菜、小松菜、羅蔓。

冬:茼蒿、韭菜、甜菜根、結球萵苣、萵苣。

養殖魚種

  適合養殖的魚種,食用魚有:吳郭魚、紅尼羅魚、七星鱸、銀鱸、曲腰魚、鯰魚、鰻魚、大口鱸。觀賞魚則有:朱文錦、金魚、錦鯉、玉如意、蓋斑鬥魚、血鸚鵡、孔雀魚。

投餌與栽培參數

  以一般標準含32%蛋白質的飼料而言,每平方公尺葉菜類每日約需餵食40~50g的飼料,而每平方公尺果菜類每日約需餵食50~90g的飼料。作物栽培密度:葉菜類每m2為20~25株,果菜類每平方公尺為4~8株。養殖初期魚的體重較小,每日約可攝食體重10% 的餌料。體重大於50g的魚,每日的攝食量約為其體重的1~2%。

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