鱼菜共生系统的发展历史与当前技术

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。

鱼菜共生系统的建立

  鱼菜共生技术是一项涉及到微生物、植物、鱼三者共营共生的技术，利用三者间的生态关系实现能量物质间的可循环可持续动态发展，达到一种仿自然生态而胜于自然的生态的人工系统，在建立这样的系统时要考虑到三者之间生物种类、及生物量之比例，从而达到一种最佳的生态组合。

  为了使三者间都有一个良好的互生环境，硬件设施的建设是基础，软件的调控是关键，物种的选择是达到成功共生的重要环节。在生产上可以根据上述原则去构建相关的设施设备和鱼种选择、微生物的培养。

  开发鱼菜共生系统达到最适的生态平衡与最佳的经济回报，需考虑到以下几个方面。

  第一步，在光照充足，水源保障，电力交通方便的地方选择基地，最适是在郊区或城市空旷地带，可以更贴近市场，便于产品的直销上市，减少中间运输环节，也可以改变传统长途运输对鱼菜产品新鲜度及质量的影响，得以发挥近郊农业的地域优势与市场优势，也是对城市农业水资源运用的最经济生产模式，以往在城区或郊区常因水资源的制约而难以进行水产养殖，而鱼菜共生具有用水量极省，循环利用率高特点，完全可利用饮用水进行洁净化无污染之生产，是普通养殖业用水量的10%，种植用水量的1/3，也就是该系统几乎可以实现水的100%利用，除了自然蒸发与植物蒸腾耗水外，系统的运行没有任何浪费，是节水集约型农业生产模式，更是适合城市发展的都市农业项目。

  第二步，确定种养殖的面积与比例，种养殖的面积与比例关系到物种间的生态平衡关系，也就是物质能量循环利用的最佳比例，适合的比例是系统成功运行之关键，比方说，多少鱼排出的粪便能为多少菜提供养分，什么微生物种类的培育能够对水质净化产生最佳的生态效果，这些是三者间共生关系建立的前提，也是该系统最为核心的技术基础。

  虽然目前，有许多地方也进行着工业化养鱼，但它们主要依靠物理与化学净化水质的方法来实现净化，与达到高密度的目的，设备设施与运行的成本极高，难以让普通业主所接受，存在的养殖成本高，市场竞争力弱的问题，而引进植物与微生物参予系统共建时，就可以发挥微生物的强大分解能力来处理分解水中的有机物及转化对鱼生存影响较大的氨氮，可以启动植物庞大的根系表面积来吸收吸附分解后可利用吸收的矿物质，从而达到水中残留物及有害物的及时转化与生物净化，为鱼的高密度养殖提供可循环利用的水资源，达到节水节能节料的目的。按照一立方水体配置14平方米的蔬菜种植面积来规划种养比例及布局，也就是一个10立方米的养殖桶每天产生的排泄物就需要14平方米的蔬菜来净化吸收，来达到净化与平衡之目的，这个比例是通过实践证明的较为科学的比例。通常生产上构建时，可建直径3.5米、高1米约10-12立方水量的圆桶作为养殖池，再同时配建140平方米的水培蔬菜床或70平方米的气雾栽培塔，两者布局一般以联体建设更利于管道的布设操作与生产管理，另外，为了让微生物的繁殖有更佳的场所，通常在140平方的栽培面积中，留出1/10-1/5的砾质培硝化床，所谓砾质培硝化床，就是采用豌豆粒大小的石砾铺床面作为基质，也可用陶粒作基质来建立硝化床，硝化床的作用是起到过滤颗粒状的鱼饲废残及为硝化菌等有益菌的繁衍创造场所，达到有机物与氨氮的一级过滤与转化，可以把氨氮转化为对鱼生存影响较小的硝态氮，对养殖水的净化来说是很重要的生物化学净化法。另外，粒状的固态残渣也可以在硝化过滤床上得以附着净化，达到物理过滤之作用。从养殖池外排的水经硝化床过滤后再流经栽培床，在植物根系的吸收作用下，进行了再度的完全生物净化，使水质的各项指标基本达到养殖的水质指标后，再返回到养殖池，为养殖池水质的保持创造了最适的外部生物保障系统，所以硝化过滤床及栽培蔬菜床的设计与规划是成功养殖高密度鱼的关健一环，如果系统设计及比例不合理都会导致水质恶化，从而影响鱼的生长或死亡，这种生物生态的设计方法正是鱼菜共生的最核心技术与最可靠的保障。是其它任何一种方法所不能比的，它具有水处理成本低，水循环利用率高，生态平衡关系稳定，鱼菜菌共生关系和谐，各种生物各得其所各尽其能的完美生态组合，所以专家估计，鱼菜共生系统是当前及未来农业生产中，最为完善可操作性最强的可持续循环有机农业模式，日后必将成为农业的一个主要发展方向，更是城区农业的主要模式。

 第三步，铺设管道安装相关设备与设施形成科学的水循环系统。鱼菜共生系统中，最为科学的设计就是水培用水与养殖用水之间形成一体化的循环体系，而这种循环体系的构建就是通过合理的管道铺设与设计，再加上智能化或自动化的控制设备与部件，组成了自动化的水循环水处理系统，包括养殖池的排废吸污管，加入新水的进水管与经循环处理后的回流管，以及铺于池底的爆气增氧管，这些管组成了养殖池的管道系统。另外，用于栽培的还有，喷雾管道或者浇灌管道，以及经植物根系吸收后的回收回流管道，这些管道系统的设计，让栽培蔬菜的水与养殖的水之间形成了一体循环，达到彼此的生物生态效果。鱼池底部的饲料残渣或者鱼粪便经吸污管抽吸到硝化床，而在硝化床流过后，一部份经石砾过滤，一部份经微生物转化与分解，再流入微生物处理池，这个池是由生物绵为载体并接种多种微生物的处理池，它可以把硝化处理后的污水，进行数十种类微生物的再处理，把一些蔬菜难吸收的大分子有机物分解为易被根系吸收的矿质离子，也是一个矿化池，经微生物矿化池后，再流溢到另一个贮液池，这个池的作用就相当于蔬菜水培的营养液池，它需经过再次的过滤，供给生长着的瓜果蔬菜等植物，可以是水培供液，也可以是气雾培的喷雾供液，使这些处理后的水再供到下一个植物处理系统（即栽培系统），形成了多道多环节综合处理体系，通过植物根系吸收后，回流的水就可入重新注入的养殖池，从而形成了，微生物、植物、鱼间的共生共存关系，这也是鱼菜共生能够勿需增添大量高昂水处理设备的关键所在，把处理功能最为强大的植物，微生物科学地引入到养殖系统中出，这也是该技术最大的创新所在。

  管道的布设让水循环形成了一体化，但要让水循环实现自动化科学化，还需配备动力系统与控制系统，其中动力系统就是由抽水泵及增氧充气泵组成，用于排污的可以采用排量较大的自吸泵，用于补水与气雾培的可以选用自吸泵，泵的功率可因栽培面积大小及养殖池的大小来选择，而增氧充气泵其实就是空气压缩机，通过压缩后的空气导入爆气增氧管，在水底形成了微小的气泡达到水体增氧的目的，同时也加快水中氨氮的挥发，让水体微生物的繁殖速度加快，优化微生物的有益种群而抑制致病与恶化水体的微生物产生，在高密度养殖中，增氧系统是必不可少的设施。除了管道及动力设施组成的硬件系统外，还得配装自动化的控制装置或计算机系统，它是整个共生系统的指挥中心，相当于人的大脑，也是实现轻松养殖，傻瓜栽培所必不可少的主要部份。在该控制系统的设计中可以把生产所涉的各种操作皆设为自动化，甚至是饲料投喂，水体加温皆可设为自动完成，但生产上有时为了考虑投入成本与能源的节俭，一些不是必需的常用人工代替，但其中水体溶氧检测是必不可少的，在高密度的鱼体活动发育过程中，会消耗大量的水中氧气，这些氧气含量如低于鱼需氧之下限值就会像池塘养殖那样“翻塘”，其损失是巨大的，所以在系统的控制中把溶氧的检测与实时在线控制作为核心，要把溶氧传感器与计算机控制设备联接进行智能化的控制，达到溶氧参数的自动化管理，在高密度养殖中为了优化溶氧环境还可以附配气液混合泵，它能把纯氧以超细微泡的方式溶入的水中，保持水体有超饱和氧存在，对于鱼及微生物的生长来说是极为重要的。在水质的自动化循环管理中，以围绕水质的各项指标为管理核心，除了溶氧控制管理外，还需每周进行PH值的测定，生产上简易的用试纸，也可选用PH计进行检测，当PH值过低，如低于5时，就需进行调酸处理，往池中添加氢氧化钾或氢氧化钙，这些化学物既可以让水保持中性，又可以起到补充钙与钾的作为，让瓜果或蔬菜长得更好。

  养殖池的水质环境与溶氧环境是实现鱼菜共生高密度养殖之关键，通过上述系统的科学构建，利用微生物技术实现对鱼有危害所氨氮及时硝化，以及大量有机物的矿化分解，保持水体正常的有机物与氨氮指标，是净化水质实现循环养殖的重要环节，另外，系统提供实时在线的溶氧控制，为高密度鱼群的需氧提供了保障，再加上阶段性的调酸碱工作结合，就可有效解决水质污染问题，达到循环水的多次利用，实现节水养殖。

  第四步，蔬菜的栽培也是极为重要的部份，培育根系发达，处理能力强的蔬菜瓜果植株，是实现有机物及矿质转化的关键环节，利用根系发达与庞大的吸收表面积，进行水质的净化处理。所以菜果的栽培技术也是成功养殖的主要技术流程，一般在鱼投放入池前，就要提前分批种下各种蔬菜瓜果或其它植物，以保证系统运行后，就具处理水质之功能。蔬菜瓜果或经济植物的育苗，可以采用播种法或无性育苗法，待生根或成苗后就可移栽到栽培床，栽培床分为三种类型，其中硝化床为基质培，只需把苗栽入砾质培的基质中即可，利用基质过滤附着的有机物及硝化分解的各种矿化元素为营养，维持菜果的生长。而漂浮栽培床的植株，则需以泡沫定植板为载体，把苗或种子直接播入有海绵固定的定植孔中即可，随着萌芽生长，根系就自然进入水体中，吸收水中的肥份来供植株生长，从而起到净化作用。而气雾栽培的区域，与漂浮水培同样的方法定植，只是它是依赖雾化的水来满足生长需要，也同样起净化作用，不过气雾培过滤法比水培来说，植株生长更快，种植方式更易实施立体化，可以让有限的空间利用面积数倍的提高，同时又起到水体的雾化增氧效果，也是鱼菜共生系统中较为先进的结合配套技术。这种以养殖水为营养液的栽培方法，减少了常规无土栽培的营养配制技术环节，有它的优越性，也有它的不足，因鱼养殖种类的不同及鱼饲料配方的区别，而导致水中营养元素种类及比例的差异，有饲料因动物源配料的不足，会导致栽培蔬菜缺乏微量元素，需于饲料配方中加入鱼粉、贝壳粉，或海藻类配料，就可解决微量元素不问题，如果还出现缺素症可以于水体中加入微量元素，最好是微量元素的螯合物，更利于吸收与稳定。但是，鱼菜共生模式，不能向水体中施入大量的化肥，也不能对蔬与果进行农药防治，否则，系统中会进入农药，危害鱼的生长，甚至死亡，所以在鱼菜养殖的设施大棚外，最好，外扣防虫网以防虫类进入系统。这样就可以生产出完全的有机蔬菜及鱼产品。

  第五步、种植的蔬菜开始生长后，就可往池中养鱼，如果前期因水质过于洁净，菜没有肥力，可以先进行营养液栽培，待生长至一定大小后，再采用养殖水循环栽培。可以在共生系统运行前，利用回流池进行营液配制，以供蔬菜生长，待系统切换到养殖系统时，再清理化学营养液，以保持水体的洁净。投放鱼苗前，要对鱼池进行消毒，以无任何残留的双氧水消毒为佳，消毒后再注入清水，保持水位1米左右。投放的密度，一般鲤鱼为80-100尾/立方水体，罗非鱼为200-300尾/立方水体，因罗非鱼更耐缺氧环境。饲料的添加做到少喂多餐，以鱼总体重的3-5%，以每周测量一下单尾重来计算总重量，再确定推测出每周每天投喂量，投喂的饲料以浮料为好，可以减少底部的沉渣，有利于水质的保持。在养殖过程中，只在定期投料，定期换水，就可保持系统的生态平衡，无需向水体中加入抗生素及鱼病防治的化学药品，利用微生物及植物根系排泄的抗生素与酵素就可提高抗病性也防治鱼病的发生，这是一个完美的生态平衡系统，不要轻易地向系统投入化学药品，否则会打破原有的平衡关系。一般系统每天向池中注入1--10%的新水即可，这是用于蔬菜蒸发及鱼体消耗的用水，可以做到最大的节水化养殖。注入新水的操作也是利用水位传感器进行自动添加，这样就形成了所有水循环系统的自动运行，包括排污，水培循环，添加新水等。

  总之，鱼菜共生系统只要掌握生态平衡关系及操作的环节，就可轻松地实现城市养殖，旱区的节水养殖及蔬菜的栽培，还可完全实现可循环节能型的有机耕作，是未来农业发展的一大趋势，更是生态农业及观光旅游休闲科普教育农业的主体，具有广阔的前景与意义，是人类与自然斗争过程中和谐发展的经典农业模式。

 

水柱状的鱼菜共生系统

    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。

 

气雾培与鱼养殖的完美结合

   鱼菜共生系统是鱼植物微生物之间所形成的生态共生系统，其中植物的栽培为鱼养殖的水创造了可循环的生物洁净环境，利用根系的强大吸收吸附能力，充分利用了鱼水的营养源，生物过滤的设计来说，分为微生物的分解及根系的吸收，其中微生物分解可以向水中接种有益菌种，以促其滋生繁衍发挥其分解有机物转化氨态氮的作用，当然最好在系统中设计一个生化反应池集中培育菌种。而栽培的植物包括瓜果蔬菜与药草则主要发挥其根系的吸收吸附作用，以清除水中的营养与有害物，其间植物的吸收效率除了与植物的种类根系的发达程度有关外，更重要的是与其吸收转化效率有关，据生产科研表明，根系的发育发达程度与根域环境的氧气富足情况有密切关系，基质疏松透气性良好，则根的发育速度快而庞大，根系处于富氧的水中也能形成发达的水生根系，让植物得以水中生长，实现水培栽培，而还有一种最为先进的栽培技术就是气雾栽培，让植物根系悬挂于氧气最为富足的空气中，通过弥雾的方式为根系供应营养与水份，而且这种供液方式能使根的发育速度与吸收效率数倍地提高，这已在气雾培研究中得以证明，也就是气雾根系具有比其它根系有更快的吸收速度与效率，所以通常气雾培比水培或基质培方法生长速度提高1-3倍，比土壤栽培快3-5倍，有些植物还表现更高。在鱼菜系统中，鱼的排泄物是植物最好的营养，但因鱼饲料中可能因喂养饲料的单一性，也会造成某些元素之缺乏，而气雾培具有更高的吸收效率与营养元素的利用率，在同样的鱼水环境栽培中，气雾培表现的缺素症较为缓和，不像水培或基质培那般敏感，所以气雾培在生产上甚至可以利用基质培或水培后的废液进行重新利用栽培，达到肥与水的充分利用。除了这些优势外，气雾培在弥雾过程中可以让水溶入更多更富足的氧气，对鱼的生长又起到了增氧之作用。更为重要的是水通过雾化栽培后，其中所含的许多废气就得以蒸发，对于系统清除水质污染的能力又得以大大提高，如在气雾循环过程中氨可以得到有效的蒸发，可以改善水体的氨氮环境。
   综上多种因素，生产上鱼菜共生建立时，最好选择气雾栽培，气雾栽培具有更高的效率与更大的栽培面积，可以使光资源充分利用，可以使净化效果数倍地被提高，以下的图示就是气雾培与鱼养殖间所形成的和谐而科学的共生系统，可以被生产借鉴与引用，将会使你的鱼菜共生系统得以大大优化，让种植的空间得以大大地缩小，使土地利用率成倍地被提高。栽培管理也更为方便，不会像水培那样出现高温天气的水体缺氧问题，系统更耐环境高温。这种模式的运用将渐渐取代原来的砾质过滤栽培与漂浮水培。

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

农民将找到高科技农业的最佳结合点--鱼菜共生系统

   传统数千年农民的农事活动与从业分工，大多是较为明晰而专业的，分为种植业，养殖业及农产品加工等，从而形成了拥有各种专业技术技能的农民与专业户。但随着时代的发展，这种把生产环节或农业内部划分过于专一的生产模式渐渐被一种以农业内部生态优化，以产业链条的形成与延伸循环为特征的可持续循环型农业经济所取代。就说鱼菜共生技术的运用，它巧妙地把养鱼业与蔬菜种植得以有机的生态结合，让种菜养鱼之间形成一种密不可分的相依关系，形成一种互生共促的生态关系，除了让产业链得以延伸完善外，更重要的是让农业排污实现最小化，这是符合当前所倡导的生态绿色环保理念的生产模式。
   从前的养鱼专业户，大多是以承包鱼塘或推土建池形成水体后进行人工放养，也有在江河湖泊上进行网箱养殖，不管是哪种方式，它都是以单一的生态物种---鱼为主体，根据生态学理论的研究结果，生态系统内物种越单一，该系统的生态稳定性就越差，生态环境受损破坏的机率也就越大，于是会造成生态下游物种的不可持续性断绝，形成了大量污染物的积累与外排，对环境造成很大的环保压力，至使人们不得不开始关注农业之排污与环保问题。当然传统的养殖大多是依托大水体进行自然加人工放养相结合的方式进行，其单位水体的生产效率低，占用的水资源量大，不能体现集约化与工业化的特点，更受自然环境与气候的局限，难以实现大跨度空间地域及不适环境下的养殖，而采用工业化及闭锁型系统的陆上养殖技术即可打破空间与气候场所等因子的限制，实现与形成大棚养殖，城市养殖甚至是室内与地下室的工厂化养殖格局。
   更为重要的是，通过这种模式，让农民实现一具两得的收入与经营，可以让农业生产的集约化程度及工业化程度大大提高。可以种菜也可养鱼，而且两者间在同一空间与地域内完成，利用集中管理，两者间依托生态互存关系建立良好的物质能量循环利用系统，也就是可以通过投喂饲料作为物质及能量的初始投入，而其排泄物与渣滓则作为微生物的分解利用能源与繁衍基础，再通过植物的根系吸收，形成了鱼菜共生共获的良性有机系统。这样农民在经营农场及规划时可以两者综合地进行，既产鱼又出菜，形成一个完整的菜篮子工程，而且为了充分发挥空间与充分吸附吸收水中的营养，蔬菜栽培基本上采用无土栽培的人工基质培、水培及气培，使种植系统的构建简易化，空间化与管理方便化，通过各种种植系统的构建，形成了以微生物分解，植物根系吸收的循环水系统，让水资源的利用率得以最大化的提高，让水在养殖及种植系统中进行闭锁型的循环。而且养殖与种植技术采用高度集约与自动控制管理外，农民养鱼与种菜就变得极为简单与高效。
   这两种有机结合的新型种植系统，除了让农民更为便捷高效地进行农事生产外，利用该技术生产的蔬菜可以很容易地达到绿色有机无公害的要求，使农产品的市场效益得以大大提高，是常规化肥或农药土耕栽培价格的成倍以上，而且在水培或气培等营养液水环境下，生产变得简单，生长变得快速，品质还得以大幅度的提高。在农田或大棚规划共生系统时，从生态循环及可分解物质的平衡关系来说，一般以养殖桶的面积与种植面积以1：5为佳，这样基本上可以把工厂化高密度养殖过程中的排污处理掉，为鱼的生长创造一个适合的水质环境及生态环境。
   通过模式的创新，让我国及世界的农业，真正实现有机耕作，特别的蔬菜，更需用有机绿色产品所取代，否则人类的健康与未来环境，将成为人类持续发展的主要障碍，基于此，在我国推广这种基于种植业与养殖业又超于常规的综合性鱼菜共生系统将具有战略性的发展意义，它除了提升农业产业水平外，更重要的是为我国创建生态环保绿色的城市与国家作出农业生产上的巨大贡献。

 

气雾培植物何以能神速生长

   气雾培是当前农业生产中最为先进的栽培模式，它能实现植物短期内的快速生长与发育，对农业生产意义重大，特别是在植物潜能最大化栽培中，气雾培是最佳模式，目前已开始把这种模式用于高科技示范园或观光园的建设中，起到了很好的示范与科普作用，那么它何以产生如此令人惊叹的效果呢？我们就从植物生长所需要素来分析吧，通过生长因子的分析，就可以知道这种新型栽培模式之所以快速的原因所在。
1、    气雾培是把植株悬挂于雾化空间，让其根系获取水份氧气及营养方式发生变化的一种方式。是用加压雾化或超声波雾化的方法，为根域创造最佳的环境条件，包括根环境的温度、水份、空气及营养，这四大因素是影响植物根系吸收及生长的主要四大因子，如何优化这四大因子就是解决植物生长速度的关键路径。
2、    土培是当前农业生产的主要方式，根系扎根于土壤环境中，通过土壤所含的肥水气为根系创造了生长条件，其中土壤是由固态的土壤颗粒组成，而肥水气都是填充土壤介质或吸附于土壤的一些植物生长因子。土壤为植物生长起到锚定的作用，为植物生长提供营养、水份及空气；所以说传统观念中土壤是植物生长必须的不可缺少的最基本要素，没有土壤就没有植物生长也就没有农业生产，它是最为基本的生产要素，但随着科技发展，人们对植物生长因子的探索与研究，只要能满足植物生长所需的上述因子就可以进行植物栽培，于是人们创新性的研究出了无土栽培技术，包括人工基质培、水培及气培。但是不管哪种栽培模式都是围绕供给充足的水份、矿质营养、氧气而展开技术设计的。凡是能为根系供应最为充足的水份、营养、氧气都能使生长速度得以最大化的发挥，那么在比较传统土壤栽培、基质培、水培、气培的四种栽培模式中，发现气雾培模式的水份、营养及氧气供给是最为充份的。如土壤栽培就难以使水肥气管理最优化，当浇水过多时或自然积水时，就会造成环境缺氧引起无氧呼吸的烂根现象，即使土壤中有足够的营养也不能吸收；当土壤处于干旱状态时，虽有充足的氧气，但根系的水份吸收代谢得不到保障，土壤中的矿质离子也因干旱而处于不能溶解吸收的束缚状态，都会造成植株的生长不良。而人工基质培在采用人工养液条件下，再加上科学的滴灌管理，是可以使根系环境得以优化的，能为根系生长创造适合肥水气环境，可是在管理上有一定的技术难度，如何使肥水气的供给不矛盾，是需有较高经验管理或依赖于计算机控制技术才可达到的，水多则气少，气少则水多，两者叫做水相与气相，这两相间是常处于动态矛盾中的，最适化的控制总有一定难度，不过与土壤相比，具有更灵活的可控可调性，所以比传统土壤栽培生长会更好。而水培模式，也具有它的优点与缺点，其优点是根系直接浸泡于养液中，根系吸收肥水极为直接，但也难免会出现缺氧烂根现象，所以水培技术中的各种模式都是围绕水中溶氧增加的技术而展开的，只要往水里溶入充足的氧气就可发挥植物最大的生长潜力，但水中溶氧的多变性及饱和值的受限性，也在生产上会造成一些技术实施的瓶颈，特别是高温或大气压低的情况下，如增氧措施不能保障就会缺氧烂根影响生长。那么最为先进的气雾培就可克服上述的一切制限因子，可以让根环境处于最佳的水气肥环境，这种模式根系悬空于空中，氧气得以最大化供给，肥水通过雾化的方式提供，矿质离子及水份的吸收能得以充足的保证，根在富氧环境下能发挥出最大的能量转换率，所以离子交换吸收的速度又比其它任何方式都要快，使植物能发挥出最大的生长潜能，它是气雾培模式快速生长的核心所在。
3、    土壤栽培与基质培，根系穿梭生长是固态环境中，总会或多或少地遇到土壤颗粒与人工基粒的生长阻力，植物为了克服阻力会以减缓根系生长或加厚根系表皮组织的方式来形成特有的陆生根，这种根的吸收效率与生长速度远不及水生根或气雾培的气生根来得快，所以气生根或水生根大多比陆生根要发达的多，而且根表皮或皮层也没有加厚现象，能保持长久的洁白与高强的代谢活性。这些都为气雾培模式创造了根系最佳的生理基础，也是它快速生长的原因之一。
   目前，气雾培在生长上运用也将越来越多，生产科研上都得以有效的证明，它是一种极具生长潜力的新型栽培模式，不管是木本、草本、藤本植物都能使它的生长发挥出最大的发育潜能，在不改变基因的情况下，实现作物栽培的速生优质与高产。大大提高了生产效益，减少了管理投放，是未来农业中最为先进的栽培模式。

单株结瓜88个的网纹甜瓜

单株结103个的西瓜

生长6米多高的甘蔗