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魚菜共生系統(tǒng)的十大準則 魚菜共生之父 James Rakocy 博士專文 編譯:黃昶立 校對 : 陳懸弧 以下這十條淮則的排列,無優(yōu)先順序之分,因為每一條淮則都十分重要。 一、以固定公式計算出的比例進行喂食。 在一個設(shè)計正確且保持平衡生態(tài)的魚菜共生系統(tǒng)中,魚類和蔬果的比例,是建立在喂食比例當中。所謂的喂食比例是指,在每一平方公尺的水耕式植床中,每日需要喂食魚類飼料的總量。在一個採用浮筏式的系統(tǒng)中,最理想的喂食比例是,60至100公克 / 每平方公尺 / 每日。 例如,假設(shè)平均每日喂食魚類的飼料總量為1000公克,套用60公克 / 每平方公尺 / 每日喂食比例的計算,則水耕式植床的面積應(yīng)為16.7平方公尺。 相反地,在200平方公尺的水耕式植床中,若要套用100 公克 /每平方公尺 / 每日的喂食比例,則在調(diào)整養(yǎng)殖槽體積、魚的數(shù)量和養(yǎng)殖程序后,計算出的每日喂食的飼料總量為2萬公克。 最理想的喂食比例也會隨著幾個因素而有所不同,譬如,水耕植床的型式(浮筏式或礫石床)、蔬果的種類、水中的化學(xué)成分、過濾時所喪失的水量等因素。
二、維持較穩(wěn)定性的飼料投飼 有兩種方法可以確保系統(tǒng)的飼料投入量較為穩(wěn)定。第一種方法是,採用多個養(yǎng)魚槽,來進行分段式養(yǎng)殖。美屬維京群島大學(xué)(以下簡稱UVI)魚菜共生系統(tǒng)的設(shè)計是置放4個養(yǎng)魚槽。由于吳郭魚的養(yǎng)殖週期約24個星期,而置放在每個養(yǎng)魚槽中的吳郭魚都是處在不同的生長階段,所以每6個星期便可以收穫一次。當其中一個養(yǎng)魚槽中的魚隻都全數(shù)撈出以后,我們須再放入新的魚苗,此時魚餌喂食總量須減少25% 到30%,然后在接下來的6個星期中,再逐漸回復(fù)到原始該有的喂食量。在進行這種交錯安排養(yǎng)殖時,喂食量和水中提供給蔬果的養(yǎng)份程度會有所波動,但是波動的幅度不大。當系統(tǒng)中只有置放一個養(yǎng)魚槽時,在撈出收穫的成魚和再放入新魚苗時,喂食量將下降90%,而在接下來的24個星期中,再逐漸恢復(fù)喂食量到原有的喂食比例。如此一來,水中提供給蔬果的養(yǎng)份,在放入新魚苗時會降到很低,而在快要撈出成魚時,水中的養(yǎng)份攀高,這將對系統(tǒng)中水耕式蔬果的種植產(chǎn)生不良影響。 另一種確保系統(tǒng)中魚隻養(yǎng)殖持續(xù)的方法則是,在單一的養(yǎng)魚槽中放入不同尺寸大小的魚群。以養(yǎng)殖24個星期就可以收成的吳郭魚為例,養(yǎng)魚槽中放入6組不同尺寸大小的魚隻。然后每個月再用量尺欄柵放入水中,篩選撈出體型最大的魚,接著再補入同數(shù)量的小魚。如此一來,水中提供給蔬果的養(yǎng)份含量不會有太大的波動。這種方式使用的空間較小,且投入成本費用低,然而它有兩個缺點。每個月使用量尺欄柵進行打撈成魚時會造成魚群緊張,且同時引起小部分的魚隻死亡。另外,發(fā)育遲緩的魚隻躲避過打撈后,長時間留在系統(tǒng)的養(yǎng)魚槽中,亦即代表著飼料的浪費。
三、鈣質(zhì)、鉀質(zhì)和鐵質(zhì)的補充。 植物的生長需要13種不同的營養(yǎng)成分,而魚隻的喂食提供了水中10種適量的營養(yǎng)成分。然而在魚菜共生系統(tǒng)中,栽種甜美蔬果所需的鈣質(zhì)、鉀質(zhì)和鐵質(zhì)含量往往過低,需要另外補充。UVI的魚菜共生系統(tǒng),鈣質(zhì)和鉀質(zhì)的補充是透過,在調(diào)整pH酸鹼值時,所加入的氫氧化鈣和氫氧化鉀來取得。鐵質(zhì)則是透過添加螯合鐵來補充,鐵在此物裡是連結(jié)在一個有機結(jié)構(gòu)上,以致不會自溶液裡解析出來。
四、確保良好的打氣。 魚菜共生系統(tǒng)中的魚隻、蔬果和細菌,需要適量的溶氧來達到最優(yōu)化的健康及生長。養(yǎng)魚槽和蔬果所需的水中含氧量,必須維持在每公升5毫克的標淮上。水中適當?shù)娜苎趿繉τ诰S持硝化細菌 (nitrifying bacteria)族群數(shù)量是必要的,硝化細菌會將氨(ammonia)與亞硝酸鹽(nitrite)有毒成分轉(zhuǎn)化成為相當無毒的硝酸鹽離子(nitrate ions)缺。水中的氨主要是透過魚鰓分泌而產(chǎn)生。亞硝酸單胞菌(nitrosomonas)將氨轉(zhuǎn)換為亞硝酸鹽,而硝化桿菌(nitrobacter)則將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)換為硝酸鹽,此種過程叫做硝化作用,需要氧氣來進行。
五、移除固體物。 在喂食給魚隻的飼料中,大約有25%最后會以固體廢物的形態(tài)存在養(yǎng)魚槽中,在水流入水耕式植床前,最好是以沉淀及過濾的方式移除掉這些固體物。若沒有進行妥善的移除,這些固體物將附著在植物的根部逐漸腐敗,過程中將耗用掉水中的含氧量與影響植物根部對水分和養(yǎng)分的攝取。過多的固體物也會對硝化細菌產(chǎn)生不良影響。更者,當排泄物在分解時,會消耗氧氣而產(chǎn)生氨。
六、注意有機顆粒的生成 在水耕系統(tǒng)中,礫石、砂石或珍珠巖(perlite),都是非常合適用來栽種蔬果的介質(zhì)。然而,在魚菜共生系統(tǒng)中,水中的有機顆粒會堵塞這些介質(zhì)而將水導(dǎo)流開。在水流無法完全抵達這些被有機顆粒阻塞的介質(zhì)床時,有機顆粒的分解會產(chǎn)生缺氧狀態(tài),導(dǎo)致植物根部死亡。即使顆粒性的有機物在流入植床前已被濾出,但是水裡仍含有相當多的水溶性有機物,它可以促進細菌和其它有機體生長所需。硝化作用亦會促進細菌及微生物的生長。累積的死亡或仍存活的細菌,都會阻塞介質(zhì)床。一般而言,如果是採用鋪設(shè)礫石或砂石的介質(zhì)床來栽種植物,魚隻的數(shù)量和喂食量必須向下修正。
七、使用偏大的輸水管。 採用偏大的輸水管尺寸可以有效減少生物性污底阻塞(biofouling)的發(fā)生。應(yīng)用在礫石介質(zhì)的原理,一樣可以應(yīng)用在輸水管上。魚菜共生系統(tǒng)中的高密度有機物質(zhì),會促進水管中絲狀菌(filamentous bacteria)的生成,并且影響水流。即使直徑4英吋連接養(yǎng)魚槽的排水管,也會特別因為生物性污底阻塞的原因,產(chǎn)生水流減少,導(dǎo)致養(yǎng)魚槽水位增高。在UVI的魚菜共生系統(tǒng)中,一些吳郭魚可以游入偏大尺寸的輸水管中,啃食附著在排水管內(nèi)的雜質(zhì),減少生物性污底阻塞現(xiàn)象的發(fā)生。此外,較低的水溫也會減少生物性污底阻塞的生成。
八、採用生物控制。 在魚菜共生系統(tǒng)中,絕對不能使用殺蟲劑來控制害蟲或植物的疾病,因為許多農(nóng)藥對魚有害,且禁止食用遭到農(nóng)藥污染的魚隻。同樣地,許多治療魚隻寄生蟲或疾病的化學(xué)藥品,也不允許在魚菜共生系統(tǒng)中施放,因為這些藥品會傷害水中有益的細菌,并且囤積在蔬果內(nèi)。因此,生物控制乃是唯一抑制細菌和疾病的方式。目前生物控制法持續(xù)在進行大規(guī)模研究,所以飼養(yǎng)生命力強健的魚種,例如吳郭魚等,加上良好的管理則是最有效防止魚隻寄生蟲與疾病的方式。
九、生物過濾的進行。 水循環(huán)的處理在移除雜質(zhì)之后,下個階段便是進行生物過濾,也就是透過硝化細菌進行氨的氧化作用。在UVI系統(tǒng)中,生物過濾作用是在浮筏式的水耕植床中進行。事實上,維持了適當?shù)耐娥D率,系統(tǒng)中會有超出量的水處理能力。在需要較好水質(zhì)的魚菜共生系統(tǒng)中,生物過濾設(shè)施的安裝是有必要。生物過濾設(shè)施對那些沒有像吳郭魚般具有強勁生命力的魚種而言是個安全保障。
十、pH酸鹼值的控制。 pH酸鹼值被認為是一個重要的變數(shù),因為它控制著許多其它有關(guān)水質(zhì)的變數(shù)。其中一個最重要的變數(shù)就是硝化作用。當水中的pH酸鹼值達到7.5或是更高時,硝化作用的效率最高,反之,若pH酸鹼值降到6以下時,硝化作用則停止。硝化作用是一種產(chǎn)生酸性(acid),且持續(xù)弱化鹼性的作用。因此,pH酸鹼值必須每天測量,加入氫氧化鈣(calcium hydroxide)和氫氧化鉀(potassium hydroxide)來中和酸性。pH酸鹼值同時影響水中養(yǎng)份的可溶性,而對養(yǎng)份可溶性最優(yōu)化的pH酸鹼值是6.5或是再稍微低一點。硝化作用和養(yǎng)份可溶性這兩者必須取得平衡,所以在魚菜共生系統(tǒng)中,pH酸鹼值維持在7是最理想的。倘若pH酸鹼值過高,養(yǎng)份將沉淀而無法溶入水中,植物將呈現(xiàn)營養(yǎng)不良狀態(tài),影響到作物的生長和收成。反之,如果pH酸鹼值過低,水中的氨將會累積到一個對魚有毒性的程度,不同的養(yǎng)份將沉淀而無法溶入水中,對植物的生長和產(chǎn)出帶來不利影響。因此,務(wù)必監(jiān)控水中pH酸鹼值。
后記 有位智者說過,水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)該設(shè)計成只需要一部幫浦即可。他說:一個上帝、一個國家、一部幫浦,而這個人就是美國加州Seagreenbio水產(chǎn)養(yǎng)殖場的主人Dean Farrell。他的養(yǎng)殖場有10萬條吳郭魚,但他只用一部13匹馬力的幫浦。在魚菜共生系統(tǒng)中,一樣的道理,應(yīng)該設(shè)計成只安裝一部幫浦即可。將水從系統(tǒng)中的最低點打到最高點,每個點都彼此緊密併排在一起,然后讓水流透過重力作用,流送到系統(tǒng)中的每一個角落。一個幫浦的定律可以省下金錢和帶來成功。
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