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Aqu @teach：商业室内城市农场的可持续发展
向城市人口提供当地种植的粮食被广泛认为是使用城市周边或偏远农村地区种植的粮食的传统供应链的一种更具资源效率的替代办法。 城市地区的室内无土种植被描述为一种特别可持续的解决办法，其方法是减少粮食里程、尽量减少土地使用和水消耗，以及提高产量。 然而，为了确保作物的最佳生长条件，控制环境的农场都依靠人工控制光、温度、湿度和水循环，因此，根据当地的气候条件和宿主大楼的具体特点，可以是高度的能源密集型。 因此，应仔细权衡城市农场的碳排放量，与可能减少的排放量，例如从农村和城市周边农场运送粮食所产生的排放量。 城市农场在基础设施和运营成本方面的经济成本增加，在开展这种活动之前，也需要认真评估。 #环境可持续性 高产城市农业位于城市内部，因此更接近消费者，通常声称通过缩短交通距离（“食物里程”），比农村粮食生产更少的碳足迹。 然而，根据当地的气候条件和城市农场类型，受控环境中的作物生产也可能是高度能源密集的，这可能会大大加剧对环境的影响。 净碳足迹取决于农场经营能源使用造成的排放量，还取决于与现有供应链有关的避免排放量，包括供应农产品的农场的运营能源以及运输该产品所使用的能源。 欧洲非常不同的气候带的两个例子可以说明这一点。 当全球升温潜能值（GWP）涉及葡萄牙三个高科技城市农业方案的水、交通和运营能源时，这三个高科技城市农业场景是聚碳酸酯屋顶温室，一个建筑物顶层设有窗户和天窗的垂直农场，以及一个完全不透明的垂直农场自然光渗透到一栋建筑物底层 — 与目前西红柿供应链的全球升温潜能值进行比较，而假设的低科技无条件屋顶城市农场，顶层垂直农场和屋顶温室的整体环境表现最佳，与现有西红柿供应链相比，温室气体排放量减少了一半和三分之一 (贝尼斯 * 等人 * 2017)。 这些调查结果证实了巴塞罗那屋顶温室生命周期评估的结果（桑耶-门格尔 * 等人 * 2013；桑耶-蒙古尔 * 等人 * 2015a)。 相比之下，Theurl * 等人 * 2013 发现，与从西班牙和意大利进口的西红柿供应链相比，奥地利加热温室生产的西红柿产生的温室气体排放量是两倍。 因此，必须铭记，虽然城市农业被称为可持续地缩短交通距离，但这种能源密集型设施可能并不适合每个地点，因为前者并不能一贯抵消后者。 然而，建筑综合农业的环境性能可以通过将农业做法（热、水、 二 氧化碳）的流动与宿主建筑物的流动相结合以及通过实施被动调节来优化系统的效率，从而有可能提高建筑综合农业的环境性能。方法，例如保温、自然通风、蒸发冷却以及使用高能效技术，如 LED 照明。 #经济可持续性 在评估城市环境下商业农场的经济可行性时，必须考虑到与传统农村农场相比较高的资本支出较高，而这些支出与其城市位置有着内在联系。 在迅速城市化的背景下，城市空间稀少而且非常令人垂涎，城市一般寻求满足的主要需求是住房，而不是粮食生产，而粮食生产则被推进更远离城市中心。 虽然屋顶一体化耕作系统必须与其他屋顶综合技术竞争，如太阳能光伏发电或太阳能热能，但室内系统与通常比农业更具经济吸引力的城市用途竞争，如住宅或商业功能。 如此激烈的城市地块和建筑竞争使房地产更加昂贵（贝尼斯 & 费朗 2018）。 在世界各地，城市地区的土地价格一般很高。 除了租金提高之外，高科技商业城市农业是一种资本密集型产业，因为它涉及根据当地市政条例和建筑法规对宿主建筑进行改造以供种植。 这一城市制约因素被认为是大规模实施《国际安全法》的主要障碍之一 (塞龙-帕尔马 *等人 * 2012)。 城市农场的成本效益将取决于其类型。 与温室相比，植物工厂只需要 10% 的土地面积，以获得相同的生产力/平方米，并且可以很容易地建造在任何废弃的建筑物。 虽然资本成本高 1 — 大约比温室成本高 15% — 年生菜生产率约为 3000 平方米/年，这是温室的 15 倍（约 200 个生菜头/平方米/年）。 因此，工厂每单位生产能力的初始成本或多或少与温室成本相同，尽管这一估计是粗略的，并且因多种因素而异（Kozai *等人 * 2016）。
· Aqu@teachAqu @teach：农场的生产计划和监控
所有水生养殖场都需要明确规定的生产目标和实现这些目标的计划。 具体而言，提前定义以下方面是有帮助的： 要使用的物种 最初需要的鱼种大小和最后要出售的成年人的目标尺寸。 这将有助于定义农场上的生产周期 (类型的坦克，等等) 每个生长阶段的最佳密度和住房条件。 这将有助于定义最大负载的活生物量在安装，和年度生产 用于保持鱼类最佳条件的健康管理 所涉人员的培训水平 鱼类的福利和设施的经济可行性将取决于是否符合项目中预算的目标。 我们需要知道鱼类是否正在达到预期的增长和适当的饲料转化，以及死亡率是否高于预期。 我们应该知道相对于水温的预期增长曲线。 这与生产系统的持续时间一起，将有助于设计一个生产计划，作为运营成本的基础。 一旦开始生产，就应对其进行适当监测。 应该有明确的可追溯性回溯到鱼的来源。 我们需要知道鱼的数量和它们的初始大小在他们被安置的第一天。 我们每天都会记录每个进行的生产活动，例如饲料的日常来源、清洁模式以及物理和化学参数的测量。 在图 3 中，我们展示了控制板的示例。 每天收集这些数据，并应储存在月度报告中，并加以处理，以便能够确定农场生产的演变。 定期我们应该称量鱼的样本，以估计每个罐的增长。 我们应该捕获足够的鱼来代表坦克，通常每 100 条鱼至少 10-15 个人。 然后根据鱼类平均重量定期调整喂养。 ！ 图片-3 图 3：每天记录罐和鱼类详细信息的数据表 市场上有许多软件控制程序, 如挪威公司制造的软件控制程序 AKVA GROUP, 用于管理饲料. 它们提供两个方案. * 鱼类滑行 * 涵盖了农场控制和规划的大部分方面，以及生产成本。 生成的报告和对生产演变情况的分析是经理作出短期和长期决定的基础。 * Akvaconnect* 与 AKVA 集团提供的平台软件相关，控制农场上的流程和活动的自动化和最佳调整。 它提供了完整的控制，并对机器、传感器和其他过程之间的交互保持永久警惕。 在鱼类生产过程中产生和处理的其他信息的例子是鲑鱼生产 斯泰因斯维克。 在图 4 中，我们可以看到生产单位的控制屏幕，包括物理条件和生长、鱼食欲、鱼类库存、每日喂养节奏等。其他示例见 www.aqua-admin .com。 最后，作为生产计划的一部分，重要的是要在适当的储存下维护饲料。 饲料通常采用挤出制成的干颗粒形式，因此相对容易存放。 颗粒的质量很高，它们相当紧凑，水损失有限，因为它们不会轻易分解。 为了保持干饲料的质量，重要的是将它们存放在筒仓或干燥储存区域，这是隔热的。 如果饲料变得潮湿，它可能会被真菌污染，这反过来产生真菌毒素，可能会伤害鱼类。！ 图片-3 图 4：用于水产养殖场的斯坦斯维克自动化程序的控制屏幕。 版权所有 © Aqu @teach 项目合作伙伴。 Aqu @teach 是伊拉斯穆斯 + 高等教育战略伙伴关系（2017-2020 年），由格林威治大学牵头，与苏黎世应用科学大学（瑞士）、马德里技术大学（西班牙）、卢布尔雅那大学和纳克洛生物技术中心（斯洛文尼亚）合作 。 *
· Aqu@teachAQu @teach：能源需求
如同所有的活动物一样，鱼类需要能量，而这种能量是通过饲料中的有机成分的氧化提供的。 鱼类需要能量来进行日常活动，如呼吸和游泳，以及改变、恢复和培养他们的身体组织。 鱼类的能量需求取决于它们的生理状态和环境条件。 在一般情况下，鱼类更有效地利用摄取的能量相比陆地哺乳动物，由于以下原因： 水生物种是温度温度，这意味着他们的体温与周围的水相同，所以他们不需要花费能量加热他们的身体或保持在恒定的温度，就像陆地牲畜发生的; 由于鱼类生活在水中，因此不需要一个强大的身体骨架来支撑其重量，如陆地牲畜，也不需要维持这种骨骼所需的昂贵代谢过程； 鱼类中的氮废物作为氨直接从鳃中消除，与制造尿素或尿酸相比，消耗的能量更少，然后消除，哺乳动物和鸟类就是这样做的。 图 1 提供了鱼类营养素和能量平衡的概述。 如果我们假设它已经摄入了所有提供的饲料，能量在不同的生理过程之间按百分比分配，在范围内。 如果在紧张条件下保持（照明不良、水质低、放养密度不足），鱼类活着但不舒服，约 40% 的饲料能量将被消耗，只是为了应付压力，只剩下 30% 的生长。 另一方面，在最佳条件下，鱼类将使用高达 40％ 的生长。 显然，水生系统的经济可行性将取决于所提供的能源的最佳利用。 要做到这一点，我们必须确保它们摄取所有饲料，并且我们提供最佳的住房条件，以便鱼类不会受到过度压力。 ！ 图片-3 图 1：养殖在循环系统中的鱼类营养物质和能量的平衡 版权所有 © Aqu @teach 项目合作伙伴。 Aqu @teach 是伊拉斯穆斯 + 高等教育战略合作伙伴关系（2017-2020 年），由格林威治大学牵头，与苏黎世应用科学大学（瑞士）、马德里技术大学（西班牙）、卢布尔雅那大学和纳克洛生物技术中心（斯洛文尼亚）合作 。 *
· Aqu@teachAqu @teach：良好的农业和良好的卫生规范
一般而言，良好做法是指质量保证活动，以确保食品产品和食品相关工艺一致和受控，并确保食品系统的质量程序（[Raspor & Jevšnik 2008]（https://www.researchgate.net/publication/5577072_Good_Nutritional_Practice_from_Producer_to_Consumer），或者简单地定义为 * 做好事情并保证它已经完成 *（粮农组织 2006）。 GAP 是选择能够最好地实现初级粮食生产中农艺和环境可持续性目标的方法。 GHP 包括使生产或加工环境恢复到原始状态的实际程序和流程（清洁程序）；确保建筑物和设备有效运行（维护计划）；以及对交叉污染的控制（通常与人、表面和原料和加工产品的分离) (覆盆和耶夫斯尼克 2008). 应采用 GAP 和 GHP，尽可能减少任何污染源（图 2）。 ！ 图片-2 图 2：GAP 和 GHP 处理的食品污染源问题 位置、设计和布局 水生动物需要一个温室在大多数气候。 在决定水生装置的位置时，业主应考虑某些因素，如靠近工业厂房或易受空气污染或害虫扩散的地点（例如焚烧厂、释放重金属的工厂、机动交通繁重的道路、开放式空气垃圾尖端等） (科赫卡 — 科赫卡 2018). 水生产者还应考虑潜在的自然灾害风险 (洪水、热浪等)。 空气和灰尘可以作为危险的工具，通过控制通风可以防止这种危险。 建议对深水培养 (DWC) 系统进行额外的防风保护，因为风会导致木筏弹跳，从而将水溅入孔中，并导致水与叶子接触 (水生学协会 2015)。 如果水生单元周围有植被，应保持植被修剪/修剪，以减少啮齿动物和害虫进入温室的风险。 有一些食品安全问题涉及由蜗牛携带的肝脏吸收器和其他寄生虫。 然而，蜗牛只是肝脏流动生命周期的一个步骤，这需要牛来完成它。 如果水生动物单元附近没有牛或其他反刍动物，风险会降至最低，甚至消除，因为蜗牛不太可能携带肝脏吸收 (水生学协会 2015)。 应避免使用可能成为潜在污染源的建筑材料（例如铅基涂料）。 由于害虫可能非常小（例如粉蝇和蓟马），因此非常精细的网状屏幕可以防止它们进入单位。 在欧洲，屏幕的特点通常是每个方向每厘米的空间数（例如，10x20 屏幕在一个方向上每厘米 10 个空格，另一个方向有 20 个空格）。 通过增加屏幕面积（例如，通过使用蛇腹形屏幕），可以缓解使用细网状屏幕造成的自然通风减少。 工人在工作场所时，应该随时为他们提供洗手间。 这些应该连接到一个有效的排水系统。 洗手站（无论是连接到厕所设施还是位于厕所附近）应配备： -盆地 -运行饮用水 -液体肥皂 -一次性纸巾 -一个覆盖的废物容器（见图 3 中的示例） 收获后清洗产品的设施必须与洗手设施分开。 应该有一个干净、安全的地方，供员工储存个人物品。 这个区域可以是小而简单的，如架子（水产学协会 2015）。
· Aqu@teachAqu @teach：连接、水移动和曝气
管道 PVC 管道最常用于管道。 它们有许多标准尺寸可供选择，具有成本效益，易于切割和适应各种适配器和连接器，并且通常使用时间很长。 还可以使用其他材料，但它们必须对鱼类和植物以及粮食生产都是安全的。 关于管道的一些一般建议： -管道必须 “恰到好处”-如果管道太小，会出现泄漏问题，如果它们太大，固体不会被冲出，因为水压过低 -避免使用柔性管道，以减少水流风险和生物排泄。 生物污染或生物污垢是指微生物、植物、藻类或动物在湿表面积聚（< https://en.wikipedia.org/wiki/Biofouling >）。 -系统不同组件之间的连接应尽可能短和直线。 这样可以更顺畅地运动水。 每条曲线或循环都代表着水流平滑的障碍。 #水流/水泵 一旦水生组件连接并装满水，水应保持所有组件的恒定水平。 然而，由于水必须循环，因此必须通过重力或抽水移动。 液压系统设计遵循 第 2 章 中的示例。 绘制工艺流程图后，在详细设计阶段，每个管道都必须标注尺寸，根据体积流量和流速选择直径（先前计算），并由长度、管接头和弯头/弯曲定义。 然后需要计算摩擦损失。 这些摩擦损失必须通过水位不同高度之间的水压差来补偿。 泵送只能在整个再循环流量的一个点进行（两个分离泵并行），以确保稳定的流量条件。 该泵是水泵系统的一个极其重要的组件，因为它可确保整个系统的可靠水循环。 水需要再循环，以便向微生物和植物提供必要的营养物质，并为鱼类提供一个没有有害成分的环境。 泵不足或不可靠可能导致营养供应不足或过度，从而损害细菌、鱼类和植物。 缺乏再循环或过快或太慢的再循环会很快影响水生系统中的所有生命。 市场上有各种各样的泵，但它们可以分为两大类：潜水泵或直列（离心）泵。 潜水泵浸入水箱水中，有助于保持冷却。 它们通常比直列泵效率低，并且更适合于较小的系统。 内联泵或离心泵是风冷泵，位于罐外。 它们可以拥有能够抽水大量水的更高动力发动机。 在为水泡系统调整泵尺寸时，必须首先确定流量，即泵在给定时间段内可以移动多少水。 通常以升/分钟或升/小时计量。 泵应该能够循环系统中的整个体积的水。 在非常密集的系统中，这可能是每小时 3 次，而在广泛的系统中每天只有几次。 没有经验法则。 计算所需水循环率的唯一方法是进行适当的质量流量计算（参见练习 7）。 一般来说，最好购买一个更强大的泵，因为它可以调节流量。 然而，这样的泵是昂贵的。 为了确定泵的尺寸，还必须通过计算练习 7 中描述的所有头部损耗来计算头部高度。 这种头部损失必须通过水位差来补偿，水位差等于泵必须提升水位之间的两个水位的高度。 通常，鱼缸和生长床将在不同的水平。 距离越大或头部越大，泵水所需的能量就越多。 任何可以尽量减少头部的操作都可以提高整个系统的效率。 确定合适的泵尺寸的最后一步是将流量和喷头高度结合起来。 一般来说，大多数泵都附带一个结合流速和喷头高度的图表。 如果没有，则通常会说明最大流量 (Qmax) 和最大泵送高度 (Hmax)。 如果您没有泵图，则假定泵在 Hmax/2 周围具有最佳泵送效率，通常在 Qmax/2 左右。 设计实例：如果您必须循环 10 m 3 /h 2 米，然后首先决定是否要使用一个或两个泵。 如果您想并行使用两个泵，每个泵必须泵 5 m 3 /h 2 米，包括泵管内的摩擦损失。 所以你需要两个泵，每个泵的 Hmax = 4 米，Qmax = 10 米 3 。
· Aqu@teachAqu @teach：可行性研究：位置和基础设施注意事项
表 2 概述了在设计新的水声系统时最重要的位置和基础设施考虑因素。 方面 描述 站点稳定性和基础 水很重. 选择稳定和水平的地面来构建您的水生系统。 如果地面不稳定，地基将不稳定，由于管道的移动，可能会发生泄漏。 该位置的气候条件 考虑如何保护水生系统免受极端天气事件的影响。 欧洲位于一个温和的气候区，其特点是季节变化，气温和天长不同。 因此，你应该考虑做什么期间的低温和短日光。 一种选择是停止生产，并在春季重新开始；另一种选择是加热水和空气，并提供人工照明。 另一方面，夏季必须避免极高的气温。 您可以安装阴影网，或用白色油漆绘制温室的外部。 优质的温室设有自动喷头和通风装置。 请记住，具有较大水量的系统比那些具有较小水量的系统更耐过热。 使用热交换器进行冷却的额外水（泉水等）也有所帮助。 除了太阳辐射之外，鱼类和电气部件还产生了大量热能，在温暖的天气中必须去除。 水和电力资 源现场必须有质量和数量适当的可靠电力和水源. 还必须考虑切断电力的可能性。 你有备用发电机吗？ 你将如何为鱼提供氧气？ 你将如何保持它们的温暖/凉爽？ 必须在详细设计阶段计算热量和质量平衡，以确定此类事件中的反应时间。 无障碍, 入口, 围栏 该地点应该可以进入运输设备, 收获的蔬菜和鱼. 该系统应始终能够进行紧急干预。 另一方面，由于存在感染和疾病的风险，必须防止未经授权的人进入。 指定的工作和储存区域 在 设计水生系统时，必须考虑到将要进行的所有操作和流程，包括鱼类食品的储存空间、清洁材料和工具、监测设备和工作服 需要一个表格来进行文档记录工作，以及显示操作、维护和故障排除说明。 ！ 图片-3 图 1：（左）温室的风损害；（b）温室中的遮阳网可提供免受强烈阳光的保护，并防止藻类生长（照片：U. Strniša） 版权所有 © Aqu @teach 项目合作伙伴。 Aqu @teach 是伊拉斯穆斯 + 高等教育战略合作伙伴关系（2017-2020 年），由格林威治大学牵头，与苏黎世应用科学大学（瑞士）、马德里技术大学（西班牙）、卢布尔雅那大学和纳克洛生物技术中心（斯洛文尼亚）合作 。 *
· Aqu@teachAQu @teach：科学研究方法的基础知识
研究方法是科学程序的一门学科。 它包括关于应如何进行研究的理论、分析和指导方针：应如何进行研究以及指导研究的原则、程序和做法。 研究方法是用于识别、选择、处理和分析有关主题的信息的一套特定程序或技术。 由于不同学科的方法可能有所不同，因此有各种不同的研究方法可能并不适用于所有研究问题（[Nayak]（https://www.researchgate.net/profile/Jayanta_Nayak2/publication/309732183_Fundamentals_of_Research_Methodology_Problems_and_Prospects/links/582056a208aeccc08af641dc/Fundamentals-of-Research-Methodology-Problems-and-Prospects.pdf) 和辛格 2015)。 不应将方法与科学方法混为一谈，科学方法意味着收集信息/结果的方法或技术。 科学方法描述了获得科学知识的方式。 在一份研究论文中，材料和方法部分允许读者批判性地评估研究的整体有效性和可靠性，因为它说明了如何收集或生成数据，以及如何分析这些数据。 以下是一种研究方法的例子： 观察和问题：研究问题的选择和定义 审查相关文献 假设的制定 编制研究设计，包括抽样计划和数据收集工具的选择 执行研究计划：收集数据 处理数据 报告，包括支持或否定假设 研究设计 研究设计是经验研究的蓝图，其中包括规划、组织和指导研究，包括研究问题的定义、研究问题和目标。 它概述了如何进行研究；因此，它包括一项全面的数据获取计划、所使用的仪器的定义以及取样和监测程序，以解决具体的研究问题或测试某一具体假设。 研究设计可分为两类： -调查研究设计 -实验研究设计 #调查研究设计 调查主要用于社会科学。 在调查中，数据是从一个预定义的测试小组收集的，以获得关于各种感兴趣的主题的信息和理解。 根据目的，有三种不同类型的调查：探索性、描述性和解释性研究（[Nayak & Singh 2015]（https://www.researchgate.net/profile/Jayanta_Nayak2/publication/309732183_Fundamentals_of_Research_Methodology_Problems_and_Prospects/links/582056a208aeccc08af641dc/Fundamentals-of-Research-Methodology-Problems-and-Prospects.pdf))。 ** 探索性研究 ** 或研究通常从审查现有数据或定性方法（如非正式讨论、深入访谈、重点小组和案例研究）开始；因此，收集的数据是定性的。 然后对数据进行量化并绘制假设。 探索性研究不能普遍适用于全体人口。 探索性研究的结果不能得出确切的结论，但它们可以使人们对特定情况有重要的了解。 探索性研究的目的是为了确定一个问题进行更精确的调查或形成假设。 因此，探索性研究没有假设。 探索性研究设计用于对这一现象的了解甚少，以及早期的理论未能澄清这一现象时。 ** 描述性研究 ** 尽可能准确地描述了人口特征与所研究现象之间的联系。 它无法描述是什么造成这种情况，只是什么特点。 描述性研究通常是在调查之后和解释性研究之前进行的，所以当已经有一些关于某种现象的知识时使用它，但我们希望了解更多关于它的信息。 因此，描述性研究有一些假设。 ** 解释性研究 **：如果已知现象已得到充分描述，则通过查明其原因和原因进行研究。 解释性研究的目的是解释 “为什么”。 它不仅仅是描述这一现象的问题和特点，而且还旨在解释其原因和影响。 # 实验研究设计 实验研究设计在环境科学中最常见。 这是一个真正的 ** 实验 **，研究人员操纵一个变量并控制其他变量。 实验研究设计提供了有助于提高研究有效性的证据。 实验研究总是有一个对照组和一个测试组，其中一个选定的变量被操作（一次只有一个），而无关的变量则被控制。 实验研究检验一个因果假设，它是指两个变量之间的因果关系，其中变量 X（原因）决定变量 Y（效应）。 因此，实验研究的目的是在严格控制的条件下审查因果关系（假设），方法是将原因与效应分开，使一组暴露于原因（试验或治疗组），同时不暴露另一组（对照组），并观察效应如何变化在这两个组之间。 实验设计的主要优点是通过对少数变量的隔离、控制和密集检查达到了可靠的有效性，而主要弱点是向外推广性有限，因为现实生活中的情况往往更加复杂，可能包括更多无关的变量比人工实验室或现场设置。 除此之外，研究人员应确定所有相关的无关变量并控制它们，否则可能会降低内部有效性，并可能出现错误的相关性。 实验可以在实验室或现场进行。 这两种方式都有优点和缺点。 实验室实验可以分离目标变量并控制无关变量，而在实地实验中可能不是这种情况。 因此，通过实验室实验进行的外推的内部有效性趋势更强，而实地实验的外推则往往更强大。 实验数据采用定量统计方法处理（[纳亚克和辛格 2015]（https://www.
· Aqu@teachAqu @teach：开始设计一个水生声系统
不要被你在文献中或浏览网页中可能会遇到的各种各样的水生系统设计所困惑。 在规划和构建水生系统时，为了使系统正常运行，必须遵循基本原则。 在投资成本、维护和运营成本、可靠性、健康和安全、鱼类和作物生长潜力以及总工作量方面，各系统之间存在着很大的差异。 因此，有必要在设计阶段确定所有这些方面。 一个新的水生系统的设计应该基于您的目标和要求： -系统的目的是什么？ (粮食自给自足, 商业, 装修, 社会影响, 教学) -有多少空间可用？ 一个商业系统需要超过 1000 平方米 2 ，而自给自足的后院水上乐器可以更小 -系统要放在哪里？ 如果它将在外面，建筑成本可能会降低，但更多的能源将花在取暖上。 如果它将在里面，更多的能量将花在照明 -多少时间可以投入操作？ 自动调节费用昂贵，而每天多次检查费时（尽管无论如何都必须每天检查鱼类） -我应该买一个现成的套件还是建立自己的套件？ 有几种套件设计可供选择，但它们可能不符合您的目标。 另一方面，建筑需要知识，尽管可以使用回收材料来降低成本 -在设计时，考虑所有活动，以便预测日常程序、维护以及应对紧急情况的方法。 水生系统的设计和施工遵循一系列顺序步骤：可行性研究和场地选择、基本设计、详细设计、施工现场准备和施工。 基本设计标准已经在 第 2 章 中讨论过，所以在这里我们绕过了这一步，并使用 第 2 章 中的示例作为详细设计的模板。 表 1 概述了从水生系统的想法向全面运行的系统发展过程中所涉及的主要步骤。 表 1：水生系统的设计和构建步骤 可行性研究和地点选择 在可行性研究中，您可以检查您计划安装水泵系统的场地是否具有基本需求，以实现建设和运营。 这些需求包括空间要求、地面负载、电力可用性和可靠性、车辆通道、水质和可用性、冷却和供暖的可能性、气候、阳光等。可行性研究还包括现场的生产规划，因此您需要知道将有多少罐所需的水量，植物种植面积的大小，等等。 这些是您在基本设计过程开始之前需要了解的第一件事情。 基本设计 在基本设计中，您可以按照分步规划流程来规划系统的基本维度（请参阅 [第 2 章](https://https://learn.farmhub.ag/articles/)）。 您可以从蔬菜的生产区域开始，然后根据植物的营养需求设计养鱼系统，反之亦然。 在基本设计的最后，您将定义一个一般的工艺流程图，其中包括主要组件：鱼类和植物的生产速率；水流速率；鱼缸体积、形状和水位；固体去除尺寸；生物滤清器类型、尺寸和形状；管道长度和直径；不同的管道; 水位。 基本设计将揭示您的生产目标是否可以在您选择的网站上实现。 详细设计 详细设计使用与基本设计相同的设计注意事项，但详细介绍了更多细节。 在上一步中，您只关注液压系统和尺寸，现在还需要专注于将要使用的材料，并选择各个技术组件、其动力需求、备用电源要求、测量和控制单元，并对所有液压设备进行详细设计组件（管道，出口屏幕，生物过滤器等）。 根据项目的规模和您工作的国家，详细的设计将以施工计划结束，您可以自行执行，也可以交给建筑公司执行。 在 3D 模型中规划管道、电线、通风通道和人行道将有助于确保安装过程顺利进行。 在详细设计过程中，您还需要充分了解所需的建筑材料和施工技术，以便有足够的空间来安装系统。 建筑施工 过程中的主要目标是尽快建造农场，因为有一个建筑工地很长一段时间通常是非常昂贵的。 操作启动程序 该系统需要装满水, 在将鱼转移到系统之前, 需要对下列基本操作要求进行测试: 再循环率 泄漏 水 位 空气流 氧化能力 脱气能力 系统监测和应急协议 下一步将是系统的生物启动，这必须完成 4-6 周然后再将第一条鱼添加到系统中。 此时，运行系统的 SOP（标准操作程序）需要准备就绪。 计算至少 8 周从施工结束，直到第一条鱼进入系统。 版权所有 © Aqu @teach 项目合作伙伴。 Aqu @teach 是伊拉斯穆斯 + 高等教育战略合作伙伴关系（2017-2020 年），由格林威治大学牵头，与苏黎世应用科学大学（瑞士）、马德里技术大学（西班牙）、卢布尔雅那大学和纳克洛生物技术中心（斯洛文尼亚）合作 。 *
· Aqu@teachAQu @teach：结论
与水平系统相比，垂直水生系统可能会增加每单位表面积可以生长的植物数量，但重要的是，它们也能提高产量。 从商业角度来看，某些类型的垂直系统中的梯度对作物价值的影响将取决于如何加工和销售作物。 例如，如果将生菜种植成单独的头，那么与传统的水平水生系统或垂直堆叠床系统相比，种植塔、生活墙和静态 A 框架系统的生产力不均匀，将是一个潜在的弱点。 然而，如果作物的目的是预先切割的沙拉袋，那么作物均匀性可能无关紧要，增加单位面积产量可能是一个显著的优势。 除了影响作物产量和质量之外，纵向和多层横向系统的收获效率也可能受到不利影响，因为这需要在不同的高度作业。 不同类型的垂直生长系统的成本也有很大差异，这取决于它们的复杂性和自动化程度。 因此，作物利用和可销售性，以及对这些种植系统的成本效益比的调查，将是决定垂直水生物是否能够提供传统水平系统的可行替代方案的最终标准。 版权所有 © Aqu @teach 项目合作伙伴。 Aqu @teach 是伊拉斯穆斯 + 高等教育战略合作伙伴关系（2017-2020 年），由格林威治大学牵头，与苏黎世应用科学大学（瑞士）、马德里技术大学（西班牙）、卢布尔雅那大学和纳克洛生物技术中心（斯洛文尼亚）合作 。 *
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超过 150 种不同的蔬菜、草药和花卉已经成功地在水生系统中种植。 适用于水生系统的植物通常生长迅速，根系浅，营养需求较低，如绿叶蔬菜和草药。 结果蔬菜，如西红柿、黄瓜和辣椒，也很好，但营养需求较高，更适合拥有足够鱼类种群的既定系统。 但是有些植物生长不好，有些在经济学方面没有意义，有些植物可能由于空间的限制而无法正常工作。 根作物，如土豆、红薯、萝卜、洋葱、大蒜和胡萝卜，通常在传统文化中做得更好，尽管它们可以在深层介质床上成功生长（[Somerville * 等人 .* 2014a] (https://learn.farmhub.ag/resources/small-scale-aquaponic-food-production/)）。 有些作物需要更大的投资，如果打算种植可销售的作物以获利，那么这些作物种植成本效益不高。 萝卜属于这个类别，因为它们的市场价格相对较低，一些生菜和绿叶蔬菜在季节也是如此。 然而，对于淡季蔬菜、该地区不容易种植的作物或水栽培蔬菜的新颖性，可能有利基市场支付的价格高于平均水平。 Aquaponic 系统是有限的空间。 尽管苏黎世应用科学大学已经成功地种植了香蕉和木瓜，但这通常排除了果树和坚果树以及大多数灌木类植物的种植。 该系统不仅需要一个巨大的储层或储罐来容纳根系，而且还需要很大的空间来容纳工厂本身。 南瓜和瓜属于这个类别，葡萄番茄需要花架或其他一些结构来栽培。 虽然有数百个成功的水培作业种植西红柿，但这些都是在大型温室环境中。 同样，黄瓜可以做得相当好，但大多数传家宝物种不这样做，因为它们需要一个格子系统来保存它们的重果，而且每个植物的葡萄树和树叶需要许多平方米的空间。 其他藤蔓作物可能超出自己的空间并可能造成营养流失，包括豌豆、极豆、金盏花和啤酒花。 虽然他们都可以在水文化系统中生长，但他们需要大量的工作。 生长灯的高度必须定期调整，营养水平需要根据植物生长阶段进行调整，需要不断检查和提供额外支持，需要频繁修剪才能在水培中成功种植藤蔓作物设置。 平均而言，植物可以生长在以下密度（[萨默维尔 * 等人 * 2014 年 b] (https://learn.farmhub.ag/resources/small-scale-aquaponic-food-production/)）： -绿叶蔬菜 —20-25 株植物/平方 米 -果蔬菜 —4 种植物/平方 米 这些数字只是平均值，根据植物类型存在许多变量，因此只应作为指导。 在建造新农场时，作物选择会影响销售、空间和技术。 有两种类型的作物系统：单种植（或单种植）是一种具有单一植物类型或品种的系统；多种植物（或多种植物）是一种具有不同类型和品种的系统。 在各种作物或单种植物之间进行选择时，必须考虑物流、销售、经验和虫害控制。 有利于单增效的最大优势是简单。 它可以在易于销售方面战胜多种植，而且在物流间接费用方面对新农民来说更容易。 如果您在种植单一作物，您只需要以单一的方式准备和配送您的产品。 然而，单一作用提供了耗尽需求的可能性，如果再加上虫害控制不力，就有可能一次失去整个产量。 多种作物为农民提供了满足各种需求的可能性，并且本质上更加稳健，能够抵御虫害疫情，因为 * 整体 * 作业受到影响的可能性较低。 然而，应避免同一家庭的成员，因为这些成员往往容易患上相同的细菌、真菌和病毒性疾病，并且共享常见的害虫。 例如，西红柿、青椒和茄子属于同一个家族（茄科），像卷心菜、白菜、芥菜和羽衣甘蓝（十字架科或甘蓝科）一样。 聚合栽培的作物集要求作物具有重叠的 pH 值和温度偏好。 多种作物也可能涉及使用伴生植物。 伴侣种植是一种小规模间作方法，在有机和生物动力学园艺中非常常见，并且基于不同植物的联合可以对害虫产生机械、驱蚊或劝阻作用的观察。 成功的程度取决于虫害的程度、作物密度、作物与有益植物之间的比例以及具体的种植时间。 因此，伴随种植可与植物和害虫综合管理协议中的其他策略结合使用（见 [第 8 章] (https://https://learn.farmhub.ag/articles/)），以便在水生系统中获得更健康的植物（[Somerville *等人 * 2014a]（https://learn.farmhub.ag/resources/small-scale-aquaponic-food-production/))。 有些植物也与其他植物不兼容。 例如，成员的白菜家庭受益于一些同伴，包括芳香草药、菠菜和草药，但他们是不兼容的草莓和西红柿。
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