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水质测试
为了保持水生装置的良好水质，建议每周进行一次水测试，以确保所有参数都在最佳水平范围内。 但是，成熟和经验丰富的水生装置将具有一致的水化学成分，不需要经常进行测试。 在这些情况下，只有在怀疑存在问题时才需要进行水测试。 此外，对鱼类和生长在该单位的植物的日常健康监测将表明是否出现问题，尽管这种方法不是一种替代水测试。 ！ 图片-3 强烈建议每个水生装置进行简单的水测试。 颜色编码的淡水测试套件可随时获得且易于使用（图 3.13）。 这些试剂盒包括 pH、氨、亚硝酸盐、硝酸盐、GH 和 KH 的测试。 每次测试都需要在 5 毫升水中添加 5-10 滴试剂；每次测试不超过 5 分钟完成。 其他方法包括数字 pH 或硝酸盐计（相对昂贵且非常精确）或水试验条（最便宜和适度准确，图 3.14）。 ！ 每周进行的最重要测试是 pH 值、硝酸盐、碳酸盐硬度和水温，因为这些结果将表明系统是否处于平衡状态。 结果应每周记录在专门的日志中，以便在整个生长季节监测趋势和变化。 对氨和亚硝酸盐的测试也非常有助于诊断单位的问题，特别是在新设备中，或者如果鱼类死亡率的增加引起了正在进行的系统中毒性问题。 虽然它们对于现有单位的每周监测不是必不可少的，但它们可以提供非常有力的指标，说明细菌对鱼类废物的转化程度和生物过滤器的健康状况。 如果发现鱼类或植物有任何问题，氨和硝酸盐测试是第一步。 资料来源：联合国粮食及农业组织，2014 年，克里斯托弗·萨默维尔、莫蒂·科恩、爱德华多·潘塔内拉、奥斯汀·斯坦库斯和亚历山德罗·洛瓦泰利，小规模水生粮，http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf。 经许可复制。 *
· Food and Agriculture Organization of the United Nations水生装置的基本组件
所有的水生系统都有几个通用和基本的组件。 这些包括：鱼缸、机械过滤器、生物过滤器和水培容器。 所有系统都使用能源通过管道和管道循环水，同时给水充气。 如上所述，植物种植区有三个主要设计，包括：种植床、种植管道和种植运河。 本节讨论强制性组件，包括鱼缸、机械过滤器、生物过滤器、管道和水泵。 以下各节专门讨论单独的水培技术，并进行比较，以确定在不同情况下最适当的技术组合。 # 鱼缸 鱼缸是每个单位的关键组成部分。 因此，鱼缸可以占水生装置全部成本的 20%。 鱼需要一定的条件，以便生存和繁荣，因此鱼缸应该明智地选择。 有几个重要方面需要考虑，包括形状、材质和颜色。 坦克形状 虽然任何形状的鱼缸都可以工作，但建议使用平底的圆形坦克。 圆形使水均匀循环，并通过离心力将固体废物运送到罐中心。 平底的方形罐是完全可以接受的，但需要更积极地去除固体废物。 水箱形状极大地影响水循环，并且有一个循环不良的水箱是相当危险的。 艺术形状的坦克，具有非几何形状，具有多种曲线和弯曲，可以在水中形成死斑，而不循环。 这些地区可能会收集废物，并为鱼类造成缺氧、危险的条件。 如果要使用奇形罐，可能需要添加水泵或气泵，以确保正常循环和去除固体。 选择适合养殖水生物种特性的水槽是非常重要的，因为许多鱼类的底栖生长较好，压力较小，水平空间充足。 材质 建议使用强惰性塑料或玻璃纤维，因为它们的耐用性和寿命长。 金属是不可能的，因为锈。 塑料和玻璃纤维安装方便（也适用于管道），并且相当轻巧且可操作。 通常使用动物浇水槽，因为它们往往很便宜。 如果使用塑料容器，请确保它们是防紫外线，因为阳光直射会破坏塑料。 一般而言，低密度聚乙烯 (LDPE) 罐体更可取，因为它们具有较高的耐性和食品级特性。 事实上，LDPE 是民用储水罐中最常用的材料。 另一种选择是一个地面池塘。 天然池塘非常难以管理水生物学，因为已经在底层和底部泥浆中发生的自然生物过程可能难以操纵，而且营养物质往往已被水生植物使用。 水泥或塑料衬里的池塘更容易接受，而且可能是一种价格低廉的选择。 地面池塘可能会使水管作业变得困难，在采用这一方案之前，应仔细考虑管道设计。 最简单的鱼缸之一是在地面上挖出一个洞，内衬有砖块或煤渣块，然后内衬有一个防水衬垫，如聚乙烯塑料。 其他选择包括二手集装箱，如浴缸、桶或中型散装集装箱。 确保容器以前没有被用来储存有毒物质是非常重要的。 污染物，例如溶剂型化学品，将渗透到多孔塑料本身，并且无法清洗。 因此，请仔细选择二手集装箱，并知道卖方，如果可能的话。 颜色 强烈建议采用白色或其他浅色的颜色，因为它们可以更容易地观察鱼类，以便轻松查看鱼类的行为和沉淀在罐底部的废物量（图 4.22－4.24）。 白色坦克也会反射阳光，并保持水凉爽。 或者，深色坦克的外部可以涂成白色。 在极热或非常寒冷的地区，可能需要进一步隔热罐。 ！ ！ 封面和阴影 所有鱼缸都应该被覆盖。 遮阳罩可防止藻类生长。 此外，防止鱼类跳出（通常与新添加的鱼类或水质不佳时出现），防止叶片和碎片进入，并防止猫和鸟类等掠食动物攻击鱼类。 通常情况下，使用的是遮挡 80-90% 的阳光的农业遮阳网。 遮阳布可以连接到一个简单的木制框架，以提供重量，使盖子易于拆卸。 故障安全和冗余 不要让鱼缸失去水；鱼缸意外排水就会死亡。 虽然有些事故是不可避免的（例如一棵树落在油箱上），但大多数灾难性的鱼类死亡都是人为错误造成的。 确保没有经营者慎重选择的情况下，罐体无法排出。 如果水泵位于鱼缸内，请务必将泵从底部提起，以便水箱永远不会被抽干。 使用水箱内的立管，以保证最低水位。 第 4.2.6 节将进一步讨论这一点。 # 过滤-机械和生物 # 机械过滤 对于 RSS 来说，机械过滤可以说是设计中最重要的 ** 方面。 机械过滤是从鱼缸中分离和去除固体和悬浮鱼废物。 为了系统的健康，必须清除这些废物，因为如果将固体废物留在鱼缸内分解，厌氧细菌就会释放有害气体。 此外，这些废物会堵塞系统并扰乱水流，给植物根系造成缺氧状况。 与这些机械过滤器最初设计的密集型 RAS 方法相比，小型水壶的储存密度通常较低，但一定程度的机械过滤对于健康的水泡罐至关重要，无论使用何种类型的水培法。
· Food and Agriculture Organization of the United Nations水生系统中常见问题的故障排除
表 8.4 列出了运行水生装置时最常见的问题。 如果出现任何异常，请立即检查水泵和气泵是否正常工作。 低 DO 水平（包括意外泄漏）是水生单元中的头号杀手。 只要水流动，该系统就不处于紧急阶段，问题可以系统和平静地解决。 第一步始终是进行全面的水质分析。 了解水质为确定如何解决任何问题提供了必不可少的反馈。 # 表 8.4 #电气/泵和系统问题 泵无法正常工作；电力关闭。 原因：没有电力。 问题：DO 将减少。 解决方案： 如果电力供应不可靠，应安装直流备用电源系统。 从水池中取水，倒入鱼缸，暂时补充氧气水平；每 1-2 小时重复此过程，直到功率恢复。 在鱼缸上方安装一个 200 升容器，可以将缓慢的水流放入鱼缸，从而产生气泡。 泵无法正常工作；电力开启。 原因：泵损坏、故障或堵塞。 问题：DO 将减少。 解决方案：检查并清除预过滤器或管道中的任何障碍物。 如果发生故障，请立即更换泵。 系统下的水池或水异常低。 原因：泄漏或裂缝。 问题：所有水都会排出，压力并最终杀死鱼类和植物。 解决方案：立即修复任何泄漏或漏洞。 使用立管防止鱼缸流失水。 补充水。 鱼缸系统和侧面的水看起来是绿色的。 原因：藻类绽放。 问题：DO 将减少。 解决方案：遮蔽系统，物理去除成熟的藻类花朵。 #水质问题 #####氨或亚硝酸盐 >1 毫克/升。 原因： 细菌无法正常工作。 太多的鱼的生物过滤器的大小。 积累的非活生物量：未吃的食物，死鱼，固体废物。 问题：鱼会受到压力和死亡。 解决方案： 立即用新水更换 1/3—1/2 的系统水。 清除所有未食用的食物、死鱼或堆积的固体废物在罐中。 停止喂食，直到水平降低。 确保 pH 值和温度对细菌是最佳的。 如果亚硝酸盐含量高，每升加 1 克盐，立即消除有毒水质威胁。 之后，在 2 周内改变整个水量。 重新计算成分比、生物过滤器尺寸和喂料方法。 # 硝酸盐浓度 > 120 毫克/升，持续数周。 原因：进给率高 问题：没有直接问题，但如果硝酸盐不断增加，可能会产生毒性。 解决方案：交换水，使用倾倒水灌溉作物。 碳酸盐硬度 (KH) 为 0 毫克/升。 原因：所有碳酸盐都是由水生单元中产生的酸使用的。 问题：水的 pH 值会迅速变化，强调鱼类和植物。 解决方案：将碳酸钙（石灰石砾石或壳）添加到设备中。 #鱼问题
· Food and Agriculture Organization of the United Nations水生水的来源
平均而言，水生系统每天使用总水量的 1-3 个百分点，具体取决于植物种类和地点。 植物通过自然蒸发和保留在植物组织内的方式使用水。 直接蒸发和飞溅会损失额外的水。 因此，该单位需要定期补充。 使用的水源将对单位的水化学产生影响。 以下是一些常见水源的描述，以及该水的共同化学成分。 新的水源应始终进行 pH 值、硬度、盐度、氯以及任何污染物测试，以确保水安全使用。 在这里，重要的是要考虑一个额外的水质参数：盐度。 盐度表示水中盐的浓度，其中包括食盐（氯化钠-NaCl），以及植物营养物质，这实际上是盐。 在决定使用哪种水时，盐度含量会产生很大的影响，因为高盐度会对蔬菜生产产生负面影响，特别是当它来自氯化钠时，因为钠对植物有毒。 水盐度可以通过电导率 (EC) 计、总溶解固体 (TDS) 计、折光率计或比重计测量，或者操作员可以参考当地政府关于水质的报告。 盐度测量为电导率或通过水的电量，以微西门子每厘米 (µS/cm) 为单位，或以 TDS 表示每千分之零件 (ppt) 或百万分之零件 (ppm 或毫克/升) 为单位。 作为参考，海水的电导率为 50 000 微秒/厘米，TDS 为 35 ppt（35 000 ppm）。 虽然盐度对植物生长的影响因植物而有很大差异（附录 1 第 9.4.2 节），但建议使用低盐度水源。 一般来说，如果来水的导电率超过 1 500 微克/厘米或 TDS 浓度超过 800 ppm，则盐度过高。 尽管 EC 和 TDS 测量仪通常用于水培来测量水中营养盐的总量，但这些测量仪无法提供硝酸盐水平的精确读数，可以使用氮气测试试剂盒更好地监测硝酸盐水平。 # 雨水 收集的雨水是一个很好的水源水的水的水。 水通常具有中性 pH 值和两种硬度（KH 和 GH）的浓度非常低，盐度几乎为零，这是补充系统并避免长期盐度积聚的最佳选择。 然而，在东欧、美利坚合众国东部和东南亚一些地区记录的受酸雨影响的一些地区，雨水将具有酸性 pH 值。 一般来说，如第 3.5.2 节所述，缓冲雨水并增加 KH 值是良好的做法。 此外，雨水收集将减少管理设备的间接费用，并且更具可持续性。
· Food and Agriculture Organization of the United Nations水生动物的重要生物成分
如第 1 章所述，水产养殖是一种综合农业的形式，它结合了两种主要技术：水产养殖和水耕。 在一个连续循环的单元中，养殖水从含有鱼类代谢废物的鱼缸中排出。 水首先通过一个机械过滤器，捕获固体废物，然后通过一个生物过滤器，将氨氧化成硝酸盐。 然后，水通过植物种植床，植物吸收营养物质，最后水将被净化到鱼缸中（图 2.1）。 生物过滤器为细菌提供了一个栖息地，将鱼类废物转化为植物可获得的营养物质。 这些营养物质溶解在水中，然后被植物吸收。 这一过程的养分去除过程可以清洁水，防止水与有害形式的氮（氨和亚硝酸盐）产生毒性，并使鱼类、植物和细菌共生繁荣。 因此，所有生物共同努力，为彼此创造一个健康的生长环境，条件是这个系统是适当的平衡。 ！ 社交媒体帖子的屏幕截图说明自动生成 氮循环 水生生物学中最重要的生物过程是硝化过程，这是自然界中整个氮循环的一个重要组成部分。 氮 (N) 是一种化学元素，也是所有生命形式的必要组成部分。 它存在于所有氨基酸，它组成了所有的蛋白质，这是许多关键所必需的 ！ 动物的生物过程, 例如酶调节, 细胞信号传递和建造结构. 氮是所有植物最重要的无机营养物质。 氮，以气体形式，实际上是地球大气中存在的最丰富的元素，约占 78%，氧气只占 21%。 然而，尽管氮非常丰富，但它只存在于大气中，作为分子氮 (N 2 )，这是一种非常稳定的三重氮原子键，植物无法接触。 因此，N 2 形态的氮必须在植物用于生长之前改变。 这个过程被称为固氮。 它是氮循环的一部分（图 2.2），可以看到整个自然（图 2.3）。 通过添加氢气或氧气等其他元素来化学改变 N 2 ，从而产生新的化学化合物，例如氨（NH 3 ）和硝酸盐（NO 3 -），植物易于使用。 此外，大气中的氮可以通过称为 Haber 进程的能源密集型制造工艺来固定，用于生产合成肥料。 图 2.3 所示动物产生的废物（粪便和尿液）主要由氨（NH 3 ）制成。 自然界中发现的其他腐烂的有机物，如死植物或动物，按真菌和不同的细菌群分解为氨。 这种氨是由一组特定的细菌进行代谢，这是非常重要的水生动物，称为硝化细菌。 这些细菌首先将氨转化为亚硝酸盐化合物（NO 2 -），然后最后转化为硝酸盐化合物（NO 3 -）。 植物能够同时使用氨和硝酸盐来执行其生长过程，但硝酸盐更容易被它们的根源吸收。 ！ 手机说明自动生成的屏幕截图 ！ 自动生成的地图描述的屏幕截图 硝化细菌生活在土壤、沙子、水和空气等多种环境中，是硝化过程的一个重要组成部分，将植物和动物废物转化为植物可获得的营养物质。 图 2.4 显示了与图 2.
· Food and Agriculture Organization of the United Nations水生动物的适用性
Aquaponics 结合了两个最具生产力的系统在各自的领域。 再循环水产养殖系统和水培在世界上经历了广泛扩展，不仅因为它们的产量更高，而且还因为它们更好地利用了土地和水，更简单的污染控制方法，改进了生产要素的管理，提高了产品质量和更多的食物安全 (框 1). 然而，水上乐器可能过于复杂和昂贵，并且需要一致地访问某些输入。 方框 1 水生食品生产的好处和弱点 水生食品生产的主要优势： 可持续和密集的粮食生产系统。 两种农产品（鱼类和蔬菜）由一种氮源（鱼类食品）生产。 极其节水。 不需要土壤。 不使用化肥或化学杀虫剂。 更高的产量和高质量的生产。 有机类管理和生产。 提 高生物安全水平，降低外部污染物的风险。 更高的生产控制，降低损失。 可用于非耕地，例如沙漠、退化土壤或咸沙岛。 产生少量浪费。 日常工作、收割和种植节省劳动力，因此可以包括所有性别和年龄。 在许多地 方，家庭粮食生产或经济作物的经济生产。 广泛提供建筑材料和信息库。 水生食品生产的主要弱点： 与 土壤蔬菜生产或水耕相比，初始启动成本昂贵。 每个农民都需要掌握鱼类、细菌和植物生产知识，才能取得成功。 鱼类和植物的要求并不总是完美匹配。 不建议在养殖的鱼类和植物无法满足其最佳温度范围的地方使用。 与独立水产养殖或水培系统相比，管理选择减少。 错误或事故可能导致系统的灾难性崩溃。 日常管理是强制性的。 能源要求苛刻。 需要可靠地获得电力、鱼种和植物种子。 单独一人，水上乐器不会提供一个完整的饮食。 Aquaponics 是一种技术，在可持续集约农业的更广泛背景下，尤其是在家庭规模的应用中占有一席之地。 它为蔬菜和鱼类生产提供了支持性和协作性的方法，并能够在土壤农业难以或根本不可能的地方和情况下种植大量粮食。 水上乐园的可持续性考虑环境、经济和社会动态。 在经济上，这些系统需要大量的初期投资，然后是低经常性费用和鱼类和蔬菜的综合回报。 在环境方面，水产养殖污水可防止水产养殖流出和污染流域。 与此同时，水上乐器可实现更大程度的水和生产控制。 Aquaponics 不依赖化学品作肥料，也不依赖害虫或杂草的控制，从而使食物更安全地抵御潜在的残留物。 从社会角度来看，水生动物可以提高生活质量，因为食物是在当地种植的，而且可以种植符合文化的作物。 与此同时，水生动物可以整合生计战略，以确保无土地和贫困家庭获得粮食和小收入。 国内粮食生产、市场准入和获得技能是发展中国家赋予妇女权力和解放的宝贵工具，水产学可以为公平和可持续的社会经济增长奠定基础。 鱼蛋白质是许多人的饮食需求的宝贵补充，因为小规模园艺中往往缺乏蛋白质。 在土地昂贵、水稀少、土壤贫瘠的情况下，水生动物是最适合的。 沙漠和干旱地区、沙岛和城市花园是最适合水生动物的地方，因为它使用的水绝对最低限度。 没有必要土壤，水生物可以避免与土壤压实、盐碱化、污染、疾病和疲劳相关的问题。 同样，在没有土地或很少的土地的城市和城市周边环境中使用水上乐器，为在小阳台、庭院、室内或屋顶上种植茂密的作物提供了一种手段。 然而，这种技术可能是复杂的，小型单位永远不会为一个家庭提供所有的食物。 水生养殖系统昂贵；业主必须安装完整的水产养殖系统和水培系统，这是启动水生养殖系统时最重要的一个因素。 此外，成功的管理需要对所涉三组不同的生物体进行全面的知识和日常维护。 需要测量和操纵水质。 建立和安装系统需要技术技能，特别是在管道和布线方面。 在获取土地、肥沃的土壤、足够空间和可用水的地方，水上乐园可能是不切实际和不必要的。 如果同样的食物可以直接在土壤中种植，强大的农业社区可能会发现水生活过于复杂。 在这种情况下，水上乐器可以成为一种昂贵的爱好，而不是一个专门的食品生产系统。 此外，水生动物需要一致地获得一些输入。 本出版物中描述的所有水生系统都需要电力，不可靠的电网和/或电力成本高，可能会使一些地方无法使用水上乐器。 需要定期购买鱼类饲料，需要获得鱼种和植物种子。 这些投入可以减少（太阳能电池板、鱼饲料生产、鱼类繁殖和植物繁殖），但这些任务需要额外的知识，并为日常管理增加时间，对于小规模系统来说，这些工作可能过于繁琐和耗时。 也就是说，基本的水生系统可以在广泛的条件下工作，并且单元可以进行设计和扩展，以满足许多农民的技能和兴趣水平。 从高科技到低科技，从高价到合理的价格水平，有各种各样的水上乐园设计。 Aquaponics 是相当适应性可以开发与当地材料和国内知识，并适合当地的文化和环境条件。 它将始终需要一个专门和感兴趣的人或一群人来维护和管理该系统。 通过书籍、文章和在线社区，以及通过培训课程、农业推广人员和专家咨询提供大量培训信息。 Aquaponics 是一个组合系统，这意味着成本和收益都得到了放大。 成功来自于当地、可持续和密集的鱼类和植物生产，而且可能会高于分开采取的两个组成部分，只要在适当的地点使用水生生物，同时考虑到其局限性。
· Food and Agriculture Organization of the United Nations水上乐器的当前应用
最后一节简要讨论了世界各地水上乐器的一些主要应用。 这份清单绝不是详尽无遗的，而是一个小窗口，介绍那些使用 quaponic 概念的活动。 附录 6 进一步说明了在哪里和在什么情况下最适用水生药的情况。 ###家用/小型水生动物 ！ 鱼缸大小约为 1 000 升，生长空间约 3 平方米的水上乐园单元被认为是小规模的，适合家庭家庭的国内生产（图 1.6）。 这种规模的单元已经在世界各地的许多地区进行了试验和测试，并取得了巨大成功。 这些单位的主要目的是生产供维持生计和家庭使用的粮食，因为许多单位可以同时种植各种蔬菜和草药。 在过去五年中，水生团体、协会和论坛取得了相当大的发展，有助于传播关于这些小规模单位的咨询意见和经验教训。 #半商业和商业水生产品中心 ！ 由于初始启动费用很高，而且这种规模的综合经验有限，商用和/或半商用水上生物系统的数量很少（图 1.7）。 许多商业企业因利润无法满足最初投资计划的要求而失败。 大多数确实存在的人都采用单一养殖做法，通常是生产生菜或罗勒。 虽然美利坚合众国、欧洲和亚洲的许多学术机构已经建造了大型单位，但大多数用于学术研究，而不是用于粮食生产，并不打算或旨在与私营部门的其他生产者竞争。 世界各地有几个成功的农场。 夏威夷 (美利坚合众国) 的一个专家组建立了一个完全成熟的商业系统. 他们还能够获得自己单位的有机认证，使他们能够从产出中获得更高的财政回报。 另一个在商业上取得成功的大规模水上乐园业务位于纽堡（美利坚合众国），通过来自不同鱼类和蔬菜种类的多种收入来源以及成功地向当地餐馆、杂货店、保健食品和农民推销战略，获得利润市场。 详细的业务计划，对当地和区域市场上利润最丰厚的植物和鱼类进行彻底的市场研究，对于任何成功的企业都至关重要，小规模水产养殖、商业水产养殖和商业水栽培方面的经验也是如此。 # 教育 各种教育机构包括小学和中学、学院和大学、特殊教育中心和成人教育中心以及社区组织，正在倡导小型水上乐园单位（图 1.8）。 Aquaponics 正被用作一种手段来弥合一般人口与可持续农业技术之间的差距，包括雨水收集、养分回收和有机食品生产等相同的可持续活动，这些活动可以纳入课程计划。 此外，水上乐器学的这种综合性提供了关于解剖学和生理学、生物学和植物学、物理学和化学以及伦理学、烹饪和一般可持续性研究等广泛主题的实践学习经验。 ！ 包含建筑, 火车, 大, 轨道说明自动生成的图片 # 人道主义救济和粮食安全干预 ！ 一群人在一个花园说明自动生成 随着高效水生系统的出现，人们对发现这一概念在发展中国家的运作情况感到兴趣。 巴巴多斯、巴西、博茨瓦纳、埃塞俄比亚、加纳、危地马拉、海地、印度、牙买加、马来西亚、墨西哥、尼日利亚、巴拿马、菲律宾、泰国和津巴布韦都可以看到水上乐园倡议的例子 (图 1.9)。 乍一看，人道主义领域内似乎有相当多的水生活动。 此外，小型水生单位是一些城市或城市周边农业举措的组成部分，特别是与非政府组织和城市粮食和营养安全方面的其他利益攸关方合作，因为它们能够安装在许多不同的城市景观中。 特别是，联合国粮食及农业组织 (粮农组织) 在西岸和加沙地带的屋顶上试行了小型水生单元，以应对该区域长期存在的粮食和营养安全问题 (图 1.10)。 迄今为止，这一试点项目和随后的扩大规模是世界各地越来越多的例子之一，在这些例子中，水产养殖器被成功地纳入中等规模紧急粮食安全干预措施。 然而，许多尝试都是 * 临时 * 和机会主义的，在许多情况下会导致独立的、影响低的干预措施，因此，在评估人道主义水产学的成功时应谨慎行事。 近年来，世界各地的水上乐园会议激增。 此外，水产养殖学越来越多地成为水产养殖和水培学会议的一部分。 其中许多专题讨论会概述了来自不同背景和专业的研究人员、决策者和利益相关者对寻找可持续解决方案以确保持久增长和确保增加粮食产量的问题，以满足不断增长的世界人口的需求。 一组彼此周围的人说明自动生成
· Food and Agriculture Organization of the United Nations水上乐器
Aquaponics 是将再循环水产养殖和水培集合在一个生产系统中。 在水生装置中，鱼缸中的水通过过过滤器循环，植物生长床，然后返回鱼类（图 1.5）。 在过滤器中，将鱼类废物从水中清除，首先使用机械过滤器去除固体废物，然后通过处理溶解废物的生物过滤器。 生物过滤器为细菌提供了一个位置，将对鱼有毒的氨转化为硝酸盐，这是植物更容易获得的营养物质。 这个过程被称为硝化。 随着水（含硝酸盐和其他营养物质）通过植物生长床，植物吸收这些营养物质，最后水返回到净化的鱼缸。 这一过程使鱼类、植物和细菌能够共生繁荣，并共同努力，为彼此创造一个健康的生长环境，条件是该系统的适当平衡。 在水产养殖中，水产养殖废水通过植物床被转移，而不会释放到环境中，同时植物的营养物质是从一种可持续的、具有成本效益的和非化学性的来源提供的。 这种整合消除了独立运行水产养殖和水培系统的一些不可持续因素。 除了这种融合带来的好处之外，水产养殖学还表明，其植物和鱼类产量与水培和再循环水产养殖系统相媲美。 在某些情况下，特别是在土地和水资源有限的情况下，水资源可以提高生产力和经济上的可行性。 然而，水上乐器是复杂的，需要大量的启动成本。 产量的增加必须弥补整合这两个系统所需的较高投资成本。 在承诺建立一个大型或昂贵的系统之前，应制定一项考虑到经济、环境、社会和后勤方面的全面业务计划。 虽然鱼类和蔬菜的生产是水生单位最明显的产出，但必须理解，水生是一个完整的生态系统的管理，其中包括三个主要的生物群体：鱼类、植物和细菌。 ！ 图片-3 资料来源：联合国粮食及农业组织，2014 年，克里斯托弗·萨默维尔、莫蒂·科恩、爱德华多·潘塔内拉、奥斯汀·斯坦库斯和亚历山德罗·洛瓦泰利，小规模水生粮，http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf。 经许可复制。 *
· Food and Agriculture Organization of the United Nations水培和无土培养
无土壤培养是种植农作物而不使用土壤的方法。 使用各种惰性生长介质，也称为基材，而不是土壤。 这些培养基提供植物支持和保湿。 灌溉系统集成在这些介质中，从而为植物根部带来营养解决方案。 该解决方案为植物生长提供了所有必要的营养物质。 最常见的无土培养方法是水培，其中包括在基质上或水性培养基中生长植物，并在具有裸根的水性培养基中生长。 水培系统有许多设计，每种设计都有不同的用途，但所有系统都具有这些基本特征（图 1.3）。 无土农业被用来减少影响单一种植作物的虫害和土壤传播疾病。 水培实际上可以通过避免植物与土壤之间的接触来控制土壤传播的害虫和疾病，因为无土介质可以在作物之间消毒和重复使用。 这种基材的再利用能够满足密集生产的特殊需求。 有些基质远远优于土壤，特别是在根区的保水能力和氧气供应方面。 农民还通过加强对植物生长的几个关键因素的控制，改善了植物的绩效。 植物根部的营养物质可用性得到更好的操纵、监测和实时控制，从而提高定量和定性产量。 此外，大多数无土培养方法使用传统土壤生产所需的一小部分水，因为营养溶液是回收利用的。 ！ 图片-3 无土农业是过去 200 年来一般农业领域科学, 经济和技术发展的一个方面. 总的来说，但在温带气候的发达国家，对季节性高价值作物的需求日益增加。 部分原因是生活水平普遍提高。 这种需求的增加导致许多种类的受保护种植系统的扩大, 以提高生产能力, 延长作物的供应全年. 在这些受保护的系统内，作物可以在土壤中种植。 然而，为了保持与开放农业生产的竞争力，必须加强强度，以抵消与控制环境农业相关的较高生产成本。 因此，已经从土壤生产转向无土文化，以满足不断变化的农业需求。 这种方法提供了有毒土壤杀菌的替代办法，以控制害虫和病原体，并有助于克服单一种植做法带来的土壤疲劳问题。 除了与传统农业相比显著提高产量外，无土农业也很重要，因为它具有较高的水和肥料使用效率，这使得水耕作在干旱地区或营养分散是一个问题的地方成为最适合的耕作技术环境和经济原因. 在没有可耕地的地区，土壤偏移使水耕成为不可或缺的解决办法。 相反，可以在干旱地区、盐碱易发地区以及城市和郊区环境中发展无土农业，或者在争夺土地和水或不利的气候条件需要采用密集生产系统的地方。 小空间的高生产率使得无土农业成为粮食安全或发展零粮食里程微型农业的一种有趣的方法。 总而言之，无土培养成为一种不断扩大的农业做法的四个主要原因是：由于无菌条件，土壤传播疾病和病原体的存在减少；改善生长条件，以满足最佳植物需求，从而提高产量；增加水和肥料使用效率以及在没有适当土地的地方发展农业的可能性。 除了对无化学品和无农药产品以及更可持续的农业做法的需求日益增加之外，还对有机和减少土壤的方法进行了广泛的研究。 第 6.1 节更详细地讨论了这些差异。 现代农业可持续性的一个主要问题是完全依赖制造的化肥来生产粮食。 这些营养物质可能昂贵而且难以获取，而且往往来自环境恶劣的做法，这些做法在农业所有二氧化碳排放量中占很大比例。 许多这些关键营养物质的供应正在迅速消耗，预计今后几十年全球将出现短缺。 与土壤农业相比，水培在水和养分利用方面的效率要高得多，但其管理更为复杂，需要不同的投入，特别是在安装期间。 通常需要电力循环或使水富含氧。 然而，它不需要燃料来耕作土壤，不需要额外的能源来抽取更大量的水用于灌溉或进行除草控制，也不会通过密集的农业做法破坏土壤有机物。 初始成本、建筑材料以及对电力和投入的依赖也将成为水生物的重要限制，但在这种情况下，化肥的需求完全消除。 资料来源：联合国粮食及农业组织，2014 年，克里斯托弗·萨默维尔、莫蒂·科恩、爱德华多·潘塔内拉、奥斯汀·斯坦库斯和亚历山德罗·洛瓦泰利，小规模水生粮，http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf。 经许可复制。 *
· Food and Agriculture Organization of the United Nations水产养殖
水产养殖是指在受控条件下捕捞和生产鱼类和其他水生动植物物种。 许多水生物种已经培养，特别是鱼类、甲壳动物和软体动物以及水生植物和藻类。 水产养殖生产方法已在世界各地区得到发展，因此已经根据这些区域的具体环境和气候条件进行了调整。 水产养殖的四个主要类别包括开放水域系统（例如笼子、长绳）、池塘养殖、流通滚道和循环水产养殖系统（RAS）。 在 RAS（图 1.4）操作中，经过清洁和过滤处理后，将水重新用于鱼类。 尽管由于投资、能源和管理成本较高，RAS 并不是最便宜的生产系统，但它可以大大提高单位土地的生产力，并且是鱼类养殖中最有效的节水技术。 RAS 是发展综合水产养殖农业系统最适用的方法，因为可能使用副产品，而且蔬菜作物生产中的水营养浓度较高。 Aquaponics 是从 RSS 中发生的营养物质的有益积累开发而来的，因此是本手册的主要重点。 ！ 图片-3 水产养殖是全球蛋白质生产的一个日益重要的来源。 事实上，水产养殖占全世界食用鱼类的近一半，水产养殖产量在 2012 年首次与捕捞渔业上岸相匹配。 水产养殖有可能减少对世界渔业的压力，并大大减少可持续性较差的陆地动物养殖系统在向人类提供动物蛋白质方面的足迹。 然而，可以解决水产养殖的两个方面，以提高这种农业技术的可持续性。 水产养殖可持续性的一个主要问题是处理富含营养的废水，这是上述所有水产养殖方法的副产品。 根据每个国家制定的环境条例，农民必须处理或处置污水，污水既昂贵又有害环境。 如果不进行处理，富含营养的水的释放会导致流域和局部沿海地区的富营养化和缺氧，以及珊瑚礁的大藻过度生长和其他生态和经济干扰。 在污水流中种植植物是防止其排入环境的一种方法，也是通过灌溉、人工湿地和其他技术，从使用无成本副产品种植的作物中获得额外经济利益的一种方法。 另一个可持续性问题是，水产养殖严重依赖鱼粉作为主要鱼类饲料。 从保护的角度来看，这是通过引起另一种债务来解除一种债务，替代饲料成分是水产养殖未来的重要考虑因素。 本出版物的大部分专门讨论重复利用水产养殖污水作为增值产品，而替代鱼类饲料及其有助于减少水产养殖足迹的方式则在 9.1.2 节中讨论。 资料来源：联合国粮食及农业组织，2014 年，克里斯托弗·萨默维尔、莫蒂·科恩、爱德华多·潘塔内拉、奥斯汀·斯坦库斯和亚历山德罗·洛瓦泰利，小规模水生粮，http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf。 经许可复制。 *
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