7.1 导言

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** 图 7.1** 由 Naegel（1977 年）生长的第一个系统图 _ 罗非鱼 _ 和普通鲤鱼在一个封闭的再循环系统中结合生菜和西红柿

鱼类和植物在耦合水中养殖的结合可以追溯到德国 Naegel（1977 年）的第一个设计，该设计使用 2000 L 爱好规模系统（图 7.1）位于受控环境温室中。 开发该系统是为了核实鱼类废水养分在完全控制的水循环条件下的使用情况，用于植物生产，包括双重污泥系统（有氧/厌氧废水处理）。 Naegel 的概念基于美国南卡罗来纳州农业实验站的开放池塘水生系统，在那里，鱼塘中的多余营养物质，放养着通道鲶鱼（Italurus punctatus），被水栽生产水栗（Eleocharis dulcis）（罗亚卡诺和格罗夫纳 1973 年). Naegel（1977 年）通过使用硝化和脱硝罐来增加其系统内的硝酸盐浓度，试图对所有氮化合物进行完全氧化，达到 1200 毫克/升的硝酸盐浓度，并展示了硝化步骤的有效性。 虽然该系统使用罗非鱼（罗非鱼）和鲤鱼（鲤鱼）以低密度（每个 20 千克/msup3/SUP）储存，但西红柿（_Lycopersicon 生菜）和冰山生菜（Lactuca Scaliola）生长良好，产量稳定。 这些第一次研究结果导致了耦合水生系统的概念，其中植物消除鱼类产生的废物，创造足够的生长，展示了两个单位的高效用水。 在 2015 年世界水产养殖大会（Tran 2015）上，Huy Tran 首次介绍了水生耦合的原理。

水生耦合系统不一定使用传统意义上的机械颗粒过滤，而且在水产养殖单位和水培单位之间保持一致的养分流动。 主要的挑战是如何管理水生耦合系统中的粪便负荷，在这种系统中，植物吸收养分，并可通过过过滤机或土工织物从系统中清除颗粒废物。

现代农业的发展, 人口增长和世界各地资源不断减少, 促进了水联系系统的发展. 由于鱼类养殖与其他养殖动物相比，鱼类养殖在蛋白质生产和水利用方面的效率要高得多，而且封闭式系统在很大程度上是独立于场地的，因此在全世界范围内可以发展出水联系系统（Graber 和 Junge，2009 年）（Kotzen 和 Appelbaum，2010 年）；2016 年阿贝尔鲍姆和科岑），甚至在城市环境中也是如此（König 等人，2016 年）。 大多数描述的系统属于国内、小规模和半商业设施（Palm 等人，2018），这些设施由爱好水族馆、爱好者或小型初创公司驱动。 本章概述的新研究结果表明，这些系统在继续发展成为商业水生产方面存在着潜力和限制因素，能够对未来的粮食生产作出重大贡献。