组件计算和比率
水上乐器系统需要平衡。 鱼（因此，鱼饲料）需要为植物提供足够的营养物质；植物需要过滤鱼的水。 生物过滤器需要足够大，以处理所有鱼类废物，并且需要足够的水量来循环这一系统。 在新系统中实现这种平衡可能很棘手，但本节提供了有用的计算来估计每个组件的大小。
# 植物生长面积、鱼饲料量和鱼量
平衡水生系统的最成功方法是使用 2.1.4 节中描述的进给速率比。 这个比率是水生动物最重要的计算方法，这样鱼类和植物可以在水生生态系统内共生繁荣。
该比率估计每天应向该系统添加多少鱼饲料，并根据可用于植物生长的面积进行计算。 这一比例取决于种植的植物类型；果蔬所需的营养物质比绿叶蔬菜多三分之一，以支持花卉和水果的发育。 饲料类型也会影响饲料速率比，此处提供的所有计算均假设行业标准鱼饲料含有 32% 蛋白质。
| ** 绿叶植物 ** | ** 果蔬 ** | | — | — | | 每平方米每天 40-50 克鱼饲料 | 每平方米每天 50-80 克鱼饲料 |
计算中建议的第一步是确定需要多少植物。 平均而言，植物可以在下面所示的种植密度下生长（图 8.1）。 这些数字只是平均数，许多变量取决于植物类型和收获规模，因此只应作为准则使用。
| ** 绿叶植物 ** | ** 果蔬 ** | | — | — | | 每平方米 20-25 个植物 | 每平方米 4-8 个植物 |
一旦选择了所需的植物数量，就可以确定所需的种植面积，从而确定每天应加入该系统的鱼饲料量。
一旦计算出生长面积和鱼饲料量，就可以确定吃这种鱼饲料所需鱼的生物量。 不同尺寸的鱼有不同的饲料要求和制度，这意味着许多小鱼吃多达几条大鱼。 在平衡水生单位方面，鱼的实际数量并不像鱼缸中鱼的总生物量那么重要。 平均而言，对于 7.4 节中讨论的鱼种，鱼类在生长期间每天消耗体重的 1.2%。 这假定鱼大于 50 克，因为小鱼吃的比较大的鱼更多，占体重的百分比。
| ** 鱼喂食率 ** | | — | | 1-2％ 的总体重每天 |
下面的例子演示了如何进行这套计算，确定为了每周生产 25 头生菜，一个水生鱼系统应该有 10-20 公斤的鱼，每天喂 200 克饲料，并且有 4 平方米的增长面积。 计算如下：
生菜需要 4 周才能生长，一旦苗被移植到系统，每周收获 25 头，因此：
每 25 头生菜需要 1 m2 的增长空间，因此：
每平方米的生长空间每天需要 50 克鱼饲料，因此：
一个系统中的鱼（生物量）每天吃它们体重的 1—2%，
因此：
虽然这种进给比率非常有用，但实际上只是一个指导，特别是对于小型单位。 这一比率涉及许多变量，包括鱼的大小和类型、水温、饲料的蛋白质含量和植物的营养需求，在生长季节可能发生重大变化。 这些变化可能要求农民调整喂养率。
对水的氮气进行测试有助于确定系统是否保持平衡。 如果硝酸盐含量太低（小于 5 毫克/升），则慢慢增加每天的进料速率，而不会过度喂养鱼类。 如果硝酸盐水平稳定，则其他营养物质可能缺乏，尤其是钙、钾和铁可能需要补充。 如果硝酸盐水平正在增加，那么随着硝酸盐上升到 150 毫克/升以上，偶尔需要进行水交换。 硝酸盐水平的增加表明，其他基本营养物质的浓度是足够的。
# 水量
水分量对水产养殖的水产养殖方面最为重要。 不同的放养密度会影响鱼类生长和健康，是鱼类压力最常见的根源之一。 然而，总水量并不影响水培成分，只是在水量大的情况下，水在初始循环期间积累大量的营养物质需要更多的时间。 因此，如果一个单位的水量相对较大，唯一的影响是，它需要更长的时间才能达到植物的最佳营养浓度。 大量的水有助于减轻水质的变化，但可能会掩盖问题更长时间。 DWC 方法总是比 NFT 或介质床更高的总水容量。
建议的最大放养密度为 20 公斤鱼，用于 1 000 升水（鱼缸）。 本出版物中描述的小型单位有大约 1 000 升水，应装有 10-20 公斤鱼。 较高的放养密度需要更先进的曝气技术来保持鱼类的溶氧浓度稳定，同时还需要更复杂的过滤系统来处理固体废物。 强烈建议新的水生农民不要超过每千升 20 公斤的放养密度。 在电力供应不断得到保证的情况下，情况尤其如此，因为短暂的中断可以在一个小时内杀死所有鱼类，在高饲养密度的情况下。 同样的储存密度适用于任何大小超过 500 升的罐体；只需使用此比率计算给定水量的最大储存密度。 如果罐体小于 500 升，则将储存密度减少到一半，或者每 100 升 1 公斤，但不建议在小于 500 升的罐中种植鱼，以供食用。 作为参考，罗非鱼在收获大小时的平均重量为 500 克，放养尺寸为 50 克。
| ** 鱼放养密度 ** | | — | | 每千升水 10 至 20 公斤鱼类 |
过滤要求-生物过滤器和机械分离器
水生物中所需的生物滤滤量取决于每天进入系统的饲料量。 主要考虑因素是生物过滤材料的类型和该介质的表面积。 表面积越大，可以托管的细菌群落就越大，氨转化成硝酸盐的速度越快。 提供了两种比率，一种用于介质床中发现的火山碎石，另一种用于 NFT 和 DWC 单元中的 Bioballs®。 这种计算应被视为最低限度，过量的生物滤滤不会损害系统，而是使系统对氨和亚硝酸盐尖峰更具弹性。 如果怀疑低温可能影响细菌活性，生物过滤器应超大尺寸。 附录 4 载有关于生物过滤器尺寸和计算所需体积的更多信息。
| ** 生物过滤器材料 ** | ** 特定表面积 (m²/m³) ** | ** 需要体积（升/克进料）** | | — | — | — | | 火山砾石 | 300 | 1 | | 生物用品® | 600 | 0.5 |
机械分离器的尺寸应根据水的体积进行调整。 一般来说，机械分离器的体积应为鱼缸尺寸的 10-30%。 NFT 和 DWC 系统以及高库存密度（\ > 20 kg/1 000 升）的介质床系统都需要机械过滤器。
# 组件计算摘要
-饲料速率比提供了一种平衡水生系统组成部分的方法，并计算种植面积、鱼饲料和鱼类生物量。
-水生动物的进给速率比：
-每平方米 40-50 克每日饲料（绿叶蔬菜）;
-每平方米 50-80 克每日饲料（果蔬菜）。
-鱼喂养率：每天体重的 1-2 ％。
-鱼放养密度：10-20 公斤/1 000 公升。
-生物滤滤容量：
-每克每日饲料 1 升（媒体床上的煤渣）
-每克每日饲料 1/2 升（NFT 和 DWC 中的 Bioballs®）
表 8.1 概述了小型媒体床、NFT 和 DWC 单元设计的关键数字和比率。 重要的是要知道，这些数字只是指导，因为其他外部因素（例如气候条件、获得持续供电）可能会改变地面设计。 请注意表格下面的脚注，解释了数字以及每列每个水生生物法的适用性。
# 表 8.1
######小型水生装置的实用系统设计指南
| 鱼缸容量（升） | 最大鱼类生物量 1 （kg） | 进给率 2 （克/天） | 泵流量（升/小时） | 体积 3 (升) | 最小体积的生物过滤介质 4 (升) | 植物生长面积 5 (平方米) | |
| 火山凝灰岩生物园 | ® | 一 | |||||
| 百 | 二十 | 一 | 千二 | 十 | 一 | 百 | 二十 | 一
| 百 | 二 | 十 | 一百 | 二 | 十 | ||
| 一 | 百 | 二 | 十 | 一百 | 二十 | 一 | |
| 百 | 三 | 十 | 二 | 百三十 | 一千 | ||
注意事项：
1. 建议的鱼类密度是根据 20 公斤/1 000 升的最大放养密度计算的。 通过进一步的曝气和机械过滤，可以实现更高的密度，但不建议初学者使用。
2. 对于体重超过 100 克的鱼，建议喂养率为每天体重的 1%。 进食率比例为：绿叶蔬菜 40-50 克/平方米；结果蔬菜为 50-80 克/平方 米 。
3. 机械分离器和生物过滤器的体积应为鱼缸总体积的 10% 至 30%。 实际上，容器的选择取决于它们的大小、成本和可用性。 生物过滤器仅适用于 NFT 和 DWC 单元；机械分离器适用于 NFT、DWC 单元和鱼密度超过 20 kg/1 000 升的介质床单元。
4. 这些数字假设细菌始终处于最佳状态。 否则，在一段时间（冬季）内，可能需要添加额外的过滤介质作为缓冲液。 根据两种最常见的生物过滤介质各自的比表面积，提供了不同的值。
5. 植物生长空间的数字只包括绿叶蔬菜。 果蔬菜将有一个略低的面积。
- 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。 *