可持续的、当地的水生物投入替代品
# 有机植物肥料
第六章讨论了即使是平衡的水生生物系统也会如何遇到营养不足的问题。 虽然鱼类食物颗粒是鱼类的整体饲料，但它们并不一定具有适当数量的营养物质的植物。 一般来说，鱼饲料的铁、钙和钾值较低。 植物缺乏也可能出现在不理想的生长条件下，例如寒冷的天气和冬季的月份。 因此，可能需要补充植物肥料，特别是在种植果蔬或营养要求高的蔬菜时。 合成肥料往往过于苛刻，可能会破坏平衡的生态系统；相反，水产养殖器可以依靠堆肥茶来补充营养素。
一般堆肥过程
堆肥是一种丰富的肥料，由分解的有机物，包括食物垃圾制成。 堆肥在土壤为基础的园艺中非常有用，用于补充有机材料、保持水分和提供营养。 此外，堆肥可以用来创建一个液体肥料，称为堆肥茶，它可以添加到水生水，以提高营养物质的供应。 方便地，高质量的堆肥可以从家庭食物垃圾中生产。 基本上，食物垃圾被添加到容器中，以下称为堆肥单元。 在堆肥单元内，有氧细菌、真菌和其他生物将有机物分解成简单的营养物质供植物食用。 产生的最终物质被称为腐殖质。 它由大约 65％ 的有机物组成，不含病原体，并且富含营养物质。 从食品垃圾到腐殖质的整个过程可能需要长达六个月的时间，具体取决于堆肥装置内的温度和曝气质量。
堆肥单元通常是一个 200-300 升桶形容器，有盖子和许多通风口（图 9.1）。 它们通常是深色的，以保持热量，从而加速分解过程。 有许多类型的堆肥单元可供选择，它们很容易使用回收部件构建。 建议使用滚筒堆肥装置，因为它们需要更少的空间，并保持充气和均匀。 确保有足够的空间来正确旋转桶。 所有堆肥单元都需要足够的气流。
在制作堆肥时，管理进入堆肥的材料是非常重要的。 这是最好保持一个良好的比例的湿和干的有机材料分层在等量达到约 60-70％ 的水分含量。 由于最初的 2-3 周是一个热有氧过程，温度高达 60-70 °C，因此避免过多的水分，从而减少热量是非常重要的。 热阶段加速了堆肥过程，并有助于对任何可能的病原体中的有机废物进行巴氏杀菌。 为了防止堆肥过湿，并防止厌氧区域，分层是很重要的。 为了将细菌保持在有氧条件下，并对废物进行均匀处理，对桩进行频繁曝气是一项重要的任务。 操作包括简单地将废物倒置或定期旋转桶/容器。 这有助于通气的有氧细菌。
通过混合湿材料，如蔬菜食品剩菜、研磨咖啡、水果和蔬菜，以及面包、草剪报、干叶、稻草、灰和木屑等干燥材料，可获得良好的绿色堆肥。 然而，重要的是要保持碳和氮之间的最佳平衡（C: N 比为 20-30），因为这会导致材料的快速变化。 一般来说，明智的做法是不要使用太多的稻草或木屑（C: N\ > 100），而是使用 “绿色” 废物，如草剪，最好稍微干燥，以减少其水分含量。 不建议使用过多的木灰来避免 pH 值过高，并且只使用来自木/蔬菜的灰，因为其他来源（例如纸张）可能含有毒物质。 有些材料绝不应堆肥，包括乳制品、肉类、柑橘类水果、塑料、玻璃、金属和尼龙。 堆肥是非常宽容的，但理想的堆肥应该有足够的水分和氮养活所有有益的生物体。 如果堆肥太干，可以添加水。 堆肥温度的升高表明微生物活性强烈，表明堆肥过程正在发生。 事实上，堆肥变得如此热，它可以用来加热温室。
粉碎堆肥是一种特殊的堆肥方法，在堆肥单元中使用蚯蚓（图 9.2）。 添加蠕虫有几个好处。 首先，由于消耗有机废物，因此它们加速了分解过程。 第二，他们的废物 (蠕虫铸件) 是一个非常有效和完整的肥料。 可以购买或建造特殊的粉末柱单位，并且有丰富的信息可用。 重要的是要从信誉良好的来源采购蠕虫，并确保它们从来没有吃过肉类或动物的废物。 堆肥后，蠕虫铸件可以直接在植物苗圃中使用，开始种子，因为一旦幼苗被移植，这样就会将营养物质引入到水生系统中。 或者，蠕虫铸件可以制成堆肥茶。
*** 堆肥茶和二次矿化 *** 当有机废物终于分解成腐殖质，可能需要 4-6 个月，就可以制作堆肥茶。 这个过程很简单。 几个大一把堆肥被绑在一个网袋里，用一些石头加权。 这个袋子悬挂在一桶水（20 升）。 与小型气泵相连的气石位于网袋下方，以便气泡搅拌内装物（图 9.3）。 曝气对于防止厌氧发酵非常重要。 该混合物留下了几天恒定的曝气。 内容物应偶尔搅拌，以防止任何缺氧区域。 2-3 天后，堆肥茶已准备好在单位使用。 茶应该通过细布紧张，然后用水稀释 1:10。 适用于植物，可以作为叶面饲料在喷洒罐中或作为液体肥料直接到植物根部。 如果将稀释的茶直接加入单位，首先使用少量（50 毫升），并耐心地记录植物生长的变化。 必要时重新申请，但要注意不要添加太多。
其他营养茶
除了堆肥，还有许多其他营养丰富的有机材料，可以按照上述方式酿造成营养茶。 上面提到的一个问题是使用从机械过滤器捕获的鱼缸中的固体废物。 以同样的方式酿造，固体废物被完全矿化，并且可以重新添加到水生系统中。 其他来源包括海藻、荨麻和杂草。 海藻是一个伟大的补充，因为它含有丰富的钾和铁，这是常常缺乏水生物，但一定要冲洗剩余的盐从海藻。 大量的有机肥茶也可以用来暂时维持水生系统没有鱼。 这可能是有用的，在一年中较寒冷的月份，当鱼的新陈代谢是低和植物需要的营养物质的增强。
堆肥安全
使用堆肥时，请确保其完全分解-使其无病原体。 切勿使用来自温血动物的有机来源，这会增加引入病原体的风险。 此外，在生产茶叶时，确保水具有良好的氧气和持续充气，因为这有助于矿化，并防止某些类型的致病细菌生长。 始终避免将水生水放在植物叶子上，尤其是在使用堆肥茶时。 有关酿造堆肥茶的更多信息，请参阅 “进一步阅读” 部分。
替代鱼饲料
鱼饲料是任何水生系统中最重要和最昂贵的输入之一。 它可以购买或自制。 作者强烈建议使用高质量的鱼饲料颗粒，因为它们是鱼的整体食物，这意味着颗粒可满足鱼类的所有营养需求。 即便如此，下面是一个可以很容易地在国内生产的补充鱼饲料的例子，这可以帮助节省资金或在没有制造饲料或过于昂贵的情况下暂时使用。 有关创建自制饲料颗粒的更多信息，请参阅附录 5。
浮萍
浮萍是一种快速生长的浮水植物，含有丰富的蛋白质，可作为鲤鱼和罗非鱼的食物来源（图 9.4）。 在最佳条件下，浮萍的质量每 1-2 天增加一倍，这意味着每天可以收获一半的浮萍。 浮萍应该生长在一个独立的罐与鱼类，因为否则鱼会消耗整个鱼类。 充气是没有必要的，水应以缓慢速度流过容器。 浮萍可以生长在阳光暴露或半阴影的地方。 剩余的浮萍可储存并冷冻在袋子里供日后使用。 浮萍也是家禽有用的饲料。
浮萍是水生系统的一个有用的补充，尤其是当鸭生长的容器位于植物生长床和鱼缸之间的回路线上时。 任何逃离植物的营养物质生长床受肥浮萍，从而确保最干净的水可能返回鱼类。 浮萍不固定大气氮，浮萍中的所有蛋白质最终来自鱼饲料或其他外部来源。
####，一种水蕨
- Azolla* 是一种蕨类植物，它生长在水面上，很大程度上以浮萍的方式生长（图 9.5）。 主要区别在于 * Azolla* 能够固定大气氮，基本上从空气中产生蛋白质。 出现这种情况的原因是，* 阿佐拉 * 与叶片中含有的细菌 * 阿纳巴纳藻 * 具有共生关系。 * Azolla* 除了提供免费的蛋白质来源之外，因为它的生长速度极高，是一种有吸引力的饲料来源。 与浮萍一样，* Azolla* 应该在一个单独的水槽中生长，水流缓慢。 它的生长通常受到磷的限制，所以如果要集中生长 Azolla，需要额外的磷来源，例如堆肥茶。
昆虫
在许多文化中，昆虫被认为是不良害虫。 然而，它们在以更可持续的解决方案支持传统食物链方面具有巨大的潜力。 在许多国家，昆虫已经是人们的饮食的一部分，并在市场上销售。 此外，它们已被用作动物饲料几个世纪。
昆虫是一种健康的营养来源，因为它们含有丰富的蛋白质和多不饱和脂肪酸，并且富含必需的矿物质。 它们的粗蛋白质含量在 13% 至 77% 之间（平均 40%），根据物种、生长阶段和饲养饮食而不同。 昆虫还含有丰富的必需氨基酸，这是许多饲料成分的限制因素（附录 5）。 食用昆虫也是脂质的良好来源，因为它们的脂肪量可以介于 9% 和 67% 之间。 在许多物种中，必需的多不饱和脂肪酸的含量也很高。 这些特点一起使昆虫成为人类食物和动物或鱼类饲料的健康和理想选择。
鉴于昆虫的数量和种类繁多，可以根据当地的供应情况、气候条件/季节性以及现有饲料类型而定制饲养的昆虫的选择。 昆虫的食物来源可以包括主食壳、蔬菜叶、蔬菜废物、粪便，甚至木材或纤维素丰富的有机材料，这些材料适用于白蚁。 昆虫也对废物生物降解作出了巨大贡献，因为它们会分解有机物，直到它被真菌和细菌消耗并矿化为植物营养物质。
昆虫的培养并不像其他动物那样具有挑战性，因为唯一的限制因素是饲料而不是饲养空间。 有时，昆虫被称为 “微型牲畜”。 空间要求小意味着昆虫养殖场可以在非常有限的地区和投资成本的情况下创建。 此外，昆虫是冷血的生物，这意味着它们的饲料转换效率成肉远远高于陆地动物和类似鱼类。 有很多可能的选择和更多的昆虫养殖知识作为饲料在 “进一步阅读” 部分. 在许多可用的物种中，一个有趣的物种被用作鱼饲料是黑色士兵飞（见下文）。
黑人士兵苍蝇
黑色士兵苍蝇的幼虫 * 赫美氏 *，蛋白质极高，是牲畜（包括鱼类）的宝贵蛋白质来源（图 9.6）。 这种昆虫的生命周期使得它在良好的气候条件下成为一个综合家庭农业系统的一个方便和有吸引力的补充。 幼虫饲料粪便，死亡的动物和食物垃圾。 培养黑人士兵苍蝇时，这些类型的废物被放置在一个具有足够排水和气流的堆肥单元中。 随着幼虫的成熟，它们通过堆肥单元中安装的斜坡爬离饲料来源，通往收集桶。 从本质上讲，幼虫吞噬废物，积累蛋白质，然后收获自己。 三分之二的幼虫可以加工成饲料，而剩下的三分之一应允许在一个单独的区域内发展成成虫苍蝇。 成年苍蝇不是病媒；成年苍蝇没有喉舌，不吃饭，也不吸引任何人类活动。 成人苍蝇只是交配，然后返回到堆肥单元产卵，一个星期后死亡。 事实证明，黑色士兵苍蝇可以防止牲畜设施中的家蝇和吹蝇，实际上可以减少堆肥中的病原体负荷。 即使如此，在喂养幼虫到鱼之前，幼虫应该进行处理以安全。 在烤箱中烘烤（170 °C 1 小时）会破坏任何病原体，由此产生的干幼虫可以研磨并加工成饲料。
辣木或卡拉蒙盖
- 辣木油脂 * 是一种非常高的营养物质，包括蛋白质和维生素的热带树。 被一些人归类为超级食品，目前正用于消除营养不良，它是自制鱼类饲料的宝贵补充，因为这些必需的营养成分。 树的所有部分都是适合人类食用的选择食用品，但对于水产养殖它是通常使用的叶子。 事实上，非洲的几个小规模水生项目取得了成功，利用这棵树叶作为罗非鱼的唯一饲料来源。 这些树木生长迅速，抗旱，容易通过树枝或种子传播。 然而，它们不耐霜冻或冻结，不适合寒冷的地区。 在叶生产方面，所有树枝每年采伐四次到主树干，这种过程称为轮廓。
种子收藏
在许多类型的小规模农业中，从种植植物中收集种子是另一项重要的节约成本和可持续的战略。 由于植物是主要的生产目标，因此它对水生动物尤其有效。 种子收集是一个简单的过程，在这里讨论的主要类别是干种子荚和湿种子荚。 在一般情况下，只使用种子从成熟的植物。 年轻的植物种子不会发芽，老植物将已经分散他们的种子。 避免混合植物，这可能是无菌的。 从许多植物收集有助于保留遗传多样性和健康的植物。 此外，考虑与其他小规模农民交易种子的地方种子交换小组。
干籽荚
这个子类别包括罗勒，生菜，沙拉火箭和西兰花。 其中一些植物的种子可以在整个生长周期中收获，例如罗勒（图 9.7）。 其他种子只能在植物完全成熟并且不再作为蔬菜使用后才能收集，例如生菜和西兰花。 一般的过程是将切干/成熟的茎放入一个大的纸袋中，并在阴凉、黑暗的地方存放 3-5 天。 在此期间，轻轻摇动密封的纸袋以释放种子是有帮助的。 接下来，打开袋子，最后一次摇动茎或整个植物，同时还在袋子里。 然后，删除茎和所有的植物碎片，并通过筛子，以收集剩余的种子。 收集这些种子，并将它们放回纸袋，确保只有种子和植物残留。
湿籽荚
这个子类别包括黄瓜，西红柿和辣椒。 种子发育在实际果实内部，通常涂在凝胶囊中，禁止种子萌发。 当水果准备收获, 通常表示一个强烈和充满活力的颜色, 删除水果从植物, 切片打开水果用刀子和收集的种子里面用勺子. 把种子涂上凝胶和地方放入筛子，并开始用水和光滑的布洗掉凝胶。 然后，采取种子，铺设它们，并在树荫下晾干，偶尔翻转，直到它们完全干燥。 最后，删除任何剩余的凝胶或植物碎片，并将它们存放在一个小纸袋中。
种子储存
建议将种子储存在密封的纸袋或信封在阴凉、干燥和黑暗的地方，以最少的水分。 小冰箱是储存种子的理想场所，最好放在带有干燥剂袋（即硅胶）的密封容器中，以保持水分低于真菌生长所需水平。 至关重要的是要确保只存在种子，没有其他植物或土壤碎片，以消除疾病或过早萌发的风险。 植物碎片和水分也会鼓励真菌和霉菌，从而损害种子。 一旦放入袋子，写在袋子上的日期和类型的植物。 对于种子发芽百分比较高，种子应在 2-3 个生长季节内使用。
# 雨水收集
收集雨水以补给水生装置是降低运行成本的另一个有效方法。 使用雨水进行水上乐器有几个好处。 首先也是最重要的是，雨是免费的。 该出版物中描述的水生系统每天损失 1-3 ％ 的水，主要是通过植物叶蒸腾。 水是一种宝贵的资源，在某些地区可能昂贵而且不可靠。 第二，大多数雨水都是高品质的。 雨水不太可能有毒素或病原体。 雨水不含任何盐类。 雨水中的 GH 和 KH 含量也很低，通常略有酸性。 这是非常有用的，尤其是在水具有强碱性的地区，因为雨水可以抵消对进水进行酸性校正的需要，以使水生系统保持在最佳的 6.0-7.0 pH 范围内。 然而，雨水中的 KH 值越低，意味着雨水对 pH 值的酸性变化很差。 因此，如果以雨水作为主要水源，则应添加碳酸钙，如 3.5.2 节所述。 谨慎对待集水表面，尽量避免从鸟栖周围或动物粪便堆积的地方收集水。 减少任何病原体污染风险的一个简单方法是通过缓慢沙过滤，只需将水渗透到高度 50-60 厘米的细砂过滤器中，并在罐底开口处收集过滤过的水即可获得这种过滤。
通过将大型清洁容器连接到建筑物或房屋周围的排水管道，可以轻松实现雨水收集（图 9.8）。 例如，36 平方米的集水 区 将收集 11 900 升的水，每年降雨量仅为 330 毫米。 其中一些水丢失了，但足够被捕获足以足够的一个小规模的水生单位。 此处描述的单位平均每年使用 2 000-4 000 升水。 收集雨水是很容易的部分；储存雨水更重要，更具挑战性。 必须保留水，直到系统需要它，并且水必须保持清洁。 集装箱应盖上屏幕，防止蚊子和植物碎片进入。 它还有助于保持一些小孔雀鱼或罗非鱼苗在雨水中吃昆虫，并且单一的气石可以防止缺氧细菌的发展。
#水行器单元的替代建筑技术
人类的聪明才智已经提供了无数的变化的基本主题的水上乐器。 在其最基本的意义上，水鱼类和蔬菜只是将鱼类和蔬菜放在不同的容器中，共享含氧水。 旧水箱、浴缸、塑料桶、桌子、木材和金属部件都可以用于建造水生装置（图 9.9）。 用于 DWC 系统的木筏和种植杯可以用竹子或回收塑料制造；介质系统可以填充当地可用的砾石。 请务必确保以前没有任何组件（鱼缸、介质床、种植管道和管道配件）用于含有可能伤害鱼类、植物或人类的有毒或有害物质。 此外，在使用之前，必须彻底清洗任何材料。
最便宜的水生系统由地面上的一个大孔组成，内衬便宜的 0.6 毫米聚乙烯塑料池衬。 这个池塘用铁丝或网格分离，将鱼与植物分离。 池塘的一侧是鱼缸，鱼类密度相对较低，另一侧是覆盖着聚苯乙烯泡沫的 DWC 运河。 始终需要曝气和水移动，但可以通过低头高空气升降或人动泵进行添加。 在没有电力的情况下添加氧气的方法之一是将水提升到一个排水槽并允许其级联下来。 这种办法可用于桶和中型散货箱集装箱过于昂贵，农民无法考虑使用的地方，尽管总产量会较低。
附录 8 显示了使用中型散货箱制造水生装置的方法，这种方法在世界各地都很容易找到。 此外，“进一步阅读” 部分列出了两个关于自己做水上乐器的不同指南。
#水生气单元的替代能源
该装置的电动泵（包括空气和水）的操作需要一个能源。 通常情况下，使用正常的电源，但不是强制性的。 这些系统可以完全使用可再生能源进行操作。 具体说明建设可再生能源系统的计划不属于本出版物的范围，但有用的资源列于 “进一步阅读” 一节。
太阳能发电
太阳能是一种替代和可再生能源，来自阳光。 光伏板将太阳的电磁辐射转换为热能或电力（图 9.10）。 水泵和空气泵可以利用太阳能供电，使用光伏太阳能电池、AC/DC 电压逆变器和大型电池，确保夜间或阴天 24 小时供电。 尽管太阳能具有高度可持续性，但由于转换和储存光伏电池能量所需的额外设备的成本，因此需要大量的初始投资。 然而，在某些地区，有利用太阳能的激励措施，可能有助于抵消这些费用。
绝缘
在冬季，可能需要加热水。 有许多方法来实现这种加热通过使用化石燃料。 然而，还有更便宜和更可持续的选择，例如罐体绝缘和螺旋加热。 在冬季使用标准绝缘隔热的鱼缸可防止鱼缸的热量分散。 大量的热能实际上分散于空气结石的活性，因此最好覆盖和隔离生物过滤器，或采用替代曝气解决方案，避免气泡。
螺旋加热
螺旋加热是一种形式的被动热捕获从太阳能。 从系统中的水通过黑色软管循环，螺旋卷起。 黑色塑料捕捉太阳的热量，并将其转移到水中。 为了进一步加热系统，螺旋加热线圈可以安装在一个小型玻璃板房屋内，作为一个小温室，以进一步增加热量。 黑色背景也可以帮助保持热量。 对于此处介绍的系统，建议的尺寸是直径为 25 毫米的管道，长度为 40-80 米（图 9.11）。
- 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。 *