魚菜共生系統的十大準則
魚菜共生之父 James Rakocy 博士專文
編譯：黃昶立 校對 : 陳懸弧
以下這十條準則的排列，無優先順序之分，因為每一條準則都十分重要。
一、以固定公式計算出的比例進行餵食。
在一個設計正確且保持平衡生態的魚菜共生系統中，魚類和蔬果的比例，是建立在餵食比例當中。所謂的餵食比例是指，在每一平方公尺的水耕式植床中，每日需要餵食魚類飼料的總量。在一個採用浮筏式的系統中，最理想的餵食比例是，60至100公克 / 每平方公尺 / 每日。
例如，假設平均每日餵食魚類的飼料總量為1000公克，套用60公克 / 每平方公尺 / 每日餵食比例的計算，則水耕式植床的面積應為16.7平方公尺。
相反地，在200平方公尺的水耕式植床中，若要套用100 公克 /每平方公尺 / 每日的餵食比例，則在調整養殖槽體積、魚的數量和養殖程序後，計算出的每日餵食的飼料總量為2萬公克。
最理想的餵食比例也會隨著幾個因素而有所不同，譬如，水耕植床的型式（浮筏式或礫石床）、蔬果的種類、水中的化學成分、過濾時所喪失的水量等因素。
二、維持較穩定性的飼料投飼
有兩種方法可以確保系統的飼料投入量較為穩定。第一種方法是，採用多個養魚槽，來進行分段式養殖。美屬維京群島大學（以下簡稱UVI）魚菜共生系統的設計是置放4個養魚槽。由於吳郭魚的養殖週期約24個星期，而置放在每個養魚槽中的吳郭魚都是處在不同的生長階段，所以每6個星期便可以收穫一次。當其中一個養魚槽中的魚隻都全數撈出以後，我們須再放入新的魚苗，此時魚餌餵食總量須減少25% 到30%，然後在接下來的6個星期中，再逐漸回復到原始該有的餵食量。在進行這種交錯安排養殖時，餵食量和水中提供給蔬果的養份程度會有所波動，但是波動的幅度不大。當系統中只有置放一個養魚槽時，在撈出收穫的成魚和再放入新魚苗時，餵食量將下降90%，而在接下來的24個星期中，再逐漸恢復餵食量到原有的餵食比例。如此一來，水中提供給蔬果的養份，在放入新魚苗時會降到很低，而在快要撈出成魚時，水中的養份攀高，這將對系統中水耕式蔬果的種植產生不良影響。
另一種確保系統中魚隻養殖持續的方法則是，在單一的養魚槽中放入不同尺寸大小的魚群。以養殖24個星期就可以收成的吳郭魚為例，養魚槽中放入6組不同尺寸大小的魚隻。然後每個月再用量尺欄柵放入水中，篩選撈出體型最大的魚，接著再補入同數量的小魚。如此一來，水中提供給蔬果的養份含量不會有太大的波動。這種方式使用的空間較小，且投入成本費用低，然而它有兩個缺點。每個月使用量尺欄柵進行打撈成魚時會造成魚群緊張，且同時引起小部分的魚隻死亡。另外，發育遲緩的魚隻躲避過打撈後，長時間留在系統的養魚槽中，亦即代表著飼料的浪費。
三、鈣質、鉀質和鐵質的補充。
植物的生長需要13種不同的營養成分，而魚隻的餵食提供了水中10種適量的營養成分。然而在魚菜共生系統中，栽種甜美蔬果所需的鈣質、鉀質和鐵質含量往往過低，需要另外補充。UVI的魚菜共生系統，鈣質和鉀質的補充是透過，在調整pH酸鹼值時，所加入的氫氧化鈣和氫氧化鉀來取得。鐵質則是透過添加螯合鐵來補充，鐵在此物裡是連結在一個有機結構上，以致不會自溶液裡解析出來。
四、確保良好的打氣。
魚菜共生系統中的魚隻、蔬果和細菌，需要適量的溶氧來達到最優化的健康及生長。養魚槽和蔬果所需的水中含氧量，必須維持在每公升5毫克的標準上。水中適當的溶氧量對於維持硝化細菌 (nitrifying bacteria)族群數量是必要的，硝化細菌會將氨(ammonia)與亞硝酸鹽(nitrite)有毒成分轉化成為相當無毒的硝酸鹽離子(nitrate ions)缺。水中的氨主要是透過魚鰓分泌而產生。亞硝酸單胞菌(nitrosomonas)將氨轉換為亞硝酸鹽，而硝化桿菌(nitrobacter)則將亞硝酸鹽轉換為硝酸鹽，此種過程叫做硝化作用，需要氧氣來進行。
五、移除固體物。
在餵食給魚隻的飼料中，大約有25%最後會以固體廢物的形態存在養魚槽中，在水流入水耕式植床前，最好是以沉澱及過濾的方式移除掉這些固體物。若沒有進行妥善的移除，這些固體物將附著在植物的根部逐漸腐敗，過程中將耗用掉水中的含氧量與影響植物根部對水分和養分的攝取。過多的固體物也會對硝化細菌產生不良影響。更者，當排泄物在分解時，會消耗氧氣而產生氨。
六、注意有機顆粒的生成
在水耕系統中，礫石、砂石或珍珠岩(perlite)，都是非常合適用來栽種蔬果的介質。然而，在魚菜共生系統中，水中的有機顆粒會堵塞這些介質而將水導流開。在水流無法完全抵達這些被有機顆粒阻塞的介質床時，有機顆粒的分解會產生缺氧狀態，導致植物根部死亡。即使顆粒性的有機物在流入植床前已被濾出，但是水裡仍含有相當多的水溶性有機物，它可以促進細菌和其它有機體生長所需。硝化作用亦會促進細菌及微生物的生長。累積的死亡或仍存活的細菌，都會阻塞介質床。一般而言，如果是採用鋪設礫石或砂石的介質床來栽種植物，魚隻的數量和餵食量必須向下修正。
七、使用偏大的輸水管。
採用偏大的輸水管尺寸可以有效減少生物性汙底阻塞(biofouling)的發生。應用在礫石介質的原理，一樣可以應用在輸水管上。魚菜共生系統中的高密度有機物質，會促進水管中絲狀菌(filamentous bacteria)的生成，並且影響水流。即使直徑4英吋連接養魚槽的排水管，也會特別因為生物性汙底阻塞的原因，產生水流減少，導致養魚槽水位增高。在UVI的魚菜共生系統中，一些吳郭魚可以游入偏大尺寸的輸水管中，啃食附著在排水管內的雜質，減少生物性汙底阻塞現象的發生。此外，較低的水溫也會減少生物性汙底阻塞的生成。
八、採用生物控制。
在魚菜共生系統中，絕對不能使用殺蟲劑來控制害蟲或植物的疾病，因為許多農藥對魚有害，且禁止食用遭到農藥污染的魚隻。同樣地，許多治療魚隻寄生蟲或疾病的化學藥品，也不允許在魚菜共生系統中施放，因為這些藥品會傷害水中有益的細菌，並且囤積在蔬果內。因此，生物控制乃是唯一抑制細菌和疾病的方式。目前生物控制法持續在進行大規模研究，所以飼養生命力強健的魚種，例如吳郭魚等，加上良好的管理則是最有效防止魚隻寄生蟲與疾病的方式。
九、生物過濾的進行。
水循環的處理在移除雜質之後，下個階段便是進行生物過濾，也就是透過硝化細菌進行氨的氧化作用。在UVI系統中，生物過濾作用是在浮筏式的水耕植床中進行。事實上，維持了適當的投餌率，系統中會有超出量的水處理能力。在需要較好水質的魚菜共生系統中，生物過濾設施的安裝是有必要。生物過濾設施對那些沒有像吳郭魚般具有強勁生命力的魚種而言是個安全保障。
十、pH酸鹼值的控制。
pH酸鹼值被認為是一個重要的變數，因為它控制著許多其它有關水質的變數。其中一個最重要的變數就是硝化作用。當水中的pH酸鹼值達到7.5或是更高時，硝化作用的效率最高，反之，若pH酸鹼值降到6以下時，硝化作用則停止。硝化作用是一種產生酸性(acid)，且持續弱化鹼性的作用。因此，pH酸鹼值必須每天測量，加入氫氧化鈣(calcium hydroxide)和氫氧化鉀(potassium hydroxide)來中和酸性。pH酸鹼值同時影響水中養份的可溶性，而對養份可溶性最優化的pH酸鹼值是6.5或是再稍微低一點。硝化作用和養份可溶性這兩者必須取得平衡，所以在魚菜共生系統中，pH酸鹼值維持在7是最理想的。倘若pH酸鹼值過高，養份將沉澱而無法溶入水中，植物將呈現營養不良狀態，影響到作物的生長和收成。反之，如果pH酸鹼值過低，水中的氨將會累積到一個對魚有毒性的程度，不同的養份將沉澱而無法溶入水中，對植物的生長和產出帶來不利影響。因此，務必監控水中pH酸鹼值。
後記
有位智者說過，水產養殖應該設計成只需要一部幫浦即可。他說：一個上帝、一個國家、一部幫浦，而這個人就是美國加州Seagreenbio水產養殖場的主人Dean Farrell。他的養殖場有10萬條吳郭魚，但他只用一部13匹馬力的幫浦。在魚菜共生系統中，一樣的道理，應該設計成只安裝一部幫浦即可。將水從系統中的最低點打到最高點，每個點都彼此緊密併排在一起，然後讓水流透過重力作用，流送到系統中的每一個角落。一個幫浦的定律可以省下金錢和帶來成功。
本譯文摘自 Aquaponics Journal 10th Anniversary Issue 3rd Quarter, 2007