魚菜共生栽培系統研發之先導計畫發佈日期：2016/10/01
實施期間起迄
105年10月01日執行單位
李聲謙 教師 國立中興大學附屬臺中高級農業職業學校生物產業機電科執行成果
近年來台灣掀起了魚菜共生(Aquaponics)的風潮，即是結合了水產養殖(Aquaculture)與水耕栽培(Hydroponics)的共生生態系統，此模式在國外已行之有年，在台灣大多是學校教學使用或是家庭自行種植食用，實際以養殖的水產以及栽培的蔬菜為商業產品的佔少數。主要原因為產出的數量不多，且複合式養殖相較於單一的水耕或水產養殖需要控制的更為複雜，沒有確切可遵行之控制策略可供使用。因此，本計畫以商業運轉為目標，規劃一魚菜共生系統及控制模式，包含浮筏式栽培區、緩衝區、養殖區、介質式栽培區(同時過濾、硝化區)以及水質調節區等五個區域(圖1)，並在各區加裝浮球開關控制水位高低，緩衝區與硝化區之低水位以連通管方式設立，為了搜集相關運轉參數，以作為未來商業運轉魚菜共生栽培系統控制策略擬定之參考。先在室內建立設置一個三層架立體式小型魚菜共生的測試系統，上層為浮筏式栽培區，中層為緩衝區，下層為養殖區，地面部分為水質調節區，層架側邊為介質式栽培區，其高度介於養殖區以及水質調節區之間，沉水馬達放置在最底層的調節區，為整個系統循環的主要動力來源，以Arduino晶片搭配水位感測器、水質感測器、電磁閥作設計控制系統。各區皆有設置最低水位標準，並設有高位水位感測以防水位溢出。
本計畫先設立三種水流控制循環模式：全循環式、半循環式以及類傳統虹吸式。全循環式：開啟所有電磁閥，各區的水流不間斷流動。半循環式：浮筏式栽培區與緩衝區為ㄧ組，養殖區與介質式栽培區為一組，調節區為一組，水流在三組間依序流動。類虹吸式：浮筏式栽培區高水位時開啟電磁閥，循環水流出，低水位時關閉，其餘各區水流皆不間斷流動。由試驗之結果知，利用全循環式搭配節流閥之流量調整可將電磁閥使用數量降為一組，並減少電磁閥啟閉次數，降低設置及維護成本。
以室內人工光源之全循環模式進行養殖試驗，種植出的小白菜平均鮮重約13g、平均葉長約20cm，其硝酸鹽含量約在4,000ppm；吳郭魚飼料換肉率可達2.30。以室內養殖之魚菜共生系統為例，在系統中有充足的硝化作用，每日飼料餵食量為魚體總重1~3%，吳郭魚與小白菜之間的養殖比例，一株小白菜(鮮重13.0g)可對應吳郭魚4.1~5.6g。
為了測試本計畫之結果是否適用於露天栽培，於國立中興大學附屬臺中高級農業職業學生物產業機電科之頂樓，設置一單位之魚菜共生系統，目前已有3批菜之收成，此系統同時可降低該區域樓板之溫度達2℃，可做為都市型農耕之參考模式。
