魚菜共生技術詳談—6.1：魚菜共生系統的植物
在魚菜系統植物
本章討論在魚菜系統中成功種植植物所需的理論和實踐。 首先，說明了地面作物生產和無土壤作物生產之間的一些主要差異。 在此之後，我們將討論一些重要的植物生理學和植物營養學概念，重點關注魚菜系統當中最重要方面。 之後，簡要介紹了選擇蔬菜種植在魚菜系統單位的建議。 最後兩節將介紹植物健康，保持植物健康的方法以及如何充分利用植物生長空間的建議。在許多商業水產養殖企業中，蔬菜生產比魚更有利可圖。 然而，也有例外，一些農民從特別有價值的魚類中獲得更多收益。 來自西方主要商業水培系統的估計顯示，高達90％的經濟收益可能來自植物生產。 其中一個原因是蔬菜的生產周期比魚要短。 有關水生植物生產的進一步信息見第8章和附錄。 第8章討論了在整個季節管理植物生產的實踐，並討論了每種水培方法（培養床，NFT和DWC）的不同方法。 附錄1是12種流行蔬菜在水培苗中種植的技術說明; 附錄2包含詳細描述有機治療病蟲害的表格。
土壤與無土栽培作物之間的主要差異
土壤農業與無土栽培之間存在許多相似之處，而基本的植物生理學始終是相同的（圖6.1和6.2）。 然而，為了彌合傳統的土壤種植和較新的無土栽培技術之間的差距，需要研究土壤和無土栽培之間的主要差異（表6.1）。 一般來說，不同之處在於肥料使用量和水消耗量，使用非耕地的能力以及總體生產力。 此外，無土農業通常不需要勞動力。
最後，無土栽培技術比土壤種植更能支持單一栽培。
肥料
土壤化學，特別是有關養分的可獲得性和肥料的動態，是一門完整的學科，也相當複雜。 需要添加肥料，農民不能完全控制這些營養素向植物的輸送。 這些相互作用的總和決定了植物根部營養素的可利用性。 相反，在無土栽培中，營養物質溶解在直接輸送到植物的溶液中，並且可以根據植物的需求特別定製。 無土栽培植物在含有惰性介質中生長。 這些介質不會干擾土壤中可能發生的營養物質的輸送。 此外，介質還為植物提供物理支持並保持根部潮濕和充氣。 此外，在土壤種植中，一些肥料可能會因雜草和水流而流失，這會降低效率，同時引起環境問題。 肥料價格昂貴，也是土地耕作的大部分預算。
在無土農業中量身定製的肥料管理有兩個主要優勢。 首先，肥料在化學，生物或物理過程中損失最少。而這些損失會降低效率並增加成本。 其次，可根據植物在特定生長階段的要求精確監測和調整營養物濃度。 這種增加的控制可以提高生產力並提高產品的質量。
用水
水培的用水比土壤生產要低得多。 土地生產水通過地表蒸發，葉片蒸騰，滲入地下，徑流和雜草生長而從土壤中流失。 然而，在無土栽培中，唯一的用水是通過作物生長和蒸騰通過葉片。 所用的水是植物生長所需的絕對最低限度，並且從無土介質蒸發的水量只有微不足道的量。 總的來說，在土壤中種植相同的植物魚菜系統只用約10％的水。 因此，無土栽培有很大的潛力，允許水資源稀缺或昂貴的地方生產。
利用非耕地
由於不需要土壤，無土栽培方法可用於非耕地地區。 魚菜系統的一個共同點是在城市和城郊地區。 魚菜系統可用於底層，地下室（使用生長燈）或屋頂。 基於城市的農業也可以減少流通的距離，因為物流成本大大減少; 都市農業是本地農業，為當地經濟和當地糧食安全作出貢獻。 魚菜系統的另一個重要應用是傳統農業無法使用的其他地區，如極度乾燥的地區（例如沙漠和其他乾旱氣候），土壤鹽度較高的地區（如沿海地區和河口地區或珊瑚沙島）土壤質量因過度使用化肥或由於侵蝕或開採而喪失，或者由於土地使用權，購買成本和土地權利而無法獲得耕地的情況。 在全球範圍內，適合耕種的耕地正在減少，而水培是一種讓人們在傳統農業困難或不可能的情況下集中種植食物的方法。
生產率和產量
儘管最好的水培技術可以比最密集的基於土壤的培養提高20-25％的產量，但水培專家的數據顯示，生產力提高2-5倍。 這就是當水耕培養使用徹底的溫室管理時，包括昂貴的投入來對植物進行消毒和施肥。 即使沒有昂貴的投入，本出版物中描述的魚菜系統技術可以等於水培產量，並且比土壤更有效率。 主要原因是無土栽培可以讓農民進行監測和維護並調整植物的生長條件，確保最佳的實時營養平衡，輸水，pH和溫度。 此外，在無土栽培中，不存在與雜草競爭，植物受益於更高的病蟲害控制。
減少工作量
無土栽培不需要耕種，耕作，覆蓋或除草。 在大農場，這相當於減少對農業機械和化石燃料使用的依賴。 在小規模農業中，這相當於為農民提供了一種更簡單，勞動力更少的方式，尤其是因為大多數養殖單位都從地面上抬起，避免了彎腰。 與土壤農業相比，收穫也是一個簡單的過程，產品不需要大量的清潔以去除土壤污染。魚菜系統適用於任何性別，年齡段和人的能力水平。
可持續單一栽培
在無土栽培的情況下，年復一年地種植單一栽培的作物是完全可能的。 土壤的單一栽培更具挑戰性，因為土壤變得「疲倦」，喪失生產能力，病蟲害增加。 在無土栽培中，根本沒有土壤失去肥力或顯示疲倦，並且防止單一栽培的所有生物和非生物因素都受到控制。 然而，與混養相比，所有的單一培養物都需要更高的注意力來控制疾病。
併發症增加和初始投資高
初始安裝和安裝所需的勞動力以及成本可能會阻礙農民採用無土栽培。 魚菜系統也比水培更昂貴，因為植物生產單位需要水產養殖設施的支持。 魚菜系統是一個相當複雜的系統，需要對三組生物進行日常管理。 如果系統的任何一部分發生故障，整個系統可能會崩潰。 此外，魚菜系統需要可靠的電力。 總的來說，魚菜系統比土壤種植複雜得多。 一旦人們熟悉這一過程，魚菜系統變得非常簡單，日常管理變得更加容易。 學習曲線和許多新技術一樣，任何新的魚菜系統農民都需要致力於學習。 魚菜系統不適合所有情況，在開始任何新的企業之前，應該將權益與成本進行權衡。
附表：無土栽培與土壤種植比較
推薦閱讀：