CN104221982B - 温室内鱼菜食用菌共生系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种温室内鱼菜食用菌共生系统，其特征在于，所述共生系统包括：养鱼池、食用菌栽培区、蔬菜栽培区、水处理单元、蓄水池和换气扇；所述共生系统实现了鱼、菜、食用菌三者的共生混养，减少了养殖废水排放和CO2排放对环境的污染，并实现了多能源的高效利用，满足了环保、节能、低碳和可持续发展的要求。
Description
技术领域
本发明涉及生态共生系统，具体地说，涉及温室内鱼菜食用菌共生系统。
背景技术
目前，现有的粗养型、精养型水产养殖技术对水源依赖程度很高，受污染的水源会降低育苗存活率，增加养殖风险，且养殖废水的排放加剧了水环境污染，这些排放污水已经成为我国近海海域重要的污染源。进一步地，现有的循环水养殖模式虽然能够减少养殖废水的对外排放。但是，受水处理设备成本的压力，真正意义上的全工厂化循环水养殖工厂比例极少，在鱼产品产量和经济效益方面与发达国家相比，仍存在较大差距。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种温室内生产型鱼菜食用菌共生系统，将循环水养殖技术与水耕栽培和食用菌种植技术相结合，旨在解决现有水产养殖业对水源依赖程度大，养殖废水排放对水环境污染严重，循环水处理设备投入成本高产出小，经济效益低的问题。
为了实现本发明目的，本发明提供一种温室内鱼菜食用菌共生系统，所述共生系统包括：养鱼池、食用菌栽培区、蔬菜栽培区、水处理单元、蓄水池和换气扇。
所述养鱼池挖建于温室内墙体一侧的背光区域，所述食用菌栽培区建立于养鱼池上方，所述蔬菜栽培区建于温室内墙体一侧的采光区域。
所述水处理单元通过管路分别与所述养鱼池和所述蔬菜栽培区内的水耕栽培槽连接。
所述蓄水池通过管路分别与所述养鱼池和所述蔬菜栽培区内的水耕栽培槽连接。
所述换气扇设于温室内墙体上。
进一步地，所述共生系统还包括能源供给单元。
进一步地，所述能源供给单元包括沼气发电模块，所述沼气发电模块与所述水处理单元通过管道连接，利用所述水处理单元排出的污泥发酵后产生的可燃气体发电。
进一步地，所述能源供给单元包括太阳能发电模块和/或风能发电模块；或在包括沼气发电模块的基础上，还包括太阳能发电模块和/或风能发电模块。
进一步地，所述水处理单元一端通过入水管与所述养鱼池相连接，另一端通过出水管与所述蔬菜栽培区内的水耕栽培槽相连；所述蓄水池一端通过入水管与所述蔬菜栽培区内的水耕栽培槽连接，另一端通过出水管与所述养鱼池连接；形成水流回路，通过阀门控制。
实际应用时，所述养鱼池排出的养殖废水经所述水处理单元沉降过滤后流入所述水耕栽培槽，水耕栽培槽内的微生物细菌会发生硝化反应，将养殖废水中的氨氮分解成亚硝酸盐和硝酸盐，进而被水耕栽培槽内的蔬菜作为营养物质吸收，被分解吸收后的养殖废水流入到所述蓄水池，蓄水池将分解吸收后的养殖废水通过出水管道输送回养鱼池。因此，经水处理单元处理后的养殖废水在水耕栽培槽内要停留2-3小时，以保证蔬菜的根系有足够的时间分解吸收养殖废水中的有毒有害物质。
进一步地，所述食用菌栽培区包括可移动的食用菌栽培架，所述食用菌栽培架横跨所述养鱼池的两侧。食用菌在生长期和收获期会掉落菌体和残留菌渣。这些掉落的菌体和残留的菌渣中含有丰富的粗蛋白、粗脂肪和氮浸出物，还含有钙、磷、钾、硅等矿物质，营养相当丰富。因此，可以作为鱼的良好饲料。在食用菌生长初期，菌体较少，这时仍需要人工投喂鱼食，但随着食用菌生长至成熟期，会产生大量的菌体和料渣，足量的料渣可以替代鱼食，省去人工投喂。鱼类食用了含有丰富矿物质的料渣，可以提高鱼类自身的免疫力，减少鱼病的发生，还可以让鱼的肉质更加鲜美。
进一步地，所述换气扇交错等间距设于内墙体上。若在实际生产应用中，需要温室内部与外界环境进行空气交换，可根据本领域常规选择在外墙体上加装换气设备。
本发明还提供了利用前述共生系统培养鱼、菜、食用菌的方法，具体为：蔬菜经光合作用产生的O2为食用菌提供养料，食用菌和鱼类经呼吸作用产生CO2为蔬菜提供肥料，利用气体间的交换促进两者共同生长，同时提高了鱼、蔬菜和食用菌的产量和质量，食用菌在生长期掉落的菌体和收获期残留的食用菌渣供鱼食用。进一步地，所述养鱼池排出的养殖废水经所述水处理单元沉降过滤后流入所述水耕栽培槽，水耕栽培槽内的微生物细菌会发生硝化反应，将养殖废水中的氨氮分解成亚硝酸盐和硝酸盐，进而被水耕栽培槽内的蔬菜作为营养物质吸收，被分解吸收后的养殖废水流入到所述蓄水池，蓄水池将分解吸收后的养殖废水通过出水管道输送回养鱼池；所述换气扇对蔬菜栽培区内的蔬菜经光合作用产生的O2和食用菌栽培区内的食用菌、养鱼池内的鱼类经呼吸作用产生的CO2进行气体交换。
更进一步地，经水处理单元处理后的养殖废水在水耕栽培槽内要停留2-3小时，以保证蔬菜的根系有足够的时间分解吸收养殖废水中的有毒有害物质。
进一步地，可在所述鱼菜食用菌共生系统中养殖的鱼类有：罗非鱼、鲟鱼、鲈鱼等，可种植的蔬菜有：西红柿(茄科番茄属植物)、黄瓜(葫芦科植物)、莴苣(菊科莴苣属)、水芹(伞形科、水芹菜属)等，还可以选择种植观赏性的花卉有：康乃馨、瓜叶菊、海棠等。
本发明的有益效果在于：
本发明设计的温室内的生产型鱼菜食用菌共生系统，利用循环的养殖废水种植蔬菜，摆脱了传统水产养殖对水源的依赖，减少了养殖废水排放对水环境的污染，且系统的需水量远小于现有的独立循环水养殖系统，做到了种养殖环境相对可控；蔬菜经光合作用产生的O2为食用菌提供养料，食用菌和鱼类经呼吸作用产生CO2为蔬菜提供肥料，利用气体间的交换促进三者共同生长，同时提高了鱼、蔬菜和食用菌的产量和质量，食用菌生长期掉落的菌体和收获期残留的菌渣还可以供鱼食用，鱼、菜、食用菌三者互利互惠，共用一套温室内的基础设施，在能源的使用上，系统集成太阳能发电、风能发电和沼气发电为系统供电，充分利用了可再生能源和清洁能源，实现了热电、光电、风电多能源的互补控制，很好地满足了环保、节能和可持续发展的需求。
附图说明
图1为本发明所述鱼菜食用菌共生系统的结构示意图；
图2为本发明所述鱼菜食用菌共生系统的侧视图；
其中，1:养鱼池；2:食用菌栽培区；3:蔬菜栽培区；4:水处理单元；5:蓄水池；6:换气扇；7:能源供给单元；8:内墙体；9:外墙体；10:阀门；11:集雨装置；12:保温防渗漏层；13:地源热泵；14:智能传感器；21:食用菌栽培架；22:横梁；23:绞车；31:水耕栽培槽；71:沼气发电模块；72:太阳能发电模块；73:风能发电模块。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种温室内生产型鱼菜食用菌共生系统，包括养鱼池1、食用菌栽培区2、蔬菜栽培区3、水处理单元4、蓄水池5、换气扇6和能源供给单元7。由于食用菌具有喜阴喜湿的生长特性，不能和蔬菜生长在同一环境下，食用菌栽培区2建于温室内的背光区域，蔬菜栽培区3内的水耕栽培槽31建于温室内的采光区域，食用菌栽培区2和蔬菜栽培区3之间由温室内墙体8隔开，为充分利用空间、扩大蔬菜栽培面积，养鱼池1挖建于食用菌栽培区2下方。水处理单元4通过入水管与养鱼池1连接，另一端通过出水管与水耕栽培槽31连接，换气扇6交错等间距安装于温室内墙体8上，能源供给单元7内的沼气发电模块71与所述水处理单元4通过排污管道连接，所述能源供给单元7产生的电能输送给养鱼池1、食用菌栽培区2、蔬菜栽培区3、水处理单元4、蓄水池5和换气扇6。
养鱼池1排出的养殖废水中含有大量的食物残渣和粪便排泄物，它们在废水中以沉淀固体和悬浮固体形式存在，养鱼池1排出的养殖废水经水处理单元4沉降、过滤处理过程之后流入水耕栽培槽31，作为蔬菜栽培的培养液。在水耕栽培槽31内，蔬菜根系上附着的硝化细菌产生硝化反应，吸收养殖废水中硝基态的氮元素作为自身生长的必要营养物质，将养殖废水中对鱼类有害的亚硝酸盐离子转换为无害的硝酸盐离子，从而达到水质净化的目的。净化后的养殖废水经由出水管流至蓄水池5，蓄水池5内设有水泵(图未视)，将净化后的养殖废水经由出水管输送回养鱼池1，实现养殖废水和营养元素的高效循环利用。连接水管上有控制管道开启或关闭的阀门10。
换气扇6对蔬菜栽培区3内的蔬菜经光合作用产生的O2和食用菌栽培区2内的食用菌经呼吸作用产生的CO2进行气体交换，养鱼池1内鱼类呼吸产生的CO2也会经换气扇6与蔬菜栽培区3内的蔬菜经光合作用产生的O2进行交换。
可移动的食用菌栽培架21横跨在养鱼池1两侧，包括横梁22和固定在横梁22上的绞车23，绞车23可以带动食用菌栽培架21整体移动，能够一定程度开阔鱼池表面空间，扩大捕捞面积。
蓄水池5通过入水管与建于温室外的集雨装置11连通，收集到的雨水在集雨装置11内经过净化消毒后，经由入水管道流入蓄水池5，用作系统内补充的养殖新水。
能源供给单元7包括沼气发电模块71、太阳能发电模块72和风能发电模块73，所述沼气发电模块71利用所述水处理单元排出的污泥发酵后产生的可燃气体发电，所述太阳能发电模块72将太阳能转换为电能，所述风能发电模块73将风能转换成电能，供养鱼池1、食用菌栽培区2、蔬菜栽培区3、水处理单元4、蓄水池5和换气扇6使用。
实施例2
如图2所示，本实施例提供一种用于日光温室内的生产型鱼菜食用菌共生系统，养鱼池1、食用菌栽培区2和蔬菜栽培区3共同种养在同一日光温室内，考虑到食用菌喜阴喜湿的生长特性，蔬菜栽培区3和食用菌栽培区2分别设立在内墙体8采光区一侧和背光区一侧，为充分利用有限空间，扩大蔬菜和食用菌的种植面积，养鱼池1挖建于食用菌栽培区2下面，食用菌栽培架21横跨在养鱼池1两侧，食用菌栽培架21由横梁22上的绞车23带动，使其能够移动，为鱼的捕捞提供充分空间。为了使防止养鱼池1热量散失，在养鱼池1的四周铺设有保温防渗漏层12，养鱼池1内保温层可以根据要求自行设置，本发明不对其进行设定；日光温室内的内墙体8采用新型材料XPS挤塑板建成，它是一种很好的热量缓冲材料，白天吸收太阳辐射的热量，夜晚释放热量，能够节省大量取暖资源和能源。换气扇6安装在内墙体8上，起到气体交换的作用。地源热泵13建于日光温室地下，起制热制冷作用；日光温室内安装有智能传感器14，实时监测各生物的生长环境变化情况，以便于对鱼、菜和食用菌做到精细种养殖。
能源供给单元7包括太阳能发电模块72和风能发电模块73，太阳能发电模块72设于日光温室顶部，将太阳能转换成电能供日光温室内电器设备使用，风能发电模块73设于日光温室外墙体9外，将风能转换成电能供日光温室内电器设备使用，做到了自然能源的高效利用。日光温室内持续产出的三种生物均为无农药绿色产品，且做到了污水和CO2的零排放，符合我国可持续发展的建设需求。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (3)
1.一种利用共生系统培养鱼、菜、食用菌的方法，其特征在于，蔬菜经光合作用产生的O2为食用菌提供养料，食用菌和鱼类经呼吸作用产生CO2为蔬菜提供肥料，利用气体间的交换促进两者共同生长，同时提高了鱼、蔬菜和食用菌的产量和质量，食用菌生长期掉落的菌体和收获期残留的食用菌渣供鱼食用；
所述共生系统包括：养鱼池、食用菌栽培区、蔬菜栽培区、水处理单元、蓄水池和换气扇；
所述养鱼池挖建于温室内墙体一侧的背光区域，所述食用菌栽培区建立于养鱼池上方，所述蔬菜栽培区建于温室内墙体另一侧的采光区域；
所述水处理单元通过管路分别与所述养鱼池和所述蔬菜栽培区内的水耕栽培槽连接；
所述蓄水池通过管路分别与所述养鱼池和所述蔬菜栽培区内的水耕栽培槽连接；
所述换气扇设于温室内墙体上；
所述共生系统还包括能源供给单元；
所述能源供给单元包括沼气发电模块，所述沼气发电模块与所述水处理单元通过管道连接，利用所述水处理单元排出的污泥发酵后产生的可燃气体发电；
所述能源供给单元包括太阳能发电模块和/或风能发电模块；
所述水处理单元一端通过入水管与所述养鱼池相连接，另一端通过出水管与所述蔬菜栽培区内的水耕栽培槽相连；所述蓄水池一端通过入水管与所述蔬菜栽培区内的水耕栽培槽连接，另一端通过出水管与所述养鱼池连接，形成水流回路，通过阀门控制；
所述食用菌栽培区包括可移动的食用菌栽培架，所述食用菌栽培架横跨所述养鱼池的两侧；
所述换气扇交错等间距设于内墙体上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述养鱼池排出的养殖废水经所述水处理单元沉降过滤后流入所述水耕栽培槽，水耕栽培槽内的微生物细菌会发生硝化反应，将养殖废水中的氨氮分解成亚硝酸盐和硝酸盐，进而被水耕栽培槽内的蔬菜作为营养物质吸收，被分解吸收后的养殖废水流入到所述蓄水池，蓄水池将分解吸收后的养殖废水通过出水管道输送回养鱼池；所述换气扇对蔬菜栽培区内的蔬菜经光合作用产生的O2和食用菌栽培区内的食用菌、养鱼池内的鱼类经呼吸作用产生的CO2进行气体交换。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，经水处理单元处理后的养殖废水在水耕栽培槽内要停留2-3小时，以保证蔬菜的根系有足够的时间分解吸收养殖废水中的有毒有害物质。
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