TW201806476A - 魚菜共生系統之植栽裝置 - Google Patents

Abstract

本發明為一種魚菜共生系統之植栽裝置，其係由至少一植栽槽透過複數個輸送管路與一抽水裝置、一養殖槽相連接，以建構出一魚菜共生系統。其中，植栽槽內設置至少一過濾層以及養分層，過濾層中具有複數個濾材，該些濾材係用於淨化養殖槽中之水質，並供給水中生物和水耕植物成長所需之養分。養分層位於過濾層上方，其係供複數個種植於植栽槽內之植物著根，並供給該些植物生長所需之養分。藉由過濾層以及養分層之設置，以維持植栽槽內之植物，以及養殖槽中之水中生物和水耕植物之間的生態平衡，並改善兩者之間的生長環境以利於動、植物成長。

Description

魚菜共生系統之植栽裝置

本發明係有關於一種魚菜共生系統之植栽裝置，其尤指一種具有供應植物肥料、著根，以及淨化養殖槽內水質、提供水中生物和水耕植物養份之植栽裝置。

按，傳統漁業養殖所放養之水中生物，由於其所產生之排泄物含有大量氨、氮以及亞硝酸鹽。該些成分容易汙染飼養環境，致使水中生物中毒死亡。因此，必須定期注入新水、並排放養殖環境中汙染之廢水，方可平衡水中環境品質，而利於水中生物居住。

另外，居家篆養之觀賞魚養殖環境，亦為一靜態之水域。為了滿足水中生物居住之生態環境，尚須透過一抽水馬達/打氣泵增加水源之含氧量，並藉由一過濾裝置濾除排泄物進行硝化作用，且須再定期更換廢水以及補充新水，俾完成利於飼養觀賞魚之水質環境。

緣此，上述人為飼養水中生物所亟需改善之一問題，即在於如何有效將排放之汙染廢水加以利用，而避免任意傾倒造成河川、土壤等環境之負擔。又，另一待改善之問題在於，排放汙染之廢水容易造成養殖裝置(如養殖池、魚塭、水族箱、池塘)之水量不足，因此需要定期注入新水維持；然而，定期注入新水需要消耗可觀之水資源，進而增加養殖成本。於此，排放汙染廢水以及注入新水係為魚類飼養所需權衡之課題。

綜觀現況，因應近來農作物耕種、水產養殖受到天災、氣候變遷、國際貿易、人口遽增造成地狹人稠，以至於耕地、養殖地縮減等種種因素影響，遂有新型態之魚菜共生系統(Aquaponics system)衍生而出。

其運作原理係藉由一抽水裝置將一養殖槽內的水中生物，其所產生之廢水以及排泄物，輸送至一植栽裝置上灌溉複數個植物水分。並將排泄物做為該些植物之肥料。爾後經由植物過濾排泄物、淨化廢水，而將乾淨之水源輸送回養殖槽，以此形成一循環作業。

如此一來，毋論是農作物耕種，或者是魚類飼養，皆可以有效利用排放之廢水，進而減少灌溉植物和補充養殖槽水分之功效。與此同時，亦因有效利用廢水而節省水資源之浪費以及成本。

另外，魚菜共生系統的崛起，能夠有效改善耕地縮減、土壤重金屬汙染、補充灌溉流失之土壤，以及補充植物所需之肥料等問題。經查，傳統農業種植、漁業養殖係為分離培育作業，藉由魚菜共生系統將兩者整合，一來能夠改善上述魚類飼養所產生之廢水利用以及新水注入等問題。二來亦可改善植物耕種之水分補充、肥料養分補充，以及土壤流失等問題。

然而，若是僅靠種植之農作物來淨化魚類飼養之水質環境，或者是利用水中生物之排泄物來補充農作物養分的效果極為有限。當中尚須考量農作種植的數量以及水中生物飼養的密集度，方可決定是否能夠滿足水中生物之生態環境以及農作物生長環境之間的平衡。

因此，若能於植栽裝置中適當添加有助於農作物生長之養分，並且一併設置有利於淨化養殖槽中水質之濾材，則更能完善整體魚菜共生系統之間的生態平衡。如此一來，係可避免因為某一方的失衡，而破壞魚菜共生系統彼此之間的鏈結關係。

有鑑於此，習知魚菜共生系統尚有待改善之空間，而如何改善其結構之該等缺失問題，應為業界努力解決、克服之重要方向。

緣此，本發明人有鑑於習知魚菜共生系統於使用上之缺點，以及其結構設計上未臻理想之事實。本案發明人即著手研發解決方案，冀望能開發出一種更具永續使用性，與具經濟效益之魚菜共生系統之植栽裝置，以服務社會大眾及促進此業之發展，遂經多時之構思而有本發明之產生。

本發明之一目的係提供一種魚菜共生系統之植栽裝置，其所包含之一植栽槽中設置一養分層，養分層為複數個蚵殼粉、蛋殼粉或發泡煉石，以及上述任意組合之其中之一者所構成。養分層係可供種植於植栽槽中之複數個植物著根，亦可一併供應植物和養植槽中栽植之水耕植物養分。

本發明之一目的係提供一種魚菜共生系統之植栽裝置，其所包含之一植栽槽中設置一過濾層，其位於養分層下方，並具有複數個濾材。藉由該些濾材之設置，係有助於淨化一養殖槽中之水質環境、提供水中生物和水耕植物成長之養分，同時亦可濾除排泄物/雜質於此層中堆積。

為了達到上述所指稱之各目的與功效，本發明為一種魚菜共生系統之植栽裝置，其係包含至少一植栽槽、至少一養分層以及至少一過濾層。過濾層設置於植栽槽，並具有複數個濾材，該些濾材係可淨化一養殖槽中之水質環境、提供水中生物和水耕植物成長之養分，同時亦可濾除固型沉積物(排泄物、雜質等)於此層中堆積。養分層設置於過濾層上方，且為複數個蚵殼粉、蛋殼粉或發泡煉石等任意組合之一者所構成。其係可供栽植於植栽槽中之複數個植物著根，並可供給植物和養植槽中栽植之水耕植物生長所需之養分。將植栽槽透過複數個輸送管路與一抽水裝置、一養殖槽相互連接，以此建構出一魚菜共生系統。並且利用過濾層和養分層之設置，提升水中生物、水耕植物之生態環境與農作物之生長環境成長效果。

為使　貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：

參閱第一圖，其為本發明第一實施例之魚菜共生系統之植栽裝置示意圖。如圖所示，本發明之魚菜共生系統之植栽裝置1係包含至少一植栽槽10、至少一過濾層102，以及至少一養分層104。植栽槽10種植複數個植物20，並藉由複數個輸送管路30與一抽水裝置50、一養殖槽70相連接。過濾層102設置於植栽槽10，並具有複數個濾材1022。養分層104設置於植栽槽10，並位於過濾層102上方，且供該些植物20著根。

本發明其中之一輸送管路30一端與抽水裝置50連接，抽水裝置50與養殖槽70連接，輸送管路30之另一端與植栽槽10連接。另一輸送管路30之一端亦與植裁槽10連接，另一端與養殖槽70連接，養殖槽70中栽植複數個水耕植物22。

經由抽水裝置50將養殖槽70內之排泄物以及廢水，自輸送管路30抽取至植栽槽10中灌溉過濾，多餘之水分係依序流經養分層104、過濾層102。爾後再藉由另一輸送管路30將水流引導回養殖槽70中，以此完成一循環作業。

復參閱第一圖，過濾層102之該些濾材1022為複數個陶瓷環、麥飯石、沸石、生物球、活性碳、過濾棉、生化棉或泥碳土，以及上述任意組合之其中之一者。

濾材1022之作用係可將由抽水裝置50自養殖槽70抽取之水源淨化，亦即藉由濾材1022之硝化作用將水源中之氨、氮以及亞硝酸鹽等有毒物質分解。同時濾材1022可將固型沉積物(例如排泄物、雜質)沉積於過濾層102，以維持養殖槽70之水質清澈。再者，濾材1022不規則堆疊排列所產生之間隙，可增加水流於空氣中之接觸時間而增加含氧量。又，濾材1022係可作為硝化菌、微量元素等有益細菌附著培養，進而供應水中生物和水耕植物22成長所需之養份以及環境，且可調節養殖槽70中水質之酸鹼值。

養分層104為複數個蚵殼粉、蛋殼粉或發泡煉石，以及上述任意組合之其中之一者。蚵殼粉、蛋殼粉中所含之鈣、磷等多種有機物質，係可供給植物20、養殖槽70中之水中生物和水耕植物22生長所需之養分，進而提升植栽槽10和養殖槽70內動、植物20成長之效果。發泡煉石則具有無數個獨立之氣孔，其表面可吸附多餘之水份，內部仍然能夠保有空氣之雙重構造，因而兼具良好的保水性以及通氣性，可做為植物20栽植之替代性土壤。

於此，設置養分層104於植栽槽10，並將蚵殼粉、蛋殼粉與發泡煉石混合使用，係能夠幫助植物20和水耕植物22成長(因蚵殼粉、蛋殼粉、養殖槽70中之排泄物所提供之養分所致)。又，養分層104亦可作為植物20栽種著根，並形成堅固附著力之效用(發泡煉石提供之效)。再者，養分層104中之植物20亦起著淨化養殖槽70中之水質，以及隔離排泄物、雜質等功用。

另外，養殖槽70中所栽植之該些水耕植物22亦起著淨化水質之作用。同時其生長環境係依據水中生物之排泄物、養分層104以及過濾層102提供之養分即可培育生長。

參閱第二圖，其為本發明第二實施例之魚菜共生系統之植栽裝置示意圖。如圖所示，本發明之植栽裝置1可為複數個堆疊排列，其中之一輸送管路30一端與抽水裝置50連接，另一端與最上層之植栽槽10連接。抽水裝置50與養殖槽70連接。每一植栽槽10彼此之間藉由輸送管路30連接。另一輸送管路30之一端與最下層之植裁槽10連接，另一端與養殖槽70連接，養殖槽70中栽植複數個水耕植物22。

如此一來，單一植栽裝置1與複數個植栽裝置1之作動方式相同，皆係將複數個植栽槽10透過複數個輸送管路30與抽水裝置50、養殖槽70相連接，進而構建出一魚菜共生系統。並且隨著植栽槽10的增設，可以增加植物20栽種之面積，同時亦因過濾層102之濾材1022以及養分層104中之養分亦可一併增加，因此使用者係可依據需求而一併調整養殖槽70中水中生物和水耕植物22的飼養密度。此外，水流流經每一植栽槽10之效用係與第一實施例相同，與此不再贅述。

參閱第三圖，其為本發明第三實施例之魚菜共生系統之植栽裝置示意圖。如圖所示，本發明之植栽槽10內的過濾層102與養分層104可設置為複數個，藉此增加過濾層102中濾材1022之擺放空間，以及養分層104中蚵殼粉、蛋殼粉或發泡煉石之設置空間。另外，隨著過濾層102與養分層104增設之故，使用者係可栽種需要較多養分之植物20，以及調整養殖槽70(第一圖所示)中水中生物和水耕植物22之飼養密度。

又，本發明第三實施例與第二實施例之差異，在於第三實施例無須設置複數個植栽槽10，即可起著兼顧栽種植物20所需之養分，以及提升淨化養殖槽70(第二圖所示)中之水質、供應水中生物和水耕植物22養分，同時亦能夠增加養殖槽70(第二圖所示)中水中生物和水耕植物22之飼養密度。

綜合上述，本發明魚菜共生系統之植栽裝置之優點如下所述: 一、習知魚菜共生系統僅靠種植之農作物來淨化魚類飼養之水質環境，以及利用水中生物之排泄物來補充農作物養分，當中之效果係為有限。本發明藉由植栽槽中過濾層以及養分層之設置，係可兼顧植物和水耕植物成長環境所需之養分，以及維持養植槽中水中生物和水耕植物利於生長之生態環境。進而避免因為植物栽種密度過高，或者是水中生物和水耕植物飼養密度過高，當中某一方失衡之緣故，而破壞魚菜共生系統彼此之間的鏈結關係。 二、本發明係可根據使用者之需求，而決定第一、第二、第三實施例之使用方式。並且三種實施方式之間皆可以有效利用養殖槽排放之排泄物、廢水，作為灌溉植物和水耕植物之養分、水分。另外，養殖槽中因為自然因素蒸發之水分，只需要適時給予補充即可。如此一來，本發明之該些實施例係可因有效利用廢水而節省水資源之浪費以及成本。 三、本發明揭露之該些實施例中，係可依據使用者之需求，而調整植物栽種面積，水中生物和水耕植物飼養密度，而不至於破壞魚菜共生系統彼此之間的平衡關係。

鑑此，本發明確實已經達於突破性之結構，而具有改良之發明內容，同時又能夠達到產業上利用性與進步性，當符合專利法之規定，爰依法提出發明專利申請，懇請　鈞局審查委員授予合法專利權，至為感禱。

1‧‧‧植栽裝置
10‧‧‧植栽槽
102‧‧‧過濾層
1022‧‧‧濾材
104‧‧‧養分層
20‧‧‧植物
22‧‧‧水耕植物
30‧‧‧輸送管路
50‧‧‧抽水裝置
70‧‧‧養殖槽

第一圖:其為本發明第一實施例之魚菜共生系統之植栽裝置示意圖； 第二圖:其為本發明第二實施例之魚菜共生系統之植栽裝置示意圖；以及 第三圖:其為本發明第三實施例之魚菜共生系統之植栽裝置示意圖。

1‧‧‧植栽裝置

10‧‧‧植栽槽

102‧‧‧過濾層

1022‧‧‧濾材

104‧‧‧養分層

20‧‧‧植物

22‧‧‧水耕植物

30‧‧‧輸送管路

50‧‧‧抽水裝置

70‧‧‧養殖槽

Claims (7)

1. 一種魚菜共生系統之植栽裝置，其包含: 至少一植裁槽，其栽植複數個植物，並藉由複數個輸送管路與一抽水裝置、一養殖槽相連接； 至少一過濾層，其設置於該植栽槽，並具有複數個濾材；以及 至少一養分層，其設置於該植栽槽，並位於該過濾層上方，且供該些植物著根。
2. 如申請專利範圍第1項所述之魚菜共生系統之植栽裝置，其中該些濾材包含複數個陶瓷環、麥飯石、沸石、生物球、活性碳、過濾棉、生化棉或泥碳土，以及上述任意組合之其中之一者。
3. 如申請專利範圍第1項所述之魚菜共生系統之植栽裝置，其中該養分層為複數個蚵殼粉、蛋殼粉或發泡煉石，以及上述任意組合之其中之一者。
4. 如申請專利範圍第1項所述之魚菜共生系統之植栽裝置，其中該輸送管路之一端與該抽水裝置連接，該抽水裝置與該養殖槽連接，該輸送管路之另一端與該植栽槽連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之魚菜共生系統之植栽裝置，其中該輸送管路之一端與該植栽槽連接，另一端與該養殖槽連接。
6. 如申請專利範圍第1項所述之魚菜共生系統之植栽裝置，其中該植栽槽可為複數個堆疊排列。
7. 如申請專利範圍第1項所述之魚菜共生系統之植栽裝置，其中該養殖槽栽植複數個水耕植物。