基于养分循环的智慧农业系统组件——微型菜-豆-鱼水培子系统的设计和构建

摘要

菜-豆-鱼结合的微型生态循环体系是通过水培设施和营养液将动物、植物、固氮微生物三者结合,以达到平衡关系的新型栽培子系统,可作为智慧养殖栽培组件接入智慧农业系统内。为充分发掘和利用城市住房屋顶、廊道、阳台、墙体等空闲空间发展城市远程微型智能农业栽培-养殖技术。本研究从种植模式、植物选择、营养液等方面进行综合设计,构建了适用于远程智能种养殖一体化系统的菜-豆-鱼共养水培组件,并验证了该微系统中植物源性营养液的适用性和用于水培蔬菜和鱼苗养殖的可行性。结果表明,该菜-豆-鱼微生态循环共养系统,能在较长时间内保持微生态系统的稳定性,具有良好的残余废料自净能力和pH自我恢复作用;所采用的CSE营养液适宜于该菜鱼共养系统的长期运转,引入拉巴豆在营养液的循环过程中提供了额外的生物源氮素补充,实现了菜-豆-鱼共生系统中氮磷钾等养分的可循环持续利用。该范例及组件产品兼备良好的观赏性和实用性,适于市场推广,可应用于普通城市家庭及教学、文娱、办公场所的休闲栽培和趣味农业科普活动。为未来城市远程智慧农业系统组件的系统化研发提供了研究基础和设计原型,具有良好的应用潜力和开发前景。