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宜蘭綠博養耕共生示範區

竹屋瓜棚小巨蛋

Bamboo dome for vegetable growing frame 

宜蘭綠博養耕共生示範區

養耕共生(Aquaponics)是生產食物的一種方式,是結合水產養殖及農業耕作兩種的食物生產模式,故又生態水培或複合式魚菜共生。主要在些微不同但又相近的系統中,結合傳統的水產養殖(在養殖槽或池中生產如貝類、魚、或蝦類)與水耕(水培植物)而建構的生物共生環境。在一般水產養殖尤其集約式養殖施作中,常排出大量的動物排泄物及殘餌累積於水中,因而產生對魚類甚毒的氨。但在養耕共生系統中,將動物廢棄物轉化的氨,經由固氮細菌分解為營養副產物的硝酸鹽和亞硝酸鹽,被植物吸收利用,而植物淨化水後,就重覆地再循環回到養殖系統中。
養耕共生的起源甚早,古老的系統如下:
墨西哥阿茲特克人(Aztecs) 很早在淺湖區及沿城區以農業浮島耕作法生產食物。
在中國南方、泰國、印尼的水稻田,時常搭配魚類養殖的組合,這也是早期的養耕共生案例。這些存在於亞洲國家稻田中的混養耕作魚類,有泥鰍、黃鱔、鯉魚、鯽魚以及田螺等。
由於養耕共生是結合現有的水耕與水產養殖技術為基礎,適用不同規模、複雜度和不同類型的複合養耕系統中千變萬化,形成不同的食物生產系統。在2014綠博展覽中,更希望展示因應地形特色而建立的室外型養耕共生系統,主要利用戶外的生態池系統,建構一些除了能賞心悅目又可食的景觀(Edible landscape),並達到增加糧食安全又增加生物多樣性的多方目標。並因應聯合國訂定今年2014年為國際家庭農業年(YIFF: International Year of Family Farming)的宣示,希望小農中也能據以建立適合的養耕共生系統,讓農業生產多元,生活閒適。

各生態池簡介

第一生態池: 對照池/Reference pond

本池呈現在未有水生植物生長的環境下,容易因營養堆積而產生優養化而污染水體,本池也是其他池的對照組。

第二生態池: 滿江紅+泥鰍/Azolla with pond loach 

滿江紅為漂浮性水生蕨類,葉作覆瓦狀排列平臥在水面上,常見於水田。滿江紅在春天多為綠色,但遇生長環境改變時常轉紅,常見一大片紅舖在水面上,故名「滿江紅」。因滿江紅能和魚腥藻屬共生進行固氮作用,能使水稻因氮肥而生長得更好。另外滿江紅植株也可當魚或家禽的飼料,故可謂是具多功用的水生植物。而泥鰍在農藥未普及前亦常棲息在水田中,屬雜食性,以蠕蟲、小型甲殼動物、昆蟲等為食,可以視為友善農業的水中生物指標,本池即在呈現舊時的自然魚稻共生景象,或是未來可努力的田間風貌。

第三生態池:  鳶尾花+金魚藻/Iris and Ceratophyllum 

鳶尾花的原名為Iris,來源於希臘語,意思是「彩虹」。鳶尾花常用以象徵愛情和友誼,鵬程萬里,前途光明。金魚藻是金魚藻科的沈水植物,喜歡生長在水流緩慢的河溝、池塘或湖泊,會隨著水位降低而整株彎曲、不會伸出水面。可為魚類的餌料,也可作為豬的飼料。本池呈現的是挺水植物與沈水植物在同一水體的多元空間利用。

第四生態池: 阿美族的「拉告」魚菜展示/Aboriginal Amish Lakaw 

本區展示原住民的養耕共生系統。阿美族屬知足常樂之人,要吃多少魚就捕多少魚,傳承祖先千百年來的一種生態捕魚法稱為「巴拉告(Palakaw)」,原是指「營造讓魚棲息的池塘」有動詞的意涵,若僅指「魚蝦棲息的池塘」則應以名詞「拉告(Lakaw)」稱之,唯現今外人多以Palakaw通稱。拉告主要採用一些自然素材如竹枝、九芎等樹枝,共同建構三層立體結構的魚之家,可供魚族棲息繁衍。最底層可讓無鱗類的魚如鰻、鱔、土虱等棲息,中層是小魚小蝦出入,最上層則供一般表層性魚棲息,並讓豆瓣菜長於其上,這是個很自然的養耕系統。

第五生態池:  水蘊草+孔雀魚/Brazilian elodea with angelfish (guppy) 

水蘊草為水鱉科多年生沉水植物,原產南美洲巴西,現已歸化世界,台灣各地低海拔的溝渠均可發現。
水薀草的功能除了造景還可提供小魚兒睡覺的好所在,最特別的就是藉著行光合作用製造大量氧氣,提高水體的溶氧,有淨化水質的功效。

第六生態池: 魚稻蝦共生/Rice growing together with fish/shrimp culture 

本區展示水稻+鯽魚+小蝦: 回歸古早農民的智慧,水稻田中同時放養魚類及甲殼類的共生概念,可於水稻秋收後捉鯽魚(泥鰍)及蝦類。如同第2池中的滿江紅與泥鰍意象,本池將呈現現今在大陸或東南亞部分地區仍傳統式施作的魚菜共生系統,加上小蝦而呈現更豐富的生物多樣性。

第七生態池: 魚筊共生/Water bomboo (water rice) with tilapia 

筊白筍為禾本科草本植物,嫩稈會有菌類寄生、膨大成筍,成為可供食用的茭白筍,加上其根系發達,可供微生物附著寄生,是水質淨化型人工溼地經常栽種的植物。本次綠博將以花蓮農改場輔導宜蘭縣三星鄉農民進行魚筊養耕共生為主題,展示以筊白筍與吳郭魚的共生現象。其實甚或可加進合鴨進行「魚筊鴨共生示範田」,主要在展現各取所需的資源循環型生展系統,如飼養吳郭魚或合鴨的殘餌及糞便可供給筊白筍肥料,而魚鴨可攝食福壽螺有利於作物的生物防治,筊白筍也因不用藥而有超乎尋常的價值。

第八生態池: 竹屋瓜棚小巨蛋/ Bamboo dome for vegetable growing frame 

以環保竹材為物料,建構竹屋型的花棚架,四周可種耐水生的作物如絲瓜或苦瓜。魚類將以賞心悅目的錦鯉為主。

第九生態池:  漂浮植物(菱角)與水雉/Water caltrop with pheasant-tailed jacana (woodcarving demonstration only as its endangered status) 

本池呈現浮葉植物與水雉鳥的共生概念,因水雉為保育類,在此僅用多元媒體形式呈現。菱角(Water caltrop, Trapa)是菱科菱屬一年生的水生浮葉型植物,國人尤愛遠近馳名的台南官田菱角。菱角田也是珍稀水鳥水雉喜愛停駐棲息之處。水雉對棲地的利用與菱角的生長週期有密切關係,尤其在繁殖期需要較隱祕或面積較大的菱角池作為繁殖區。現今這些水雉可以怡然自得,是多年前有85隻水雉誤食農人摻在稻穀裡的農藥中毒死亡而換得的代價。為保護珍稀水雉,林務局和慈心基金會推出「綠色保育標章」,輔導農人以不使用農藥化肥的耕作方式,營造友善水雉的棲息地,目前已有30餘位菱角農友響應。然而要持續這樣一個美麗故事,農友們面臨「菱滿為患」,所以請大家多多支持「綠色保育標章」的菱角田,讓您的消費成為保護生態的力量!

第十生態池: 雙連埤原生植物魚菜系統/Endemic plants from Lake Shuanlienpi (a protected area and wild flora and fauna in Yilan)

(本池感謝台灣濕地保護聯盟宜蘭分會長邱錦和老師團隊提供水生植物及施作)
宜蘭縣境內的雙連埤是台灣原生水生植物種類最多的天然湖泊,根據宜蘭大學陳子英教授調查雙連埤有112 種是水生植物,幾乎占台灣原生水生種類之1/3。本區受限於面積僅展示原雙連埤較常見的水生植物如風箱樹、水社柳、華克拉莎、野菱、蓴菜等,以及原有的土鯽、菊池氏細鯽、高體鰟鮍等魚類的共生環境。

第十一生態池: 商業型養耕共生展示/Commercial Aquaponics system

(本池感謝南投水水世界之系統展示)
萵苣+紅吳郭魚,食用蔬菜搭配食用魚。使用福田板系統種植萵苣,水中用網隔絕紅吳郭魚與萵苣,避免萵苣根部被紅吳郭魚過度食用。

第十二生態池: 台灣特有植物萍蓬草等植物/Taiwan native plant-Nuphar shimadai 

萍蓬草為睡蓮科萍蓬草屬,為多生在池塘的水生植物,英文名Yellow Water Lily,中文俗名又叫萍蓬草、黃睡蓮、水蓮花、河骨、台灣川骨或白蘭地酒瓶, 臺灣萍蓬草分布在台灣中、北部低海拔沼澤或水池中,可能因種子並不便於鳥類傳播,而成為台灣特有種,也因人為的開發與建設已瀕臨絕種。在臺北木柵動物園及臺灣北部的福山植物園入口處的水生植物池中,可發現臺灣萍蓬草,在桃園一帶的少數池塘中也可以發現。

第十三生態池: 水生植物浮島/台灣原生溪魚 Floating Island/Taiwan native fish from Ilan County 

植物浮島展示,浮板基床佈置成浮島,並搭配中藥挺水植物如南薑、山蘇、金針、木賊等可入藥植物建構中藥水中花園。
以三並聯式基床之八角型展示浮島乃仿自易經卦理的風水意念,可眼觀四面耳聽八方,八角形的造型是依照八個易卦的方位排列,求其賞心悅目而已。池中的台灣原生種溪魚採集自冬山鄉原始溪流,有溪哥、臺灣石(魚賓)、鯝魚(苦花)等。

第十四生態池: 水中花園/Water garden 

浮板佈置成水中花園,展示觀賞性耐水植物(因有工作假期志工須引水使用,故此池不放魚)。

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蔬菜對溫度日照條件的要求

蔬菜對溫度日照條件的要求
全日照  8個小時日照 瓜類、茄果類、豆類、山藥、豆薯(地瓜)。番茄、黃瓜、茄子、辣椒等喜溫中、強光性
蔬菜夏秋季生產,玉米、青椒、西瓜、南瓜、西紅柿、茄子、芝麻、向日葵類。
其次是根莖類,如:馬鈴薯、甜菜、胡蘿蔔、白蘿蔔、甘藷、山藥等等。至少需半日照,才能生長,芋頭雖喜歡全日照,但比其他蔬菜耐蔭。 
需要中等光照大白菜、甘藍、芥菜、蒜、洋蔥。 

長日性蔬菜白菜、甘藍、芥菜、蘿蔔、胡蘿蔔、芹菜、菠菜、萵苣、蠶豆、豌豆、大蔥、洋蔥。

短日性蔬菜豇豆、扁豆、莧菜、空心菜。         

中光性蔬菜黃瓜、番茄、茄子、辣椒、菜豆

菜豆

菜豆喜溫暖,不耐高溫和霜凍。菜豆種子發芽的適溫為20-30℃;在40℃以上的高溫和10℃以下的低溫,種子不易發芽。幼苗生長適宜氣溫為18-25℃。花芽分化的適宜氣溫為20-25℃,過高或過低溫度易出現發育不完全的花蕾、落花。

菜豆對光照強度的要求較高。在適宜溫度條件下,光照充足則植株生長健壯,莖的節間短而分枝多,開花結莢比較多,而且有利於根部對磷肥的吸收。當光照強度減弱時,植株易徒長,莖的節間長,分枝少,葉質薄,而且開花結莢數少,易落花落莢。

菜豆根系強大,能耐一定程度乾旱,但喜中度濕潤土壤條件,要求水分供應適中,不耐澇。生長期適宜土壤濕度為田間最大持水量的60%-70%,空氣相對濕度以80%為宜。開花結莢期對水分最敏感,此期土壤乾旱對開花結莢有不良影響,開花數、結莢數及莢內種子數減少。土壤水分過大時,下部葉片黃化,早脫落。空氣濕度過大會引起徒長、結莢不良。

菜豆具有深根性和根瘤菌,對土壤的要求不甚嚴格,但仍以土層深厚肥沃、排水良好的輕砂壤土或粘質壤土為好。土壤過於粘重、低溫、排水和通氣不良則生長不良,炭疽病重。菜豆喜中性至微酸性土壤,適宜的土壤pH為5-7.0,其中以州6.2-6.8最適宜。菜豆最忌連作,生產中應實行2-3年輪作。

菜豆生育過程中,主要吸收鉀和氮較多,還要吸收一定量的磷和鈣,才能良好發育。結莢期吸收磷鉀量較大。磷鉀肥對菜豆植株的生長發育、根瘤菌的發育、花芽分化、開花結莢和種子的發育等均有影響。缺乏磷肥,菜豆嫩莢和種子的品質和產量就會降低。缺鈣,幼葉葉片捲曲,葉緣失綠和生長點死亡。缺硼,則根係不發達,影響根瘤菌固氮,使花和豆莢發育不良。 耐陰半陰(大概3-4小時日照) 應選擇耐陰的蔬菜種植,如萵…

何謂硝酸鹽

何謂硝酸鹽硝酸鹽是一種自然物質 硝酸鹽來自於氮素。氮素是植物生長必須的養分,植物有了氮素才會生長健康。而氮素是自然物質,空氣有有80%氮氣,下雨過後,氮素隨雨落下,存在大土壤裡。像森林一樣,通常植物殘體和落葉堆肥,就能一直循環使用大地中的氮素。而豆科植物更是固氮作物。如果作物採收過快,則需要施肥。

氮素怎麼會變成硝酸鹽? 氮素會被土壤中的細菌分解為硝酸鹽(硝化作用),植物吸收硝酸鹽,再把硝酸鹽製造成氨基酸與蛋白質。植物吸收的硝酸鹽,是在夜裡發生的,硝酸鹽得經過充分的日照,經過光合作用才能轉化為氨基酸與蛋白質。所以,胺基酸是在白天製造的。葉菜裡頭,一定會同時含有氨基酸與蛋白質、硝酸鹽。光合作用的(日照)時間長一些,硝酸鹽就會少一些。


為什麼硝酸鹽會過量? 
硝酸鹽來不及變成胺基酸有兩個原因。

第一,是光合作用不足(日照不夠),陰雨天不只是日照不足,天上(雨水)還會落下氮素,增加土壤中的氮素。避免陰雨天採收,或凌晨採收,傍晚採收最好。
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從充分日照與適量施肥著手,就可讓硝酸鹽降低。對於葉菜類,儘量調整傍晚採收,讓蔬菜有充足日照行光合作用。

硝酸鹽是壞東西? 人體有80%以上的硝酸鹽,來自於蔬菜,尤其是葉菜類,難道它只對身體有害?
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吃的不對,硝酸鹽變成壞東西 如果清楚蔬菜營養成分,就會明白大自然的神奇安排。怎麼讓硝酸鹽要變成一氧化氮?原來是維生素C&E,吃葉菜的時候,就會同時攝取到維生素C&E、硝酸鹽。所以吃新鮮的菜很重要,新鮮採收的菜才能留住維生素。洗菜的方式更重要,很多長輩習慣切完菜再洗、或者反覆戳洗葉片、或者一直泡水,維生素易溶於水,水都是綠色了,菜就沒維生素了。

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水耕栽培

水耕栽培-精緻蔬菜生產技術之開發文/高德錚 為穩定台灣夏季蔬菜之產銷及提昇蔬菜之品質,使國人能享受既便宜又無農藥殘毒之清潔蔬菜,台中農改場在農委會及農林廳經費補助下正積極研究無土水耕栽培技術,希望發展出一套既可提供家庭主婦在公寓陽台上或屋頂上生產蔬菜,又可藉『植物工廠』年中無休地生產蔬菜。
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歐美國家由於緯度較高,季節性溫差較大,農藥使用頻率遠低於台灣業者,其生產之蔬菜幾可生食,甚至臨近之日本國民每日生食萵苣、芹菜、紫蘇、高麗菜的生活習慣,常令人羨慕不已。我國之農業生產技術並不亞於日本,為何日本能,我們不能?
水耕栽培植物之構想是有歷史淵源的,早在紀元前數百年前古埃及之楔形文字遺跡中即可發現有植物生長於水中的圖形,而世界七大不可思議的傳說中『巴比崙的空中花園』,亦常讓人百思不解。其實土壤為天然的栽培床,她為植物之母,固持著植物,及提供各種生育必需之元素。一旦不用土壤作為栽培介質,若能人為的固持植物根部及提供各種營養成分,則在水中生長植物又有何不可呢?以日本筑波萬國博覽會上展示之一株活生生地,預計可結一萬二千個果實之水耕番茄,可了解水耕技術之奧妙。水耕無土栽培因果菜類及葉菜類生理習性之分野,在植株育苗、栽培床構造及養液循環系統之設計上略有不同,目前本場已成功地各開發一套水耕栽培技術,在240平方公尺之溫室中以岩棉栽培法來培植番茄、胡瓜、草莓及木瓜等果菜,並以浮根式栽培法來生產小白菜、萵苣、山(水)芹菜及菠菜等葉菜。
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