中小學「太陽能魚菜共生池」教學實例
新北市環境教育輔導團研究員 余秀琴
「太陽能魚菜共生池」宛如一個小地球的生態循環，將魚類與蔬菜水果結合太陽能造成循環水流，將魚的有機排泄物，在硝化槽分解為無機質養分，供植物生長吸收並淨化水質(對魚有害的水中無機質，剛好被植物所吸收)。
一般家裡的水族箱養了魚，不到幾天，水質就變得混濁，魚開始
失去活力，似乎生病了，過了一陣子，水族箱內的魚通通死亡了在封閉的水池中養魚，會產生很多魚的排泄物。一般都用循環過濾的方法，但只能把看得到的排泄物和其他污物吸到過濾池中，把污物阻擋在過濾池內，污物經過細菌分解後，會產生眼睛看不見的化學小分子，如：氮、磷、鉀、鎂、硫 - - - 等化學物質，當這些物質溶解於水中，然後又流回魚池，就污染了水質，讓魚很容易生病。太多的排泄物，會讓水質惡化，也會害魚生病。
所以，能結合太陽能與自然生態：魚 + 細菌 + 植物，讓水生動植物自然平衡生長，並以太陽能為水循環(Sustainability)的動力來源，更加符合了可持續發展型生態，也是當前全球所重視挽救地球生態的流行趨勢。
Aquaponics是一個在字典上查不到的英文新生字，來自於近代綠生活科技發展所創造出的新字，其中Aqua=Aquaculture(水產養殖)，ponics=Hydroponic(水耕)，中文以〝魚菜共生〞稱謂之。在國際上，Aquaponics是一個現代因應環保，而發展出的可再生的最新生態科學。
為了推動這個理念，小學生可在學校或社區的社團中，操作實驗「太陽能魚菜共生池」養魚種植水生植物的基本概念，而太陽能過濾抽水機的製作，更能讓學生親身體驗能源的生活應用；中學生可獨立研究探討測定太陽能魚菜共生水中pH值對動植物的生長影響、長日照與短日照魚菜共生的比較、測定水中溶氧量及溫度對動植物的成長影響等，記錄下來可供大家參考。
以下是筆者指導中小學生的活動內容提供給大家參考：
活動一 太陽能魚菜共生池【小學生實驗操作】
在封閉的水池中養魚，會產生很多魚的排泄物。太多的排泄物會讓水質惡化，也會害魚生病。結合太陽能與自然生態，讓水生動植物自然平衡生長。以太陽能為水循環(Sustainability)，動力的來源，更加符合了可持續發展型生態也是當前全球所重視挽救地球生態的流行趨勢。
（一）什麼是「太陽能魚菜共生池」？
宛如一個小地球的生態循環，將魚類與蔬菜水果結合太陽能造成循環水流，將魚的有機排泄物，在硝化槽分解為無機質養分，供植物生長吸收並淨化水質(對魚有害的水中無機質，剛好被植物所吸收)。
（二）想要探討的問題：
1、太陽能魚菜共生池魚的水溫多少才適合？
2、太陽能過濾抽水機需要持續不斷運作嗎？
3、種植何種植物、蔬果較容易成長？
4、太陽能魚菜共生池要多久才換水？
（三）材料：
塑膠透明外盒長30公分、寬10公分、高12公分，10公分、寬9公分、高12公分小塑膠透明盒，太陽能過濾抽水機、蔬菜苗、裝滿4號夾鍊袋煉石一包、較堅硬可立起濾網一片、小紅豆魚、孔雀魚、茶壺魚
(四)動手做做看
 |
 |
 |
 |
|
【書桌上的操作】每人一組太陽能魚菜共生池材料，發揮想像力， 建設城市社區農業教學，重視食物無化肥概念，扎根深入人心 |
利用太陽能馬達抽水機讓水流循環於動植物之間 | ||
【窗台生態景觀】近日小魚接二連三的臨盆，魚菜共生池內滿是橘色、黃色、黑色的小小魚，讓今年店內除夕團圓飯真的熱鬧非凡。
操作步驟：
可廢物利用長30公分、寬10公分、高12公分大塑膠透明盒當水池。
另長10公分、寬9公分、高12公分小塑膠透明盒當植栽區，並隔離成四等份如十字形，十字中只用塑膠片遮縱線下半其它開放。
小塑膠透明盒一邊的左方有一個直徑2公分的圓型出水口，右邊有兩條長方形進水口讓水循環。
製作太陽能過濾抽水機，1V太陽能晶片焊接在0.5~6V的長軸省能馬達紅線焊在晶片正極，黑線焊在晶片負極。
省能馬達裝在塑膠盒，馬達長軸套進小型五葉渦輪裏以免浸到水，底部塑膠盒留一出口讓渦輪排出活水，完成後置放在小塑膠透明盒左方有一個直徑2公分的圓型出水口固定。
濾網一片遮住太陽能過濾抽水機，再用煉石一包鋪滿小塑膠透明盒3/4處，加水至大塑膠透明盒八分滿。
菜苗或水生植物栽種在煉石裡，水中放數條小紅豆魚、孔雀魚、茶壺魚，可到水族館採購並請教老闆何種魚較容易相處。水中放些水蘊草增加水中溶氧量。
完成後放在陽台陽光充足處，若陰天可移至書桌上用小台燈照〈熱燈〉或另接1.5V電池備用，讓馬達繼續運作。
（五）原理說明
利用魚的排泄物，經由太陽能抽水機送到有硝化作用的蔬菜水耕池，其中的水中懸浮物與有害原素(有機大分子)，經硝化菌等益菌的轉化為營養小分子(氮、磷、鉀、鎂、----等)後，供給植物的水根吸收，經光合作用促使植物成長，同時也淨化了水質，循環回魚池供給魚類健康的生長環境，這種利用太陽能水循環交換的設備，使兩種生物互惠合作生長的方式，稱為太陽能魚菜共生。
活動二 綠「魚」盎然—魚菜共生的探討【中學生獨立研究】
摘要
結合太陽能與自然生態.魚菜共生的生態循環方式，讓水生動植物自然平衡生長，並以光合作用化學方程式測定植物醣類的生成量與CO2消耗重量與體積。利用魚的排泄物，經由太陽能抽水機送到有硝化作用的蔬菜水耕池， 其中的水中懸浮物與有害原素(有機大分子)，經硝化菌等益菌的轉化為營養小分子(氮、磷、鉀、鎂、----等)後，供給植物的水根吸收，經光合作用促使植物成長， 同時也淨化了水質，循環回魚池供給魚類健康的生長環境，這種利用太陽能水循環交換的設備，使兩種生物互惠合作生長的方式，即是太陽能魚菜共生。
研究過程與方法
設計太陽能魚菜共生水槽
方法─準備太陽能抽水馬達
步驟:
|
1.1.5v的太陽能晶片、0.5v—6v的省能馬達 2.塑膠水槽長27.5公分、寬9公分、高7.8公分 3.準備100克煉石、濾紙x1、植物(綠豆、水芙蓉、萊姆黃金葛) 4.魚(小金魚6條) 5.陶瓷過濾器 6.0.6公升的水、實驗用模擬太陽能光的燈40瓦 |
 |
| ﹝圖片資料來源：查丁壬會長提供﹞ |
結論
太陽能魚菜共生，可以把益菌轉化為營養分子，以利植物的水根吸收成長。
Aquaponics是一個在字典上查不到的英文新生字，來自於近代綠生活科技發展所創造出的新字，其中 Aqua=Aquaculture(水產養殖)，ponics=Hydroponic(水耕)，中文以〝魚菜共生〞稱謂之。 在國際上，Aquaponics是一個現代因應環保，而發展出的可再生(可持續發展)的最新生態科學。
魚菜共生依場地環境而設計，可分為：水平式與立體式，其主要流程是：收集養魚的污水，經硝化池內的益菌分解後， 將大分子的有機毒物，轉化為小分子的氮、磷、鉀、----及其他微量元素，供給水耕植物吸收，被植物淨化後的清水， 再用水泵輸送回魚池，重複循環供給魚類乾淨的再生新水，以保持魚類在無害的水質中健康成長。
溫度在30℃~35℃時，照明度在85000LUX以上，平均水中溶氧量都比空氣溶氧量的正常值20.9mg/l高，所以兩水槽慢慢的長滿了綠藻，顏色變得深綠色，小黃瓜的葉子漸漸變黃，可確定的是水中的溶氧量，不能高於空氣中溶氧量的標準值。
溫度平均為24.7℃，照明度為55000LUX，水中溶氧量更少，變成11.9mg/l，比空氣標準質少了在10上下，可是開花結果都在這個時候比夏天增長了10倍以上，粗壯許多所以可以確定的是溫度與照明度還有水中溶氧量都要適當，才能促成植物的快速成長，與一般水耕差距越來越大。
溫度降至10℃~19℃。水中溶氧量平均為12.1mg/l，太陽能水耕的小黃瓜成熟了，重120克、長21公分，表皮非常的深綠，看起來很「稱頭」，結果發現鉀是促成果實壯碩的幫手，而適當的水中溶氧量和照明度是主要的原因。
經過我們半年來的研究，獲得了許多經驗與心得，希望這樣的研究永續下去，在校園的頂樓開闢一座太陽能空中蔬果花園，綠化環境，沒有土壤排水問題，體驗地球科學的奧妙與農業科學的重要，並研發終結溫室效應的傷害。
附錄實作照片
參考資料
【圖書】
株式會社集英社（1989）。植物的秘密，P.32-35、P.71-74。台北市：牛頓出版股份有限公司。
王月雲、陳是瑩、童武夫（1993）。植物學、生理學實驗，P.130-P131。臺北市：藝軒圖書文具有限公司。
金蘭馨、洪淑麗、陳秀華、鄭惠珍、黃秀珠、陳文麗（1995）。營養學，P.244~245。臺北市：永大書局有限公司。
吳昭其（1988）臺灣的蔬菜。臺北市：渡假出版社
【網站】
http://163.32.243.1/green/22/stratiotes.htm
http://www. solar-i.com.tw全國太陽能聯誼會
