鱼菜共生系统技术领域
本申请总体涉及农业，并且更具体地，涉及用于在大规模和小规模水耕栽培
(hydroponic)和/或鱼菜共生(aquaponic)构造中使植被(vegetation)生长的系统(例如，
装置等)和方法。
背景技术
鱼菜共生是在共生环境中，将水产养殖系统中的支持水生的生物体(例如，在池中
饲养的鱼类、蜗牛、小龙虾、对虾或其他类似生物体)与水耕栽培系统(例如，在地面以外的
水中种植植物)相结合的植被(例如，蔬菜、药草、香料、水果、草、花、植物或任意其他类型的
可改变基因(editable)或不可改变基因的植被)生产系统。来自被饲养的动物的副产物(例
如，排泄物和废物)积累在池中，这增加了池中的水的毒性(toxicity)。副产物被固氮菌分
解为硝酸盐和亚硝酸盐，并且水被供给至水耕栽培系统，在该水耕栽培系统中，植物利用该
硝酸盐和亚硝酸盐作为营养物。随后，水被再循环回至水产养殖系统。植物在水耕栽培系统
中生长，且它们的根部浸渍于营养丰富的水中。协作工作的这些系统在将营养物提供至植
物的同时，能够将对水生动物有毒的氨过滤到系统外。在水穿过水耕栽培子系统之后，它被
清洗和充氧，并且可返回至水产养殖池中。该循环是连续的。
随着现有水耕栽培和水产养殖农业技术形成针对所有鱼菜共生系统的基础，在鱼
菜共生系统中生长的植被的大小、复杂性和类型的变化可与在不同农业学科中建立的任意
系统的变化一样多。并非所有的现有鱼菜共生系统都可令人满意地应用至室内大规模和/
或小规模用途。诸如外观、湿度(其中，如果出现泄露，则水被引流(routed))以及用于种植
不同类型的植被的适应性的问题都是对于室内系统需要考虑的因素。本发明通过提供允许
以各种规模且在各种场所中培育各种类型的植被的鱼菜共生系统而解决了这些需求。
发明内容
本发明的实施方式针对于用于使植物生长和/或支撑水生生物体的系统(例如，装
置)和方法，该系统包括：杆组件，该杆组件包括一个或多个水耕栽培组件耦接位置；水产养
殖组件，该水产养殖组件包括可操作地耦接至杆组件的水供应部；以及一个或多个水耕栽
培组件。一个或多个水耕栽培组件中的每个均包括生长盘。一个或多个水耕栽培组件在一
个或多个水耕栽培组件耦接位置处可操作地耦接至杆组件。生长盘包括周边壁，并且在邻
近周边壁的第一部分的位置处从杆组件接收水，将水转移至邻近周边壁的第二部分的位置
处，并且其后将水转移回至杆组件。在一些实施方式中，生长盘包括内壁和外壁以及侧壁，
并且生长盘从杆组件接收水，将水转移至邻近外壁的位置处，并且其后将水传递回至杆组
件。水通过盘的流动允许水在植物的种子或根部上行进。
在一些实施方式中，杆组件包括杆，并且一个或多个水耕栽培组件耦接位置包括
可操作地耦接至杆的一个或多个杆杯状件，并且其中，一个或多个水耕栽培组件可操作地
耦接至一个或多个杆杯状件。在一些实施方式中，一个或多个杆杯状件在在竖直定向向上
附接至杆。在一些实施方式中，水产养殖组件包括：池，该池具有定位在其中的杆锚状件，其
中，该杆锚状件被构造为接收杆的底部；以及多个支杆，被构造为将杆稳定在池内。
在一些实施方式中，水耕栽培组件包括一个或多个生长盘，其中，一个或多个生长
盘与杆组件可操作地耦接，并且托盘可操作地耦接至少一个生长盘。
在一些实施方式中，生长盘具有从生长盘的基部向上延伸的多个突起。
在一些实施方式中，一个或多个水耕栽培组件中的至少一个包括可操作地耦接至
生长盘的托盘。
在一些实施方式中，托盘包括彼此可操作地耦接的第一构件和第二构件，其中，当
第一构件与第二构件彼此可操作地耦接时，在托盘内形成多个托盘通道，并且其中，第一构
件和第二构件可拆卸以便从托盘中移除植物。
在一些实施方式中，生长盘进一步包括梁，其中，托盘沿着梁定位，并且其中，托盘
被构造为沿着梁滑动以便在至少两个位置中将水传递至托盘或生长盘。
在一些实施方式中，托盘被构造为沿着梁滑动以便将水传递至托盘或生长盘，其
中，在第一位置中，水被传递至托盘并且随后从托盘分配至生长盘，其中，在第二位置中，水
仅被传递至生长盘，并且其中，在第三位置中，水同时被传递至托盘和生长盘两者。
在一些实施方式中，周边壁包括内壁和外壁以及侧壁，并且水在邻近内壁的位置
处从杆组件转移至邻近外壁的位置处，并且其后在邻近内壁的的位置处被转移回至杆组
件。
在一些实施方式中，在生长盘的侧梁与侧壁之间形成通道，其中，通道从邻近外壁
的位置处延伸并且通向生长盘的内壁中的开口，并且其中，生长盘的基部朝向外壁倾斜，使
得水沿着生长盘的基部流动至邻近外壁的位置，并且通过通道朝向杆组件流回，并且经由
生长盘的内壁中的开口离开生长盘。
在一些实施方式中，在生长盘的侧梁与侧壁之间形成通道，其中，通道朝向外壁倾
斜，并且其中，生长盘的基部朝向杆组件倾斜，使得水沿着通道在邻近外壁的位置处向下流
入生长盘的基部中，并且通过生长盘的基部朝向杆组件流回，并且经由生长盘的内壁中的
开口离开生长盘。
在一些实施方式中，水产养殖组件包括：池，该池具有定位在其中的杆锚状件，其
中，杆锚状件被构造为接收杆的底部；多个支杆，被构造为将杆稳定在池内；以及至少一个
池盖，定位在池的开口中。
在一些实施方式中，鱼菜共生系统包括一个或多个喷口，其中，一个或多个喷口中
的每个均被构造为将水从杆组件传递至一个或多个水耕栽培组件中的每个。
在一些实施方式中，杆组件进一步包括：管，该管在杆组件内；杆帽，该杆帽可操作
地耦接至管和杆组件并且包括一个或多个出口狭槽，并且其中，水经由一个或多个出口狭
槽离开杆组件，并且其中，杆帽增加管内的水压。
在一些实施方式中，一个或多个杆杯状件包括上层和下层，并且其中，下层包括位
于杆的外表面与下层的内表面之间的一个或多个叶片。在一些实施方式中，叶片以一角度
倾斜并且被构造为当水离开杆杯状件的下层流出时控制水流速率。
在一些实施方式中，一个或多个支杆包括第一端和第二端，其中，一个或多个水耕
栽培组件耦接位置中的一个是杆杯状件，并且其中，第一端耦接至杆杯状件，并且第二端与
池的外周边上的脊部耦接。
在一些实施方式中，鱼菜共生系统进一步包括泵并且被构造为贯穿整个杆组件泵
送水。
在一些实施方式中，杆锚状件包括杆锚状件接入凹口，并且杆的底部包括杆接入
凹口，并且其中，当杆接收在杆锚状件的凹部中时，杆锚状件接入凹口与杆接入凹口对准，
使得管可穿过这些接入凹口并且定位在杆的内部内。
在一些实施方式中，杆组件包括杆，并且一个或多个水耕栽培组件耦接位置包括
一个或多个出口狭槽，其中，一个或多个水耕栽培组件中的每个的生长盘被构造为通过插
入出口狭槽中而与杆耦接，并且其中，水直接从杆流入生长盘中。
本发明的另一个实施方式包括用于使植物生长的系统。该系统包括：杆组件，该杆
组件包括一个或多个水耕栽培组件耦接位置；水产养殖组件，该水产养殖组件包括可操作
地耦接至杆组件的水供应部；以及一个或多个水耕栽培组件。一个或多个水耕栽培组件中
的每个均包括生长盘，其中，一个或多个水耕栽培组件在一个或多个水耕栽培组件耦接位
置处可操作地耦接至杆组件。生长盘包括内壁和外壁以及侧壁，并且从杆组件接收水，将水
转移至邻近外壁的位置处，并且其后将水转移回至杆组件。水通过盘的流动允许水在植物
的种子或根部上行进。
本发明的另一个实施方式包括用于使植物生长的鱼菜共生系统。鱼菜共生系统包
括杆组件，该杆组件包括杆，杆具有在竖直定向上附接至杆的一个或多个杆杯状件。鱼菜共
生系统进一步包括水产养殖组件，该水产养殖组件包括具有定位在其中的杆锚状件的池，
其中，杆锚状件被构造为接收杆的底部。鱼菜共生还包括多个支杆，该多个支杆被构造为将
杆稳定在池内。此外，鱼菜共生系统包括水耕栽培组件，该水耕栽培组件包括一个或多个生
长盘，其中，一个或多个生长盘与杆组件可操作地耦接，并且托盘可操作耦接至少一个生长
盘。
为了完成以上内容，一个或多个实施方式包括在下文中描述的特征，并且特别地，
在权利要求中指出的特征。以下说明书和附图阐述一个或多个实施方式的某些示例性特
征。然而，这些特征是可采用各种实施方式的原理的各种方法中的一些的指示，并且本说明
书旨在包括所有这些实施方式及其等同物。
附图说明
因此已概括地描述了本发明的实施方式，现在将参考附图，其中：
图1描述根据本发明的一个实施方式的鱼菜共生系统的立体图；
图2描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的池的立体图；
图3描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的池的立体图；
图4描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的支杆的立体图；
图5描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的池盖的立体图；
图6描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的水产养殖组件的立体图；
图7描述根据本发明的一个实施方式的图6的水产养殖组件的侧视图；
图8描述根据本发明的一个实施方式的水产养殖组件的立体图；
图9描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的杆的立体图；
图10描述根据本发明的一个实施方式的如图9所示的杆的底部的立体图；
图11描述根据本发明的一个实施方式的如图9所示的杆的顶部的立体图；
图12描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的杆帽的侧视图；
图13A描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的杆组件和水耕栽培组件的
立体图；
图13B描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的杆组件和水耕栽培组件的
立体图；
图13C描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的杆组件和水耕栽培组件的
立体图；
图13D描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的杆组件和水耕栽培组件的
立体图；
图13E描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的杆组件和水耕栽培组件的
立体图；
图14描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的杆组件的部分截面侧视图；
图15描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的盘的顶部侧视图；
图16描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的盘的底部立体侧视图；
图17A描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的盘的立体图；
图17B描述根据本发明的一个实施方式的杆组件和水耕栽培组件；
图18A描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的盘的立体图；
图18B描述根据本发明的一个实施方式的杆组件和水耕栽培组件；
图19描述根据本发明的一个实施方式的杆组件和水耕栽培组件；
图20描述根据本发明的一个实施方式的杆组件和水耕栽培组件；
图21描述根据本发明的一个实施方式的杆组件和水耕栽培组件；
图22描述根据本发明的一个实施方式的水耕栽培组件；
图23描述根据本发明的一个实施方式的水耕栽培组件；
图24描述根据本发明的一个实施方式的水耕栽培组件；
图25描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的托盘的立体图；
图26描述根据本发明的一个实施方式的如图25所示的托盘构件的立体图；
图27描述根据本发明的一个实施方式的如图25所示的托盘构件的立体图；
图28描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的喷口的前侧立体图；
图29描述根据本发明的一个实施方式的如图1所示的喷口的后侧立体图；
图30描述根据本发明的一个实施方式的杆组件和水耕栽培组件；
图31描述根据本发明的一个实施方式的鱼菜共生系统的一部分的立体图；
图32描述根据本发明的一个实施方式的组装鱼菜共生系统的方法；
图33描述根据本发明的一个实施方式的利用鱼菜共生系统的方法；以及
图34描述示出鱼菜共生系统如何工作的流程图。
具体实施方式
在下文中，现在将参考附图更充分地描述本公开的实施方式，在附图中示出本发
明的一些而非全部实施方式。实际上，本发明可以许多不同形式体现，而不应被解释为限于
本文中阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式以使得本公开可满足实用的法律要求。在
全文中，相同标号表示相同元件。
图1至图30示出鱼菜共生系统1的实施方式及其各个部件。如图1所示，鱼菜共生系
统1总体上包括三个组件：1)水产养殖组件100；以及2)一个或多个水耕栽培组件200，该水
耕栽培组件经由3)杆组件300可操作地与水产养殖组件100耦接。图1的鱼菜共生系统1的各
个组件及其部件在图2至图31中示出并且贯穿本说明书将被更详细描述。通常，水产养殖组
件100位于鱼菜共生系统1的基部处，并且被构造为用于在受控的水生环境中容纳水生生
物。
水产养殖系统10可包括池(tank，容器)101，该池具有位于池101的底部处的底板
107以及位于池101的开口处的一个或多个池盖114。杆组件300至少部分地浸没在池101中，
并且大致在直立方向上从池101的底板107竖直延伸。杆组件300(或其内的其他部件)被构
造为用于将水从水产养殖组件100提供至水耕栽培组件200，并且进一步被构造为，当水往
返于水耕栽培组件200进行分配并且其后返回至水产养殖组件100时，控制水的流动。
杆组件300可包括杆301、沿着杆301竖直定位的多个杆杯状件305以及位于杆301
的顶部处的一个或多个开口304或杆帽312。水耕栽培组件200可操作地耦接至杆组件300，
并且被构造为用于在受控的生长环境中容纳植物，其中，水耕栽培组件200可经由多个喷口
400或随后更详细描述的各种其他器件接收来自杆组件300的水。杆组件可进一步包括一个
或多个水耕栽培组件位置，所述水耕栽培组件位置绕杆竖直定位并且构造为接收水耕栽培
组件200。在优选实施方式中，杆杯状件305用作水耕栽培组件耦接位置；然而，在其他实施
方式中，杆301本身可以是水耕栽培组件耦接位置，使得水耕栽培组件200可使用各种耦接
机构(例如，穿过杆的槽孔以及盘(pan)上的突出部或钩、杆上的裙板或唇部以及盘上的突
出部或钩、杆的表面上的狭槽或凹槽以及盘上的在狭槽或凹槽内滑动的突起、或任意其他
类型的耦接件)绕杆301的竖直轴线在任意位置和任意方向上与杆组件300可操作地耦接。
水耕栽培组件200可包括一个或多个盘201，其中，盘201可选地可具有可操作地耦
接至盘201的托盘(tray)215，该托盘可放置在盘201内、位于盘201的顶部上、跨越盘201中
的开口、或者以另外方式附接至盘201。在一些实施方式中，鱼菜共生系统1可包括可选的管
(未示出)，该管定位在杆301内以便贯穿杆301将水从水产养殖组件100提供至水耕栽培组
件200。
相对于图1，并且如贯穿本说明书更详细讨论的，水通过杆301(例如，杆301内的管
或通过杆301自身)被向上泵送，并且从杆301的顶部处或杆的顶部附近的一个或多个开口
304或杆帽312流出。水向下流至杆301的外表面并且通过喷口400转向，该喷口将来自杆301
的外表面的水引导至盘201和/或托盘215。如随后将更详细讨论的，水将流入托盘215并且
随后流入盘201的后部，或者直接流入盘201的后部以便将连续水流提供至盘201和/或托盘
215中的植物。盘201的底部上的水随后流回至杆301和/或杯状物305，并且收集在竖直定位
在第一杯状物305下方的第二杯状物305中。杯状物305将水以漏斗方式输送(funnel)回至
杆301的外表面以用于传送至定位在第一盘201和/或托盘215下方的第二盘201和/或托盘
215。水随后流回至池101，并且该过程再次开始。
图2至图8示出根据本发明的一个实施方式的水产养殖组件100及其部件。如图2至
图8所示，该水产养殖组件100包括池101，该池具有邻近于池101的底部的底板107以及邻近
于池101的开口103的一个或多个池盖114，其中，池盖114可利用多个支杆120定位于池101
的外周边处或外周边上方。
如图2至图3所示，池101可由具有基部102、开口103以及周边壁104的柱形贮存器
限定。基部102的外周边可邻近于周边壁104的底部边缘，使得开口103由形成在其中的凹部
限定。开口103可进一步具有由池101的周边壁104的顶部边缘限定的最外部周边105。另外，
池101可包括从池开口103的周边105向外延伸的一个或多个脊部106，使得脊部106被构造
为用于接收支杆120的至少一部分以将杆301稳定在池101内。例如，如图2和图3所示，池101
可包括三个(3)脊部106，该三个脊部沿着池开口103的周边105彼此等距，并且越过池101c
的周边壁略微向外延伸。如图1和图7所示，脊部106被构造为接收至少三个(3)支杆120，其
中，一个(1)支杆120与一个(1)对应脊部106可操作地耦接。应注意，尽管在一些实施方式
中，池101由柱形形状限定，但是池101可通过本文中示出和未示出的其他形状体现，包括但
不限于立方体、矩形、梯形和/或有机(organic)形状或变形虫(ameba)形状。在所述实施方
式中，池101可具有与所示实施方式中示出的一个连续周边壁104不同的多个周边壁。例如，
如图8所示，池101可为矩形形状，使得它包括四个(4)周边壁和四个(4)对应的池脊部，该池
脊部被构造为接收支杆120并且将杆组件300稳定在池101内。应理解，任意尺寸和形状可用
于鱼菜共生系统1内的池101。如图8进一步示出的，在一些实施方式中，支杆120可调节以适
应各种池101形状。在这种实施方式中，支杆120可由两个独立构件体现，该两个独立构件可
使用紧固件120a和/或另一耦接机构彼此耦接。以此方式，支杆120可基于池的大小而可收
缩和/或伸长。在一些实施方式中，系统可使用静态(一个尺寸)和动态(可收缩和/或可伸
长)支杆120的组合。
如图2至图8进一步示出的，底板107可放置为邻近于池101的基部102，使得底板
107搁置在池101的基部102上方。底板107可由圆形板限定，该圆形板包括从底板107的中央
向上延伸的杆锚状件108。在其他实施方式中，底板107可以为允许杆锚状件108向内延伸至
底板107中的厚度。在一个实施方式中，底板107是与池的基部102可移除地耦接的板，并且
在另一个实施方式中，底板107在池101本身的基部102内为整体形成。杆锚状件108与底板
107可操作地耦接(例如，胶合至底板107、在底板中锁定到位、整体形成在至底板内或以另
外方式固定至底板)。如图2和图3所示，底板107可反映池101的形状，使得在其他实施方式
中，底板107可由本文中未示出的其他形状体现，包括但不限于，立方体、矩形、梯形和/或有
机或变形虫形状。此外，在其他实施方式中，底板107可由与池101的形状不同的形状限定。
例如，矩形池101可在其中包括圆形底板107。
底板107内的杆锚状件108可由凹部109、接入凹口110、内壁111、外壁112和/或顶
部边缘113限定。凹部109可以在杆锚状件108的中间居中设置，并且被构造为用于接收杆
301的底部，使得杆301在放置到凹部109之后稳定在直立位置。在这个程度上，凹部109的形
状和尺寸可由杆锚状件108的内壁111限定，使得它反映杆301的形状。此外，杆锚状件108可
具有从杆锚状件的内壁111向杆锚状件的外壁112延伸的接入凹口110。接入凹口110可允许
可选的管穿过杆锚状件108并且重定向至杆301，这允许管贯穿杆组件31将水从水产养殖组
件100提供至水耕栽培组件200。在一些实施方式中，如至少在图13a至图13b以及图30中示
出的，管可连接至泵送机构，该泵送机构将水从水产养殖组件100泵送至管中。因而，在可替
换实施方式中，接入凹口110可省去，并且底板107可进一步包括底板107中的底部中的孔，
该孔与杆301的底部中的开口的孔对准以便允许将水提供至杆组件300中。
如图4所示，支杆120可以是若干细长结构，被构造为用于在杆301已经与池101的
基部102可操作地耦接(例如，通过杆锚状件108)之后支撑杆。如在所示实施方式中示出的，
支杆120可至少部分由第一端121和第二端122限定，该第一端和第二端可操作地耦接(例
如，被构造为连接和/或紧固支杆120)至杆组件300和池101。在一个具体实施方式中，支杆
120的第一端121可紧固至杆杯状件305的至少一部分，并且第二端122可紧固至池101的脊
部106，使得杆301稳定在直立位置中并且不太可能偏离大致竖直方向。因而，杆杯状件305
相对于地面的高度(例如，当安装至杆锚状件108中时)可等于池101的高度。此外，支杆的第
一端和第二端(分别地，120a、120b)可包括允许这些端部紧固至并符合于杆杯状件305或池
101的脊部106的凹槽和/或其他耦接机构。在一些实施方式中，支杆120可放置为使得它们
彼此等距并且对杆301和池101施加相等的力。
支杆120可进一步由支杆120的顶部表面中的至少一个或多个凹入部123(例如，导
轨、架子、盖支撑部等)限定以用于接收池盖114。如图4所示，在池101具有多个池盖114的一
个实施方式中，支杆120可包括两个(2)凹入部123。在这种实施方式中，图1进一步示出第一
池盖114的至少一部分可邻近于第一凹入部123定位，并且第二池盖114的至少一部分可邻
近于第二凹入部123定位，使得池盖114的顶部表面与支杆120的顶部表面齐平。在池101具
有单个池盖114的另一个实施方式中，支杆120可仅包括一个(1)凹入部123，该一个凹入部
被构造为在其中接收池盖114的至少一部分。在一个实施方式中，支杆120的长度可等于从
池的脊部106到杆301上的杯状件305的边缘的距离。在一个实施方式中，如图1所示，其中，
池101是柱形形状，支杆120的长度可小于池101的半径。在另一个实施方式中，如图8所示，
其中，池101是矩形形状，支杆120的长度可相对于池壁与杆301的杯状件305的边缘之间的
距离而变化。例如，可操作地耦接至矩形池101的支杆120中的两个支杆(图8所示的四个支
杆120中的两个)相对于矩形池的宽度的长度可基本小于应用至池的支杆120中的两个支杆
相对于池的长度的长度。应理解，可利用任意类型的支杆120来帮助将杆301支撑在池101
内。
如图5所示，一个或多个池盖114可由平坦的板体现，被构造为使用一个或多个支
杆120邻近于池101的开口103定位，使得池盖114的顶部表面与支杆120的顶部表面和/或池
101的开口周边105齐平。如图5所示，在一个实施方式中，池盖114可包括位于各个池盖114
中的每一个的拐角上的若干凹口115，该若干凹口允许盖114被接收在支杆120的顶部表面
内的凹入部123中。在该构造中，池盖的内边缘117邻近于杆301，池盖的外边缘118邻近于池
的开口周边105，并且侧边缘119邻近于阻隔部定位，该阻隔部将支杆120的顶部表面中的凹
入部123分开。在所示实施方式中，池盖114的从凹口115延伸的面积116等于支杆120的顶部
表面内的凹入部123的面积，使得当邻近于支杆的顶部定位时，池盖114牢固地适配到位。在
实施方式中，其中，池101为柱形形状并且包括若干池盖114，池盖114可为弧形，使得当定位
在池103的开口处时，盖114掩盖池的开口103的大部分。在一个实施方式中，池101可包括单
个池盖114，使得当使用一个或多个支杆120邻近于池101的开口103定位时，池盖114的顶部
表面搁置在支杆120的顶部表面上方。另外，池盖114可包括沿着池盖114的外边界且邻近于
池的开口周边101d定位的凹口，这些凹口允许能看到池101中并且允许在支杆120的顶部上
容易地移除和定位池盖114、饲养生活在池中的任意生物体、将营养物提供至水中等手段。
图9至图14示出根据本发明的实施方式的杆组件300。如在图9至图14中示出的，杆
组件300可以包括具有在垂直定向上绕杆301布置的一个或多个杆杯状件305的杆301并包
括位于杆301的顶部的杆帽312或者开口304，其中，杆帽312与杆301至少部分耦接。
如在图9至图14中示出的，杆301可以由细长导管限定，该细长导管具有位于杆301
的顶部的杆延伸部分302、位于杆的底部的接入凹口303、及位于杆的顶部的开口304。接入
凹口303可以设置为允许可选的管的通道进入杆301中，使得管可以贯穿杆301将来自水产
养殖组件100的水供给至水耕栽培组件200。在实施方式中，如在图7中示出的，杆301的底部
放置在底板107的杆锚状件108中，使得底板接入凹口110和杆接入凹口303彼此对准并且形
成从池开口103延伸至杆301内部的开口。
杆延伸部分302可以略微窄于杆301使得杆延伸部分可以与杆帽312耦接。鉴于此，
如在图1中示出的，杆帽312可以被配置为将杆延伸部分302接收在杆帽312的开口中。杆帽
312可以具有位于杆帽312的顶部的多个出口狭槽313，该出口狭槽允许水离开杆内部并且
分配至杆301的外表面、喷口400、水耕栽培组件200、回到杆杯状件305、并且向下返回杆301
的外表面。为此，出口狭槽313的开口的尺寸可允许水在其离开杆301时以受控速率流动。杆
帽312还防止水射入空气中，并且杆帽还可以具有通道表面315，以将水转移到杆301的外表
面。
在可替换实施方式中，如在图13A中所示，出口狭槽317可以位于杆301本身中而不
是杆帽312中。在一个实施方式中，出口狭槽317可以是固定尺寸。然而，在其他实施方式中，
出口狭槽317的尺寸可以调节为更小的增量(increments)，和/或出口狭槽317可以手动或
者自动打开或者关闭，使得水的流动可以利用位于杆301或者杆帽312的内部或者外部的滑
动件进行控制。杆帽312可以设置为增加或者减小杆301和/或可以在杆301内延伸的管内的
压力。因而，可以调节杆帽312来增加或者减小允许离开杆301(或者杆301内的管)的水的流
动。
在一个实施方式中，杆帽312可以另外具有开口314，该开口用于接收紧固件(例
如，螺钉等)以使杆帽312固定至杆301和/或管。鉴于此，杆帽312和杆301和/或管两者可以
具有内部有螺纹的开口314，使得开口314可以彼此对准并且接收紧固件。在另一个实施方
式中，杆帽312可以直接拧在杆301上。为此，杆帽312的至少一部分可以是内部有螺纹的，并
且杆延伸部分302的至少一部分可以是外部有螺纹的，使得杆延伸部分302被配置为接收杆
帽312。在又一个实施方式中，杆帽312扣合、滑动、夹紧等到杆延伸部分31上，使得其被固定
在位，并且不需要额外的螺纹。在可替换实施方式中，杆帽312可以从设计中省去，并且杆组
件300可以使用用于产生杆301内的压力并且控制水流出杆301的替换装置。例如，如图13中
所示，杆301的顶部可以是封闭的而没有开口，并且杆可以包括几个出口狭槽317以允许水
离开杆301。
如至少在图9至图11中进一步示出的，杆301可以包括沿着杆301相对于其竖直轴
线布置的一个或多个杆杯状件305。一个或多个杆杯状件305可以被分成上层和下层(分别
为306、307)。杆杯状件305的上层306可被配置成用于在水从系统内的另一区域(例如，位于
上方的杆杯305)中分配时接收水的溢流并且将水以漏斗方式输送(funnel)到杆杯状件
305b的下层307。如图9至图11中所示，在一个实施方式中，下层307可以窄于上层306。应注
意，虽然在所示的实施方式中，杆杯状件305的形状总体是圆形的，但是杆可以通过本文中
未示出的其他形状来体现，包括而不限于立方形、矩形、梯形和/或有机或变形虫形状。杆组
件300可以另外包括多个叶片311(例如，也被描述为扇片、扩散器、转向器等)，该叶片控制
水离开杯状件的下层并且沿着杆向下流至水耕栽培组件200、另一杯状件305或鱼菜共生池
101的速率。在优选实施方式中，如在图10中示出的，叶片311可以位于杆301的外周边与杯
状件305的下层307的内周边之间。叶片311可以从杆301的外周边向外延伸直至它们达到杯
状件305的下层307的内周边，并且向上延伸使得叶片311相对于地平面成角度和/或倾斜。
叶片311可以进一步朝向杆301的外表面的方向成角度以有助于将水引导到杆301的表面
上。应注意，叶片311可以以所示的实施方式中未示出的其它构造定位，使得叶片311的构造
可以改变水的流动速率(例如，减慢或加速水流)。
在一个实施方式中，一个或多个杆杯状件305可以永久耦接至杆301，例如与杆301
整体形成(例如，模制、塑料焊接等)或者永久固定至杆301。杆杯状件305可以位于期望的高
度，以便将盘201隔开以使不同种类的植物或其他植被(例如蔬菜、药草、香料、水果、草、花、
植物或任何其他类型的可改变基因或不可改变基因的植被)生长。在另一个实施方式中，如
在图14中所示，一个或多个杆杯状件305可以可移除地耦接至杆301。在实施方式中，杆杯状
件305是可移除的，杆杯状件305还可以包括钩和/或扣钩机构以将杯状件305连接至杆301。
在一个实例中，通过将位于杆杯状件305的第一端上的钩308与位于相邻杆杯状件305的第
二端和/或相对端上的附接点309分离，可以移除杯状件的半段。应当是，尽管在所示的实施
方式中示出了钩和/或扣钩机构，但是可以使用包括其他紧固件(例如，螺钉)的其他方法将
杆杯状件305的两个半部和杆301固定在一起。杆杯状件305还可以包括内部支柱310以在杆
杯状件305附接至杆301时稳定杆杯状件。另外，杆301可以不对称地构造，使得其由一系列
曲率限定，其中弯曲部的“入和出”定向防止杆杯状件305容易地从杆301滑下。应注意，虽然
在所示的实施方式中，杆的形状总体是柱形的，但是杆可以通过本文中未示出的其他形状
来体现，包括而不限于立方形、矩形、梯形和/或有机或变形虫形状。
在本发明的其他实施方式中，杆杯状件305可以在杆301上滑动，并且杆杯状件305
的一部分可以利用紧固件固定、张紧或以其他方式附接至杆301。在又一实施方式中，杆301
的直径可以逐渐增加或者另外可以具有沿着杆301的不同的直径，使得具有不同的直径孔
的杆切口可以基于杆301的直径和杆杯状件305的内径定位在杆301的顶部上以及位于杆
301上。
图15至图26示出根据本发明的各个实施方式的水耕栽培组件200。如在图15至图
26中示出的，水耕栽培组件200包括一个或多个生长盘201，其中，生长盘可以可选地具有放
置在盘201内的托盘215。
如在图15至图27中示出的，生长盘201可以由如下所述的盘限定，该盘包括从盘
201的基部向上延伸的多个突起202、具有通道开口206的至少一个通道205、盘201b的基部
中的至少一个倾斜面207、一个或多个钩208、及侧梁(side rail)209。如图所示，在一个实
施方式中，盘201可以进一步由从盘201的基部向上延伸的壁限定。盘201可以包括内壁212、
外壁213、及共同形成盘的顶部中的开口的两个侧壁214a、214b。
在一个实施方式中，侧梁209可以定位成平行于侧壁214a、214b的内部使得形成两
个通道205a、205b。在所示的实施方式中，第一通道205a形成在盘201的左侧上，并且第二通
道205b形成在盘的右侧上。然而，在其他实施方式中，盘可以仅包括一个侧梁209使得仅形
成一个通道205。侧梁209a、209b可以包括内边缘210和外边缘211，其中，内边缘210邻近于
盘201的内壁212，并且侧梁209a、209b可以从盘201的内壁212延伸直至侧梁209的外边缘
211与盘201的外壁213相邻(例如，在外壁的近距离内)使得在侧梁209的外边缘211与盘201
的外壁213之间形成间隙。每个通道205a、205b可以通向形成在盘201的内壁212中的通道开
口206a、206b，该通道开口朝向杆杯状件305的外表面或杆301的外表面敞开。
因此，在本发明的一个实施方式中，当水流入盘201的基部时，因为基部朝向外壁
倾斜，所以水首先被引导至外壁213，流过间隙，并且因为通道205a、205b朝向杆301倾斜，所
以水朝向杆301向下返回一个或多个通道205a、205b。因而，盘201提供这样的装置，该装置
用于使水连续进入盘201的基部，在植物或者其他植被的种子或者根部上流向外壁213，并
且通过通道205a、205b朝向与杆301相邻的内壁212返回。
在一个实施方式中，在离开盘201时，水可以朝向杆杯状件305的下层307的外部流
动，并且在杆杯状件305的外部向下行进，随后继续沿着杆301向下流动。在另一个实施方式
中，杆杯状件305的下层307可以包括邻近于通道开口的开口，使得水直接流入杆杯状件305
的下层307的内部并且在离开杆杯状件305之前通过多个叶片311。盘201可以另外包括在盘
201的基部203中的至少一个倾斜面207，该倾斜面限定水应该流动的方向。例如，如图15-18
所示的实施方式中，盘可以包括两个倾斜面(207a、207b)，这两个倾斜面以一成角度的深度
延伸到盘的基部203中，使得在通道205a、205b中产生倾斜，其中，通道205a、205b从外壁213
朝向盘的内壁212向下倾斜，从而允许水容易地朝向杆301流动。同样地，在一些实施方式
中，可以在盘201的基部203中产生类似的倾斜，使得基部从内壁212朝向盘的外壁213向下
倾斜，从而允许水朝向盘201的外壁213流动并随后流入至少一个通道205中。在又一个实施
方式中，基部可以由从盘201的内壁212延伸至盘201的外壁213的平坦表面限定。
在另一个实施方式中，如图22所示，两个通道(分别为205a、205b)可以在左侧和右
侧与盘的侧壁(214a、214b)的顶部边缘相邻地形成，而不是形成在盘的基部203中，其中，通
道205可以邻近侧壁214a、214b的内部(侧梁209a、209b及突起202未示出)。在这样的实施方
式中，通道205a、205b可以每一侧上朝向盘的外壁213运送水，然后水可以在通道205的端部
处溢出并进入盘的基部203，其中，盘201的基部203朝向杆组件300倾斜，使得水朝向杆组件
300流动并且通过盘201的内壁中的开口206离开盘201。在其他实施方式中，可以存在位于
盘201内的其他类型的通道，以将水朝向与盘201的外壁213相邻的位置递送并使水朝向盘
201的内壁212返回。
在又一个实施方式中，如图23中所示，在不使用盘201中的一个或多个通道205的
情况下，水可以运行穿过水耕栽培组件200并且返回至杆组件300。如示出的，盘201中的第
一层可以引导水流至盘的后部(例如，朝向外壁213)，并且盘201中的下层可以引导水返回
至盘201的内壁212。盘201中的第一层还可以具有如在图15-20中示出的突起202(未示出)
等。
在另一个实施方式中，如在图24中所示，一个通道205可以形成为在左侧和右侧的
任一侧上邻近于盘201的侧壁的顶部边缘，而不是形成在盘的基部203中，其中，通道205可
以邻近于侧壁214的内部(侧梁209、及突起202未示出)。在这样的实施方式中，通道205可以
朝向盘的外壁213运送水，使得水在通道205的端部处且在通道205的内侧处溢出并且进入
盘的基部203，其中，盘201的基部203远离通道205向下倾斜并且朝向相对的侧壁214倾斜，
使得水从第一侧壁214a流至第二侧壁214b并且通过盘201的内壁中的与第二侧壁214b相邻
的开口206离开盘201。
如在图18a和图18b中所示，在一个实施方式中，盘201可以包括从盘201的内壁中
的通道开口206延伸的延伸的滴水斜面206c。在这样的实施方式中，如图18b所示，滴水斜面
206c可以朝向杆301延伸，使得水可以通过盘201的内壁中的开口206离开盘201，并且直接
朝向杆301流动，而不是朝向杆杯状件的下层207的外部流动。在这样的实施方式中，盘201
可以定位为使得在滴水斜面206c与杆杯状件305的底部表面之间存在间隙，从而允许水朝
向杆301自由流动而没有任何限制。
从盘201的基部向上延伸的多个突起202可以位于侧梁209a、209b的内部之间。如
图所示，在一个实施方式中，突起202的至少一部分可以布置成平行于盘201的内壁和外壁
(分别为212、213)的距离相等的行(rows)，其中，突起202被构造成使得在生长过程期间植
物的根部能够至少部分地环绕突起202并且锚定植物，例如当水耕栽培组件200使用托盘
215时，如随后将更详细描述的。在本发明的其他实施方式中，可以使例如小麦草或其他类
型的类似植被的其他植被在盘201的基部内在突起202之间生长。突起202可以用作这样的
位置，即各种类型的植被的种子可以放置在这些位置中以提供将种子保持在位并且不随水
流冲走的支撑。多个突起可以在高度和/或宽度上变化。在一个实施方式中，任何给出的突
起202的高度都不超过侧梁209a、209b的高度。
盘201可以包括允许盘201连接至杆301上的杯状件305的一个或多个钩208。应注
意，盘201可以使用各种耦接机构或者方法连接至杆组件300。如在图18至图20中所示，在一
个实施方式中，耦接方法是允许盘201钩在杆杯状件305的上层306上的挂钩机构。一个或多
个钩208可以从盘201的内壁212延伸并且钩在杆杯状件的上层306的顶部边缘上，使得盘
201的内壁212邻近于杆杯状件305的外部。鉴于此，盘201的内壁212可以反映杆杯状件305
的形状，使得内壁与杆杯状件305一致并且与杆杯状件305的外表面齐平。例如，内壁212可
以具有与杆杯状件305的上层306和下层307的外表面相同的形状。应注意，盘201可以围绕
杆杯状件305以360度的定向并且在杆杯状件305的不同水平面上移动并间隔开，以支撑不
同类型的植物。例如，较高的西红柿植株可以在下部杯状件上具有盘201，并且没有位于西
红柿植株上方的盘以允许植株生长，而莴苣可以在还具有位于上方和下方的莴苣盘的盘
201中生长。本发明允许混合和匹配不同构造，以使任何类型的植被生长。因此，水耕栽培组
件200还可以包括夹子，夹子可以夹在盘201、杯状件305、托盘215等上，以便支撑不同类型
的植物。例如，夹子(在一些实施方式中，具有支撑植物的榫钉)可以用于支撑西红柿植物以
使其竖直生长。
虽然在所示实施方式中，使用挂钩机构耦接盘201与杆杯状件305，但是连接两个
结构的其他装置可以与本发明结合使用。在一个实施方式中，如在图21中所示，盘201可以
直接连接至杆301本身。因而，杆可以包括若干开口和/或出口狭槽317，其构造成用于接收
盘201的钩208使得钩208至少部分地位于杆301的内部。在这样的实施方式中，可以从设计
中省去喷口400的使用，以将水从杆301输送至盘201。
在替换方式中，钩208可以在顶部包含平滑的凹槽或者凹入部，使得水从杆301的
外部流动通过钩208内的凹槽并且流入盘201的基部中。在其他实施方式中，在杆21内可出
现水向下流回池101，使得水在第一腔室(诸如管)中通过杆21向上流动，并且在第二腔室
(诸如管的外部与杆21的内部之间)中沿杆21向下行进返回。钩208可以运送杆301内部的水
并将水递送至盘201。
在又一个实施方式中，盘201可以经由喷口400连接至杆301。喷口400可以与杆301
永久地或者可移除地耦接。如在图13B和图13C中所示，在这样的实施方式中，喷口400可以
由其中具有多个狭槽的杆挡板(pole apron)体现，使得盘201定位成邻近于杆杯状件305的
顶部边缘并楔入在杆挡板的一部分下方，使得其被牢固地定位在位。盘201可以另外由悬臂
梁支撑。在其他实施方式中，杆挡板可以具有连续的周边壁并且不包括多个狭槽。在一些实
施方式中，楔形物可以钩在杆挡板400的杆301的一部分中。在示例性实施方式中，盘201的
底部表面的至少一部分与杆杯状件305的顶部边缘齐平以提供稳定性的装置。然后水可以
沿着杆301向下行进并沿着杆挡板(喷口400)的顶表面向下行进，可选地行进至多个狭槽
和/或通过(在其之间)狭槽，并进入盘201中。因此，盘201可以包括延伸超过侧壁214的顶表
面的延伸的内壁212并包括外壁213，并且该内壁限定楔形物，该楔形物构造成楔入杆挡板
的至少一部分(喷口400)下方并将盘201紧固在安全位置。例如，盘201可以以一角度插入喷
口400中并且使用楔形物锁定到位。在示例性实施方式中，延伸的内壁212(和/或楔形物)可
以是1/4英寸长。然而，在其他实施方式中，侧壁和延伸的内壁212的长度通常在长度和/或
宽度上是可以改变的。在一些实施方式中，盘201可以包括延伸的内壁212，该延伸的内壁以
燕尾榫(dovetail)构造从杆向外延伸超过侧壁214，延伸的内壁被构造成水平地滑入杆挡
板400内的一个或多个狭槽中。在一些实施方式中，系统可以包括另外的反向喷口400，该反
向喷口连接到杆301和/或盘201，并且构造成将水流从杆挡板400引导回定位在杆挡板下方
的杆杯状件305中。
如在图25至图27中示出的，生长托盘215可以与盘一起使用以使不同类型的植物
生长。生长托盘215可以由具有第一构件216和第二构件217的托盘限定，第一构件和第二构
件构造成彼此耦接，使得在其中形成多个内部托盘通道218。如图所示，在一个实施方式中，
托盘215可以进一步由从托盘215的基部向上延伸的壁限定。托盘可以包括内壁224、外壁
225、及共同形成托盘215的顶部中的开口的两个侧壁226a、226b。
生长托盘215的各个第一构件216和第二构件217可以各自具有多个内部通道218。
第一构件216的每个内部通道218可以具有通道边缘219，该通道边缘被配置为与第二构件
217的对应边缘孔221可操作地耦接。同样地，第二构件217的每个内部通道218可以具有通
道边缘219，该通道边缘构造成紧固到第一构件216的对应的紧固孔221中。内部通道218可
以相对于托盘215的内壁和外壁(分别为224、225)彼此平行，使得当第一和第二构件(分别
为216、217)耦接在一起时，多个开口223形成在托盘215的基部中。开口223可允许水通过托
盘215的基部流入位于托盘215下方的盘201中。托盘215可以另外具有至少一个主通道220，
其中每个主通道220可以对应于托盘215的第一构件216或第二构件217，使得当水流入托盘
215时，水可以(a)直接流过托盘基部中的开口之一，或(b)从主通道223向下流动并分散在
整个内部通道218中。鉴于此，每个内部通道218可以具有与通道边缘219相对的开口，该开
口连接至主通道223并且可以接收来自主通道的水。此外，水可以从内部通道218溢出并进
入内部通道218之间的开口223中。如随后更详细说明的，各种植物的种子可以位于通道
223、218内。例如，可以在通道223、218中放置岩石，并且可以在岩石之间的棉球(cotton
balls)中放置种子。水流过种子并向下流入盘中，并且当种子生长时，根部将通过托盘215
中的开口223向下到达盘201中。如图26进一步所示，托盘216的外壁225可以可选地包括一
个或多个开口225a，该开口允许水从托盘216的后部离开并进入位于下方的盘201。以这种
方式，托盘216的外壁255中的开口225a可防止水在从杆组件300被接收并且流过托盘216内
的整个通道228之后保持滞留在托盘内。
如图19和图20所示，在第一构件216和第二构件217已彼此耦接之后的托盘215的
形状可以反映盘201的形状，使得托盘215可以放置在盘201内。应注意，虽然在所示的实施
方式中，盘305和托盘215的形状通常是梯形的，但是盘305和托盘215可以通过本文中未示
出的其他形状来体现，包括而不限于立方形、矩形、柱形和/或有机或变形虫形状。在这种程
度上，盘305和托盘215两者可具有除本文所预期的之外的另外的或排除的边界(例如，内
壁、外壁、侧壁)。如图13D和图13E所示，在一些实施方式中，盘201和杆301两者的形状均可
以是矩形和/或立方形，使得盘201和杆301包括四个(4)侧壁，其中盘201的至少一个侧壁与
杆301的至少一个侧壁相邻。可替换地，盘201和托盘215的形状可以是圆形的，使得它们包
括单个连续的周边壁。在这样的实施方式中，生长盘可以在周边壁的第一部分处从杆组件
接收水，并且将水传送到周边壁的第二部分和/或朝向该第二部分传送水。
当放入盘201中时，托盘215的基部的至少一部分邻近盘201的侧梁209，使得侧梁
209在托盘215被放入盘内之后支撑并且支持托盘。此外，在优选实施方式中，托盘215的长
度(由托盘内壁224与其外壁225之间的距离限定)小于盘201的长度(由其内壁212到盘外壁
213限定)，使得托盘215被构造成沿着侧梁209a、209b在盘的内壁214和外壁213之间来回滑
动。在这方面，托盘215的第一构件216可以具有至少一个手柄222，鱼菜共生系统的用户可
以抓握该手柄以帮助托盘215在盘201内来回滑动。在一个实施方式中，如图所示，至少一个
手柄222可以位于托盘215的外壁225的顶部边缘处。当朝向盘201的前面定位在侧梁209a、
209b的顶部上时，托盘215的内壁224可以邻近于盘201的内壁212。当朝向盘201的后部定位
在侧梁209a、209b的顶部上时，托盘215的外壁225可以邻近于盘201的外壁213。在盘201的
内壁与外壁之间的任何区域中，托盘215可以另外地定位在侧梁209的顶部上。在一个实施
方式中，在放在梁209a、26b上之后，托盘215的顶部可以延伸超过盘201的顶部。在另一个实
施方式中，在放在侧梁209a、209b上之后，托盘215的顶部可以与盘201的顶部齐平。在其他
实施方式中，托盘215可以不位于在盘201内，而是可以横跨(span)盘201的开口。如随后将
更详细地说明的，托盘可以从喷口400附近的第一位置移动以将水收集在通道218、220中，
或者可以移动到第二位置，因此代替将水递送到托盘215，水可以递送至盘201(例如，当根
部从托盘215生长到盘201中时)。在又一个实施方式中，托盘215可以在盘201内定位在第三
位置中，使得水从杆组件同时分配到托盘215和盘201两者中。在这样的实施方式中，喷口
400可以通过分离的(split)构造体现，使得喷口将水流引导到多个位置，其中一部分水被
分配到托盘215中，并且一部分水被同时分配到盘201。可替换地，在这样的实施方式中，托
盘215可以通过分离的构造来体现，使得托盘将水流引导到多个位置，其中一部分水被分配
到托盘215中并流过整个托盘215，并且一部分水在流过整个托盘215之前立即
(immediately)从托盘215分配到盘201。在优选实施方式中，托盘215可与盘201分开以允许
根部生长到盘201的突起202中。在这样的实施方式中，托盘215可以从其在盘的侧梁209上
方的位置移除并且进一步拆卸，使得第一构件216和第二构件217彼此分离，并且托盘从鱼
菜共生系统1移除而不会伤害植物的根部。
在本发明的一个实施例中，托盘215相对于地面平行定位，使得当水溢出通道218、
220的壁时，水仅流出托盘。在一个实施例中，盘201中的侧梁209a、209b可朝向盘201的外壁
213倾斜，使得当托盘215定位在侧梁209的顶部上时，托盘215类似地朝向盘的外壁213倾
斜，从而允许水从托盘215的内壁224流到托盘215的外壁225，并且通过在托盘215的外壁
225和盘201的外壁213之间产生的间隙溢出到下方的盘201中。间隙可以允许水从托盘的顶
部流出并流入盘201中。然后，盘201可以朝向杆组件300倾斜，使得在水进入盘201之后，水
流向杆组件300并且通过盘201的内壁中的一个或多个开口206离开盘201。
图28至图30示出了根据本发明的实施例的喷口400。如图1所示，水可以使用喷口
400从杆组件300传送到水耕栽培组件200。如图28至图29所示，喷口可以由平面表面401限
定，平面表面从一个或多个喷口钩402向上延伸。喷口400可以钩到杆杯状件305和/或盘201
上，使得喷口400至少部分地搁置在杆杯状件305的上层306的边缘上，或者盘钩208的顶部。
如图1所示，在一个实施例中，盘可以具有等距间隔开的三(3)个钩208，使得在盘钩208之间
形成空间。然后，喷口400可以具有两(2)个钩402，其牢固地配合在形成于盘钩208之间的空
间内，使得当钩402定位在盘钩208的这些空间内时，喷口与杆杯状件305和盘201两者的边
缘耦接。然后，平面表面401可以从盘212的内壁朝向杆301和/或杆301的外部向上和向内地
延伸，使得水从杆组件300流到喷口400，并且随后进入水耕栽培系统20。喷口400的顶部边
缘可以邻近杆301和/或杆杯状件305的下层307的外部中的任一个。喷口400的底部边缘可
以邻近盘201的内壁的顶部。在一个实施例中，如图所示，喷口400的侧部的至少一部分可以
被升高，使得升高部分将水流朝向喷口400的中央集中。在一些实施例中，侧部可以延长喷
口400的长度，以便防止或减少溢出喷口400的侧部且使其从不流向盘201的水量。在一个实
施例中，喷口400的尺寸可以改变以便向盘201提供不同的水量。在一些实施例中，喷口400
可以覆盖杆301的外周直到杆301的外周的至少1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/8、1/16、1/32等。
应当理解，各种喷口400可以覆盖杆301的外周的任何范围，该范围落在杆301的外周的针对
这些值的任何范围之内、之外或与之重叠。可以从鱼菜共生系统1添加或移除不同尺寸的喷
口400，以便改变被引导到一个或多个盘201的水量。
在一个实施例中，如图1所示，喷口400可以用于将水输送到水耕栽培组件200。在
这样的实施例中，水可以填充在杆301中，或者可以在整个杆301中传送并使用可选的管传
送到杆301的顶部，使得水流过杆的顶部边缘或者流动通过杆组件300中的一个或多个出口
狭槽313，其中水随后经由喷口400输送到水耕栽培组件200。
在替代实施例中，如图30所示，刺穿式喷口400可以用于将水递送到水耕栽培组件
200。在这样的实施例中，杆301可以具有安装的杆帽312，随着压力在杆301内积累该杆帽允
许水被释放回池101内。附加地和/或可替代地，喷口400可以直接放置在杆301中，使得其穿
透杆301的外层，并允许水直接从杆301进入喷口400。在这样的实施例中，喷口400可以另外
包括改变水的流动速率的流动速率控制阀。例如，流动速率控制阀可以是包括硬质阀瓣
(flap)的球阀或闸阀，以将水沿着喷口400朝下向盘201转向。然后，喷口400可以通过喷口
400的下部将水施撒到盘201中，喷口的该下部可以比喷口400的其余部分更宽或更窄。在一
个实施例中，其中喷口400与杆301直接耦接，使得喷口穿透杆301的外层，杆301可以由具有
可重复密封性质的材料形成，使得杆在喷口400已被移除之后自身可重新密封。在另一实施
例中，其中喷口400与杆301直接耦接，使得喷口穿透杆301的外层，杆301可具有多个配置为
接收喷口400的预刺穿孔，使得当喷口400不使用时，预刺穿孔可以用盖覆盖。该方法在喷口
不使用时可以限制对预刺穿孔的接近，从而限制水从预刺穿孔继续流动。
应当理解，鱼菜共生系统1的尺寸可以根据鱼菜共生系统1的最终用途而变化。因
此，在一个实施例中，鱼菜共生系统1可以配置为安装在厨房的台面上、学校实验室等。在其
他实施例中，鱼菜共生系统1的尺寸可以设置成适合于车库、温室或其它类似区域，以获得
更大产量的植物产出率。在本发明的又一其它实施例中，鱼菜共生系统1的尺寸可设置成适
合在仓库内，其中可以在生产水平级别上培育植物。在所有这些系统中，可以根据需要将具
有不同尺寸的水产养殖系统10(例如，池101)与多个杆组件300和多个水耕栽培组件200一
起使用，以便使所需量的植物生长。例如，两个杆301可以堆叠在彼此的顶部上，以便延长鱼
菜共生系统1的高度，用于使更多的食物生长。在其它实施例中，更多的水耕栽培组件200被
添加到杆301以使更多的食物生长。可以使用任何数量的杆组件300和/或水耕栽培组件200
来使所需量的植物(例如，食物)生长。
图31示出了根据本发明的一个实施例的鱼菜共生系统1。如图所示，在一些实施例
中，系统可以包括多个杆组件300。在这样的实施例中，多个杆组件300和水耕栽培组件200
可以彼此并联和串联布置，并且经由主管线316、317连接。与直接与水产养殖系统10的池
101耦接相反，一个或多个杆组件300的底部可以连接到将水从水产养殖系统10传送到杆组
件300的主管线316。例如，水可以从水产养殖组件100泵送到主供应管线316，贯穿杆组件
300到水耕栽培组件200，返回到主返回管线317，并且随后到达位于附近的水产养殖组件
100。在一些实施例中，主管线316可以仅用于对鱼菜共生系统的结构支撑，而不用作将水传
送到杆组件300的装置。因此，在该实施例中，通过使用在管线317内部延伸的管将水流输送
到杆301，并且还使水流通过管线317返回到水产养殖组件100。
图32示出了根据本发明的一个实施例的组装鱼菜共生系统1的方法500。如图14a
所示，组装鱼菜共生系统可以包括几个步骤，包括但不限于，将杆组件300与水产养殖组件
100(511)耦接，以及将水耕栽培组件200与杆组件300(512)耦接。
如框311所示，将杆组件300与水产养殖组件100耦接可以包括，将杆301的底部接
收在杆锚状件108的凹部109内，使得杆组件300从池101的底板107向上延伸并且定位在直
立定向中。在一些实施例中，管被插入杆301中，并且管通过将杆帽312固定到管和/或杆301
上而固定在杆301内。杆301中的接入凹口303(或位于其中的管)可以可操作地耦接到泵，该
泵用于通过杆301将水从池向上泵送。在一些实施例中，泵位于水产养殖组件100的池101的
外部；然而，在其它实施例中，泵浸没在水产养殖组件100的池101内。
将杆组件300与水产养殖组件100耦接可以进一步包括，将杆组件300稳定在池101
内。杆组件300可以通过将支杆120的第一端121紧固到杆杯状件305的上层306的顶部边缘
并且将支杆120的第二端122紧固到位于池101的外周边上的脊部106上而被稳定，其中杆杯
状件305的上层306的顶部边缘与池开口周边105齐平。多个支杆120可用于将杆组件300稳
定在池101内。例如，如在图示的实施例中，三(3)个支杆120用于将杆组件300稳定在池101
内。在支杆120已经定位在位之后，水产养殖组件100可以通过将一个或多个池盖114定位在
池的开口105处而进一步组装，其中池盖114可以至少部分地接收在支杆120的顶表面中的
一个或多个凹入部123内。杆组件可以通过将杆帽312定位在杆301的顶部而进一步组装。
如框512所示，将水耕栽培组件200与杆组件300耦接可以包括将一个或多个生长
盘201可操作地耦接(例如，附接等)至杆组件300。在一个实施例中，生长盘可附接到杆杯状
件305的上层306的顶部边缘，其中生长盘201使用一个或多个盘钩208钩在杆杯状件305的
上层306的顶部边缘上。根据所生长的植被的类型，可以通过可选地将托盘215放置在至少
一个生长盘201内来进一步组装水耕栽培组件200，使得托盘215搁置在盘201的侧梁209上。
盘201本身可以用于使一些植被生长，例如小麦草或需要恒定或几乎恒定的移动水供应的
其它类型的植被。可替换地，一些种子需要初始恒定的水供应，然后仅需要向植被的根部供
应水，因此托盘215可用于这种类型的植被。将水耕栽培组件200与杆组件300耦接可以进一
步包括在每个生长盘201与杆301之间附接喷口400，以便向需要水的盘201供水。
图32示出了根据本发明的一个实施例的利用鱼菜共生系统1的方法520。如图32所
示，利用鱼菜共生系统可以包括若干步骤，包括但不限于，用水或另一种水溶液填充水产养
殖组件100的池101(521)，将多个水生生物放置在水产养殖组件100的池101内(522)，将水
从水产养殖组件100的池101传送到杆组件300(523)，将水在整个杆组件300中进行分配
(524)，通过喷口400将水接收在水耕栽培组件200的至少一部分中(525)，使水从水耕栽培
组件200返回到杆组件300(526)，以及将水从杆组件300分配回到水产养殖组件100的池101
(527)。
在框325中，将水从水产养殖组件100的池101传送到杆组件300可以进一步包括在
池101内设置泵，泵将水从池101直接泵送到杆301，或使用可选的管间接地泵送到杆301，该
可选的管至少部分地位于杆301内并且连接到泵。在框324中，将水在整个杆组件300中进行
分配可以进一步包括将水从杆301的内部分配到杆组件300的外部。在一个实施例中，这可
以包括通过杆帽312中的一个或多个出口狭槽311使水离开杆301的内部。由于在杆中产生
压力，水可以流出杆301或杆帽312中的一个或多个出口狭槽，使得水从出口狭槽流出并且
沿着杆301向下到达下面的喷口400或者杆杯状件305上。水可以沿着杆组件300的外部向下
流动，其中至少一部分水通过喷口400转向，并且进一步分配到水耕栽培组件200。在这个程
度上，在框525中，水耕栽培组件200可以接收来自喷口400的水，使得水流过水耕栽培组件
200的整个盘201，并且可选地流过托盘215，并且沿着生长盘201中的至少一个通道206向下
流动。然后，水可以通过在通道的端部处的通道开口206离开盘201，并且返回到杆组件300。
在框527中，最初从杆帽312的开口分配或者在遍及水耕栽培组件200循环之后返回的水然
后可以被分配回到水产养殖组件100的池101中。将水从杆组件300分配回到水产养殖组件
100的池101可以进一步包括在水返回到水产养殖组件100的池101时控制水流速率。这可以
通过位于杆杯状件305的下层307中的多个叶片311引导和/或分配水来实现，使得叶片311
的定向可以改变水的流动速率。该过程可以连续地重复，以向种子、植物或其他植被提供恒
定的水供应。
参考图33，基于鱼菜共生的系统的益处是健康植物630生长所需的大多数营养物
由鱼602(或生活在池中的其他生物体)提供。另外，植物630提供了去除会对鱼602造成伤害
的污染物的手段。因此，植物630和鱼602处于互相帮助的共生关系。
健康植被生长所需的主要营养物之一是氮。在水耕栽培系统中，以液体肥料的形
式定期添加氮。然而，在鱼菜共生系统中，氮通过鱼602的废物和其它有机物质604提供。氮
作为氨606(NH3)和铵608(NH4+)引入系统中。系统中的氨606和铵608的比率610取决于几个
因素，但主要是pH。在较低pH水平下，铵608的浓度大于氨606的浓度。在较高pH水平下，氨
606的浓度高于铵608的浓度。铵608对鱼602和植物630不一定是有毒的，并且高浓度的铵
608将对植物630和鱼602的群体具有很小的影响。另一方面，如果以高浓度存在，则氨606可
以是有毒的。因此，控制鱼菜共生系统中的pH是重要的，以便将系统中的氨614的浓度保持
在对鱼602和植物630的存活安全的水平。
即使铵608对鱼602或植被630不一定是有毒的，植物也不能以对健康植物630的生
长有益的方式从铵608吸收氮。为了向植物630提供营养物，氮必须以硝酸盐(NO3－)620的形
式提供。硝酸盐620使用称为硝化作用612的过程形成，其中氨606转化成硝酸盐620。硝化作
用612以两个步骤发生。第一步骤，名为氨氧化614，借助于称为氨氧化菌(AOB)618的细菌将
氨606转化为亚硝酸盐620(NO2－)。
NH3+O2->NO2－+3H++2e－
在第二步骤中，称为硝酸盐转化622，借助于称为氮氧化菌(NOB)624的细菌将亚硝
酸盐612转化为硝酸盐(NO3－)624。
NO2－+H2O->NO3－+2H++2e－
在自然界中发现了硝化作用612所必需的细菌。在成熟系统中，两种类型的细菌可
以在健康群体中找到，并且硝化过程的两个阶段无缝地操作以将氨606转化为硝酸盐626。
然而，在较新的系统中，即使细菌被自然地引入系统中，细菌引入速度也会是缓慢的，因此
新系统中的细菌群体将相对较低。细菌群体将随着细菌的食物供应的增加而增加。然而，由
于细菌引入速度通常比细菌食物引入系统中的速度慢，所以氨606可能不能以足够的速度
转化以便使氨606的有害影响最小化。氨606的高水平可以使用供给(feed)和排出(bleed)
方法来最小化，在所述系统中将氨606浓度高的水替换为新鲜的水。
由于引入氨606，AOB 618被引到开始将氨606转化为亚硝酸盐620的系统。在这一
点上，氨606的水平将开始通过氨氧化614进行调节。然而，即使氨606的水平可以保持在控
制之中，对鱼602的危险也可能是增加的。由于氨606对鱼有毒，亚硝酸盐620提供了进一步
的危险水平。在鱼的血液中，亚硝酸盐620取代氧。在高浓度的亚硝酸盐620中，鱼的血液不
能携带氧气到重要器官，并且鱼将死亡。因此，在新系统中随着AOB 618水平增加，亚硝酸盐
620的水平必须最小化，直到将足够数量的NOB 624引入系统中。可以使用与最小化氨606相
同的供给和排出方法使亚硝酸盐620的水平最小化。
在系统已经达到AOB 618和NOB 624两种类型的细菌的临界量之后，除了一些异常
情况之外，氨606和亚硝酸盐620两者的水平将保持受控。AOB 618将将氨606转化为亚硝酸
盐620，NOB 624将亚硝酸盐620转化为硝酸盐626。硝酸盐626成为对植物630的健康生长的
补充物，植物630通过根部632吸收并进而从系统中去除硝酸盐620。该方法称为同化作用
628。除了系统中存在的细菌群体之外，硝化作用612和同化作用628的速度可以根据几个其
它因素而变化。
影响硝化作用612的一个因素是系统中氨606的浓度。在氨606浓度增加时，硝化作
用612速度增加。如上所述，高浓度的氨606对于鱼和植物生命都呈现有害的环境，并且必须
最小化。因此，必须平衡氨606的有害影响和高速度的硝化作用612的益处。以上还提供了用
于通过控制系统中的pH来控制氨606浓度的方法。通过控制pH，氨可以转化为铵608，并且可
以实现其中氨606的有害影响可以最小化并且硝化作用612的速度可以最大化的平衡。
影响硝化作用612速度的另一个因素是在系统中溶解的氧616的浓度。氧616是发
生氨氧化614的必要元素，并且当系统中的氧616的浓度低时，硝化作用612的速度将减慢。
在亚硝酸盐转化622中，氧616通过水分子提供。除了促进硝化作用612外，氧616也是鱼602
的群体健康的必要元素。通常在鱼菜共生系统中，期望使系统可以维持的鱼602的数量最大
化。鱼602的群体将竞争对于氨氧化614所必需的氧616。氧616通过大气被自然地引入系统
中；然而，这种引入速度通常不足以维持健康的鱼602的群体并有助于硝化作用612。因此，
当硝化作用612发生时，系统中的溶解的氧616的水平降低，并且导致对鱼602的氧616不足。
结果，系统将变得不能维持大的鱼602的群体。为了抵消从系统中移除氧616的影响，氧616
必须使用其它方法引入系统中，例如使用具有起泡器或气石(air stone)的空气泵。另外，
可以通过使用瀑布(waterfall)技术将氧616引入系统中。
除了影响硝化作用612的速度的因素之外，还有几个影响同化作用628的速度的因
素，该同化作用的速度是植物通过其根部632吸收硝酸盐626并且从系统中有效地除去硝酸
盐626的速度。影响同化作用628的一个因素是系统中硝酸盐626的浓度。随着硝酸盐626浓
度增加，同化作用628的速度增加。另外，影响同化作用628的其它因素也是影响健康植物
630生长的因素，例如植物630进行光合作用的能力。
在调节良好的系统中，无缝地进行硝化作用612的过程，鱼602的群体是健康的，并
以最大化的速度生长，并且植物630以最大化的速度发育。通常，缺少这些因素中的任何一
个将是系统中出现异常情况的证据。一个典型的异常情况是氨606的不受控制的来源。如上
所述，鱼的废物和有机物质604的分解是系统中的氨606和铵608的来源。通常，由鱼602的群
体引入系统中的氨606不足以引起异常。异常情况通常由有机物质604的分解所引入的，例
如死亡和腐烂的鱼或其它有机物质，诸如鱼食。任何未被鱼602吃掉的食物下沉并开始分
解，从而释放氨606。系统中的大量废弃食物将导致异常高水平的氨606，其不能通过硝化作
用612过程进行调节。因此，必须监控喂食速度，以防止不受控制的氨606水平，但同时维持
鱼602的最大生长速度。在氨606的水平不能被控制的情况下，必须从系统中去除有机物质
604，并且氨606的浓度水平通过pH控制或通过在系统中进行供给和排出(feed and bleed)
而降低。
如上所述，供给和排出是用新鲜的水替换系统的水。这具有从系统中去除有害物
的作用。然而，供给和排出还具有从系统中去除有益物的作用，例如AOB 618和NOB 624类型
的细菌。因此，在系统中进行供给和排出并且AOB 618和NOB 624群体减少之后，硝化作用
612进行的速度降低。因此，氨606水平可能增加，并且将需要后续的供给和排出。这导致恶
性循环(down spiral)，其中AOB 618和NOB 624群体被破坏并且硝化作用612停止。应尽量
减少用于控制浓度水平的供给和排出方法，并应采用其它方法，例如控制pH值。
任何鱼菜共生系统的最终目标都是促进在系统中进行成功的硝化作用612所必需
的临界量的细菌的引入和可持续性。这进而将使得系统被良好控制并且提供最大化的植物
630和鱼602的生长。
与传统农业技术相比，使用本发明中所示的鱼菜共生系统6可以将植被的生长速
度提高两倍，并且与传统农业技术相比可将区域内植被生长的密度增加五倍。在一些实施
例中，取决于植被的类型，植被的生长速度和/或密度可以小于或大于这些倍数。
在本发明的一些实施方式中，本发明的鱼菜共生系统可以严格用作水耕栽培系
统，其中不在池内使用鱼或用供水代替池。水耕栽培系统中的池或水供应可能需要营养物
或其它植物饲料组分，以使植物适当地生长。因此，池或水供应可以补充有另外的营养物或
其它植物饲料，以便培育健康的植物。
在一个实施方式中，系统中的大部分水容纳在池中。氨通过生活在池中的鱼和有
机材料的分解被引入系统中。系统中的水含有进行硝化作用所需的所有其它元素。操作者
频繁地分析水，以确保pH、氨、亚硝酸盐和硝酸盐的健康水平。操作者根据需要使用化学添
加剂调节pH以将pH维持在健康水平。操作者还将保持其它元素的化学性质以将元素浓度保
持在安全参数内。系统中的细菌使用硝化作用过程将氨转化为亚硝酸盐，然后转化为硝酸
盐。硝化作用过程不会立即发生，并且因此，硝化作用过程的每个元素都可能存在于水中。
硝化作用不仅仅限于池，而是可以在系统的任何部分中发生。水通过系统如下地流动：泵使
水从池中移动，向上移动到杆，并将混合物沉积在托盘中；在发生同化作用的情况下，水通
过植物的种子或根部；水通过重力排放回到池中。当植物进行同化作用时，硝酸盐从系统中
去除。除了去除硝酸盐，植物还将去除系统中的其它元素。
虽然已经在附图中描述和示出了某些示例性实施例，但是应当理解，这些实施例
仅仅是对宽泛发明的说明而不是限制，并且本发明不限于示和描述的特定的结构和布置
显，因为除了上述段落中阐述的那些之外的各种其它改变、组合、省略、修改和替换是可能
的。本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以配置刚刚描述的
实施例的各种适配、修改和组合。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以以
不同于本文具体描述的方式实施。
并且，应当理解，在可能的情况下，本文描述和/或预期的本发明的任何实施例的
任何优点、特征、功能、设备和/或操作方面可以包括在任何在本文中描述和/或预期的本发
明的其它实施例中，和/或反之亦然。此外，除非另有明确说明，否则在可能的情况下，本文
以单数形式表达的任何术语意在也包括复数形式和/或反之亦然。因此，术语“一”和/或“一
个”将意味着“一个或多个”，即使短语“一个或多个”也在本文中使用。