养耕共生系统是基于生态学原理和水的循环利用,将水产养殖和水耕栽培技术相结合,形成适应城镇化、工业化发展,可精密控制的高效率的食品生产模式。该系统中营养物质的循环利用是重要的研究方向。对于养殖系统而言,饵料是输入的来源,经过鱼类代谢,一部分同化合成为生物量,另一部分分解成溶解性营养物质（尿液）和固体颗粒物（粪便）。同时,残留饵料也会有部分溶解,另一部分以固体颗粒物的形式存在。对于种植系统而言,鱼类代谢和饵料残留所产生的溶解性物质,成为植物直接吸收利用的营养来源,而粪便和饵料残留的固体颗粒物,需要经过有效滤除和转化方能被植物利用。水中氨氮营养物质需要通过高效生物转化,一方面保障养殖用水水质,同时形成对植物吸收更为有利的硝酸盐氮的形式。本研究针对养耕共生系统中养殖动物、水生植物和微生物对营养转化的作用机制,采用一体式养耕共生系统和分列式养耕共生系统,选择鲫鱼和薄荷作为养种对象,分别进行了为期30天和60天的循环运行试验,考察了两套系统的循环运行特征;通过养耕共生系统各单元的静态试验,探究了养殖单元营养物质的产生机制,水耕栽培单元营养吸收机制和水处理单元微生物的营养转化机制;最后,设计构建生物质过滤系统,以生物质（玉米秸秆、小麦秸秆和杉木木屑）和陶粒组合形成滤料,考察其对养殖水中固体颗粒物的滤除特性和营养转化特性。研究结果表明:（1）两套系统运行稳定,水质状况良好,循环水中TAN、NO₂^--N保持在安全浓度范围内,NO₃^--N浓度有一定的积累,但不影响系统的正常运行;一体式养耕共生系统鲫鱼和薄荷的生长速率分别为26.6 g/d和26.07 g/d;分列式养耕共生系统鲫鱼和薄荷的生长速率分别为20.9 g/d和33.57 g/d;（2）一体式养耕共生系统的养殖单元在投饵后24h内产生的TAN、NO₂^--N、DTP三项营养盐的的速率分别为:49.8 mg/h、12.2 mg/h、63.2 mg/h;分列式养耕共生系统分别为:76.1 mg/h、14.1 mg/h、93.6 mg/h（3）一体式养耕共生系统中薄荷的营养吸收速率为1.04 mgTAN/h、11.03 mgNO₃^--N/h和5.88 mgDTP/h,分列式养耕共生系统中薄荷的营养吸收速率为2.18 mgTAN/h、21.63 mgNO₃^--N/h和23.54mgDTP/h;（4）一体式养耕共生系统中水处理单元微生物的营养转化速率为38.18 mgTAN/h、123.12 mgNO₂^--N/h和87.48 mg NO₃^--N/h,分列式养耕共生系统中水处理单元微生物的营养转化速率为48.30mgTAN/h、225.00 mgNO₂^--N/h和131 mg NO₃^--N/h;（5）三种生物质滤料对于养殖水均有滤除效果,出水浊度约降低60%。在营养转化方面,玉米秸秆、小麦秸秆和杉木木屑产生NO₃^--N积累的时间分别为96h、96h和24h。综合滤除效果和营养转化效率,杉木木屑是生物质过滤的合适滤料。