陽(yáng)臺(tái)型魚(yú)菜共生裝置對(duì)葉菜類蔬菜生長(zhǎng)的影響

董枝青 李雯琳

摘要? ? 為研究陽(yáng)臺(tái)型魚(yú)菜共生裝置對(duì)不同種類葉菜類蔬菜生長(zhǎng)的影響，尋求更高效協(xié)調(diào)的養(yǎng)殖與種植相結(jié)合的生產(chǎn)模式，以滿足家庭對(duì)綠色有機(jī)蔬菜的需求和探索新的水循環(huán)種植模式，以油菜與油麥菜為供試品種，以陽(yáng)臺(tái)型魚(yú)菜共生裝置養(yǎng)殖魚(yú)水作為營(yíng)養(yǎng)液，研究其對(duì)葉菜類蔬菜生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，使用該裝置油菜與油麥菜地上部分與地下部分鮮干重較對(duì)照顯著提高，其中油菜在株高、葉綠素含量及根系生長(zhǎng)方面增加量均最高。這說(shuō)明葉菜在魚(yú)菜共生裝置中生長(zhǎng)狀況良好，特別是油菜的栽培效果最好，該裝置具有良好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞? ? 魚(yú)菜共生裝置;葉菜類蔬菜;生長(zhǎng)

中圖分類號(hào)? ? S636;S964.9? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）22-0036-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract? ? In order to study the effects of the balcony fish-vegetable symbiosis device on the growth of different leafy vegetables，and to find a more efficient and coordinated production mode combining fish breeding and vegetables cultivation，not only to meet the family′s demand for green organic vegetables，but also to explore a new recycled water for planting vegetables，the experiment used Chinese celery cabbage and leaf lettuce as test varieties，and used the water from balcony fish-vegetable symbiosis device to provide test vegetables irrigation，then its effect on the growth of leafy vegetables was studied.The results showed that the fresh and dry weight of aerial parts and underground parts of Chinese celery cabbage and leaf lettuce were significantly higher than those of the control group.Especially the plant height，chlorophyll content and the root growth of Chinese celery cabbage increased the most.It shows that leafy vegetables grow well in the aquaponics system and Chinese celery cabbage has the best cultivation effect.The system has a good application prospects in leafy vegetable production.

Key words? ? Fish-vegetable symbiosis device;leafy vegetable;growth

魚(yú)菜共生是一種新型的復(fù)合耕作體系，它將水產(chǎn)養(yǎng)殖與無(wú)土栽培這2種原本完全不同的農(nóng)耕技術(shù)通過(guò)巧妙的生態(tài)設(shè)計(jì)達(dá)到科學(xué)合理的協(xié)同共生[1]，不僅可以滿足城市居民吃到新鮮安全蔬菜的愿望，還能夠起到觀賞和凈化空氣的作用，讓市民體驗(yàn)自然、健康的生活方式，有利于人們放松心情、緩解壓力。在魚(yú)菜共生系統(tǒng)中，植物和魚(yú)之間協(xié)同生長(zhǎng)，水生動(dòng)物排泄廢物，細(xì)菌將廢物轉(zhuǎn)化成營(yíng)養(yǎng)，植物吸收營(yíng)養(yǎng)，為水生動(dòng)物改善水質(zhì)[2]，從而達(dá)到魚(yú)菜共同生長(zhǎng)，并且收獲2種農(nóng)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)魚(yú)不換水而無(wú)水質(zhì)憂患，種菜不施肥而正常成長(zhǎng)的生態(tài)共生效應(yīng)[3]。在傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中，隨著魚(yú)類排泄物以及魚(yú)食等的積累，廢棄物會(huì)轉(zhuǎn)化為氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等對(duì)魚(yú)有害的物質(zhì)，毒性會(huì)慢慢增大。而在魚(yú)菜共生系統(tǒng)中，養(yǎng)魚(yú)的水被輸送到種菜的水培栽培系統(tǒng)，各種細(xì)菌將魚(yú)水中的氨氮等分解成亞硝酸鹽，然后被硝化細(xì)菌分解成可以直接被植物作為營(yíng)養(yǎng)吸收利用的硝酸鹽[4]。魚(yú)菜共生讓動(dòng)物、植物、微生物三者之間達(dá)到一種和諧共生的生態(tài)平衡關(guān)系，是國(guó)家提倡的未來(lái)可持續(xù)循環(huán)型零排放的低碳生產(chǎn)模式，也是有效解決農(nóng)業(yè)生態(tài)危機(jī)的有效方法[5]。

魚(yú)菜共生技術(shù)原理簡(jiǎn)單，實(shí)際操作性強(qiáng)，適合于規(guī)?；霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也可用于小規(guī)模的家庭農(nóng)場(chǎng)或者城市農(nóng)業(yè)，國(guó)內(nèi)純粹的魚(yú)菜共生農(nóng)場(chǎng)不超過(guò)10家，多數(shù)都搭配了餐飲、觀光及利用魚(yú)菜共生來(lái)推廣其他產(chǎn)品。而家庭化魚(yú)菜共生裝置規(guī)模小、制作成本較低、實(shí)用性強(qiáng)、外形美觀，同時(shí)兼?zhèn)淞朔N植、養(yǎng)殖以及觀賞的功能，勢(shì)必成為未來(lái)魚(yú)菜共生發(fā)展的趨勢(shì)，具有非常光明的發(fā)展前景。本試驗(yàn)以設(shè)計(jì)家庭化的魚(yú)菜共生裝置為基礎(chǔ)，使用該裝置進(jìn)行蔬菜育苗栽培，結(jié)合養(yǎng)魚(yú)觀察研究蔬菜生長(zhǎng)情況，為該裝置選擇適宜的蔬菜種類，同時(shí)總結(jié)魚(yú)菜共生裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，為進(jìn)一步的裝置設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗(yàn)裝置

虹吸式魚(yú)菜共生裝置主要由養(yǎng)魚(yú)缸（玻璃）、栽培槽（亞克力板材）、卡槽、虹吸管、鐘罩、動(dòng)力系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)以及小型抽水泵等組成。本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的裝置屬于魚(yú)菜共生中的閉環(huán)共生，整體構(gòu)造如圖1所示。

1.2? ? 試驗(yàn)材料

亞克力板材、氯仿、銼刀、墊片、錦鯉魚(yú)苗、油麥菜、油菜種子、蛭石等。

1.3? ? 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)于甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)南門玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行，地處東經(jīng)103°49′、北緯36°03′，海拔1 520 m。2018年9月3日開(kāi)始育苗，采用溫湯浸種，在培養(yǎng)箱中進(jìn)行催芽，催芽溫度為20 ℃，催芽成功后定植于穴盤(pán)，油麥菜的出苗率為96%，油菜出苗率為86%。試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理，即油菜與油麥菜各自常規(guī)管理為對(duì)照，表示為CK油、CK麥，同時(shí)期養(yǎng)魚(yú)水管理油菜、油麥菜各處理，表示為T油、T麥。

1.4? ? 測(cè)定內(nèi)容及方法

1.4.1? ? 形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定。從植株出土到第1片真葉展開(kāi)后開(kāi)始測(cè)定，每5 d記錄1次植株株高、葉片數(shù)、葉面積的動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)情況，試驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行35 d左右。葉面積采用透明網(wǎng)格法測(cè)量，株高使用量尺測(cè)量，葉片數(shù)以計(jì)數(shù)法記錄，均是每個(gè)處理取5株測(cè)量，再取其平均值作為最后試驗(yàn)所需數(shù)據(jù)。

1.4.2? ? 生理指標(biāo)的測(cè)定。每個(gè)處理取5株，3次重復(fù)測(cè)量植株的干鮮重（地上部以及地下部）、葉綠素含量、根系活力、胡蘿卜素含量。其中，干鮮重均采用電子天平稱量;葉綠素的測(cè)定，即根據(jù)葉綠素提取液對(duì)可見(jiàn)光譜的吸收，利用分光光度計(jì)在某一特定波長(zhǎng)下測(cè)量其吸光度，即可用公式計(jì)算出提取液中葉綠素的含量[6]，轉(zhuǎn)化公式：

式中，A663和A645為葉綠素溶液在波長(zhǎng)663 nm和645 nm時(shí)的吸光度;Ca、Cb分別為葉綠素a和b的濃度，以mg/L為單位;Cx.c為類胡蘿卜素的總濃度;A470為葉綠體色素提取液在波長(zhǎng)470 nm下的吸光度。

1.4.3? ? 根系掃描。使用根系掃描儀測(cè)定根系生長(zhǎng)情況，每個(gè)處理取3株，3次重復(fù)。

1.5? ? 數(shù)據(jù)處理與分析

用Excel 2010處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)做柱形圖及折線圖，用SPSS軟件進(jìn)行方差分析。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 油菜與油麥菜幼苗地上與地下部分鮮重的變化

由圖2可知，油菜與油麥菜地上部分鮮重均比對(duì)照增加，油麥菜的增幅大于油菜。與對(duì)照相比，油菜地上鮮重增加了45.5%，而油麥菜地上鮮重則增加了370.7%。鮮重代表了植物的生長(zhǎng)量，相比較而言，油麥菜處理效果較為理想。

由圖3可知，油菜與油麥菜的地下部分鮮重均高于對(duì)照，油菜的增幅大于油麥菜。相比對(duì)照而言，油菜與油麥菜地下部分鮮重分別提高了532.6%、375.4%。根系可以吸收水分和礦物質(zhì)，同時(shí)有固定植株的作用，可以看出油菜地下部分生長(zhǎng)較好。

2.2? ? 油菜與油麥菜幼苗地上與地下部分干重的變化

由圖4可知，油菜和油麥菜的地上部分干重均比對(duì)照增加，且與地上部分鮮重的增加趨勢(shì)相同，均為油麥菜增幅大于油菜。油菜地上部分干重增加了44.8%，油麥菜增加了327.1%，與油麥菜地上部分鮮重的增幅相互對(duì)應(yīng)。

由圖5可知，油菜與油麥菜地下部分干重相比對(duì)照均有所增加，且T油>T麥，油菜比對(duì)照增加了3.676倍，油麥菜增加了1.757倍，與地下部分的鮮重增加相互對(duì)應(yīng)，均為油菜的增加幅度大于油麥菜。

2.3? ? 油菜與油麥菜幼苗株高與葉片數(shù)的變化

由圖6可知，各處理株高在試驗(yàn)過(guò)程中均呈增高趨勢(shì)，其中T油株高增加最大。前10 d T油與CK油生長(zhǎng)無(wú)明顯差距，CK麥略大于T麥。從第10天開(kāi)始，T油生長(zhǎng)逐漸大于CK油，最大高度相差1.1 cm;T麥的生長(zhǎng)始終小于CK麥，但整體差異較小，最大相差0.6 cm?？傮w而言，以T油高度增加最為明顯。

由圖7可知，各處理的葉片數(shù)整體比較集中，前10 d各處理葉片數(shù)均相同。第15天開(kāi)始T麥葉片數(shù)略少于CK麥，但相差幾乎不大。從第20天開(kāi)始T油葉片數(shù)逐漸大于CK油，最大相差0.6片。

2.4? ? 油菜與油麥菜幼苗葉片葉綠素含量的變化

由圖8可知，油菜與油麥菜的葉綠素總量都大于對(duì)照，且T油>T麥，油菜與油麥菜葉綠素總量比對(duì)照分別增加了1.59倍、2.18倍。葉綠素含量高代表光合強(qiáng)度高，光合產(chǎn)物多，則地上部生長(zhǎng)旺盛，相對(duì)應(yīng)干鮮重（地上部）高，這與2.1、2.2的結(jié)果也相互印證。

2.5? ? 油菜與油麥菜幼苗根系生長(zhǎng)的情況

由表1可知，T油總根長(zhǎng)顯著高于CK油、CK麥和T麥，CK油和T麥處理之間無(wú)明顯差異，CK麥略大于CK油、T麥。T油根表面積顯著大于CK油、CK麥、T麥，分別高出5.27倍、1.43倍、4.05倍，CK油和CK麥、T麥之間無(wú)顯著差異，CK麥略大于CK油、T麥。CK麥的根平均直徑顯著大于CK油、T油、T麥，分別高出了72.7%、100.0%、40.7%。T油根尖數(shù)顯著大于CK油、CK麥和T麥，分別為CK油、CK麥、T麥的21.85、37.65、30.99倍。綜合比較，以T油處理效果最為理想。

3? ? 結(jié)論與討論

魚(yú)菜共生系統(tǒng)作為一種新興循環(huán)水養(yǎng)殖生產(chǎn)模式，對(duì)于解決我國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)危機(jī)既是機(jī)遇也是一種挑戰(zhàn)，將魚(yú)菜共生系統(tǒng)投入大規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，將在很大程度上減少水資源使用以及污水處理的費(fèi)用。然而，魚(yú)菜共生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易受到外界環(huán)境、種植蔬菜的種類、密度和系統(tǒng)工藝等多方面因素的影響，難以形成大規(guī)模集約化循環(huán)生產(chǎn)[7]。目前，國(guó)內(nèi)研究主要偏重于魚(yú)菜共生的技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，國(guó)外該領(lǐng)域研究已深入到系統(tǒng)水、營(yíng)養(yǎng)、能源利用效率及系統(tǒng)性能影響因素等方面，較國(guó)內(nèi)超前。目前，在陽(yáng)臺(tái)種植蔬菜受到越來(lái)越多市民的喜愛(ài)，已經(jīng)形成一股新潮流，成為一種時(shí)尚，因而有必要研究魚(yú)菜共生裝置對(duì)蔬菜生長(zhǎng)的影響。本試驗(yàn)以陽(yáng)臺(tái)型魚(yú)菜共生裝置為基礎(chǔ)，在確保正常養(yǎng)魚(yú)，魚(yú)苗數(shù)未減少的情況下，研究其對(duì)葉菜類蔬菜生長(zhǎng)的影響，以便確定更適合魚(yú)菜共生裝置的葉菜種類。葉菜類蔬菜生長(zhǎng)周期短，從幼苗開(kāi)始就可以收獲，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量高，食用安全，是最易為人們接受的陽(yáng)臺(tái)蔬菜之一[8]。

截至目前，有關(guān)魚(yú)菜共生對(duì)魚(yú)菜生長(zhǎng)影響的報(bào)道很多[9]。蔡淑芳等[10]研究表明，魚(yú)菜共生裝置中水蕹菜的密度對(duì)其生長(zhǎng)影響顯著，菜鮮重、株高均增加;李曉輝等[11]以空心菜為試驗(yàn)材料進(jìn)行研究，結(jié)果表明，2個(gè)試驗(yàn)組比對(duì)照組年平均多獲利22 300元，說(shuō)明空心菜種植不但可以降低水體氨氮含量，還可使養(yǎng)殖戶增收;夏? 琴等[12]以根系量大、再生能力強(qiáng)、喜多濕的綠葉菜空心菜、青菜、生菜為試驗(yàn)材料進(jìn)行研究，結(jié)果表明，在魚(yú)菜共生魚(yú)塘內(nèi)種出的蔬菜口感更好，貯存時(shí)間也較長(zhǎng)，蔬菜的經(jīng)濟(jì)效益比同等種植面積蔬菜園增加約50%。本試驗(yàn)使用該裝置油菜與油麥菜地上部分與地下部分鮮干重較對(duì)照顯著提高，其中油菜在株高、葉綠素含量及根系生長(zhǎng)方面增加量都最高，這與以上研究結(jié)果一致。這說(shuō)明葉菜在魚(yú)菜共生裝置中生長(zhǎng)狀況良好，特別是油菜?的栽培效果最好，該裝置具有良好的應(yīng)用前景。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)論是油菜還是油麥菜，地上鮮重都好于對(duì)照，油菜株高增加量遠(yuǎn)大于對(duì)照。由此表明，陽(yáng)臺(tái)型魚(yú)菜共生裝置更適合油菜的栽培。試驗(yàn)過(guò)程中，油麥菜會(huì)表現(xiàn)出缺素癥狀，葉片變黃，如果家庭種植油麥菜可葉面噴施蔬菜所需元素，既保證魚(yú)水不受污染，又確保了蔬菜對(duì)元素的需求，種植油菜無(wú)須擔(dān)心缺素癥狀。為了保證蔬菜的安全以及水環(huán)境不受污染，陽(yáng)臺(tái)種植可用粘蟲(chóng)板進(jìn)行滅蟲(chóng)。

4? ? 參考文獻(xiàn)

[1] 德意.魚(yú)菜共生式城中農(nóng)場(chǎng)[J].農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)周刊，2015（27）：62.

[2] BUZBY K M，LIN L S.Scaling aquaponic systems：balancing plant uptake with fish output[J].Aquacultural Engineering，2014，63：39-44.

[3] 丁小濤，張兆輝，姜玉萍，等.魚(yú)菜共生技術(shù)在城市家庭中的應(yīng)用前景[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015（6）：150-153.

[4] 歐紅霞.魚(yú)菜共生技術(shù)概況及研究進(jìn)展[C]//云南省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，中共普洱市委，普洱市人民政府.第七屆云南省科協(xié)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集——專題二：綠色經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展.云南省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，中共普洱市委，普洱市人民政府：云南省機(jī)械工程學(xué)會(huì)，2017：3.

[5] 吳德杰，郭貴.池塘魚(yú)菜共生養(yǎng)殖技術(shù)[J].吉林農(nóng)業(yè)，2011（3）：260.

[6] 李仲芳.植物生理學(xué)試驗(yàn)指導(dǎo)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2012：24-26.

[7] 饒偉，李道亮，位耀光，等.循環(huán)水養(yǎng)殖新模式-魚(yú)菜共生系統(tǒng)[J].中國(guó)水產(chǎn)，2017（5）：76-79.

[8] 鄒宜靜，許亞俊，黃凱美，等.不同基質(zhì)和品種對(duì)陽(yáng)臺(tái)葉菜生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響[J].科技通報(bào)，2015（3）：67.

[9] 申旭紅，李晗溪，李雪，等.飼料中鐵元素含量對(duì)魚(yú)菜共生系統(tǒng)水質(zhì)及魚(yú)菜生長(zhǎng)的影響[J].漁業(yè)現(xiàn)代化，2017（3）：48-49.

[10] 蔡淑芳，陳永快，陳敏，等.魚(yú)菜共生系統(tǒng)中植物密度對(duì)水質(zhì)及魚(yú)菜生長(zhǎng)的影響[J].漁業(yè)現(xiàn)代化，2018，45（5）：22-23.

[11] 李曉輝，石紹龍.池塘魚(yú)菜共生試驗(yàn)[J].云南農(nóng)業(yè)，2016（6）：46.

[12] 夏琴，徐霞倩，劉海燕.魚(yú)菜共生種養(yǎng)技術(shù)的探究與實(shí)踐[J].上海農(nóng)業(yè)科技，2018（5）：122.