魚菜共生系統(tǒng)概述

李嘉麗，賴小華，戚 湛，肖觀清

（嶺南師范學(xué)院，廣東 湛江 524048）

1 概況

魚菜共生系統(tǒng)是一種新型的復(fù)合生產(chǎn)系統(tǒng)，它將蔬菜栽培和水產(chǎn)養(yǎng)殖兩種生產(chǎn)技術(shù)巧妙結(jié)合，實現(xiàn)了更高的經(jīng)濟社會效益。在傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖中，水體中氨氮含量隨著魚排泄物的積累，會逐漸增加，水體的毒性也會逐漸增加，導(dǎo)致水生動物死亡。在魚菜共生系統(tǒng)中，將水產(chǎn)養(yǎng)殖水輸送到水培系統(tǒng)中，栽培基質(zhì)中的細菌通過硝化作用等，將養(yǎng)殖水中的氨氮分解為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽后被硝化細菌分解為硝酸鹽。養(yǎng)殖水體中的營養(yǎng)物質(zhì)可被植物直接吸收利用。魚菜共生系統(tǒng)使水生動物、植物和微生物之間實現(xiàn)了和諧的生態(tài)平衡關(guān)系。它是一種循環(huán)的、零排放的、可持續(xù)的低碳環(huán)保的生產(chǎn)模式，能有效地解決農(nóng)業(yè)生態(tài)危機。

2 經(jīng)濟效益分析

在生產(chǎn)成本上，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的農(nóng)作物，需要有肥沃的土壤和充足的水分，對于貧瘠的土地還要進行土壤改良及深翻工作。而魚菜共生系統(tǒng)在任何一個角落或場所，只要有水和電的地方即可生產(chǎn)，與土壤條件無關(guān)，與氣候也無太大關(guān)系。而傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，都需涉及到機械、農(nóng)具及柴油等資源，采用魚菜共生系統(tǒng)使農(nóng)場的經(jīng)營管理成本得到有效的削減，間接提高了經(jīng)濟效益。同樣，該模式還減少了中間的各種材料成本和人工成本，例如耕種雜草、施肥灌溉和田間管理等環(huán)節(jié)。從農(nóng)業(yè)模式來看，魚菜共生系統(tǒng)是一種低成本，高效益且節(jié)省資源的商業(yè)模式，對于農(nóng)業(yè)企業(yè)化運用或農(nóng)戶的專業(yè)生產(chǎn)來說都是一種難得的農(nóng)業(yè)技術(shù)。

加州大學(xué)的研究人員認為，直接營銷的巨額人工和運輸成本足以抵消通過更高定價獲得的收入增長[9]。Hardesty發(fā)現(xiàn)，通過批發(fā)營銷渠道，每美元收入的營銷成本最低，通過社區(qū)支持農(nóng)業(yè)的銷售比通過農(nóng)民市場銷售的營銷成本更低，整體風(fēng)險更小[1]。嘗試將直接和間接渠道結(jié)合銷售作物可以使農(nóng)業(yè)利潤最大化。從買方市場來看，消費者對是否是魚菜共生產(chǎn)品并不敏感，他們更關(guān)心的是可能存在的食品安全問題[3]。在支付溢價方面，調(diào)查顯示，消費者愿意用與散養(yǎng)雞蛋和有機蔬菜非常相似的價格去支付那些使用環(huán)保技術(shù)種植的西紅柿的價格，平均愿意支付37%的無土栽培產(chǎn)品溢價[4]。城市中心附近的大市場被認為是推出魚菜共生產(chǎn)品最理想的市場，因為該地區(qū)的消費者更愿意為“無化學(xué)”產(chǎn)品支付更高的溢價[5]。

管鮮，車斌（2018）采用案例分析的方法，選取具有代表性的基質(zhì)栽培模式魚菜共生系統(tǒng)為研究對象，對上海某莊園基質(zhì)栽培式魚菜共生系統(tǒng)年度成本測算進行研究[6]。具體數(shù)據(jù)如下：

一般成本收益率越高，企業(yè)的運營效率越高。表1中上海莊園成本收益率大于100%，證明該莊園的運營有利可圖。魚菜共生池塘養(yǎng)殖技術(shù)在現(xiàn)有池塘的基礎(chǔ)上進行了改進，它不僅可以解決傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖存在的問題，如水產(chǎn)質(zhì)量下降，還可提高養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟收入，如在池塘中放置種植蔬菜的浮排裝置。在這項技術(shù)中，技術(shù)推廣的結(jié)果是魚菜共生池塘養(yǎng)殖技術(shù)的推廣（A）；對照（CK）是同一年未使用養(yǎng)殖技術(shù)的農(nóng)民。根據(jù)實際比較實驗數(shù)據(jù)，本項目新增單位凈收入為37 545元/hm2。具體的計算過程如表2所示[7]。

表1 上海某莊園魚菜共生系統(tǒng)的成本收益率分析Tab.1 Cost-benefit analysis of a fish and vegetable symbiosis system in a Shanghai estate

項目年經(jīng)濟效益及推廣年均純收益率的具體計算過程如表3所示。

表3 魚菜共生池塘養(yǎng)殖技術(shù)年經(jīng)濟效益Tab.3 Annual economic benefits of fish-vegetable symbiosis pond culture technology

可見，將該養(yǎng)殖技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中，通過將魚菜共生池塘養(yǎng)殖技術(shù)的推廣，保護環(huán)境的同時，提高了養(yǎng)殖戶經(jīng)濟收入水平，取得了可觀的經(jīng)濟效益。但是對于以盈利為目的的投資者，魚菜共生系統(tǒng)的投資回收期較長，需要長期的資金投入，短期內(nèi)不能實現(xiàn)盈利，這說明該項目的投資風(fēng)險較高。

3 優(yōu)勢

3.1 實現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用，有效節(jié)約資源

魚菜共生系統(tǒng)將水產(chǎn)養(yǎng)殖和種植業(yè)相結(jié)合，實現(xiàn)“上種植、下養(yǎng)魚”的立體農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖模式，充分利用了空間，節(jié)約了大面積的耕地。只需投入魚飼料即可作為整個魚菜生態(tài)系統(tǒng)運行的能量來源，魚類攝食后產(chǎn)生的排泄物、分泌物、飼料殘渣等廢棄物為植物提供肥料，充分利用廢棄物中未被魚類消耗完的能量。植物為魚類凈化水質(zhì)，使水質(zhì)一直保持新鮮，魚菜共用同一水源、循環(huán)互育。

3.2 生產(chǎn)綠色有機無公害食品的環(huán)境友好型體系

魚菜共生循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)為蔬菜生長發(fā)育提供了充足營養(yǎng)和水分，不需要人工添肥，減少了環(huán)境污染。魚菜共生系統(tǒng)主要是由植物種植床與水產(chǎn)養(yǎng)殖池共同組成的有機整體，在遇到病蟲害時，不能使用化學(xué)農(nóng)藥進行除害，因為任何化學(xué)農(nóng)藥都可能對系統(tǒng)的魚類以及有益的細菌產(chǎn)生致命性傷害，導(dǎo)致整個系統(tǒng)失去生態(tài)平衡走向崩潰。因此，一般采用其他有效的物理措施和栽種控制措施來減少害蟲的威脅，如在大棚內(nèi)保持最佳的光照、溫度和濕度條件，不僅有利于植物的健康生長，降低病蟲害的發(fā)生概率。如蜘蛛螨不能忍受濕潤和潮濕的環(huán)境，所以定時噴灑在植物葉上的水滴可以抑制蟲害。種植指示植物、人工捕撈法等多種物理性手段都可防止或除去害蟲，所以整個系統(tǒng)都是純天然的，生產(chǎn)的是無公害、綠色、有機的農(nóng)產(chǎn)品。

3.3 實行半自動化生產(chǎn)，明顯提高總效能

傳統(tǒng)的養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)需要大量人力和物力，如蔬菜種植需要進行除草、噴藥、松土等勞動力投入，魚菜共生系統(tǒng)是簡單、便捷的半自動化系統(tǒng)，利用水泵和虹吸裝置讓水自動循環(huán)，通電就可讓系統(tǒng)自動運行，且無需進行噴藥、除草等勞作，每日只需投喂魚飼料，定時巡視即可。相比傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，魚菜共生系統(tǒng)有效地提高了生產(chǎn)總效能，首先是人力物力投入的大量減少，再有研究證明，魚菜共生系統(tǒng)的產(chǎn)量比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)有了明顯的提高，因此大大降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟利潤。

4 存在問題

4.1 過濾系統(tǒng)不完善

陶瓷礫石裝置雖然有過濾作用，不足之處是硝化細菌并不能將排泄物和剩余的魚餌完全分解。因此，有必要在礫石養(yǎng)殖池中添加蚯蚓，以充分消化魚的排泄物?，F(xiàn)階段主要利用陶礫和蚯蚓作為媒介，然而蚯蚓數(shù)量難以控制，水中的雜質(zhì)得不到充分過濾，魚的排泄物被保留，造成“魚菜共生”系統(tǒng)的混亂，無法形成有效的閉環(huán)生態(tài)系統(tǒng)。

4.2 栽培蔬菜品種有限制

魚菜共生系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)栽培方式，使用陶?；蚴撬嗟姆椒ǚN植作物，土壤環(huán)境與魚菜共生系統(tǒng)提供的栽培環(huán)境具有很大區(qū)別，目前進行的研究，都選育一些適應(yīng)能力較強、容易生根發(fā)芽的蔬菜品種，如空心菜、木耳菜、生菜、油麥菜等，而一些較名貴且對栽培環(huán)境要求高的蔬菜，暫時不適合栽種于系統(tǒng)中，如何使其適應(yīng)于魚菜共生系統(tǒng)，有待于進一步探究。

表2 魚菜共生池塘養(yǎng)殖技術(shù)單位規(guī)模新增純收益Tab.2 New net income of unit scale of fish and vegetable symbiosis pond culture technology

5 問題解決對策

5.1 引進生物輔助手段

在水循環(huán)系統(tǒng)中只依靠陶瓷礫石來實現(xiàn)“零殘渣”的可行性不高，從目前的研究現(xiàn)狀看，加入蚯蚓是最經(jīng)濟可行的改善方法。蚯蚓的分解能力取決于它的數(shù)量，蚯蚓進食的時候，它們會促進植物成分的分解，使得其中有益的營養(yǎng)成分滲入陶粒中。因此可以設(shè)計實驗來探索蚯蚓數(shù)量與殘渣清除能力之間的關(guān)系。通過反復(fù)試驗的比較研究，計算出蚯蚓數(shù)量的最佳配比，并應(yīng)用于系統(tǒng)的管理。以這種方式，大部分的殘渣在過濾過程中被過濾掉，將廢物處理控制在生態(tài)系統(tǒng)有限的自我調(diào)節(jié)能力氛圍內(nèi)。

5.2 擇育選優(yōu)提高存活率

鑒于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對環(huán)境保護和效益為目標的要求，有必要對植物進行“選擇性育種”，即選擇合適的蔬菜構(gòu)建魚菜共生系統(tǒng)。如紅梗菜、豆瓣菜、京水菜、大蒜、黃瓜、草莓、西紅柿、南瓜、辣椒等此類易生長、易生根、對環(huán)境適應(yīng)性強的作物。這種方式可以有效降低由于知識盲區(qū)和技術(shù)缺乏導(dǎo)致的損失。同時探究為何有些蔬菜不能適應(yīng)此系統(tǒng)，是微量元素的缺少還是栽培基質(zhì)問題，不斷改良優(yōu)化系統(tǒng)，同時，嘗試采用植物引種馴化的方法培育出適合生長于魚菜共生系統(tǒng)的蔬菜植株，并使其繁殖進行批量生產(chǎn)。

6 結(jié)束語

魚菜共生系統(tǒng)將水產(chǎn)養(yǎng)殖（養(yǎng)魚）和水培（植物無土栽培）結(jié)合起來，在一個完整的系統(tǒng)中把魚和植物一起種養(yǎng)。可見在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式上，它擁有著嶄新并且高收益的優(yōu)勢，同時達到“零化肥、零農(nóng)藥、零有毒物質(zhì)”的標準。魚菜共生系統(tǒng)正不斷地完善，相信在未來的市場上能得到大量的推廣。