干旱地區(qū)魚菜共生生態(tài)種養(yǎng)技術(shù)模式

文/陳學(xué)洲 翟旭亮 李虹 高浩淵 王紫陽

一、技術(shù)模式概述

（一）模式概要

魚菜共生綜合種養(yǎng)技術(shù)是一種涉及魚類和植物營養(yǎng)生理、環(huán)境、理化等學(xué)科的生態(tài)型可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)新技術(shù)，是針對養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化，基于生態(tài)共生原理，在魚類養(yǎng)殖池塘水面進(jìn)行蔬菜無土栽培，利用魚類與蔬菜的共生互補，將水產(chǎn)養(yǎng)殖與蔬菜種植有機結(jié)合，進(jìn)行池塘魚菜生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)，實現(xiàn)養(yǎng)魚不換水、種菜不施肥、資源可循環(huán)利用的綜合種養(yǎng)模式。

主要特點包括：

1.魚菜一體。養(yǎng)魚的池塘可以種菜。

2.生態(tài)互補。池塘內(nèi)形成魚肥水—菜凈水—水養(yǎng)魚的循環(huán)系統(tǒng)。

3.環(huán)境修復(fù)。修復(fù)和保育池塘水體環(huán)境，緩解池塘水體富營養(yǎng)化。

4.節(jié)能（水）減排。尤其在夏季高溫季節(jié)能有效減少養(yǎng)殖用水量，解決缺水地區(qū)換水難問題，降低提灌成本，實現(xiàn)節(jié)能（水）減排。

5.一水雙收。充分利用池塘水面資源，利用魚類排泄物作為蔬菜生長營養(yǎng)來源，提高水產(chǎn)品品質(zhì)并生產(chǎn)綠色蔬菜，提高綜合生產(chǎn)效益。

（二）技術(shù)原理

氮、磷收支是養(yǎng)殖池塘動力學(xué)研究的重要組成部分，是評價養(yǎng)殖池塘生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)轉(zhuǎn)化情況和污染程度的重要指標(biāo)。建立良好的養(yǎng)殖生態(tài)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，關(guān)鍵是優(yōu)化氮、磷在養(yǎng)殖環(huán)境內(nèi)的轉(zhuǎn)化和循環(huán)，減少排向外部環(huán)境。因此，通過氮磷循環(huán)及轉(zhuǎn)換途徑，應(yīng)用代謝廢棄營養(yǎng)物轉(zhuǎn)化的理念來調(diào)控和修飾氮、磷代謝流，以提高氮、磷等營養(yǎng)鹽的利用率，減少對環(huán)境的污染，是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要方向。

魚菜共生是基于池塘生態(tài)學(xué)原理，將漁業(yè)和種植業(yè)有機結(jié)合，進(jìn)行池塘魚菜生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)，實現(xiàn)池塘養(yǎng)殖廢棄物（氮、磷）的原位減控與消納利用。通過在魚類養(yǎng)殖池塘水面種植蔬菜，利用蔬菜根系發(fā)達(dá)、生長需要大量氮磷的特性，吸收魚類養(yǎng)殖所產(chǎn)生的糞便殘餌等廢棄氮磷營養(yǎng)物，進(jìn)行生物原位調(diào)控，緩解池塘水體富營養(yǎng)化，同時蔬菜的光合作用又可增氧，菜筏還可為魚類遮陰避暑，達(dá)到魚菜互惠互利、和諧共生，池塘生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)利用。

二、國內(nèi)研究進(jìn)展

在國內(nèi)，生物浮床應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代，當(dāng)時叫“無土栽培”或“水面種青”，主要目的是為了利用水面種植獲取飼料，為了高產(chǎn)甚至還要向水中添加化肥。從90年代初開始，關(guān)于生物浮床的研究逐漸起步，陸續(xù)用于處理各種富營養(yǎng)水體。21世紀(jì)以來，該技術(shù)模式在控制病害、提升風(fēng)味、增加產(chǎn)量等方面取得了多方面的突破。

該技術(shù)模式在以下九個方面有顯著效果：一是適宜種植的種類多樣，研究發(fā)現(xiàn)可進(jìn)行水上種植的植物達(dá)130多種，主要有水蕹菜（空心菜）、魚腥草、水芹菜、絲瓜、黑麥草、水稻、草莓、生菜等；二是氮、磷提取效果顯著，研究表明，水生植物利用根系、莖、葉吸附、吸收、富集和降解水體及底泥中的污染物，對總氮、總磷等污染物的提取率一般在60%以上，最高可達(dá)90%以上；三是有利于維持池塘藻相平衡，在精養(yǎng)池塘中構(gòu)建植物浮床能夠有效調(diào)控水質(zhì)，優(yōu)化浮游藻類種群結(jié)構(gòu)，合理控制藍(lán)藻，有利于保持藻類多樣性、均勻性和維持池塘的藻相平衡；四是維持浮游動物多樣性，研究發(fā)現(xiàn)水蕹菜浮床能顯著促進(jìn)原生動物種類數(shù)增加，提高原生動物多樣性，起穩(wěn)定水質(zhì)的作用，并且不會對池塘中浮游生物的生物量造成顯著影響；五是提高池塘透明度，水蕹菜浮床對池塘水體中的懸浮物具有良好的吸附濾除作用，對于降低水體氮、磷濃度，提高水體透明度和減少沉積物的產(chǎn)生具有重要意義；六是提高成活率，增加載魚量，研究發(fā)現(xiàn)種植水蕹菜可使池塘溶解氧保持較高水平，魚類成活率得到明顯提高，魚產(chǎn)量顯著高于對照塘；七是探索到最適采收方式，對水蕹菜浮床研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)增加采收次數(shù)能提高新芽再生速率，增加提取效率，增加蔬菜收獲量。從凈化效果看，最佳采收方式是每7天～10天采收1次留茬16cm，平均凈化率80%左右；八是探索到最適當(dāng)?shù)姆N植比例，對冬春季不同植物覆蓋度的浮床研究發(fā)現(xiàn)，一般植物最適覆蓋率在20%以內(nèi)為宜；九是浮床填充物提升凈化效率，研究發(fā)現(xiàn)浮床填充物對降低化學(xué)需氧量、總氮和總磷效果明顯高于普通生態(tài)浮床，這是由于填充物可以固定浮床植物，增加植物根系的附著面，其質(zhì)輕疏松多孔也能附著大量微生物。

魚菜共生池塘物質(zhì)循環(huán)流程圖

三、干旱地區(qū)池塘魚菜共生綜合種養(yǎng)技術(shù)

（一）模式簡介

干旱區(qū)魚菜共生技術(shù)的應(yīng)用晚于其他非干旱區(qū)，尤其是晚于南方多雨、養(yǎng)殖發(fā)達(dá)的省區(qū)。非干旱區(qū)浮床技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用趨于成熟，在北京、山東、上海、江蘇、浙江、湖北、重慶、四川、廣東等多地已達(dá)到一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，形成了與傳統(tǒng)“稻漁共生”并存的新格局。在新疆地區(qū)，魚菜共生應(yīng)用的主要對象還是池塘養(yǎng)殖，通過制作浮床，將水生植物種植在水面上。從種植的植物看，葉類植物和果類植物都可以用于魚菜共生培養(yǎng)，通常使用水蕹菜，種植方法簡單，成活率高，生長較好。當(dāng)然，植物的種類還要根據(jù)養(yǎng)殖動物、栽種方式、市場需求和經(jīng)濟(jì)價值等多種因素確定。由于不同的植物生長特性和氮吸收能力不同，魚菜系統(tǒng)中的氮轉(zhuǎn)化直接受到植物種類的影響。硝化細(xì)菌生長需要充足的表面介質(zhì)，可通過硝化作用分泌胞外物質(zhì)形成“保護(hù)膜”，因此容易為根系發(fā)達(dá)的植物提供良好的根際微生態(tài)環(huán)境，在魚菜共生系統(tǒng)中更具應(yīng)用優(yōu)勢。

（二）技術(shù)建議

1.浮床選擇及制作

以新疆地區(qū)為例，根據(jù)當(dāng)?shù)爻靥琉B(yǎng)殖的現(xiàn)有條件，考慮到冬季低溫凍脹的影響，所制作浮床須抗低溫，此外新疆夏季高溫曝曬天氣較多，浮床材料還需要防紫外線，抗老化。如果采用排水PVC管制作浮床，經(jīng)過一年使用后會出現(xiàn)因浮床管道脆性增加而導(dǎo)致的嚴(yán)重破損，不再適合使用，這樣不僅增加制作成本，而且費時費力。通常情況下，使用PE材質(zhì)的管道，不但能解決低溫凍脹和高溫老化等氣候影響的問題，而且一次制作，長期使用，省時省力。

池塘魚—空心菜模式

池塘魚—稻模式

新疆干旱地區(qū)魚菜共生模式

2.水生植物的栽培

新疆春季短，風(fēng)大，氣溫上升快，因此，必須在夏季來臨前做好水生植物的培苗工作，以延長水生植物生長時間。如果采用自然生長的方法，往往會延誤時間，可以通過溫室大棚，提前播種，促進(jìn)其提早發(fā)芽進(jìn)而縮短前期準(zhǔn)備時間。

適合新疆本地的魚菜共生植物有水蕹菜、水芹菜、草莓、蘇丹草、蘆葦、水稻等，一般種植水蕹菜、蘆葦較多。不同共生植物，需根據(jù)其生理特點采用相應(yīng)的種植方法，以水蕹菜為例，在冰雪融化后，需平整地塊，將種子浸泡，播種并覆蓋上地膜，做好田間管理。待池塘水溫上升到20℃以上時，菜苗長高到15cm左右開始刈割，并扦插到浮床上。扦插時，保持株距10cm～15cm，行距10cm左右。按照池塘面積5%～10%的比例，將種植好的浮床放入池塘，浮床在池塘中放置的方式可單獨固定，也可浮床首尾相連后用尼龍繩固定于池埂。按照池塘所在地風(fēng)向，初期將浮床固定于池塘的上風(fēng)口，防止種植水生植物被大風(fēng)吹散，待植物根系生長固定后，可將浮床移至適宜的位置。

3.應(yīng)用模式分析

草魚是新疆地區(qū)大宗魚類養(yǎng)殖的主要對象，年產(chǎn)量占比達(dá)到30%以上，通過魚菜共生模式的應(yīng)用，將種植的水蕹菜用作草魚的補充餌料，可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。