關(guān)于魚菜共生系統(tǒng)的探究

張齊 張悅 趙世玉 夏英俊

摘要：魚菜共生系統(tǒng)是將水產(chǎn)養(yǎng)殖和水培蔬菜兩種不同的農(nóng)業(yè)工程技術(shù)相結(jié)合的一種新型生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)。本文主要對(duì)魚菜共生的起源及發(fā)展、系統(tǒng)的配置模式、發(fā)展前景等方面進(jìn)行一系列闡述。

關(guān)鍵詞：魚菜共生；景觀式系統(tǒng)；栽培模式；發(fā)展前景

魚和食物共生已經(jīng)存在了幾個(gè)世紀(jì)，2010年至今為快速發(fā)展階段，歐洲議會(huì)研究服務(wù)局的一項(xiàng)報(bào)告將魚菜共生認(rèn)定為是“可以改變生活的十項(xiàng)技術(shù)”之一。從那時(shí)候起，魚菜共生系統(tǒng)在世界上的地位越來越高。

魚菜共生系統(tǒng)的類型按栽培模式可以分為潮汐栽培、深水栽培和營(yíng)養(yǎng)膜管道栽培。按循環(huán)工藝可以分為直接共生、開環(huán)共生和閉環(huán)共生。

2.1 按栽培模式分類

潮汐栽培模式：該系統(tǒng)主要由養(yǎng)殖池、過濾系統(tǒng)、種植池構(gòu)成，水、空氣和光照是必不可少的，見圖1。在種植池中填充培養(yǎng)基，水泵將水從養(yǎng)殖池泵入種植池，并安裝虹吸裝置，使水箱內(nèi)的水位以潮汐方式自動(dòng)上升下降。

深水栽培模式：該系統(tǒng)主要由養(yǎng)殖池、生物過濾池、種植池組成，水、空氣和光照也是必不可少的，見圖2。魚缸用作魚類生長(zhǎng)的地方，為了防止魚類死亡必須適當(dāng)泵入溶解氧。生物過濾池裝滿生物球、過濾棉等供硝化細(xì)菌棲息和繁殖，過濾水中的大顆?；旌衔飳⑺械陌鞭D(zhuǎn)化為可供植物利用的硝酸鹽。

營(yíng)養(yǎng)膜管道栽培模式：通常使用向上開口的PVC管作為種植載體，見圖3。水從生物過濾池抽到聚氯乙烯管里。植物被PVC管中的種植籃固定。管道設(shè)計(jì)可以做成單層布置或者多層形式，從而實(shí)現(xiàn)立體種植。

2.2 按循環(huán)工藝分類

直接共生：直接共生就是在池塘中直接種植水生蔬菜。蔬菜可以直接利用養(yǎng)殖池中的氨氮，不僅可以凈化水質(zhì)，還可以獲得生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分。

開環(huán)共生：養(yǎng)殖池與種植池之間沒有形成閉合回路，從養(yǎng)殖池排出的廢水直接輸送到蔬菜種植系統(tǒng)，不形成回流，每次池塘需補(bǔ)充新水。

閉環(huán)共生：池塘排出的廢水經(jīng)硝化床微生物處理后，進(jìn)入蔬菜栽培系統(tǒng)。廢水經(jīng)過蔬菜根系的生物吸收過濾后再回到池塘中形成閉合回路。

3.1 魚類的選擇

魚菜共生系統(tǒng)中魚的選擇非常多樣，一般適合養(yǎng)殖的食用魚有，羅非魚、鯉魚、鰱魚；觀賞魚則有，朱文錦、金魚、錦鯉等。有些系統(tǒng)中也會(huì)選擇使用蝦類，不過并不常見。目前，采用不同介質(zhì)的水培系統(tǒng)可用于飼養(yǎng)雜交羅非魚、尼羅羅非魚、虹鱒魚、鱈魚和雜交鯰魚。

3.2 植株的選擇

植株的選擇同樣有很多種，常見的水生蔬菜有，蓮藕、慈姑、荸薺、菱角、空心菜等，用浮板種植生菜、空心菜的比較多。有研究發(fā)現(xiàn)對(duì)水培蔬菜生產(chǎn)的更多關(guān)注，？可能會(huì)帶來比完全整合的魚菜共生系統(tǒng)更高的利潤(rùn)。

4.1 對(duì)透明度和溶解氧的影響

魚菜共生系統(tǒng)能有效地提高水體的透明度。聶凌云等發(fā)現(xiàn)控制魚菜共生體系中浮床的比例，可以有效地提高養(yǎng)殖水體的透明度和溶解氧，從而改善養(yǎng)殖水體，為養(yǎng)殖對(duì)象提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。

4.2 對(duì)化學(xué)需氧量的影響

生物浮床會(huì)降低養(yǎng)殖水體中的溶解氧含量。同時(shí)植物根系的呼吸作用及根際微生物的硝化與反硝化作用會(huì)消耗大量氧氣。

4.3 對(duì)氮和磷的影響

張明華等的研究表明魚菜共生系統(tǒng)中的植株對(duì)水質(zhì)具有凈化作用。整個(gè)試驗(yàn)過程中，氨氮含量呈先降低后升高的趨勢(shì)。由于魚菜共生系統(tǒng)下植株生長(zhǎng)過程中大量消耗水中的氮和磷，所以系統(tǒng)可以顯著降低池塘排污系數(shù)。

在魚菜共生系統(tǒng)中，植物生長(zhǎng)促進(jìn)微生物可提高植物吸收養(yǎng)分的能力。植物根系微生物可以抵抗病原、促進(jìn)生長(zhǎng)和促進(jìn)氮利用。

池子的選擇可以使用耐用的材料，底部平坦便于清洗，四周盡量避免使用透明色。水在系統(tǒng)中十分重要，為了控制水的含氧量，可以使用pH試紙、介電測(cè)試儀等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。要根據(jù)養(yǎng)魚量定期進(jìn)行飼喂，并在飼喂30分鐘后及時(shí)清除飼料殘?jiān)?/p>

魚菜共生系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用，能夠有效節(jié)約資源，是生產(chǎn)綠色有機(jī)無公害食品的環(huán)境友好型體系，能夠?qū)嵭邪胱詣?dòng)化生產(chǎn)，明顯提高總效能。但同時(shí)也存在一些不足的地方，比如缺乏對(duì)魚菜共生環(huán)境監(jiān)測(cè)控制、過濾系統(tǒng)不完善、栽培蔬菜品種有限制等。不過總的來說，這種新型栽培模式的發(fā)展前景是充滿光明的。

基金項(xiàng)目：沈陽(yáng)工學(xué)院2020年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。

*通訊作者：夏英俊，女，副教授，博士研究生。研究方向：作物生理生態(tài)研究。