麥飯石在魚菜共生系統(tǒng)中的妙用

毛宇光，楊迎春

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，安徽 合肥 230000）

麥飯石（Maifan stone）因外形神似大麥飯團而得名.作為一種多礦物集合體包含了諸如斜長石、石英、白云母、高嶺石等天然礦物成分.我國擁有大量麥飯石資源，如河南靈壽、浙江四明山、江西贛南、臺灣臺東、山東青島、吉林長白山等地就存在大量礦藏[1].

隨著多年來各國學(xué)者對于麥飯石的深入研究，麥飯石的許多神奇功能被人們所熟知，麥飯石也越來越多的應(yīng)用于環(huán)境、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域[2].

本文闡述了麥飯石在農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖及水質(zhì)調(diào)控方面的應(yīng)用，同時提出了一種麥飯石在魚菜共生系統(tǒng)中的妙用.

1 麥飯石作為一種天然礦物的應(yīng)用

1.1 麥飯石的理化性質(zhì)

麥飯石的主要理化性質(zhì)有如下四點：1、生物活性；2、PH雙向調(diào)節(jié)特性；3、吸附性；4、溶出性.以上四種特性都可歸功于麥飯石內(nèi)含有的大量常量及微量元素和其獨特的外形與結(jié)構(gòu).

1.2 麥飯石在農(nóng)業(yè)種植上的應(yīng)用

礦物肥料作為一種分布廣泛、種類繁多、采集方便、加工簡單、成本低廉的肥料而越來越多的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植中，麥飯石便是運用最多的天然礦物肥料之一.麥飯石可以用于農(nóng)業(yè)種植的主要原因是前文所提到的其所具有的生物活性及溶出性.

將麥飯石浸于水中，其內(nèi)含有的對生物有益的元素便會大量溶出，利用這些溶出液進行水培種植或用于澆灌用水能對植物的生理活性起到有益的作用.主要表現(xiàn)在植物的種子發(fā)芽及幼苗的成活、成苗根系的活力及根莖的生長、植物內(nèi)的各種酶的活化等方面[3].麥飯石粉末還可以制備成各種肥料而用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[4].

目前，我國對于麥飯石在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的應(yīng)用已初有成效，使得農(nóng)業(yè)產(chǎn)量得到提高，并帶來了一定的經(jīng)濟效益和社會效益.

1.3 麥飯石在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用

麥飯石用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的歷史可以追溯到70年代的日本.當(dāng)時的日本學(xué)者用含有麥飯石的飼料養(yǎng)殖一種名為鰤魚的魚類.結(jié)果顯示，麥飯石的使用使得鰤魚的肉質(zhì)得到了顯著提高，并且鰤魚對于疾病的抵抗力也得到了增強，其存活率也有了一定提高[5].之后，包括我國在內(nèi)的多個國家都做了類似實驗，驗證了麥飯石對于魚類養(yǎng)殖的有益作用.目前，麥飯石已成為養(yǎng)魚愛好者日常小規(guī)模養(yǎng)殖及水產(chǎn)養(yǎng)殖公司大規(guī)模養(yǎng)殖中常使用的一種物質(zhì).

麥飯石對于水產(chǎn)養(yǎng)殖的有益作用主要有如下三點：1、麥飯石內(nèi)溶出的各種微量元素對魚類機體的生長發(fā)育、抗疲勞、抗疾病性有顯著的提高.2、麥飯石所具有的吸附性能有效地吸收水體中對魚類有害的成分，如NH4+、CO2[3]及一些重金屬離子.3、麥飯石作為一種粘土礦物，可增加飼料在魚類消化道內(nèi)的粘滯性，使飼料在魚類的消化道內(nèi)停留時間增長，這樣魚類便能充分地吸收及利用飼料內(nèi)的各種養(yǎng)分[6].

1.4 麥飯石在水質(zhì)調(diào)控上的應(yīng)用

麥飯石對于水體pH值得雙向調(diào)節(jié)作用及吸附性都使其在水質(zhì)調(diào)控方面有巨大的應(yīng)用潛力.前文提到麥飯石對于水體pH值的雙向調(diào)節(jié)性能歸功于其內(nèi)含有兩性元素——Al，其實麥飯石中的Si元素也具有與Al相似的化學(xué)性質(zhì)，其對于pH值得雙向調(diào)節(jié)性能也有一定的貢獻.試驗表明，麥飯石能將pH值為5～11的水體調(diào)節(jié)至趨于中性偏弱堿性（7.2～9.7）[1]，這一pH范圍適于大部分植物的生長和大部分魚類的生存.

另外麥飯石的吸附特性可以保證水體中一些對于生物有害的重金屬離子、細(xì)菌等保持在一個較低的量值.目前，麥飯石在飲用水的凈化、水產(chǎn)養(yǎng)殖的水體優(yōu)化及廢水處理方面已有一定的應(yīng)用.

2 魚菜共生系統(tǒng)

魚菜共生系統(tǒng)是一種融合了水產(chǎn)養(yǎng)殖和無土栽培（水培技術(shù)）的新型復(fù)合養(yǎng)殖技術(shù).

其將魚類和農(nóng)作物引入同一系統(tǒng).通過水循環(huán)將它們串聯(lián)起來，魚菜共生技術(shù)的核心正是水循環(huán)過程.這里簡單描述一下魚菜共生系統(tǒng)中的水循環(huán)過程，在水產(chǎn)養(yǎng)殖的過程中必然會有大量由魚類產(chǎn)生的廢物和有害物質(zhì)（如魚類的排泄物及未被食用的飼料）存在于水體中.這些廢物隨著水的流動到達植物種植的空間.充當(dāng)水培種植的肥料，植物通過自身的作用（及水中存在的硝化細(xì)菌的硝化作用）可將水體中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成養(yǎng)分而吸收利用.同樣，這一轉(zhuǎn)化過程也是一次對于水體的過濾凈化，經(jīng)過凈化的潔凈水又回流至魚類生長的空間.通過這樣一次水循環(huán)過程便可達到魚菜共生所追求的目標(biāo)——“養(yǎng)魚不換水，種菜不施肥.”

進一步研究這一水循環(huán)過程，我們可以發(fā)現(xiàn)多種物質(zhì)及元素參與了這一循環(huán)過程中的一個或多個環(huán)節(jié)，如飼料中所含有的氮經(jīng)過魚類消化吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)榱税鳖愇镔|(zhì)，這些氨類物質(zhì)又在一些存在于水中的好氧菌的作用下變?yōu)榱藖喯跛猁}，我們知道不管是氨類物質(zhì)還是亞硝酸鹽都會對水體產(chǎn)生一定的污染并對生活在水中的魚類產(chǎn)生一定的不良影響.魚菜共生系統(tǒng)的巧妙之處便在于水循環(huán)可以將這些氨類物質(zhì)及亞硝酸鹽隨著水體的流動帶到植物種植的空間，而植物可利用這些無機氮進行固氮作用，將氮結(jié)合到有機化合物中供自身使用[7]，這樣一來既產(chǎn)生了營養(yǎng)物質(zhì)，并且將凈化后的水返還給了魚類.這一循環(huán)過程使得氮元素也在系統(tǒng)中進行了循環(huán)并發(fā)揮了一定的作用.

3 麥飯石在魚菜共生系統(tǒng)中的妙用

前文所述的水循環(huán)過程作為魚菜共生系統(tǒng)中的核心過程將水產(chǎn)養(yǎng)殖、水培種植、過濾凈化等魚菜共生系統(tǒng)的組成成分連接在了一起，而諸如氮等元素伴隨著水循環(huán)也在系統(tǒng)中進行著循環(huán).這為我們提供了一個思路，任何添加進系統(tǒng)的物質(zhì)(比如肥料、水質(zhì)改良劑等)也有隨著水體循環(huán)而到達各個系統(tǒng)組成成分的可能.

試想有一種物質(zhì)對于水產(chǎn)養(yǎng)殖有著極大的益處，可以讓魚類的肉質(zhì)及產(chǎn)量都顯著上升.同時，這一物質(zhì)對植物的生長也能產(chǎn)生促進作用，并且它還可以應(yīng)用于水質(zhì)的調(diào)控優(yōu)化.那我們是否能將這一種物質(zhì)應(yīng)用于魚菜共生系統(tǒng)，將它投放于植物種植的空間，然后通過水循環(huán)而使它的益處往復(fù)持續(xù)的帶給整個系統(tǒng)？答案顯然是肯定的，這樣一種方式既節(jié)省了添加劑成本又不用再外加動力，并且能給整個系統(tǒng)帶來持續(xù)的有利影響.

通過前文對于麥飯石的描述，不難發(fā)現(xiàn)麥飯石便是這樣一種能夠滿足上面幾個條件的天然礦物.首先，麥飯石可以作為天然礦物肥料應(yīng)用于蔬菜水培種植，其所具有的生物活性及溶出性能夠使水體中富含對植物生長有益的微量元素；第二，麥飯石作為一種水體調(diào)節(jié)劑或飼料添加劑可應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，其生物活性及溶出性能提高魚類產(chǎn)量、使魚類肉質(zhì)更好，其吸附性又能對魚類養(yǎng)殖的水體起到過濾凈化的作用；第三，麥飯石對PH值得雙向調(diào)節(jié)能力使其在整個魚菜共生系統(tǒng)的水體調(diào)控方面都有著巨大的作用，它可以使水體的酸堿性處于一個趨于中性的狀態(tài)，這種狀態(tài)適于絕大部分水培植物的生長及大部分魚類的生存.

這里有必要再次提到魚菜共生系統(tǒng)中的核心過程——水循環(huán)，這一過程保證了麥飯石能順利在魚菜共生的各個環(huán)節(jié)起到作用.首先，帶有魚類產(chǎn)生的廢物及有害物質(zhì)的水體流到水培植物種植的空間，鋪設(shè)于水培植物種植空間里的麥飯石開始通過它的吸附作用及pH值雙向調(diào)節(jié)作用對水體進行凈化及調(diào)節(jié)，同時，麥飯石也溶出大量對于植物生長有益的元素.這樣，原本含有大量廢物及有害物質(zhì)的水體經(jīng)過麥飯石過濾凈化及植物自身作用重新變得干凈，并且還因富含了麥飯石溶出的各種元素而具有了生物活性.之后，這些具有生物活性水體又通過循環(huán)系統(tǒng)回到魚類養(yǎng)殖的空間，為魚類帶來了干凈而富含營養(yǎng)的活水，促進了魚類的生長發(fā)育.

這樣一種“一物多用”的巧妙方法得益于麥飯石這一種天然礦物材料對于魚菜共生系統(tǒng)每一組成成分的適用及麥飯石對于魚菜共生系統(tǒng)技術(shù)整體的高度契合.這種妙用依附于魚菜共生系統(tǒng)中的水循環(huán)過程，能夠通過極低的投料成本，簡單的投料操作為整個魚菜共生系統(tǒng)的產(chǎn)量和質(zhì)量帶來顯著的提高、保證整個系統(tǒng)的水質(zhì)良好.

4 展望

麥飯石并不是唯一可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的天然礦物肥料，諸如磷礦、白云質(zhì)、火山巖、泥炭、硼砂等天然礦物也是常見的可直接用作天然礦物肥料的廉價礦物巖石[6].而常用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的天然礦物也不在少數(shù)，比如火山巖、白云質(zhì)、草泥丸、泥炭等都很常見，甚至一些非礦物物質(zhì)（如欖仁葉）在魚類養(yǎng)殖及水培種植中也有應(yīng)用.這些既可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植，又可應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、對水體有一定調(diào)節(jié)作用的物質(zhì)和麥飯石一樣，有著應(yīng)用于魚菜共生系統(tǒng)的巨大潛力.

魚菜共生系統(tǒng)作為一個協(xié)同共生的組合生態(tài)系統(tǒng)及一個良性循環(huán)機制、作為一個發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的途徑、作為一種蘊含節(jié)能及環(huán)保思想的技術(shù)已得到了各國學(xué)者越來越多的關(guān)注.

而像麥飯石這樣資源豐富、開采方便、加工簡單、價格低廉的天然礦物也有著被逐漸應(yīng)用于各個領(lǐng)域.相信將來會有越來越多如麥飯石一樣可以巧妙地運用于魚菜共生系統(tǒng)中的天然物質(zhì)被人們所發(fā)現(xiàn)并利用.魚菜共生系統(tǒng)技術(shù)也會得到更大的發(fā)展.

〔1〕 李娟，張盼月，高英，等.麥飯石的理化性能及其在水質(zhì)優(yōu)化中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2008(10)：63—66.

〔2〕 牛佳.麥飯石的研究現(xiàn)狀及發(fā)展展望[J].中山大學(xué)研究生學(xué)刊，2013，34(2):73—77.

〔3〕 孫賓賓，楊博．麥飯石的特性及其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究進展[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（5）：117—118.

〔4〕 蘭成云，舒銳，姚甜甜，等.礦物肥料在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44(35):143－146.

〔5〕 劉艷輝，祖峋杰.麥飯石在水產(chǎn)養(yǎng)殖上應(yīng)用研究現(xiàn)狀及其作用機理的探討[J]．飼料工業(yè)，1995，5(6):33－34.

〔6〕 李振.環(huán)保型飼料添加劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J]．北京水產(chǎn)，2006（5）:45－48.

〔7〕 張明華，丁永良，楊菁，等.魚菜共生技術(shù)及系統(tǒng)工程研究[J].現(xiàn)代漁業(yè)信息，2004，4(19):7—12.