麥飯石在魚菜共生系統中的妙用

毛宇光，楊迎春

（安徽農業大學，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用于環境、農業、醫學等領域[2].

本文闡述了麥飯石在農業、水產養殖及水質調控方面的應用，同時提出了一種麥飯石在魚菜共生系統中的妙用.

1 麥飯石作為一種天然礦物的應用

1.1 麥飯石的理化性質

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

1.2 麥飯石在農業種植上的應用

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用于農業種植中，麥飯石便是運用最多的天然礦物肥料之一.麥飯石可以用于農業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.主要表現在植物的種子發芽及幼苗的成活、成苗根系的活力及根莖的生長、植物內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業生產[4].

目前，我國對于麥飯石在農業生產方面的應用已初有成效，使得農業產量得到提高，并帶來了一定的經濟效益和社會效益.

1.3 麥飯石在水產養殖上的應用

麥飯石用于水產養殖的歷史可以追溯到70年代的日本.當時的日本學者用含有麥飯石的飼料養殖一種名為鰤魚的魚類.結果顯示，麥飯石的使用使得鰤魚的肉質得到了顯著提高，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，包括我國在內的多個國家都做了類似實驗，驗證了麥飯石對于魚類養殖的有益作用.目前，麥飯石已成為養魚愛好者日常小規模養殖及水產養殖公司大規模養殖中常使用的一種物質.

麥飯石對于水產養殖的有益作用主要有如下三點：1、麥飯石內溶出的各種微量元素對魚類機體的生長發育、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的粘滯性，使飼料在魚類的消化道內停留時間增長，這樣魚類便能充分地吸收及利用飼料內的各種養分[6].

1.4 麥飯石在水質調控上的應用

麥飯石對于水體pH值得雙向調節作用及吸附性都使其在水質調控方面有巨大的應用潛力.前文提到麥飯石對于水體pH值的雙向調節性能歸功于其內含有兩性元素——Al，其實麥飯石中的Si元素也具有與Al相似的化學性質，其對于pH值得雙向調節性能也有一定的貢獻.試驗表明，麥飯石能將pH值為5～11的水體調節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、水產養殖的水體優化及廢水處理方面已有一定的應用.

2 魚菜共生系統

魚菜共生系統是一種融合了水產養殖和無土栽培（水培技術）的新型復合養殖技術.

其將魚類和農作物引入同一系統.通過水循環將它們串聯起來，魚菜共生技術的核心正是水循環過程.這里簡單描述一下魚菜共生系統中的水循環過程，在水產養殖的過程中必然會有大量由魚類產生的廢物和有害物質（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菌的硝化作用）可將水體中的有害物質轉化成養分而吸收利用.同樣，這一轉化過程也是一次對于水體的過濾凈化，經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過程便可達到魚菜共生所追求的目標——“養魚不換水，種菜不施肥.”

進一步研究這一水循環過程，我們可以發現多種物質及元素參與了這一循環過程中的一個或多個環節，如飼料中所含有的氮經過魚類消化吸收后轉變為了氨類物質，這些氨類物質又在一些存在于水中的好氧菌的作用下變為了亞硝酸鹽，我們知道不管是氨類物質還是亞硝酸鹽都會對水體產生一定的污染并對生活在水中的魚類產生一定的不良影響.魚菜共生系統的巧妙之處便在于水循環可以將這些氨類物質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，將氮結合到有機化合物中供自身使用[7]，這樣一來既產生了營養物質，并且將凈化后的水返還給了魚類.這一循環過程使得氮元素也在系統中進行了循環并發揮了一定的作用.

3 麥飯石在魚菜共生系統中的妙用

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

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

通過前文對于麥飯石的描述，不難發現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節劑或飼料添加劑可應用于水產養殖，其生物活性及溶出性能提高魚類產量、使魚類肉質更好，其吸附性又能對魚類養殖的水體起到過濾凈化的作用；第三，麥飯石對PH值得雙向調節能力使其在整個魚菜共生系統的水體調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，這種狀態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中的核心過程——水循環，這一過程保證了麥飯石能順利在魚菜共生的各個環節起到作用.首先，帶有魚類產生的廢物及有害物質的水體流到水培植物種植的空間，鋪設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值雙向調節作用對水體進行凈化及調節，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的水體經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系統回到魚類養殖的空間，為魚類帶來了干凈而富含營養的活水，促進了魚類的生長發育.

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每一組成成分的適用及麥飯石對于魚菜共生系統技術整體的高度契合.這種妙用依附于魚菜共生系統中的水循環過程，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的產量和質量帶來顯著的提高、保證整個系統的水質良好.

4 展望

麥飯石并不是唯一可用于農業生產的天然礦物肥料，諸如磷礦、白云質、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].而常用于水產養殖的天然礦物也不在少數，比如火山巖、白云質、草泥丸、泥炭等都很常見，甚至一些非礦物物質（如欖仁葉）在魚類養殖及水培種植中也有應用.這些既可應用于農業種植，又可應用于水產養殖、對水體有一定調節作用的物質和麥飯石一樣，有著應用于魚菜共生系統的巨大潛力.

魚菜共生系統作為一個協同共生的組合生態系統及一個良性循環機制、作為一個發展現代農業的途徑、作為一種蘊含節能及環保思想的技術已得到了各國學者越來越多的關注.

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用于各個領域.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中的天然物質被人們所發現并利用.魚菜共生系統技術也會得到更大的發展.

〔1〕 李娟，張盼月，高英，等.麥飯石的理化性能及其在水質優化中的應用[J].環境科學與技術，2008(10)：63—66.

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

〔3〕 孫賓賓，楊博．麥飯石的特性及其在農業領域的應用研究進展[J].陜西農業科學，2013（5）：117—118.

〔4〕 蘭成云，舒銳，姚甜甜，等.礦物肥料在我國農業生產上的應用現狀[J]．安徽農業科學，2016，44(35):143－146.

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

〔6〕 李振.環保型飼料添加劑在水產養殖中的應用[J]．北京水產，2006（5）:45－48.

〔7〕 張明華，丁永良，楊菁，等.魚菜共生技術及系統工程研究[J].現代漁業信息，2004，4(19):7—12.