陽臺型魚菜共生裝置對葉菜類蔬菜生長的影響

董枝青 李雯琳

摘要? ? 為研究陽臺型魚菜共生裝置對不同種類葉菜類蔬菜生長的影響，尋求更高效協(xié)調(diào)的養(yǎng)殖與種植相結(jié)合的生產(chǎn)模式，以滿足家庭對綠色有機蔬菜的需求和探索新的水循環(huán)種植模式，以油菜與油麥菜為供試品種，以陽臺型魚菜共生裝置養(yǎng)殖魚水作為營養(yǎng)液，研究其對葉菜類蔬菜生長的影響。結(jié)果表明，使用該裝置油菜與油麥菜地上部分與地下部分鮮干重較對照顯著提高，其中油菜在株高、葉綠素含量及根系生長方面增加量均最高。這說明葉菜在魚菜共生裝置中生長狀況良好，特別是油菜的栽培效果最好，該裝置具有良好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞? ? 魚菜共生裝置;葉菜類蔬菜;生長

中圖分類號? ? S636;S964.9? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）22-0036-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

Abstract? ? In order to study the effects of the balcony fish-vegetable symbiosis device on the growth of different leafy vegetables，and to find a more efficient and coordinated production mode combining fish breeding and vegetables cultivation，not only to meet the family′s demand for green organic vegetables，but also to explore a new recycled water for planting vegetables，the experiment used Chinese celery cabbage and leaf lettuce as test varieties，and used the water from balcony fish-vegetable symbiosis device to provide test vegetables irrigation，then its effect on the growth of leafy vegetables was studied.The results showed that the fresh and dry weight of aerial parts and underground parts of Chinese celery cabbage and leaf lettuce were significantly higher than those of the control group.Especially the plant height，chlorophyll content and the root growth of Chinese celery cabbage increased the most.It shows that leafy vegetables grow well in the aquaponics system and Chinese celery cabbage has the best cultivation effect.The system has a good application prospects in leafy vegetable production.

Key words? ? Fish-vegetable symbiosis device;leafy vegetable;growth

魚菜共生是一種新型的復(fù)合耕作體系，它將水產(chǎn)養(yǎng)殖與無土栽培這2種原本完全不同的農(nóng)耕技術(shù)通過巧妙的生態(tài)設(shè)計達到科學(xué)合理的協(xié)同共生[1]，不僅可以滿足城市居民吃到新鮮安全蔬菜的愿望，還能夠起到觀賞和凈化空氣的作用，讓市民體驗自然、健康的生活方式，有利于人們放松心情、緩解壓力。在魚菜共生系統(tǒng)中，植物和魚之間協(xié)同生長，水生動物排泄廢物，細菌將廢物轉(zhuǎn)化成營養(yǎng)，植物吸收營養(yǎng)，為水生動物改善水質(zhì)[2]，從而達到魚菜共同生長，并且收獲2種農(nóng)產(chǎn)品，實現(xiàn)養(yǎng)魚不換水而無水質(zhì)憂患，種菜不施肥而正常成長的生態(tài)共生效應(yīng)[3]。在傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，隨著魚類排泄物以及魚食等的積累，廢棄物會轉(zhuǎn)化為氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等對魚有害的物質(zhì)，毒性會慢慢增大。而在魚菜共生系統(tǒng)中，養(yǎng)魚的水被輸送到種菜的水培栽培系統(tǒng)，各種細菌將魚水中的氨氮等分解成亞硝酸鹽，然后被硝化細菌分解成可以直接被植物作為營養(yǎng)吸收利用的硝酸鹽[4]。魚菜共生讓動物、植物、微生物三者之間達到一種和諧共生的生態(tài)平衡關(guān)系，是國家提倡的未來可持續(xù)循環(huán)型零排放的低碳生產(chǎn)模式，也是有效解決農(nóng)業(yè)生態(tài)危機的有效方法[5]。

魚菜共生技術(shù)原理簡單，實際操作性強，適合于規(guī)模化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也可用于小規(guī)模的家庭農(nóng)場或者城市農(nóng)業(yè)，國內(nèi)純粹的魚菜共生農(nóng)場不超過10家，多數(shù)都搭配了餐飲、觀光及利用魚菜共生來推廣其他產(chǎn)品。而家庭化魚菜共生裝置規(guī)模小、制作成本較低、實用性強、外形美觀，同時兼?zhèn)淞朔N植、養(yǎng)殖以及觀賞的功能，勢必成為未來魚菜共生發(fā)展的趨勢，具有非常光明的發(fā)展前景。本試驗以設(shè)計家庭化的魚菜共生裝置為基礎(chǔ)，使用該裝置進行蔬菜育苗栽培，結(jié)合養(yǎng)魚觀察研究蔬菜生長情況，為該裝置選擇適宜的蔬菜種類，同時總結(jié)魚菜共生裝置的優(yōu)缺點，為進一步的裝置設(shè)計及應(yīng)用研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗裝置

虹吸式魚菜共生裝置主要由養(yǎng)魚缸（玻璃）、栽培槽（亞克力板材）、卡槽、虹吸管、鐘罩、動力系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)以及小型抽水泵等組成。本試驗設(shè)計的裝置屬于魚菜共生中的閉環(huán)共生，整體構(gòu)造如圖1所示。

1.2? ? 試驗材料

亞克力板材、氯仿、銼刀、墊片、錦鯉魚苗、油麥菜、油菜種子、蛭石等。

1.3? ? 試驗方法

本試驗于甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)南門玻璃溫室內(nèi)進行，地處東經(jīng)103°49′、北緯36°03′，海拔1 520 m。2018年9月3日開始育苗，采用溫湯浸種，在培養(yǎng)箱中進行催芽，催芽溫度為20 ℃，催芽成功后定植于穴盤，油麥菜的出苗率為96%，油菜出苗率為86%。試驗設(shè)置4個處理，即油菜與油麥菜各自常規(guī)管理為對照，表示為CK油、CK麥，同時期養(yǎng)魚水管理油菜、油麥菜各處理，表示為T油、T麥。

1.4? ? 測定內(nèi)容及方法

1.4.1? ? 形態(tài)指標(biāo)的測定。從植株出土到第1片真葉展開后開始測定，每5 d記錄1次植株株高、葉片數(shù)、葉面積的動態(tài)生長情況，試驗連續(xù)進行35 d左右。葉面積采用透明網(wǎng)格法測量，株高使用量尺測量，葉片數(shù)以計數(shù)法記錄，均是每個處理取5株測量，再取其平均值作為最后試驗所需數(shù)據(jù)。

1.4.2? ? 生理指標(biāo)的測定。每個處理取5株，3次重復(fù)測量植株的干鮮重（地上部以及地下部）、葉綠素含量、根系活力、胡蘿卜素含量。其中，干鮮重均采用電子天平稱量;葉綠素的測定，即根據(jù)葉綠素提取液對可見光譜的吸收，利用分光光度計在某一特定波長下測量其吸光度，即可用公式計算出提取液中葉綠素的含量[6]，轉(zhuǎn)化公式：

式中，A663和A645為葉綠素溶液在波長663 nm和645 nm時的吸光度;Ca、Cb分別為葉綠素a和b的濃度，以mg/L為單位;Cx.c為類胡蘿卜素的總濃度;A470為葉綠體色素提取液在波長470 nm下的吸光度。

1.4.3? ? 根系掃描。使用根系掃描儀測定根系生長情況，每個處理取3株，3次重復(fù)。

1.5? ? 數(shù)據(jù)處理與分析

用Excel 2010處理試驗數(shù)據(jù)做柱形圖及折線圖，用SPSS軟件進行方差分析。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 油菜與油麥菜幼苗地上與地下部分鮮重的變化

由圖2可知，油菜與油麥菜地上部分鮮重均比對照增加，油麥菜的增幅大于油菜。與對照相比，油菜地上鮮重增加了45.5%，而油麥菜地上鮮重則增加了370.7%。鮮重代表了植物的生長量，相比較而言，油麥菜處理效果較為理想。

由圖3可知，油菜與油麥菜的地下部分鮮重均高于對照，油菜的增幅大于油麥菜。相比對照而言，油菜與油麥菜地下部分鮮重分別提高了532.6%、375.4%。根系可以吸收水分和礦物質(zhì)，同時有固定植株的作用，可以看出油菜地下部分生長較好。

2.2? ? 油菜與油麥菜幼苗地上與地下部分干重的變化

由圖4可知，油菜和油麥菜的地上部分干重均比對照增加，且與地上部分鮮重的增加趨勢相同，均為油麥菜增幅大于油菜。油菜地上部分干重增加了44.8%，油麥菜增加了327.1%，與油麥菜地上部分鮮重的增幅相互對應(yīng)。

由圖5可知，油菜與油麥菜地下部分干重相比對照均有所增加，且T油>T麥，油菜比對照增加了3.676倍，油麥菜增加了1.757倍，與地下部分的鮮重增加相互對應(yīng)，均為油菜的增加幅度大于油麥菜。

2.3? ? 油菜與油麥菜幼苗株高與葉片數(shù)的變化

由圖6可知，各處理株高在試驗過程中均呈增高趨勢，其中T油株高增加最大。前10 d T油與CK油生長無明顯差距，CK麥略大于T麥。從第10天開始，T油生長逐漸大于CK油，最大高度相差1.1 cm;T麥的生長始終小于CK麥，但整體差異較小，最大相差0.6 cm。總體而言，以T油高度增加最為明顯。

由圖7可知，各處理的葉片數(shù)整體比較集中，前10 d各處理葉片數(shù)均相同。第15天開始T麥葉片數(shù)略少于CK麥，但相差幾乎不大。從第20天開始T油葉片數(shù)逐漸大于CK油，最大相差0.6片。

2.4? ? 油菜與油麥菜幼苗葉片葉綠素含量的變化

由圖8可知，油菜與油麥菜的葉綠素總量都大于對照，且T油>T麥，油菜與油麥菜葉綠素總量比對照分別增加了1.59倍、2.18倍。葉綠素含量高代表光合強度高，光合產(chǎn)物多，則地上部生長旺盛，相對應(yīng)干鮮重（地上部）高，這與2.1、2.2的結(jié)果也相互印證。

2.5? ? 油菜與油麥菜幼苗根系生長的情況

由表1可知，T油總根長顯著高于CK油、CK麥和T麥，CK油和T麥處理之間無明顯差異，CK麥略大于CK油、T麥。T油根表面積顯著大于CK油、CK麥、T麥，分別高出5.27倍、1.43倍、4.05倍，CK油和CK麥、T麥之間無顯著差異，CK麥略大于CK油、T麥。CK麥的根平均直徑顯著大于CK油、T油、T麥，分別高出了72.7%、100.0%、40.7%。T油根尖數(shù)顯著大于CK油、CK麥和T麥，分別為CK油、CK麥、T麥的21.85、37.65、30.99倍。綜合比較，以T油處理效果最為理想。

3? ? 結(jié)論與討論

魚菜共生系統(tǒng)作為一種新興循環(huán)水養(yǎng)殖生產(chǎn)模式，對于解決我國農(nóng)業(yè)生態(tài)危機既是機遇也是一種挑戰(zhàn)，將魚菜共生系統(tǒng)投入大規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，將在很大程度上減少水資源使用以及污水處理的費用。然而，魚菜共生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易受到外界環(huán)境、種植蔬菜的種類、密度和系統(tǒng)工藝等多方面因素的影響，難以形成大規(guī)模集約化循環(huán)生產(chǎn)[7]。目前，國內(nèi)研究主要偏重于魚菜共生的技術(shù)實現(xiàn)上，國外該領(lǐng)域研究已深入到系統(tǒng)水、營養(yǎng)、能源利用效率及系統(tǒng)性能影響因素等方面，較國內(nèi)超前。目前，在陽臺種植蔬菜受到越來越多市民的喜愛，已經(jīng)形成一股新潮流，成為一種時尚，因而有必要研究魚菜共生裝置對蔬菜生長的影響。本試驗以陽臺型魚菜共生裝置為基礎(chǔ)，在確保正常養(yǎng)魚，魚苗數(shù)未減少的情況下，研究其對葉菜類蔬菜生長的影響，以便確定更適合魚菜共生裝置的葉菜種類。葉菜類蔬菜生長周期短，從幼苗開始就可以收獲，營養(yǎng)價值豐富，經(jīng)濟產(chǎn)量高，食用安全，是最易為人們接受的陽臺蔬菜之一[8]。

截至目前，有關(guān)魚菜共生對魚菜生長影響的報道很多[9]。蔡淑芳等[10]研究表明，魚菜共生裝置中水蕹菜的密度對其生長影響顯著，菜鮮重、株高均增加;李曉輝等[11]以空心菜為試驗材料進行研究，結(jié)果表明，2個試驗組比對照組年平均多獲利22 300元，說明空心菜種植不但可以降低水體氨氮含量，還可使養(yǎng)殖戶增收;夏? 琴等[12]以根系量大、再生能力強、喜多濕的綠葉菜空心菜、青菜、生菜為試驗材料進行研究，結(jié)果表明，在魚菜共生魚塘內(nèi)種出的蔬菜口感更好，貯存時間也較長，蔬菜的經(jīng)濟效益比同等種植面積蔬菜園增加約50%。本試驗使用該裝置油菜與油麥菜地上部分與地下部分鮮干重較對照顯著提高，其中油菜在株高、葉綠素含量及根系生長方面增加量都最高，這與以上研究結(jié)果一致。這說明葉菜在魚菜共生裝置中生長狀況良好，特別是油菜?的栽培效果最好，該裝置具有良好的應(yīng)用前景。

本試驗結(jié)果表明，無論是油菜還是油麥菜，地上鮮重都好于對照，油菜株高增加量遠大于對照。由此表明，陽臺型魚菜共生裝置更適合油菜的栽培。試驗過程中，油麥菜會表現(xiàn)出缺素癥狀，葉片變黃，如果家庭種植油麥菜可葉面噴施蔬菜所需元素，既保證魚水不受污染，又確保了蔬菜對元素的需求，種植油菜無須擔(dān)心缺素癥狀。為了保證蔬菜的安全以及水環(huán)境不受污染，陽臺種植可用粘蟲板進行滅蟲。

4? ? 參考文獻

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