魚菜共生的關鍵技術及發展前景

歐明燭，馬菁華，楊 朔，劉 芳，任啟飛

(貴州省植物園，貴州 貴陽 550004)

1 引言

隨著社會生活水平的總體提升，人們對餐桌上的安全有了更高的標準，有機健康的食品越來越受到消費者的青睞，零添加無污染的種養技術受到人們的關注。魚菜共生是一種基于生物共生原理而開發應用的新型復合農業種植技術，將水產養殖和水耕栽培有機融合，在城鎮化進程持續推進中，這種新型的農業生產模式備受人們的矚目，具有較好的市場應用前景。

2 魚菜共生的技術原理及發展進程

魚菜共生技術理念起源于傳統農業中的稻田養殖，通過稻田環境養殖鯉魚、田螺等水產種類，實現稻米生產和養殖業的雙產出。無土栽培技術的發展為魚菜共生技術奠定基礎，1970年魚菜共生理念被提出[1]，在50年間該項技術取得長足發展，實現“養魚不換水、種菜不施肥”的高效、清潔、健康的生態循環養殖模式[2]。

我國在20世紀80年代末期，開始對集約型魚菜共生系統的專題進行初步探究，開發了我國首套具有實驗性質的魚菜共生種植系統，該技術順利通過驗收并被鑒定為國內、國際領先[3]。此外，我國不少機構和企業開展魚菜共生系統建設及技術研究，為我國魚菜共生發展儲備了力量[4，5]。

3 魚菜共生系統的關鍵技術

3.1 場地選擇及設施建設

常見的魚菜共生場地包括池塘、棚室。池塘是漁業生產的重要生產方式，傳統的漁業生產由于大量使用魚餌和魚藥，導致養殖水體惡化，魚病頻發等問題，云南省開展了“池塘魚—菜共生”示范，項目實施對池塘水質明顯改善，在水里養魚、水面上種植蔬菜，明顯提高水產品經濟效益[6]。棚室魚菜共生模式是魚菜共生生產的重要部分，棚室生產能減少外界環境的干擾，生產產量相對穩定，但是目前棚室魚菜共生模式存在投入成本高，冬夏極端天氣易造成魚、菜死亡的情況從而造成損失[7]。

3.2 魚菜種養技術

魚菜共生系統的優點在于低養護成本，其種養技術主要體現在對蔬菜和魚類品種的選擇方面。養什么魚可以根據市場需求及當地養殖習慣決定，常見的有羅非魚、青魚、胭脂魚、鰱魚、鱸魚等。蔬菜品種通常具備根系量大、再生能力強、洗濕等特點，目前在魚菜共生系統中常應用的蔬菜有蕹菜、青菜、萵苣等。魚菜共生系統中魚、菜的品種較為單一，這是限制該技術推廣的重要因素。

3.3 魚菜共生微生態系統

建設魚菜共生系統的關鍵是達到魚-菜-菌的生態平衡，不少研究者開展了該系統微生態平衡方面的研究，蔡淑芳等開展了蔬菜種植密度對魚菜共生系統氮素轉化影響的研究，得到了提升氮素轉化效果的優化栽培密度[8]。楊天燕等的研究采用現代高通量測序技術比較了在魚菜共生池塘與普通池塘中微生物群落結構的差異，為魚菜共生菌群平衡提供理論基礎[9]。李志娟的研究表明魚:菜比例為1∶8的時候比較適合落地式魚菜共生系統正常運行[10]。

4 魚菜共生的實施應用

4.1 水污染處理

(1)模型建立：以某農村原生態黑魚養殖池塘為實驗地實施例。根據實地測量，該養殖塘的占地面積可達2000 m2，養殖塘內主要的魚種為黑魚。種植面積以15%的養殖塘面積設計，約為300 m2，該領域中共放置70個浮板。按照行間距0.3 m、列間距0.2 m的距離將空心菜幼苗固定在網片空隙當中。該魚菜共生系統初期，投入黑魚魚尾預計8000尾左右，每條魚尾的重量約在35 g。根據黑魚的生長習性，每天6：00和18：00分別投喂人工飼料，投放量為魚尾總重量的2.5%左右。

(2)模型選址：對該村以及養殖塘的實施條件進行分析。首先該村臨近湖泊，魚塘養殖產業是村民經濟收入的主要來源。但是受到近年來湖泊水質環境的惡化，該村的養殖塘、河道、農業用水污染情況嚴重。符合實施例實驗目的。其次，實驗項目得到該村村委會的大力支持。通過與村委會負責人的協商溝通以及環境保護宣傳，村委會和村民已經逐漸認識到水體污染情況以及水體污染為村民帶來的經濟危害和生理危害。通過向村委會和村民普及魚菜共生知識，村維護高度認可本項目在治理本村水體污染、提高村民經濟收入的作用，愿意積極配合實驗開展。

(3)水質監測：為了考察魚菜共生系統對養殖塘水質污染情況的改善作用，實驗選擇了水質中溶氧量、氨氮含量、酸堿度、透明度等4個關鍵性技術指標進行實時檢測。同時，在該村選擇了生態條件相似的養殖塘作為對照組。監測統計結果如表1所示。

表1 魚菜共生養殖塘與對照組養殖塘水質監測結果對比

從表1統計的四個水質監測指標來看，在實驗開展的初期，兩個養殖塘的溶氧量、氨氮含量、酸堿度、透明度數值相差不大，說明選取的兩個養殖塘生態條件接近。隨著實驗不斷開展，魚菜共生實驗養殖塘的溶氧量明顯大于對照組養殖塘，而氨氮含量則小于對照組養殖塘。根據溶氧量和氨氮含量指標特點，說明魚菜共生系統有助于改善養殖塘的生態環境。此外，研究顯示隨著實驗進行，養殖塘內水質的酸堿度變化不明顯。而對于水質的透明度來說，魚菜共生養殖塘透明度更高，說明水質的魚菜共生系統對水中懸浮雜質的固化作用明顯。

4.2 家庭養殖

4.2.1 模型建立

以某村村民家庭場所為實驗用地，開展魚菜共生家庭養殖實驗。實驗場地設備為長寬高分別為1 m、4 m、1.5 m的養魚缸，上方設置相同尺寸的種植床，蓋板上按照行間距0.3 m、列間距0.2 m間隙預留種植孔。養魚缸內種植的蔬菜為空心菜，魚類為羅非魚。該系統實驗初期投放的羅非魚魚尾數量為15尾，每條魚尾的重量約在30 g，每天6:00和18:00投放飼料，投喂量魚尾羅非魚總重量的2.5%左右。

4.2.2 水質監測

在不更換水的條件下，對養魚缸水質中的溶氧量、氨氮含量、酸堿度、透明度等4個關鍵性技術指標進行實時檢測，結果如表2所示。從統計的數據來看，實驗進行20 d后，水質溶氧量有所降低，后保持穩定，而水質氨氮含量則有所升高，后保持穩定。且長期觀察發現，該系統的魚菜物種均保持良好長勢，未出現死亡情況。表明了魚菜共生系統建立平衡后，系統可以實現自我調節。

表2 養魚缸內水質指標變化情況

5 魚菜共生的發展前景

隨著信息化產業技術的發展，一些高端信息技術也應用在了魚菜共生系統當中。趙月玲等[11]開發了一套基于傳感器技術的魚菜共生實施監測系統，實現對已有魚菜共生系統的智能化管理，達到了節約水資源、提高產量的目的。孫劍等[12]開發了一套基于物聯網技術的魚菜共生實時監測系統，提高了魚菜共生系統的精細化管理水平。丁小濤等[13]的研究縮小了魚菜共生系統，創造性地提出了陽臺區域的魚菜共生系統，提高了成熟居民的蔬菜自給率，美化了城市生活環境。未來魚菜共生的研究方向應當集中在以下幾個方向：①將生物水處理方法引入到魚菜共生系統中，進一步提高蔬菜對魚類養殖水的凈化作用。②對建立的魚菜共生生產模式所涉及到的各項參數、指標之間的關聯方式進行數學模型建立，以提高智能化管理水平。③進一步研究集成魚菜共生系統，針不同模式下的系統的工程特點，開發不同的相關智能管理設備，提高系統的準確操作能力，使得系統運轉更穩定，提高產值。