雷家松, 黃 歡, 覃 普, 楊云賢
(1.遵義市播州區種植業發展中心, 貴州 遵義 563100; 2.遵義市播州區畜牧漁業發展中心, 貴州 遵義 563100)
魚菜共生(Aquaponics)是一種新型的復合耕作體系,是利用魚類養殖排放水為蔬菜提供營養,由1種氮源(魚飼料)生產2種農產品(魚和蔬菜)的循環農業生產模式,具有水和氮源利用效率高、不使用化肥和抗生素、對環境友好等特點[1]。魚菜共生系統在生產中不會破壞環境和以犧牲環境為代價,種植的蔬菜和養殖的水產品真正達到綠色有機[2],水生植物對富營養水體的凈化綜合了吸附沉淀、吸收代謝、富集濃縮等作用[3]。利用水生植物凈化富營養化水體及污水處理研究已開展多年,李慎瑰等[4]研究了濕地植物根際微生物對生活污水的處理效果;李艷薔[5]對植物浮床處理城市污染水體的水質進行了研究;田麗粉等[6]對池塘魚菜共生系統進行了技術和效益的研究。目前,魚菜共生技術的植物種植及水產產品養殖方式較多,但存在一定的問題。因此,重點對魚菜共生技術研究概況進行綜述,供相關領域研究參考。
深水栽培模式是利用浮筏、泡沫漂盤、PVC管+網片搭建在水面之上,水上種菜、水下養魚,具有不易堵塞水流、造價低等特點,漂浮濕地處理系統現已被廣泛應用于池塘養魚和養豬場尾水處理[7-9],深水栽培漂浮型種植蔬菜不占用池塘面積,不會對池塘養殖操作產生影響;還可根據水和空氣溫度進行不同品種蔬菜的種植,如春季或冬季可選擇種植魚腥草、豆瓣菜或水芹菜等,夏季種植空心菜及薄荷等。用于種植植物的漂浮筏材料便宜可操作,可制作成不同的形狀和圖案,既方便采摘還可作景觀觀賞。深水栽培模式比較容易實現產業化與工廠化生產,但系統中的硝化處理過程是關鍵環節,也是技術難點。
基質栽培模式又叫基質填充生長床技術,主要應用在小型魚菜共生系統中。蔬菜生長裝置中的基質不僅將營養輸送給基質內種植的蔬菜,還發揮了機械過濾和生物過濾的雙重作用,使養魚與蔬菜栽培技術有機結合。管鮮等[10]對基質栽培的魚菜共生效益進行研究認為,基質栽培魚菜共生具有持續高效、節約能源、產出高和品質優等特點,但這種模式投資大、技術運用難、風險高,適合在園區內建設,同時可供觀光和觀賞。
營養液膜栽培模式是將植物放置于平行設置的種植槽內,通過根系從槽內營養液中吸收養料供植物生長,這種模式在以養魚為主的地方使用較少。
水生蔬菜(Aquatic vegetable)是指生長在水中可供食用植物的總稱[11]。我國水生蔬菜有十多類,傳統蔬菜主要包括蓮藕、子蓮、茭白、芋頭、荸薺、蕹菜、水芹、芡實、慈姑、菱角、莼菜、豆瓣菜(西洋菜)、蒲菜及蔞蒿等,以上蔬菜品種被歐美、日本等國家稱為中國特菜,在國際農產品貿易中享有較高的聲譽[12]。生產上大部分蔬菜都適宜在魚菜共生系統中種植,但種植季節和種植搭配要根據不同的蔬菜適應性進行選擇。
在水環境中水生蔬菜和浮游藻類在吸收利用營養物質和光能等方面有很強的競爭關系,前者個體大、生命周期長、吸收儲存營養能力強,所以能間接抑制浮游藻類的生長[13]。如漂浮型水生蔬菜的種植面積過大,作為水體內初級生產者的藻類減少將降低水體中的溶氧量,可能會影響養殖魚類的生長。
魚池中的養分不能完全滿足蔬菜生長所需要的全部營養元素,如鐵、鉀、鈣等,水體中不能提供的營養元素還需要定期、額外添加相應的肥料。但添加營養元素的量要掌握適度,否則會影響養殖魚類的健康生長而減少經濟收入。
魚菜共生系統是一個相互影響的整體,其中任何環節出現問題都會導致整個系統難以運行。冬季大多數水生蔬菜枯萎死亡或生長緩慢,后期清理和維護較難,株殘體如不及時清除,易引起二次水污染,不但水體難以取得理想的凈化效果,而且還會影響系統的后續運行。因此,魚菜共生系統必須要有完善的日常管理制度,出現問題要及時發現,盡量將損失降到最低。
以水產養殖和水耕栽培技術作為基礎,通過不同組合方式構建可繁可簡、類型多樣的系統,讓動物、植物、微生物三者間達到和諧共生的生態關系,符合可持續性循環農業的生產模式,是解決農業生態危機的有效途徑。魚菜共生系統在水產養殖的生態效益方面具有較高的價值,與物理、化學及工程方法相比較,利用水生蔬菜來治理水產養殖尾水,除成本低、能耗小、治理效果好、對環境干擾小等優點外,生產的水生蔬菜還可產生一定的經濟價值。因此,魚菜共生技術的應用前景廣闊。