關于魚菜共生系統的探究

張齊 張悅 趙世玉 夏英俊

摘要：魚菜共生系統是將水產養殖和水培蔬菜兩種不同的農業工程技術相結合的一種新型生態農業技術。本文主要對魚菜共生的起源及發展、系統的配置模式、發展前景等方面進行一系列闡述。

關鍵詞：魚菜共生；景觀式系統；栽培模式；發展前景

魚和食物共生已經存在了幾個世紀，2010年至今為快速發展階段，歐洲議會研究服務局的一項報告將魚菜共生認定為是“可以改變生活的十項技術”之一。從那時候起，魚菜共生系統在世界上的地位越來越高。

魚菜共生系統的類型按栽培模式可以分為潮汐栽培、深水栽培和營養膜管道栽培。按循環工藝可以分為直接共生、開環共生和閉環共生。

2.1 按栽培模式分類

潮汐栽培模式：該系統主要由養殖池、過濾系統、種植池構成，水、空氣和光照是必不可少的，見圖1。在種植池中填充培養基，水泵將水從養殖池泵入種植池，并安裝虹吸裝置，使水箱內的水位以潮汐方式自動上升下降。

深水栽培模式：該系統主要由養殖池、生物過濾池、種植池組成，水、空氣和光照也是必不可少的，見圖2。魚缸用作魚類生長的地方，為了防止魚類死亡必須適當泵入溶解氧。生物過濾池裝滿生物球、過濾棉等供硝化細菌棲息和繁殖，過濾水中的大顆粒混合物將水中的氨轉化為可供植物利用的硝酸鹽。

營養膜管道栽培模式：通常使用向上開口的PVC管作為種植載體，見圖3。水從生物過濾池抽到聚氯乙烯管里。植物被PVC管中的種植籃固定。管道設計可以做成單層布置或者多層形式，從而實現立體種植。

2.2 按循環工藝分類

直接共生：直接共生就是在池塘中直接種植水生蔬菜。蔬菜可以直接利用養殖池中的氨氮，不僅可以凈化水質，還可以獲得生長所需的養分。

開環共生：養殖池與種植池之間沒有形成閉合回路，從養殖池排出的廢水直接輸送到蔬菜種植系統，不形成回流，每次池塘需補充新水。

閉環共生：池塘排出的廢水經硝化床微生物處理后，進入蔬菜栽培系統。廢水經過蔬菜根系的生物吸收過濾后再回到池塘中形成閉合回路。

3.1 魚類的選擇

魚菜共生系統中魚的選擇非常多樣，一般適合養殖的食用魚有，羅非魚、鯉魚、鰱魚；觀賞魚則有，朱文錦、金魚、錦鯉等。有些系統中也會選擇使用蝦類，不過并不常見。目前，采用不同介質的水培系統可用于飼養雜交羅非魚、尼羅羅非魚、虹鱒魚、鱈魚和雜交鯰魚。

3.2 植株的選擇

植株的選擇同樣有很多種，常見的水生蔬菜有，蓮藕、慈姑、荸薺、菱角、空心菜等，用浮板種植生菜、空心菜的比較多。有研究發現對水培蔬菜生產的更多關注，？可能會帶來比完全整合的魚菜共生系統更高的利潤。

4.1 對透明度和溶解氧的影響

魚菜共生系統能有效地提高水體的透明度。聶凌云等發現控制魚菜共生體系中浮床的比例，可以有效地提高養殖水體的透明度和溶解氧，從而改善養殖水體，為養殖對象提供良好的生長環境。

4.2 對化學需氧量的影響

生物浮床會降低養殖水體中的溶解氧含量。同時植物根系的呼吸作用及根際微生物的硝化與反硝化作用會消耗大量氧氣。

4.3 對氮和磷的影響

張明華等的研究表明魚菜共生系統中的植株對水質具有凈化作用。整個試驗過程中，氨氮含量呈先降低后升高的趨勢。由于魚菜共生系統下植株生長過程中大量消耗水中的氮和磷，所以系統可以顯著降低池塘排污系數。

在魚菜共生系統中，植物生長促進微生物可提高植物吸收養分的能力。植物根系微生物可以抵抗病原、促進生長和促進氮利用。

池子的選擇可以使用耐用的材料，底部平坦便于清洗，四周盡量避免使用透明色。水在系統中十分重要，為了控制水的含氧量，可以使用pH試紙、介電測試儀等設備進行實時檢測。要根據養魚量定期進行飼喂，并在飼喂30分鐘后及時清除飼料殘渣。

魚菜共生系統實現了物質的循環利用，能夠有效節約資源，是生產綠色有機無公害食品的環境友好型體系，能夠實行半自動化生產，明顯提高總效能。但同時也存在一些不足的地方，比如缺乏對魚菜共生環境監測控制、過濾系統不完善、栽培蔬菜品種有限制等。不過總的來說，這種新型栽培模式的發展前景是充滿光明的。

基金項目：沈陽工學院2020年大學生創新創業訓練計劃項目。

*通訊作者：夏英俊，女，副教授，博士研究生。研究方向：作物生理生態研究。