張齊 張悅 趙世玉 夏英俊

摘要：魚菜共生系統(tǒng)是將水產(chǎn)養(yǎng)殖和水培蔬菜兩種不同的農(nóng)業(yè)工程技術(shù)相結(jié)合的一種新型生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)。本文主要對魚菜共生的起源及發(fā)展、系統(tǒng)的配置模式、發(fā)展前景等方面進(jìn)行一系列闡述。

關(guān)鍵詞：魚菜共生；景觀式系統(tǒng)；栽培模式；發(fā)展前景

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

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

2.1 按栽培模式分類

潮汐栽培模式：該系統(tǒng)主要由養(yǎng)殖池、過濾系統(tǒng)、種植池構(gòu)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(yǎng)基，水泵將水從養(yǎng)殖池泵入種植池，并安裝虹吸裝置，使水箱內(nèi)的水位以潮汐方式自動上升下降。

深水栽培模式：該系統(tǒng)主要由養(yǎng)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(dāng)泵入溶解氧。生物過濾池裝滿生物球、過濾棉等供硝化細(xì)菌棲息和繁殖，過濾水中的大顆?；旌衔飳⑺械陌鞭D(zhuǎn)化為可供植物利用的硝酸鹽。

營養(yǎng)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(shè)計可以做成單層布置或者多層形式，從而實現(xiàn)立體種植。

2.2 按循環(huán)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(yǎng)殖池中的氨氮，不僅可以凈化水質(zhì)，還可以獲得生長所需的養(yǎng)分。

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

閉環(huán)共生：池塘排出的廢水經(jīng)硝化床微生物處理后，進(jìn)入蔬菜栽培系統(tǒng)。廢水經(jīng)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(tǒng)中魚的選擇非常多樣，一般適合養(yǎng)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(tǒng)中也會選擇使用蝦類，不過并不常見。目前，采用不同介質(zhì)的水培系統(tǒng)可用于飼養(yǎng)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(fā)現(xiàn)對水培蔬菜生產(chǎn)的更多關(guān)注，？可能會帶來比完全整合的魚菜共生系統(tǒng)更高的利潤。

4.1 對透明度和溶解氧的影響

魚菜共生系統(tǒng)能有效地提高水體的透明度。聶凌云等發(fā)現(xiàn)控制魚菜共生體系中浮床的比例，可以有效地提高養(yǎng)殖水體的透明度和溶解氧，從而改善養(yǎng)殖水體，為養(yǎng)殖對象提供良好的生長環(huán)境。

4.2 對化學(xué)需氧量的影響

生物浮床會降低養(yǎng)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(tǒng)中的植株對水質(zhì)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(tǒng)下植株生長過程中大量消耗水中的氮和磷，所以系統(tǒng)可以顯著降低池塘排污系數(shù)。

在魚菜共生系統(tǒng)中，植物生長促進(jìn)微生物可提高植物吸收養(yǎng)分的能力。植物根系微生物可以抵抗病原、促進(jìn)生長和促進(jìn)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(tǒng)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(shè)備進(jìn)行實時檢測。要根據(jù)養(yǎng)魚量定期進(jìn)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(tǒng)實現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用，能夠有效節(jié)約資源，是生產(chǎn)綠色有機(jī)無公害食品的環(huán)境友好型體系，能夠?qū)嵭邪胱詣踊a(chǎn)，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(huán)境監(jiān)測控制、過濾系統(tǒng)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(fā)展前景是充滿光明的。

基金項目：沈陽工學(xué)院2020年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)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(tài)研究。