鱼菜生态共生效应与循环模式的应用研究

2021-06-30 16:05:50 来源：食品安全导刊

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　　鱼菜生态共生效应与循环模式的应用研究

　　我国的水产养殖主要由个体养殖户、合作社和企业构成，虽然水产养殖企业在竞争中处于优势地位，但对市场的影响力非常有限。从内部环境看，我国一些可以合理利用的空间，如深远海、水稻田、低洼盐碱地等没有得到开发与利用；从外部环境看，养殖水域周边出现各种污染、建设用地不断扩张，养殖空间受到严重挤压，从而导致资源紧缺。

　　鱼菜共生综合种养技术是集水产养殖与农业种植于一体的综合型种养模式，基于生态共生的原理，针对养殖水体富营养化，在鱼类养殖池塘水面进行蔬菜无土栽培，利用鱼类与蔬菜的共生互补将水产养殖与蔬菜种植有机结合。本文通过介绍鱼菜共生技术的发展现状与技术模式，分析其实施应用与推广前景，并最终提出了相应的对策建议，为现代农业技术的进一步发展与应用提供理论依据与参考价值。

　　鱼菜共生技术的发展现状

　　20世纪80年代，美属维尔京群岛大学（UVI）的詹姆斯·瓦克斯（Dr. James Rakocy）博士成功研发了鱼菜共生系统，被誉为“鱼菜共生之父”，并将该理论与技术在全球范围内进行广泛传播与推广。根据数据统计，目前至少有43个国家和地区开展了鱼菜共生技术的研究与实践，并且各国根据鱼菜品种的差异、技术发展水平及市场需求的状况，均对鱼菜共生系统进行了本土化的改良与创新。

　　中国于20世纪90年代，由中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所丁永良教授等引进鱼菜共生技术并开展实验研究，设计了国内首套实验性鱼菜共生装置，并进行了后期设备装置与系统参数的改良，以适应不同鱼菜品种、不同水培模式，提高技术普及与产量效益。

　　目前，我国鱼菜共生系统的技术应用主要分为两种模式。第一，工业生产型。这种类型主要针对大规模养殖的合作社和企业，养殖形式主要依赖无土栽培技术，养殖品种多样，整体系统结构复杂，生态循环方式灵活，产量可观，经济效益良好。第二，休闲观赏型。该模式主要以养殖观赏鱼和景观水生植物为主，主要用于大型园区、景观庭院、休闲娱乐和家庭阳台的布景与美化，具有更高的休闲体验及艺术效用。

　　主要技术模式与特征

　　鱼菜共生系统是将水产养殖循环系统和水培蔬菜耕种技术整合为一体的复合型生态循环培育系统。根据种植部分的技术差异，该系统通常具有以下4种技术模式：

　　直接漂浮法直接漂浮法是当前国内鱼菜共生应用面积最广的模式。这种模式是直接将蔬菜苗固定在由泡沫板、竹架等材质建构的定植板上进行水培。此方法投资规模小，简单易操作，但氨氮磷吸收不够彻底，因此利用率不高。

　　硝化过滤法这种模式适用于以鱼菜共生为主营业务的养殖户或企业。此模式将养殖水体与种植系统分离，经由硝化系统进行连接过滤。尾水经硝化作用后，分解为可以被蔬菜吸收的游离营养形态进入种植区，用水循环或喷雾的方式供给植物根系吸收，循环反复，形成闭合平衡生态系统。这种模式适宜于规模化生产，效率较高，系统稳定性较强，但技术含量高，投资成本大。

　　分离滴灌法该模式较为简单，多适用于瓜果等高大植物的水培技术。该技术直接将养殖水体与栽培基质的灌溉系统连接，养殖区排放的废液以滴灌的形式循环至栽培基质或栽培容器中，经由过滤后，再将净化水返回至养殖水体中。此种模式要求基质具有较好的过滤性能，否则易出现堵塞、排水不畅等现象，使生态平衡遭到破坏从而影响生产。

　　水生蔬菜法这种方式属于养殖与种植分离式共生，适用于茭白、水芋慈菇等蔬菜品种。养殖过程中需要将栽培田块铺上防水布，返填回淤泥或土壤，灌水构建种植床；养殖池的水可以直接排放至农田，再从另一端回流至养殖池。废水在防水布铺设下没有渗漏，而水生蔬菜又能充分滤化废液，同样可以得到良好的生物过滤作用。

　　实施应用与推广前景

　　鱼菜共生技术原理简单，实际操作性强，可适合于规模化的水产养殖与休闲农业项目，也可用于小规模的家庭农场或都市阳台农业，具有广泛的应用前景。

　　鱼菜共生技术在水产养殖农业中的应用北京市怀柔区东方尚品农业种植专业合作社，在池塘上采用鱼菜共生的模式饲养鲤鱼，种植生菜、油菜。他们将温室大棚改造，设计了蔬菜立体种植区和“回”字型渔业养殖区。养鱼的水经过过滤，变成自带有机肥料的“营养液”，通过管道滋养蔬菜；水培蔬菜的水，经过养分吸收之后，又变成适合养鱼的净化水，从而形成一整套循环生态系统。经测算，立体栽培模式增加了大棚蔬菜种植面积的13.4%，蔬菜年产量比传统的种植模式增加了4倍，棚内养鱼年收入也可达1万多元。

　　鱼菜共生技术在休闲农业项目中的应用位于黑龙江省的农垦山河农场，旨在打造集“观光+采摘+私人订制”多元化的鱼菜发展格局，把园区模式和市场需求紧密结合，取得了显著的经济效益。该园区通过上层吊挂栽种白兰瓜、香瓜、西瓜等瓜类植物；第二层盆栽久保桃、寒富士等水果；第三层种植菠菜、西红柿等蔬菜；第四层水面高密度养殖鱼、河蟹、淡水虾等水产，实现无化学农药污染与肥料的有机生态栽培与养殖模式。大棚内除了种植黄瓜、西红柿、茄子等20余种常规蔬菜外，还种植莴笋、山药等特色经济作物，鱼池也引进一批中华鲟、红鲤等稀有鱼种。同时，园区积极拓展旅游产业发展空间，形成了“观光+采摘+私人订制”的多元化鱼菜共生发展格局。

　　鱼菜共生技术在都市阳台农业中的应用 “都市阳台农业”是现代低碳生活的新型表现形式，也是现代家庭园艺生活的一部分，体现了都市居民一种健康的生活方式，同时也激发了人们的培育兴趣，缓解压力、陶冶情操。阳台鱼菜共生系统的设计主要满足观赏性与装饰性，其主要产出无公害的蔬菜水果，包括叶菜类、瓜果类和花卉类等，目前已经有20余种常见的蔬菜水果可以实现水培且具有良好的产出效应。养殖的鱼类也以观赏性、娱乐性为主，最常见的为锦鲤和金鱼，同时集合壁挂式、盆栽式、管道式、立体式等多样性的培育设备，因地制宜，大大提升了城市居民的生活质量与审美需求。

　　随着高效循环水产养殖技术与水培蔬菜创新技术在我国农业各个领域的推广与应用，促进了农、渔业以市场为导向的可持续绿色经济发展模式。这些新技术具有节水、节能、环保、高效等特点，值得在鱼菜共生技术领域示范和推广。

　　系统布局向城镇化、立体化发展目前，我国规模化的鱼菜共生系统主要以温室建设为主，以实现环境平衡、避免自然灾害、提升产量与经济效益的目的。但温室建设具有较高的投资成本，通常为400～450元/m2，从而提高了行业准入门槛。因此，因地制宜的改良适宜当地气候环境与城镇生产规模的鱼菜共生循环系统，并结合垂直农业技术与立体栽培技术，是当前需要解决的主要问题。

　　硬件设施向智能型、生态化发展根据鱼菜共生技术成本结构分析显示，劳动力、鱼苗与饲料、能源约各占总成本的1/3，因此，减少劳动力使用与能源消耗将是提升系统整体生产效益的重要方向。目前，自动化技术已经基本可以覆盖一些温室作业的生产，但对规模化养殖生产依然具有很大的局限性。未来，生态型、智能化、去劳动力的生产模式将成为鱼菜共生技术领域的主要研究方向。

　　技术推广向人工智能化、商业规模化发展鱼菜共生系统涉及生物、植物、微生物三类种群，是多种生物相互作用的有机生态系统。系统运行过程中，管理维护复杂、技术门槛高、劳动力与能源消耗成本大，导致系统无法普及并产生规模效应。因此鱼菜共生系统应融合大数据与人工智能技术，实现标准化管理与数据化监测，从而减轻能源消耗与劳动力成本，以实现规模经济与生产效益。

　　鱼菜共生系统顺应了时代的发展潮流，为人们提供绿色健康农产品的同时，还有效解决了城市发展所带来的环境问题、食品安全问题和土地危机问题，为发展循环经济、低碳生活提供了新的模式。

　　参考文献：

　　[1] 刘爽，安诗琦，等. 现代鱼菜共生技术研究进展与展望[J]. 中国农业科技导报2020，22（3）：160-166.

　　[2] 徐琰斐，，张宇雷，等. 鱼菜共生发展历史、典型模式与发展趋势[J]. 渔业现代化，2020，47（5）：1-5.

　　[3] 陈霞，陈健，等. 鱼菜共生在水产养殖中的应用现状与前景[J]. 渔业致富指南，2020（19）：14-17.

　　作者简介：刘郡，女，汉族，中国人民大学硕士。研究方向：生态创意农业，城市农业，农业现代化。

　　本文得到国家重点研发计划资助项目（2017YFE0118500）的资助

　　刘郡

　　北京生态创意农业服务联盟