論文：魚菜共生的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展前景

魚菜共生的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)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(huì)生活水平的總體提升，人們對(duì)餐桌上的安全有了更高的標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)健康的食品越來越受到消費(fèi)者的青睞，零添加無污染的種養(yǎng)技術(shù)受到人們的關(guān)注。魚菜共生是一種基于生物共生原理而開發(fā)應(yīng)用的新型復(fù)合農(nóng)業(yè)種植技術(shù)，將水產(chǎn)養(yǎng)殖和水耕栽培有機(jī)融合，在城鎮(zhèn)化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)中，這種新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式備受人們的矚目，具有較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

2 魚菜共生的技術(shù)原理及發(fā)展進(jìn)程

魚菜共生技術(shù)理念起源于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中的稻田養(yǎng)殖，通過稻田環(huán)境養(yǎng)殖鯉魚、田螺等水產(chǎn)種類，實(shí)現(xiàn)稻米生產(chǎn)和養(yǎng)殖業(yè)的雙產(chǎn)出。無土栽培技術(shù)的發(fā)展為魚菜共生技術(shù)奠定基礎(chǔ)，1970年魚菜共生理念被提出[1]，在50年間該項(xiàng)技術(shù)取得長(zhǎng)足發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“養(yǎng)魚不換水、種菜不施肥”的高效、清潔、健康的生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖模式[2]。

我國(guó)在20世紀(jì)80年代末期，開始對(duì)集約型魚菜共生系統(tǒng)的專題進(jìn)行初步探究，開發(fā)了我國(guó)首套具有實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的魚菜共生種植系統(tǒng)，該技術(shù)順利通過驗(yàn)收并被鑒定為國(guó)內(nèi)、國(guó)際領(lǐng)先[3]。此外，我國(guó)不少機(jī)構(gòu)和企業(yè)開展魚菜共生系統(tǒng)建設(shè)及技術(shù)研究，為我國(guó)魚菜共生發(fā)展儲(chǔ)備了力量[4，5]。

3 魚菜共生系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 場(chǎng)地選擇及設(shè)施建設(shè)

常見的魚菜共生場(chǎng)地包括池塘、棚室。池塘是漁業(yè)生產(chǎn)的重要生產(chǎn)方式，傳統(tǒng)的漁業(yè)生產(chǎn)由于大量使用魚餌和魚藥，導(dǎo)致養(yǎng)殖水體惡化，魚病頻發(fā)等問題，云南省開展了“池塘魚—菜共生”示范，項(xiàng)目實(shí)施對(duì)池塘水質(zhì)明顯改善，在水里養(yǎng)魚、水面上種植蔬菜，明顯提高水產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益[6]。棚室魚菜共生模式是魚菜共生生產(chǎn)的重要部分，棚室生產(chǎn)能減少外界環(huán)境的干擾，生產(chǎn)產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)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(yǎng)技術(shù)

魚菜共生系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于低養(yǎng)護(hù)成本，其種養(yǎng)技術(shù)主要體現(xiàn)在對(duì)蔬菜和魚類品種的選擇方面。養(yǎng)什么魚可以根據(jù)市場(chǎng)需求及當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖習(xí)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(qiáng)、洗濕等特點(diǎn)，目前在魚菜共生系統(tǒng)中常應(yīng)用的蔬菜有蕹菜、青菜、萵苣等。魚菜共生系統(tǒng)中魚、菜的品種較為單一，這是限制該技術(shù)推廣的重要因素。

3.3 魚菜共生微生態(tài)系統(tǒng)

建設(shè)魚菜共生系統(tǒng)的關(guān)鍵是達(dá)到魚-菜-菌的生態(tài)平衡，不少研究者開展了該系統(tǒng)微生態(tài)平衡方面的研究，蔡淑芳等開展了蔬菜種植密度對(duì)魚菜共生系統(tǒng)氮素轉(zhuǎn)化影響的研究，得到了提升氮素轉(zhuǎn)化效果的優(yōu)化栽培密度[8]。楊天燕等的研究采用現(xiàn)代高通量測(cè)序技術(shù)比較了在魚菜共生池塘與普通池塘中微生物群落結(jié)構(gòu)的差異，為魚菜共生菌群平衡提供理論基礎(chǔ)[9]。李志娟的研究表明魚:菜比例為1∶8的時(shí)候比較適合落地式魚菜共生系統(tǒng)正常運(yùn)行[10]。

4 魚菜共生的實(shí)施應(yīng)用

4.1 水污染處理

(1)模型建立：以某農(nóng)村原生態(tài)黑魚養(yǎng)殖池塘為實(shí)驗(yàn)地實(shí)施例。根據(jù)實(shí)地測(cè)量，該養(yǎng)殖塘的占地面積可達(dá)2000 m2，養(yǎng)殖塘內(nèi)主要的魚種為黑魚。種植面積以15%的養(yǎng)殖塘面積設(shè)計(jì)，約為300 m2，該領(lǐng)域中共放置70個(gè)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(wǎng)片空隙當(dāng)中。該魚菜共生系統(tǒng)初期，投入黑魚魚尾預(yù)計(jì)8000尾左右，每條魚尾的重量約在35 g。根據(jù)黑魚的生長(zhǎng)習(xí)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(duì)該村以及養(yǎng)殖塘的實(shí)施條件進(jìn)行分析。首先該村臨近湖泊，魚塘養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)是村民經(jīng)濟(jì)收入的主要來源。但是受到近年來湖泊水質(zhì)環(huán)境的惡化，該村的養(yǎng)殖塘、河道、農(nóng)業(yè)用水污染情況嚴(yán)重。符合實(shí)施例實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。其次，?shí)驗(yàn)項(xiàng)目得到該村村委會(huì)的大力支持。通過與村委會(huì)負(fù)責(zé)人的協(xié)商溝通以及環(huán)境保護(hù)宣傳，村委會(huì)和村民已經(jīng)逐漸認(rèn)識(shí)到水體污染情況以及水體污染為村民帶來的經(jīng)濟(jì)危害和生理危害。通過向村委會(huì)和村民普及魚菜共生知識(shí)，村維護(hù)高度認(rèn)可本項(xiàng)目在治理本村水體污染、提高村民經(jīng)濟(jì)收入的作用，愿意積極配合實(shí)驗(yàn)開展。

(3)水質(zhì)監(jiān)測(cè)：為了考察魚菜共生系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)殖塘水質(zhì)污染情況的改善作用，實(shí)驗(yàn)選擇了水質(zhì)中溶氧量、氨氮含量、酸堿度、透明度等4個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。同時(shí)，在該村選擇了生態(tài)條件相似的養(yǎng)殖塘作為對(duì)照組。監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

表1 魚菜共生養(yǎng)殖塘與對(duì)照組養(yǎng)殖塘水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比

從表1統(tǒng)計(jì)的四個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)來看，在實(shí)驗(yàn)開展的初期，兩個(gè)養(yǎng)殖塘的溶氧量、氨氮含量、酸堿度、透明度數(shù)值相差不大，說明選取的兩個(gè)養(yǎng)殖塘生態(tài)條件接近。隨著實(shí)驗(yàn)不斷開展，魚菜共生實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖塘的溶氧量明顯大于對(duì)照組養(yǎng)殖塘，而氨氮含量則小于對(duì)照組養(yǎng)殖塘。根據(jù)溶氧量和氨氮含量指標(biāo)特點(diǎn)，說明魚菜共生系統(tǒng)有助于改善養(yǎng)殖塘的生態(tài)環(huán)境。此外，研究顯示隨著實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，養(yǎng)殖塘內(nèi)水質(zhì)的酸堿度變化不明顯。而對(duì)于水質(zhì)的透明度來說，魚菜共生養(yǎng)殖塘透明度更高，說明水質(zhì)的魚菜共生系統(tǒng)對(duì)水中懸浮雜質(zhì)的固化作用明顯。

4.2 家庭養(yǎng)殖

4.2.1 模型建立

以某村村民家庭場(chǎng)所為實(shí)驗(yàn)用地，開展魚菜共生家庭養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地設(shè)備為長(zhǎng)寬高分別為1 m、4 m、1.5 m的養(yǎng)魚缸，上方設(shè)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(yù)留種植孔。養(yǎng)魚缸內(nèi)種植的蔬菜為空心菜，魚類為羅非魚。該系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)初期投放的羅非魚魚尾數(shù)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(zhì)監(jiān)測(cè)

在不更換水的條件下，對(duì)養(yǎng)魚缸水質(zhì)中的溶氧量、氨氮含量、酸堿度、透明度等4個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，結(jié)果如表2所示。從統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來看，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行20 d后，水質(zhì)溶氧量有所降低，后保持穩(wěn)定，而水質(zhì)氨氮含量則有所升高，后保持穩(wěn)定。且長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)的魚菜物種均保持良好長(zhǎng)勢(shì)，未出現(xiàn)死亡情況。表明了魚菜共生系統(tǒng)建立平衡后，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)。

表2 養(yǎng)魚缸內(nèi)水質(zhì)指標(biāo)變化情況

5 魚菜共生的發(fā)展前景

隨著信息化產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，一些高端信息技術(shù)也應(yīng)用在了魚菜共生系統(tǒng)當(dāng)中。趙月玲等[11]開發(fā)了一套基于傳感器技術(shù)的魚菜共生實(shí)施監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)已有魚菜共生系統(tǒng)的智能化管理，達(dá)到了節(jié)約水資源、提高產(chǎn)量的目的。孫劍等[12]開發(fā)了一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的魚菜共生實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提高了魚菜共生系統(tǒng)的精細(xì)化管理水平。丁小濤等[13]的研究縮小了魚菜共生系統(tǒng)，創(chuàng)造性地提出了陽臺(tái)區(qū)域的魚菜共生系統(tǒng)，提高了成熟居民的蔬菜自給率，美化了城市生活環(huán)境。未來魚菜共生的研究方向應(yīng)當(dāng)集中在以下幾個(gè)方向：①將生物水處理方法引入到魚菜共生系統(tǒng)中，進(jìn)一步提高蔬菜對(duì)魚類養(yǎng)殖水的凈化作用。②對(duì)建立的魚菜共生生產(chǎn)模式所涉及到的各項(xiàng)參數(shù)、指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)方式進(jìn)行數(shù)學(xué)模型建立，以提高智能化管理水平。③進(jìn)一步研究集成魚菜共生系統(tǒng)，針不同模式下的系統(tǒng)的工程特點(diǎn)，開發(fā)不同的相關(guān)智能管理設(shè)備，提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確操作能力，使得系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)更穩(wěn)定，提高產(chǎn)值。