魚菜生態(tài)共生效應與循環(huán)模式的應用研究

2021-06-30 16:05:50 來源：食品安全導刊

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　　魚菜生態(tài)共生效應與循環(huán)模式的應用研究

　　我國的水產(chǎn)養(yǎng)殖主要由個體養(yǎng)殖戶、合作社和企業(yè)構成，雖然水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)在競爭中處于優(yōu)勢地位，但對市場的影響力非常有限。從內(nèi)部環(huán)境看，我國一些可以合理利用的空間，如深遠海、水稻田、低洼鹽堿地等沒有得到開發(fā)與利用；從外部環(huán)境看，養(yǎng)殖水域周邊出現(xiàn)各種污染、建設用地不斷擴張，養(yǎng)殖空間受到嚴重擠壓，從而導致資源緊缺。

　　魚菜共生綜合種養(yǎng)技術是集水產(chǎn)養(yǎng)殖與農(nóng)業(yè)種植于一體的綜合型種養(yǎng)模式，基于生態(tài)共生的原理，針對養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化，在魚類養(yǎng)殖池塘水面進行蔬菜無土栽培，利用魚類與蔬菜的共生互補將水產(chǎn)養(yǎng)殖與蔬菜種植有機結(jié)合。本文通過介紹魚菜共生技術的發(fā)展現(xiàn)狀與技術模式，分析其實施應用與推廣前景，并最終提出了相應的對策建議，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術的進一步發(fā)展與應用提供理論依據(jù)與參考價值。

　　魚菜共生技術的發(fā)展現(xiàn)狀

　　20世紀80年代，美屬維爾京群島大學（UVI）的詹姆斯·瓦克斯（Dr. James Rakocy）博士成功研發(fā)了魚菜共生系統(tǒng)，被譽為“魚菜共生之父”，并將該理論與技術在全球范圍內(nèi)進行廣泛傳播與推廣。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前至少有43個國家和地區(qū)開展了魚菜共生技術的研究與實踐，并且各國根據(jù)魚菜品種的差異、技術發(fā)展水平及市場需求的狀況，均對魚菜共生系統(tǒng)進行了本土化的改良與創(chuàng)新。

　　中國于20世紀90年代，由中國水產(chǎn)科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所丁永良教授等引進魚菜共生技術并開展實驗研究，設計了國內(nèi)首套實驗性魚菜共生裝置，并進行了后期設備裝置與系統(tǒng)參數(shù)的改良，以適應不同魚菜品種、不同水培模式，提高技術普及與產(chǎn)量效益。

　　目前，我國魚菜共生系統(tǒng)的技術應用主要分為兩種模式。第一，工業(yè)生產(chǎn)型。這種類型主要針對大規(guī)模養(yǎng)殖的合作社和企業(yè)，養(yǎng)殖形式主要依賴無土栽培技術，養(yǎng)殖品種多樣，整體系統(tǒng)結(jié)構復雜，生態(tài)循環(huán)方式靈活，產(chǎn)量可觀，經(jīng)濟效益良好。第二，休閑觀賞型。該模式主要以養(yǎng)殖觀賞魚和景觀水生植物為主，主要用于大型園區(qū)、景觀庭院、休閑娛樂和家庭陽臺的布景與美化，具有更高的休閑體驗及藝術效用。

　　主要技術模式與特征

　　魚菜共生系統(tǒng)是將水產(chǎn)養(yǎng)殖循環(huán)系統(tǒng)和水培蔬菜耕種技術整合為一體的復合型生態(tài)循環(huán)培育系統(tǒng)。根據(jù)種植部分的技術差異，該系統(tǒng)通常具有以下4種技術模式：

　　直接漂浮法直接漂浮法是當前國內(nèi)魚菜共生應用面積最廣的模式。這種模式是直接將蔬菜苗固定在由泡沫板、竹架等材質(zhì)建構的定植板上進行水培。此方法投資規(guī)模小，簡單易操作，但氨氮磷吸收不夠徹底，因此利用率不高。

　　硝化過濾法這種模式適用于以魚菜共生為主營業(yè)務的養(yǎng)殖戶或企業(yè)。此模式將養(yǎng)殖水體與種植系統(tǒng)分離，經(jīng)由硝化系統(tǒng)進行連接過濾。尾水經(jīng)硝化作用后，分解為可以被蔬菜吸收的游離營養(yǎng)形態(tài)進入種植區(qū)，用水循環(huán)或噴霧的方式供給植物根系吸收，循環(huán)反復，形成閉合平衡生態(tài)系統(tǒng)。這種模式適宜于規(guī)模化生產(chǎn)，效率較高，系統(tǒng)穩(wěn)定性較強，但技術含量高，投資成本大。

　　分離滴灌法該模式較為簡單，多適用于瓜果等高大植物的水培技術。該技術直接將養(yǎng)殖水體與栽培基質(zhì)的灌溉系統(tǒng)連接，養(yǎng)殖區(qū)排放的廢液以滴灌的形式循環(huán)至栽培基質(zhì)或栽培容器中，經(jīng)由過濾后，再將凈化水返回至養(yǎng)殖水體中。此種模式要求基質(zhì)具有較好的過濾性能，否則易出現(xiàn)堵塞、排水不暢等現(xiàn)象，使生態(tài)平衡遭到破壞從而影響生產(chǎn)。

　　水生蔬菜法這種方式屬于養(yǎng)殖與種植分離式共生，適用于茭白、水芋慈菇等蔬菜品種。養(yǎng)殖過程中需要將栽培田塊鋪上防水布，返填回淤泥或土壤，灌水構建種植床；養(yǎng)殖池的水可以直接排放至農(nóng)田，再從另一端回流至養(yǎng)殖池。廢水在防水布鋪設下沒有滲漏，而水生蔬菜又能充分濾化廢液，同樣可以得到良好的生物過濾作用。

　　實施應用與推廣前景

　　魚菜共生技術原理簡單，實際操作性強，可適合于規(guī)?；乃a(chǎn)養(yǎng)殖與休閑農(nóng)業(yè)項目，也可用于小規(guī)模的家庭農(nóng)場或都市陽臺農(nóng)業(yè)，具有廣泛的應用前景。

　　魚菜共生技術在水產(chǎn)養(yǎng)殖農(nóng)業(yè)中的應用北京市懷柔區(qū)東方尚品農(nóng)業(yè)種植專業(yè)合作社，在池塘上采用魚菜共生的模式飼養(yǎng)鯉魚，種植生菜、油菜。他們將溫室大棚改造，設計了蔬菜立體種植區(qū)和“回”字型漁業(yè)養(yǎng)殖區(qū)。養(yǎng)魚的水經(jīng)過過濾，變成自帶有機肥料的“營養(yǎng)液”，通過管道滋養(yǎng)蔬菜；水培蔬菜的水，經(jīng)過養(yǎng)分吸收之后，又變成適合養(yǎng)魚的凈化水，從而形成一整套循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)。經(jīng)測算，立體栽培模式增加了大棚蔬菜種植面積的13.4%，蔬菜年產(chǎn)量比傳統(tǒng)的種植模式增加了4倍，棚內(nèi)養(yǎng)魚年收入也可達1萬多元。

　　魚菜共生技術在休閑農(nóng)業(yè)項目中的應用位于黑龍江省的農(nóng)墾山河農(nóng)場，旨在打造集“觀光+采摘+私人訂制”多元化的魚菜發(fā)展格局，把園區(qū)模式和市場需求緊密結(jié)合，取得了顯著的經(jīng)濟效益。該園區(qū)通過上層吊掛栽種白蘭瓜、香瓜、西瓜等瓜類植物；第二層盆栽久保桃、寒富士等水果；第三層種植菠菜、西紅柿等蔬菜；第四層水面高密度養(yǎng)殖魚、河蟹、淡水蝦等水產(chǎn)，實現(xiàn)無化學農(nóng)藥污染與肥料的有機生態(tài)栽培與養(yǎng)殖模式。大棚內(nèi)除了種植黃瓜、西紅柿、茄子等20余種常規(guī)蔬菜外，還種植萵筍、山藥等特色經(jīng)濟作物，魚池也引進一批中華鱘、紅鯉等稀有魚種。同時，園區(qū)積極拓展旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間，形成了“觀光+采摘+私人訂制”的多元化魚菜共生發(fā)展格局。

　　魚菜共生技術在都市陽臺農(nóng)業(yè)中的應用 “都市陽臺農(nóng)業(yè)”是現(xiàn)代低碳生活的新型表現(xiàn)形式，也是現(xiàn)代家庭園藝生活的一部分，體現(xiàn)了都市居民一種健康的生活方式，同時也激發(fā)了人們的培育興趣，緩解壓力、陶冶情操。陽臺魚菜共生系統(tǒng)的設計主要滿足觀賞性與裝飾性，其主要產(chǎn)出無公害的蔬菜水果，包括葉菜類、瓜果類和花卉類等，目前已經(jīng)有20余種常見的蔬菜水果可以實現(xiàn)水培且具有良好的產(chǎn)出效應。養(yǎng)殖的魚類也以觀賞性、娛樂性為主，最常見的為錦鯉和金魚，同時集合壁掛式、盆栽式、管道式、立體式等多樣性的培育設備，因地制宜，大大提升了城市居民的生活質(zhì)量與審美需求。

　　隨著高效循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖技術與水培蔬菜創(chuàng)新技術在我國農(nóng)業(yè)各個領域的推廣與應用，促進了農(nóng)、漁業(yè)以市場為導向的可持續(xù)綠色經(jīng)濟發(fā)展模式。這些新技術具有節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保、高效等特點，值得在魚菜共生技術領域示范和推廣。

　　系統(tǒng)布局向城鎮(zhèn)化、立體化發(fā)展目前，我國規(guī)?；聂~菜共生系統(tǒng)主要以溫室建設為主，以實現(xiàn)環(huán)境平衡、避免自然災害、提升產(chǎn)量與經(jīng)濟效益的目的。但溫室建設具有較高的投資成本，通常為400～450元/m2，從而提高了行業(yè)準入門檻。因此，因地制宜的改良適宜當?shù)貧夂颦h(huán)境與城鎮(zhèn)生產(chǎn)規(guī)模的魚菜共生循環(huán)系統(tǒng)，并結(jié)合垂直農(nóng)業(yè)技術與立體栽培技術，是當前需要解決的主要問題。

　　硬件設施向智能型、生態(tài)化發(fā)展根據(jù)魚菜共生技術成本結(jié)構分析顯示，勞動力、魚苗與飼料、能源約各占總成本的1/3，因此，減少勞動力使用與能源消耗將是提升系統(tǒng)整體生產(chǎn)效益的重要方向。目前，自動化技術已經(jīng)基本可以覆蓋一些溫室作業(yè)的生產(chǎn)，但對規(guī)?；B(yǎng)殖生產(chǎn)依然具有很大的局限性。未來，生態(tài)型、智能化、去勞動力的生產(chǎn)模式將成為魚菜共生技術領域的主要研究方向。

　　技術推廣向人工智能化、商業(yè)規(guī)?；l(fā)展魚菜共生系統(tǒng)涉及生物、植物、微生物三類種群，是多種生物相互作用的有機生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)運行過程中，管理維護復雜、技術門檻高、勞動力與能源消耗成本大，導致系統(tǒng)無法普及并產(chǎn)生規(guī)模效應。因此魚菜共生系統(tǒng)應融合大數(shù)據(jù)與人工智能技術，實現(xiàn)標準化管理與數(shù)據(jù)化監(jiān)測，從而減輕能源消耗與勞動力成本，以實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟與生產(chǎn)效益。

　　魚菜共生系統(tǒng)順應了時代的發(fā)展潮流，為人們提供綠色健康農(nóng)產(chǎn)品的同時，還有效解決了城市發(fā)展所帶來的環(huán)境問題、食品安全問題和土地危機問題，為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、低碳生活提供了新的模式。

　　參考文獻：

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　　作者簡介：劉郡，女，漢族，中國人民大學碩士。研究方向：生態(tài)創(chuàng)意農(nóng)業(yè)，城市農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。

　　本文得到國家重點研發(fā)計劃資助項目（2017YFE0118500）的資助

　　劉郡

　　北京生態(tài)創(chuàng)意農(nóng)業(yè)服務聯(lián)盟