2020年1月Journal of Green Science and Technology第1期 收稿日期 2019 11 18 作者簡(jiǎn)介 歐名燭 1991 女 布依族 助理 工程師 研究方向?yàn)榄h(huán)境工程 通訊作者 任啟飛 1985 女 高級(jí)工程師 碩士 研究方向?yàn)橹参飳W(xué)營(yíng)養(yǎng)學(xué) 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 摘要 指出了魚菜共生 Aquaponics 是一種新型復(fù)合農(nóng)業(yè)種植技術(shù) 具有低碳節(jié)約 添加少 產(chǎn)值高等特點(diǎn) 是解決漁業(yè)生產(chǎn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益相平衡的一種有效手段 根據(jù)當(dāng)前魚菜共生農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀 對(duì)其技術(shù)理論 技術(shù)關(guān)鍵 發(fā)展前景進(jìn)行了梳理和總結(jié) 并提出了該種植模式的研究發(fā)展方向 以供參考 關(guān)鍵詞 魚菜共生 技術(shù) 研究 現(xiàn)狀 前景 中圖分類號(hào) S953 9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674 9944 2020 01 0183 02 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 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目得到該村村委會(huì)的大力 381 歐明燭 等 魚菜共生的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展前景園藝與種苗 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 時(shí)間 d溶氧量 mg L 實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖塘對(duì)照組養(yǎng)殖塘氨氮含量 mg L 實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖塘對(duì)照組養(yǎng)殖塘酸堿度實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖塘對(duì)照組養(yǎng)殖塘透明度 cm實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖塘對(duì)照組養(yǎng)殖塘 0 5 47 5 48 0 21 0 21 7 5 7 4 26 26 20 5 16 4 86 0 23 0 26 7 8 7 6 25 23 40 5 03 4 47 0 20 0 30 7 6 7 7 24 22 60 4 83 4 11 0 18 0 35 7 9 7 9 25 21 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 時(shí)間 d溶氧量 mg L 氨氮含量 mg L 酸堿度透明度 cm 0 5 47 0 21 7 5 24 20 5 30 0 23 7 6 25 40 5 25 0 21 7 7 23 60 5 28 0 20 7 8 24 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 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 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 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 參考文獻(xiàn) 1 SANTOS L D MARIA JOS PA LMA Smart cities and urban areas Aquaponics as innovative urban agriculture J Urban Forestry Ur ban Greening 2016 20 402 406 2 饒 偉 李道亮 位耀光 等 循環(huán)水養(yǎng)殖新模式 魚菜共生系統(tǒng) J 中國(guó)水產(chǎn) 2017 5 76 79 3 丁永良 張明華 張建華 等 魚菜共生系統(tǒng)的研究 J 中國(guó)水產(chǎn) 科學(xué) 1997 4 5 70 75 4 劉永軍 張停林 高效生態(tài) 種養(yǎng)模式 魚菜共生系統(tǒng)的示范應(yīng)用 J 上海蔬菜 2019 1 76 77 5 陳 華 邱 磊 景觀式魚菜共生系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究 J 赤峰學(xué)院學(xué) 報(bào) 自然科學(xué)版 2018 34 8 43 45 6 楊其琴 楊輝明 龍 斌 池塘魚菜共生綜合種養(yǎng)技術(shù)試驗(yàn)效果分 析 J 科學(xué)養(yǎng)魚 2019 1 82 84 7 梁新民 王登良 林志華 關(guān)于棚室魚菜共生常見的問題分析 J 科學(xué)種養(yǎng) 2018 7 59 60 8 蔡淑芳 陳 敏 陳永快 等 種植密度對(duì)魚菜共生系統(tǒng)氮素轉(zhuǎn)化 的影響 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2019 35 4 132 137 9 楊天燕 孟 瑋 高 攀 基于高通量測(cè)序的魚菜共生池塘與普通 池塘微生物群落結(jié)構(gòu)比較 J 水生生物學(xué)報(bào) 2019 43 5 1104 1115 10 李志娟 高 帥 劉永好 閉環(huán)型魚菜共生系統(tǒng)模式探討 J 蔬 菜 2019 6 13 16 11 趙月玲 李俊澤 裴欣彤 等 基于傳感器技術(shù)的魚菜共生系統(tǒng)的 研究與實(shí)現(xiàn) J 電腦與信息技術(shù) 2018 26 2 41 44 12 孫 劍 張 莉 基于物聯(lián)網(wǎng)的魚菜共生環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究 J 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2018 8 6 22 23 13 丁小濤 張兆輝 姜玉萍 等 魚菜共生技術(shù)在城市家庭中的應(yīng)用 前景 J 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 2015 31 6 150 153 481