鱼菜共生在水产养殖中的应用现状与前景

○陈 霞 陈 健 李良玉 杨柏伟 袁晓梅

鱼菜共生（Aquaponics）是指将水产养殖（Aquaculture）与水耕栽培（Hydroponics）两种农业技术相结合，通过循环水工艺设计将养殖尾水输送到水耕栽培单元，利用微生物将氨氮分解成亚硝酸盐和硝酸盐作为植物的营养物质被吸收利用，实现节水减排和资源再利用的生态效应，被认为是极具创新性和可持续发展的现代农业生产创新模式。近年来，鱼菜共生综合种养系统取得了突破性的进展，本文将对其作用原理、应用效果、主要模式及优缺点、存在问题与发展前景作一简要阐述，以期为未来发展提供思路和参考。

1 鱼菜共生综合种养系统的原理

鱼菜共生综合种养系统是应用无土栽培技术，将适宜水生的植物移栽到水面或移植到可承受其重量的人工载体材料上，植物生长过程中通过强大的根系吸收水体中的氮、磷等营养物质，并通过收获植物体的形式将其移出水体，从而达到净化水质、修复水体、平衡水环境的作用。

1.1 营养物质体内转化

水生蔬菜直接或间接地吸收、利用水体中的可溶性氮、磷等营养物质，一部分通过木质化作用转化为植物体的组成成分，一部分转化成无毒的中间代谢物如木质素，贮存在植物细胞中，碳元素则通过挥发、代谢或矿化作用使其转化成二氧化碳和水，达到去除污染物的作用。

1.2 微生物转化

水生蔬菜根系表面具有发达的微生物种群，这些微生物有很强的转化作用，可降解有机物。有的水生蔬菜根区的菌根真菌与蔬菜形成共生作用，有其独特的酶途径，用以降解不能被细菌单独转化的有机物。

1.3 光合作用分解或转化

水生蔬菜光饱和点和光补偿点普遍比陆生阳生植物低，在一天较长时间内都能达到净光合生产，光合作用过程中通过根系向水体中释放大量氧气，提高水体溶解氧含量、促进污染物的快速分解或转化。

2 鱼菜共生在水产养殖中的应用

2.1 稳定池塘水环境

水生植物的根系可形成一个网络状的结构，并在植物根系附近形成好氧、缺氧和厌氧的不同环境，可为各种微生物的吸附和代谢提供良好的生存条件，也为生物浮床系统提供足够的分解者。鱼体分泌的黏液具有抑制蔬菜虫害的作用，排泄物为植物提供营养；蔬菜根系保持水体洁净。池塘中“水生蔬菜——微生物——鱼类”综合系统的构建利于池塘pH、氮磷、藻类等的平衡和稳定。

2.2 净化水质

水生蔬菜的栽种能大大提高水体透明度，研究显示，根、茎、叶吸附、吸收、富集和降解水体及底泥中的污染物，总氮、总磷去除率60%以上，最高可达90%以上，化学需氧量可有效降低。水生蔬菜还对富营养化池塘水体有较强净化能力，且净化能力随着处理时间的延长而提高。

2.3 维持水体温度

鱼菜共生系统中水生蔬菜的叶片和根尤其发达，分枝及叶片会在水面形成一层绿色屏障，遮荫改变光照的直接作用途径，降低水体的热吸收和热扩散面积，使水体温度的变化幅度减小，稳定性增强，从而对高温季节水体降温和冬季水体保温具有积极影响。

2.4 美化生态环境

鱼菜共生生态系统在调节水质的同时，还具有美化景观环境的作用，尤其近年来阳台农业的提倡更推进了其发展。水生蔬菜在养殖池塘中应用，增加了绿植覆盖，不同叶面、颜色的蔬菜搭配兼以不同浮床造型应用，使得养殖水体呈现景观美学，为美丽渔村构建提供更多元素。

2.5 提高综合效益

水产养殖中应用鱼菜共生技术，在水体表面栽种蔬菜，一水两用，产出水产品和蔬菜，提高了经济效益，化肥、渔用调水产品的使用减少，生产过程中不（少）换水，种菜不施肥，水生态环境得以维护，水产品和蔬菜品质提高，社会效益和生态效益凸显，综合效益得以大大提高。

3 主要应用模式及优缺点

3.1 原池漂浮

原池漂浮法是当前国内鱼菜共生应用面积最广的模式。重庆水产技术推广站所采用的鱼菜共生系统就是用泡沫板、竹架等载体，直接把蔬菜苗固定在漂浮板上进行水培，蔬菜栽种面积30%左右。此种方法最为简单，投资小，但利用效率不高，氮磷吸收不够彻底，鱼类及蔬菜种植密度不大，效益不突出，当放养杂食性鱼类时还需对根系进行围网保护，操作繁琐。

3.2 异位硝化过滤

鱼菜共生主营业务的企业通常采用此种模式。此模式将养殖系统和种植系统分开，以硝化系统进行连接过滤。养殖尾水经过滤后进入硝化系统，硝化系统中接种培养分解N、P及有机质的微生物，尾水经硝化作用后分解为可被蔬菜吸收的游离营养形态进入蔬菜种植区，以循环水或喷雾形式供蔬菜利用，经蔬菜吸收后又再次进入养殖池，从而形成闭合循环。此种模式适宜于规模化生产应用，系统稳定性强，利用率高，但技术含量高，投资成本大。

3.3 异位分离滴灌法

此种模式是将养殖水体与植物栽培基质（如石砾、陶粒等）灌溉系统连接，养殖尾水以滴灌形式循环至栽培基质，经过滤收集后返回养殖水体。此种模式较为简单，多应用于瓜果等高大植物的栽培，但要求基质过滤性能好，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。

4 存在问题

4.1 技术待深入研究

鱼菜共生系统并不是普通简单的单一生态系统，系统中的鱼、微生物和蔬菜共生平衡才能维持系统稳定。因此，鱼类品种选择、蔬菜品种选择以及搭配比例等均需要深入研究和生产应用，相关养殖和种植技术需要综合权衡，尤其以鱼菜共生为主营业务的个体或企业人员更需要具备相关专业知识，保证蔬菜和鱼类的正常生长营养需求，才能真正发挥鱼菜共生最大效益。

4.2 设施设备需全面配套

目前鱼菜共生系统采用的实施设备多为水产养殖设施或种植设施，专门针对鱼菜共生的设施设备研发应用较少，采用的泡沫漂浮板等质量参差不齐，易造成水体白色污染，部分设施设备如滴灌系统造价较高，而常规增氧曝气系统等不能满足需求，生产中多需订制，这在一定程度上影响了鱼菜共生的推广。

4.3 智能化管理需完善

鱼菜共生生产中多个环节尚依赖人工投入，随着劳动成本增长及现代农业生产对人工智能管理的需求，生产中急需建立鱼菜共生生产模式数学模型，开发不同的稳定智能管理设备，以降低劳动成本，提高种养效率。

5 应用前景

鱼菜共生是从传统农业提升凝练发展而来的经典农业模式，是未来农业发展的一大趋势，更是生态农业、都市农业及观光旅游休闲农业的主体，具有广阔的前景与意义。随着技术的深入研究、设施设备的成熟推广以及人工智能的发展，鱼菜共生在未来农业中的占比将更为重要。

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