雷家松, 黄 欢, 覃 普, 杨云贤
(1.遵义市播州区种植业发展中心, 贵州 遵义 563100; 2.遵义市播州区畜牧渔业发展中心, 贵州 遵义 563100)
鱼菜共生(Aquaponics)是一种新型的复合耕作体系,是利用鱼类养殖排放水为蔬菜提供营养,由1种氮源(鱼饲料)生产2种农产品(鱼和蔬菜)的循环农业生产模式,具有水和氮源利用效率高、不使用化肥和抗生素、对环境友好等特点[1]。鱼菜共生系统在生产中不会破坏环境和以牺牲环境为代价,种植的蔬菜和养殖的水产品真正达到绿色有机[2],水生植物对富营养水体的净化综合了吸附沉淀、吸收代谢、富集浓缩等作用[3]。利用水生植物净化富营养化水体及污水处理研究已开展多年,李慎瑰等[4]研究了湿地植物根际微生物对生活污水的处理效果;李艳蔷[5]对植物浮床处理城市污染水体的水质进行了研究;田丽粉等[6]对池塘鱼菜共生系统进行了技术和效益的研究。目前,鱼菜共生技术的植物种植及水产产品养殖方式较多,但存在一定的问题。因此,重点对鱼菜共生技术研究概况进行综述,供相关领域研究参考。
深水栽培模式是利用浮筏、泡沫漂盘、PVC管+网片搭建在水面之上,水上种菜、水下养鱼,具有不易堵塞水流、造价低等特点,漂浮湿地处理系统现已被广泛应用于池塘养鱼和养猪场尾水处理[7-9],深水栽培漂浮型种植蔬菜不占用池塘面积,不会对池塘养殖操作产生影响;还可根据水和空气温度进行不同品种蔬菜的种植,如春季或冬季可选择种植鱼腥草、豆瓣菜或水芹菜等,夏季种植空心菜及薄荷等。用于种植植物的漂浮筏材料便宜可操作,可制作成不同的形状和图案,既方便采摘还可作景观观赏。深水栽培模式比较容易实现产业化与工厂化生产,但系统中的硝化处理过程是关键环节,也是技术难点。
基质栽培模式又叫基质填充生长床技术,主要应用在小型鱼菜共生系统中。蔬菜生长装置中的基质不仅将营养输送给基质内种植的蔬菜,还发挥了机械过滤和生物过滤的双重作用,使养鱼与蔬菜栽培技术有机结合。管鲜等[10]对基质栽培的鱼菜共生效益进行研究认为,基质栽培鱼菜共生具有持续高效、节约能源、产出高和品质优等特点,但这种模式投资大、技术运用难、风险高,适合在园区内建设,同时可供观光和观赏。
营养液膜栽培模式是将植物放置于平行设置的种植槽内,通过根系从槽内营养液中吸收养料供植物生长,这种模式在以养鱼为主的地方使用较少。
水生蔬菜(Aquatic vegetable)是指生长在水中可供食用植物的总称[11]。我国水生蔬菜有十多类,传统蔬菜主要包括莲藕、子莲、茭白、芋头、荸荠、蕹菜、水芹、芡实、慈姑、菱角、莼菜、豆瓣菜(西洋菜)、蒲菜及蒌蒿等,以上蔬菜品种被欧美、日本等国家称为中国特菜,在国际农产品贸易中享有较高的声誉[12]。生产上大部分蔬菜都适宜在鱼菜共生系统中种植,但种植季节和种植搭配要根据不同的蔬菜适应性进行选择。
在水环境中水生蔬菜和浮游藻类在吸收利用营养物质和光能等方面有很强的竞争关系,前者个体大、生命周期长、吸收储存营养能力强,所以能间接抑制浮游藻类的生长[13]。如漂浮型水生蔬菜的种植面积过大,作为水体内初级生产者的藻类减少将降低水体中的溶氧量,可能会影响养殖鱼类的生长。
鱼池中的养分不能完全满足蔬菜生长所需要的全部营养元素,如铁、钾、钙等,水体中不能提供的营养元素还需要定期、额外添加相应的肥料。但添加营养元素的量要掌握适度,否则会影响养殖鱼类的健康生长而减少经济收入。
鱼菜共生系统是一个相互影响的整体,其中任何环节出现问题都会导致整个系统难以运行。冬季大多数水生蔬菜枯萎死亡或生长缓慢,后期清理和维护较难,株残体如不及时清除,易引起二次水污染,不但水体难以取得理想的净化效果,而且还会影响系统的后续运行。因此,鱼菜共生系统必须要有完善的日常管理制度,出现问题要及时发现,尽量将损失降到最低。
以水产养殖和水耕栽培技术作为基础,通过不同组合方式构建可繁可简、类型多样的系统,让动物、植物、微生物三者间达到和谐共生的生态关系,符合可持续性循环农业的生产模式,是解决农业生态危机的有效途径。鱼菜共生系统在水产养殖的生态效益方面具有较高的价值,与物理、化学及工程方法相比较,利用水生蔬菜来治理水产养殖尾水,除成本低、能耗小、治理效果好、对环境干扰小等优点外,生产的水生蔬菜还可产生一定的经济价值。因此,鱼菜共生技术的应用前景广阔。