鱼菜共生系统的作用机理及其对现代农业发展的意义.pdf

现 代农业 2020 年 08 期 农 牧 经 济 鱼菜共生系统的作用机理及其对现代农业发展的意义 赵 娜 包头市农畜产品质量安全监督管理中心 内蒙古 包头 014010 摘 要 鱼菜共生系统是一种可持续循环型农业生产模式 具有节约资源 保护生态 高产高效的特点 从鱼菜共生系统的作用机理出发 分析其对农业发展的意义 总结出该系统对缓解农业资源危机和生态危机起 到一定作用 成为发展都市农业的重要途径 关键词 鱼菜共生系统 作用机理 现代农业 中图分类号 S964 9 文献标识码 B 文章编号 2020 08 072 02 鱼菜共生系统是一种复合型应用技术 有机结合 了高密度水产养殖和水耕栽培 根据鱼类和植物的营 养生理 环境喜好等特性 通过科学的设计 形成鱼 类 蔬菜 微生物种群的协同共生 实现小环境生态的 良性循环 最大限度提高水产品和蔬菜产量 又把水质 污染程度降至最低限度 1 鱼菜共生系统对发展高效环 保渔业具有十分重要的意义 世界上许多国家都已开展 研究 我国从 20世纪 80年代末开始这方面的研究 取 得了一些有价值的成果 2 6 本文介绍了鱼菜共生系统的作用机理 阐述其对 现代农业的发展意义 以探讨该系统在现代农业尤其 是都市农业中的应用前景 1 作用机理及分类构造 1 1作用机理 传统的水产养殖污染主要来源于残饵和鱼体排 泄物 一方面导致养殖水体 N P 等富营养化 另一方 面由于池塘中硝化细菌硝化速度低 浮游生物硝酸盐 消耗量低造成亚硝酸盐 氨氮和硝酸盐浓度过高 逐 渐导致养殖水体氮失衡 不但影响鱼类生长 过高浓 度的亚硝酸盐甚至导致鱼类死亡 7 鱼菜共生系统能够充分利用导致水体污染的物 质 经微生物分解后由栽培的作物吸收净化 净化水 再用于补充养殖用水 通过不停的循环 在以水为主 体的生态环境中 建立起包含鱼类 植物 微生物三者 的有机生态平衡关系 8 鱼菜共生系统中 最主要是氮的循环 通过建立 与植物种植结合的人工硝化环境 将鱼类排泄物和饲 料残渣转化为亚硝酸盐和氨 进一 步 在细菌作用 下 生 成硝酸盐 成为养分 供 植物根系吸收 实现对鱼池水 质的净化 9 饲料 里 的 蛋白 质通过鱼类消化吸收和微 生物作用 放出 氨 NH 3 N 经 需氧 微生物 亚硝化 单 胞 菌等 氧 化生成亚硝酸盐 NO 2 N 在另一种好 氧 微生物 如 硝化 杆 菌 的作用 下 进一 步氧 化生成硝酸 盐 NO 3 N 从 而被 植物同化吸收利用 图 1 通过 这 样 的循环 把 封闭 养殖的氮代 谢 始末 点连接 起来 产生营养物质再循环的生态效应 10 既 提高水的利用 率 又 避免 对环境的污染 图 1 鱼菜共生系统的氮循环过程 1 2 分类 及构 造 鱼菜共生系统由水产养殖 蔬菜种植 过 滤 分解 运行动力四部 分 组 成 根据植物生长用水的 供 应方 式 和设计结 构 的不同 主要分为 深 水栽培 薄膜 栽培和 潮汐 栽培三种类型 通过 控制 养殖密度 投喂 量 作物 品种和 定 植 时间 等关 键因素 形成一 个半封闭 的 节 能 省 水 省肥 的循环生产系统 图 2为 深 水栽培系统 示 意 图 图 2 深水栽培系统 2 鱼菜共生系统对现代农业发展的意义 2 1 节约土地 和水 资 源 鱼菜共生系统是一种低 碳 循环农业 通过系统的 自 净 功 能 在 满足 水产高密度养殖的同 时 依托 现代 水培技术 使 植物 摆脱 对 土地 的 依赖 通过立体的 布 局 还 能 拓 展作物种植面 积 有效 节约土地资 源 研究 表明 除日照蒸 发的水分 需 要 适时 补 给外 水 资 源 基 本 可 以通过系统的 自 净 功 能实现循环 比 传统的种植方 式 节 水 80 90 11 真正 实现一水 两 用 一水 双 收 2 2 降低农 药 肥 料 使 用 20 世纪 90 年代以来 我国渔业生产进 入快 速发 展 时期 集约 化 规模 化不 断扩 大 导致水体富营养 化 引 发水生 动 物 疾病 又 带 来 抗 生 素 大量 使 用的 问 72 现 代农业 2020年 08期 农 牧 经 济 题 养殖水体污染日渐严重 12 13 种植业方面 随着农业 面源污染的加重 从 2015 年开始 农业农村部制定 一 控两减三基本 目标 控制农业用水总量和农业水环境 污染 减量使用化肥 农药 畜禽粪污 农膜 农作物秸秆 基本得到资源化 综合循环再利用和无害化处理 深入 实施控肥增效 控药减害 控水降耗 控膜提效 四控行动 目的为解决农业污染问题 鱼菜共生系统基本依靠自循 环净化水质和供应蔬菜养分 可以有效控肥 减药 2 3 农产品质量有保障 在鱼菜共生系统中 为维持鱼类 微生物种群的 活力 保持系统平衡 几乎不使用农药 同时 无土栽培 有效避免蔬菜因土壤迁移造成的重金属污染 整个系统 生产的鱼类 蔬菜产品质量有保障 张明华等通过试验 研究发现 鲤鱼 鲫鱼和蔬菜的共生系统中 未见鱼病发 生 水体作为载体或介质 中间无污染环节 鱼类为第一 产出 蔬菜为第二产出 均具无公害品质 14 2 4 增产增效增收 随着农业现代化的加速 传统的养殖业 种植业 在竞争中趋于劣势 利润空间越来越小 工业化高密 度养鱼和蔬菜无土栽培作为设施农业的两项实用新 技术 分别存在水处理费用和营养液配制成本较大的 问题 10 鱼菜共生系统串联无土栽培槽和养鱼水循环 处理系统 以养殖水中的代谢有机物作为植物营养 液 用蔬菜净水后再循环用于养殖 节约资源 保护环 境 增加经济效益 研究表明 鳝鱼 蔬菜的共生系统 可降低综合生产成本 增强市场竞争力 创造较大的 经济 生活 社会效益 15 管鲜通过研究总结 鱼菜共 生系统 是 一种具有 良好 经济效益和 符 合未来农业可 持 续 发 展 方 向 的生 态 农业生产方 式 16 2 5 开发 都 市农业新 模式 20 世纪粮食 能 源 危 机的 爆 发 加 之 工业化和 城 市化的高速发 展 使 都 市农业成为 城 市可持 续 发 展运 动中理 想 的 食 品生产 模式 和生 态城 市发 展示范途径 之 一 17 鱼菜共生系统 将 水生动物养殖场 蔬菜作物 种植 园 花卉观赏园 和水 族馆 等 功能融 合 起 来 10 具 有 科 技 含 量高 资源 集 约和经济 社会 生 态 高效益等 特点 是都 市农业新 模式之 一 这 种可持 续 循环 型 低 碳 农业 能够 实现 都 市农业种植的 永续 有机 9 3 展望 当前 农业生产资源日渐 匮乏 土 地 资源 淡 水资 源 可利用的无污染农业资源越来越 少 农业生产面 临 着生 态与 资源的 危 机 18 面 对 农业发 展 在空间 效 能 和环境等方面的 限 制 发 展 低 碳型 循环农业 保护 农业生产大环境 迫 在 眉睫 鱼菜共生系统作为一种自 净化 自循环的生 态 农业技术 具有 很 高的经济 生 态 社会效益 对缓 解农业资源 危 机和生 态危 机 起 到 一定作用 值 得深入研究开发 鱼菜共生技术 将 在农业 发 展 中 起 到重 要 作用 成为 都 市农业发 展 的重 要途径 参考文献 1 王雅敏 鱼菜共生系统的研究其及开发 上 J 渔业 机械仪器 1991 05 2 4 2 罗烽 柴金龙 凌文森 等 小型工厂化养鱼系统及设 备的试验研究 J 渔业现代化 2008 35 06 14 17 3 Sanders Doug Mark Mcmurtry Fish increase greenhouse profits J American Vegetable Grower 1988 02 32 33 4 蔡淑芳 陈敏 陈永快 等 种植密度对鱼菜共生系统氮 素转化的影响 J 农业工程学报 2019 35 04 132 137 5 管鲜 车斌 基质栽培式鱼菜共生系统成本收益分 析 以上海某庄园为例 J 中国渔业经济 2018 36 03 63 69 6 蔡淑芳 杨有泉 郑回勇 等 工厂化循环水鱼类养殖脱 氮趋零排放系统研制 J 中国农学通报 2016 32 35 5 9 7 宋超 孟顺龙 范立民 等 浅谈中国淡水池塘养殖面 临的环境问题及对策 J 中国农学通报 2012 28 26 89 92 8 刘鹰 高密度水产养殖生态工程设计及循环水流转 机理研究 D 浙江 浙江大学 2001 9 萧蕾 洪彦 都市农业新技术鱼菜共生系统及其立 体化案例研究 J 风景园林 2014 04 117 120 10 张明华 丁永良 杨菁 等 一种植物净水技术 鱼菜共 生 的研究 A 21 世纪太阳能新技术 2003年中国太 阳能学会学术年会论文集 C 北京 2003 793 801 11 Steve Diver Aquaponics Integration of hydroponics with aquaculture A Publication of A Publication of ATTRA Z 2006 12 吴德杰 郭贵良 池塘鱼菜共生养殖技术 J 吉林农 业 2011 03 260 13 王志 李振林 高海水 等 池塘鱼菜共生综合技术 的对比试验 J 当代畜禽养殖业 2016 09 8 9 14 张明华 丁永良 杨菁 等 鱼菜共生技术及系统工 程研究 J 现代渔业信息 2004 19 04 7 12 15 孙宝清 鱼菜共生环保增效养殖 J 河北鱼业 2014 10 20 16 管鲜 鱼菜共生系统的成本效益研究 D 上海 上 海海洋大学 2018 17 孙艺冰 张玉坤 国外城市与农业关系的演变及发 展历程研究 J 城市规划学 刊 2013 03 15 21 18 刘长 发 綦 志 仁 何洁 等 环境 友好 的水 产 零 污 水排放循环水 产 养殖系统 J 大 连 水 产 学 院 学报 2002 17 03 223 226 73