鱼菜共生的关键技术及发展前景.pdf

2020年1月Journal of Green Science and Technology第1期 收稿日期 2019 11 18 作者简介 欧名烛 1991 女 布依族 助理 工程师 研究方向为环境工程 通讯作者 任启飞 1985 女 高级工程师 硕士 研究方向为植物学营养学 鱼菜共生的关键技术及发展前景 欧明烛 马菁华 杨朔 刘芳 任启飞 贵州省植物园 贵州贵阳550004 摘要 指出了鱼菜共生 Aquaponics 是一种新型复合农业种植技术 具有低碳节约 添加少 产值高等特点 是解决渔业生产环境与经济效益相平衡的一种有效手段 根据当前鱼菜共生农业种植系统的应用现状 对其技术理论 技术关键 发展前景进行了梳理和总结 并提出了该种植模式的研究发展方向 以供参考 关键词 鱼菜共生 技术 研究 现状 前景 中图分类号 S953 9 文献标识码 A 文章编号 1674 9944 2020 01 0183 02 1 引言 随着社会生活水平的总体提升 人们对餐桌上的安 全有了更高的标准 有机健康的食品越来越受到消费者 的青睐 零添加无污染的种养技术受到人们的关注 鱼 菜共生是一种基于生物共生原理而开发应用的新型复 合农业种植技术 将水产养殖和水耕栽培有机融合 在 城镇化进程持续推进中 这种新型的农业生产模式备受 人们的瞩目 具有较好的市场应用前景 2 鱼菜共生的技术原理及发展进程 鱼菜共生技术理念起源于传统农业中的稻田养殖 通过稻田环境养殖鲤鱼 田螺等水产种类 实现稻米生 产和养殖业的双产出 无土栽培技术的发展为鱼菜共 生技术奠定基础 1970年鱼菜共生理念被提出 1 在50 年间该项技术取得长足发展 实现 养鱼不换水 种菜 不施肥 的高效 清洁 健康的生态循环养殖模式 2 我国在20世纪80年代末期 开始对集约型鱼菜共 生系统的专题进行初步探究 开发了我国首套具有实验 性质的鱼菜共生种植系统 该技术顺利通过验收并被鉴 定为国内 国际领先 3 此外 我国不少机构和企业开 展鱼菜共生系统建设及技术研究 为我国鱼菜共生发展 储备了力量 4 5 3 鱼菜共生系统的关键技术 3 1 场地选择及设施建设 常见的鱼菜共生场地包括池塘 棚室 池塘是渔业 生产的重要生产方式 传统的渔业生产由于大量使用鱼 饵和鱼药 导致养殖水体恶化 鱼病频发等问题 云南省 开展了 池塘鱼 菜共生 示范 项目实施对池塘水质 明显改善 在水里养鱼 水面上种植蔬菜 明显提高水产 品经济效益 6 棚室鱼菜共生模式是鱼菜共生生产的 重要部分 棚室生产能减少外界环境的干扰 生产产量 相对稳定 但是目前棚室鱼菜共生模式存在投入成本 高 冬夏极端天气易造成鱼 菜死亡的情况从而造成 损失 7 3 2 鱼菜种养技术 鱼菜共生系统的优点在于低养护成本 其种养技术 主要体现在对蔬菜和鱼类品种的选择方面 养什么鱼 可以根据市场需求及当地养殖习惯决定 常见的有罗非 鱼 青鱼 胭脂鱼 鲢鱼 鲈鱼等 蔬菜品种通常具备根 系量大 再生能力强 洗湿等特点 目前在鱼菜共生系统 中常应用的蔬菜有蕹菜 青菜 莴苣等 鱼菜共生系统 中鱼 菜的品种较为单一 这是限制该技术推广的重要 因素 3 3 鱼菜共生微生态系统 建设鱼菜共生系统的关键是达到鱼 菜 菌的生 态平衡 不少研究者开展了该系统微生态平衡方面的研 究 蔡淑芳等开展了蔬菜种植密度对鱼菜共生系统氮素 转化影响的研究 得到了提升氮素转化效果的优化栽培 密度 8 杨天燕等的研究采用现代高通量测序技术比 较了在鱼菜共生池塘与普通池塘中微生物群落结构的 差异 为鱼菜共生菌群平衡提供理论基础 9 李志娟的 研究表明鱼 菜比例为1 8的时候比较适合落地式鱼 菜共生系统正常运行 10 4 鱼菜共生的实施应用 4 1 水污染处理 1 模型建立 以某农村原生态黑鱼养殖池塘为实 验地实施例 根据实地测量 该养殖塘的占地面积可达 2000 m2 养殖塘内主要的鱼种为黑鱼 种植面积以 15 的养殖塘面积设计 约为300 m2 该领域中共放置 70个浮板 按照行间距0 3 m 列间距0 2 m的距离将 空心菜幼苗固定在网片空隙当中 该鱼菜共生系统初 期 投入黑鱼鱼尾预计8000尾左右 每条鱼尾的重量约 在35 g 根据黑鱼的生长习性 每天6 00和18 00分 别投喂人工饲料 投放量为鱼尾总重量的2 5 左右 2 模型选址 对该村以及养殖塘的实施条件进行 分析 首先该村临近湖泊 鱼塘养殖产业是村民经济收 入的主要来源 但是受到近年来湖泊水质环境的恶化 该村的养殖塘 河道 农业用水污染情况严重 符合实 施例实验目的 其次 实验项目得到该村村委会的大力 381 欧明烛 等 鱼菜共生的关键技术及发展前景园艺与种苗 支持 通过与村委会负责人的协商沟通以及环境保护 宣传 村委会和村民已经逐渐认识到水体污染情况以及 水体污染为村民带来的经济危害和生理危害 通过向 村委会和村民普及鱼菜共生知识 村维护高度认可本项 目在治理本村水体污染 提高村民经济收入的作用 愿 意积极配合实验开展 3 水质监测 为了考察鱼菜共生系统对养殖塘水 质污染情况的改善作用 实验选择了水质中溶氧量 氨 氮含量 酸碱度 透明度等4个关键性技术指标进行实 时检测 同时 在该村选择了生态条件相似的养殖塘作 为对照组 监测统计结果如表1所示 表1 鱼菜共生养殖塘与对照组养殖塘水质监测结果对比 时间 d溶氧量 mg L 实验养殖塘对照组养殖塘氨氮含量 mg L 实验养殖塘对照组养殖塘酸碱度实验养殖塘对照组养殖塘透明度 cm实验养殖塘对照组养殖塘 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 从表1统计的四个水质监测指标来看 在实验开展 的初期 两个养殖塘的溶氧量 氨氮含量 酸碱度 透明 度数值相差不大 说明选取的两个养殖塘生态条件接 近 随着实验不断开展 鱼菜共生实验养殖塘的溶氧量 明显大于对照组养殖塘 而氨氮含量则小于对照组养殖 塘 根据溶氧量和氨氮含量指标特点 说明鱼菜共生系 统有助于改善养殖塘的生态环境 此外 研究显示随着 实验进行 养殖塘内水质的酸碱度变化不明显 而对于 水质的透明度来说 鱼菜共生养殖塘透明度更高 说明 水质的鱼菜共生系统对水中悬浮杂质的固化作用明显 4 2 家庭养殖 4 2 1 模型建立 以某村村民家庭场所为实验用地 开展鱼菜共生家 庭养殖实验 实验场地设备为长宽高分别为1 m 4 m 1 5 m的养鱼缸 上方设置相同尺寸的种植床 盖板上 按照行间距0 3 m 列间距0 2 m间隙预留种植孔 养 鱼缸内种植的蔬菜为空心菜 鱼类为罗非鱼 该系统实 验初期投放的罗非鱼鱼尾数量为15尾 每条鱼尾的重 量约在30 g 每天6 00和18 00投放饲料 投喂量鱼尾 罗非鱼总重量的2 5 左右 4 2 2 水质监测 在不更换水的条件下 对养鱼缸水质中的溶氧量 氨氮含量 酸碱度 透明度等4个关键性技术指标进行 实时检测 结果如表2所示 从统计的数据来看 实验 进行20 d后 水质溶氧量有所降低 后保持稳定 而水 质氨氮含量则有所升高 后保持稳定 且长期观察发 现 该系统的鱼菜物种均保持良好长势 未出现死亡情 况 表明了鱼菜共生系统建立平衡后 系统可以实现自 我调节 表2 养鱼缸内水质指标变化情况 时间 d溶氧量 mg L 氨氮含量 mg L 酸碱度透明度 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 鱼菜共生的发展前景 随着信息化产业技术的发展 一些高端信息技术也 应用在了鱼菜共生系统当中 赵月玲等 11 开发了一套 基于传感器技术的鱼菜共生实施监测系统 实现对已有 鱼菜共生系统的智能化管理 达到了节约水资源 提高 产量的目的 孙剑等 12 开发了一套基于物联网技术的 鱼菜共生实时监测系统 提高了鱼菜共生系统的精细化 管理水平 丁小涛等 13 的研究缩小了鱼菜共生系统 创造性地提出了阳台区域的鱼菜共生系统 提高了成熟 居民的蔬菜自给率 美化了城市生活环境 未来鱼菜共 生的研究方向应当集中在以下几个方向 将生物水处 理方法引入到鱼菜共生系统中 进一步提高蔬菜对鱼类 养殖水的净化作用 对建立的鱼菜共生生产模式所 涉及到的各项参数 指标之间的关联方式进行数学模型 建立 以提高智能化管理水平 进一步研究集成鱼菜 共生系统 针不同模式下的系统的工程特点 开发不同 的相关智能管理设备 提高系统的准确操作能力 使得 系统运转更稳定 提高产值 参考文献 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 饶 伟 李道亮 位耀光 等 循环水养殖新模式 鱼菜共生系统 J 中国水产 2017 5 76 79 3 丁永良 张明华 张建华 等 鱼菜共生系统的研究 J 中国水产 科学 1997 4 5 70 75 4 刘永军 张停林 高效生态 种养模式 鱼菜共生系统的示范应用 J 上海蔬菜 2019 1 76 77 5 陈 华 邱 磊 景观式鱼菜共生系统设计研究 J 赤峰学院学 报 自然科学版 2018 34 8 43 45 6 杨其琴 杨辉明 龙 斌 池塘鱼菜共生综合种养技术试验效果分 析 J 科学养鱼 2019 1 82 84 7 梁新民 王登良 林志华 关于棚室鱼菜共生常见的问题分析 J 科学种养 2018 7 59 60 8 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 4 132 137 9 杨天燕 孟 玮 高 攀 基于高通量测序的鱼菜共生池塘与普通 池塘微生物群落结构比较 J 水生生物学报 2019 43 5 1104 1115 10 李志娟 高 帅 刘永好 闭环型鱼菜共生系统模式探讨 J 蔬 菜 2019 6 13 16 11 赵月玲 李俊泽 裴欣彤 等 基于传感器技术的鱼菜共生系统的 研究与实现 J 电脑与信息技术 2018 26 2 41 44 12 孙 剑 张 莉 基于物联网的鱼菜共生环境监测系统的研究 J 物联网技术 2018 8 6 22 23 13 丁小涛 张兆辉 姜玉萍 等 鱼菜共生技术在城市家庭中的应用 前景 J 上海农业学报 2015 31 6 150 153 481