詹華天

(木蘭縣水產(chǎn)總站，黑龍江木蘭 151900)

“魚菜共生”是一種新型的復合養(yǎng)、耕體系，它把水產(chǎn)養(yǎng)殖與水耕栽培這兩種原本完全不同的生產(chǎn)技術，通過巧妙的生態(tài)設計，達到科學的協(xié)同共生，從而實現(xiàn)養(yǎng)魚不換水而無水質憂患，種菜不施肥而正常成長的生態(tài)共生效應。文章基于省內資源優(yōu)勢，淺析“魚菜共生”循環(huán)經(jīng)濟技術模式。

1 發(fā)展基礎

落實黑龍江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳組織召開的全省綠色種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)試點推進視頻會議(2021年10月14日召開)精神，圍繞“構建一套機制，創(chuàng)新一批模式、扶持一批主體，樹立一個標牌，建立一個檔案，打造一批典型”的工作要求，著力推進綠色種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)試點工作見實見效。2021年～2022年，試驗示范“魚菜共生”技術模式，試點建設試驗示范基地2處，分別是松北區(qū)的玉林村及北魚集團的丁香島生產(chǎn)基地，建有試驗示范棚室3個，棚室面積超過3000m2，開展“魚菜共生”技術模式試驗示范工作。其中，哈爾濱市松北區(qū)玉林村建有棚室2個，總面積2880m2，路基池塘400m2；黑龍江北魚集團丁香島基地建有棚室路基魚池22個，面積4800m2，養(yǎng)殖品種包括梭鱸、加州鱸、方正銀鯽等，種植葉類蔬菜，并憑借優(yōu)質的產(chǎn)品品質對接高端消費群體，同時探索與觀光旅游及餐飲服務相結合的三產(chǎn)融合發(fā)展道路。

2 技術措施

“魚菜共生”技術模式最早源于干旱缺水的氣候條件，澳大利亞為魚菜共生早期的先行者。后期在知識和經(jīng)驗分享的過程中，魚菜共生園藝得到快速發(fā)展，之后，世界各國多個大學逐步開展相關技術研究，探索大規(guī)模魚菜共生農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術方法。聯(lián)合國糧農(nóng)組織也把小型魚菜共生系統(tǒng)作為可持續(xù)農(nóng)業(yè)模式向全球推薦。近幾年，規(guī)?；聂~菜共生系統(tǒng)逐步在世界各地建設投產(chǎn)，室內的魚菜共生工廠也開始出現(xiàn)，整個魚菜共生農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)正在快速發(fā)展。

2.1 耦合型魚菜共生系統(tǒng)

耦合型魚菜共生系統(tǒng)是指由水產(chǎn)養(yǎng)殖單元和水培單元組成的一個單向閉路水循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)中所有水池只有一個水流方向。該系統(tǒng)由魚池、沉淀池、過濾池、脫氣池、水培槽(浮筏栽培)和蓄水池等組成(圖1)。水從魚池經(jīng)重力作用通過沉淀池和過濾池去除大顆粒固體和懸浮顆粒，經(jīng)脫氣池后進入水培槽，微生物將水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽氮，并進一步轉化為硝酸鹽氮供植物吸收利用，水中營養(yǎng)物質被植物吸收后，水流至系統(tǒng)最低點的蓄水池，經(jīng)水泵抽取回到養(yǎng)魚池，完成整個系統(tǒng)循環(huán)過程。通過魚池蒸發(fā)、植物蒸騰和排污而損失的水通過蓄水池收集雨水補充。

該類型系統(tǒng)的主要優(yōu)點是能夠充分有效地利用飼料中的氮元素，氮使用效率比傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖高；水培槽發(fā)揮了與人工濕地凈化廢水相同的作用，減少了水產(chǎn)養(yǎng)殖排放對環(huán)境的影響；但是僅投入魚飼料作為魚和植物營養(yǎng)的來源，對植物而言，在營養(yǎng)供給的質量和數(shù)量上還有欠缺，可能因營養(yǎng)不足導致植物生長緩慢或枯萎，因此，水培品種的選擇通常被限制在一些低營養(yǎng)需求的生菜、羅勒等葉菜上；并且，魚類和植物由于共生在同一閉路循環(huán)系統(tǒng)下，植物生長對高營養(yǎng)鹽的需求和魚類生長環(huán)境需要低營養(yǎng)鹽之間存在難以協(xié)調的矛盾，彼此生長環(huán)境都未處于最優(yōu)狀態(tài)，一定程度阻礙了系統(tǒng)整體產(chǎn)量的提升。

圖1 耦合型魚菜共生系統(tǒng)

2.2 解耦型魚菜共生系統(tǒng)

解耦型魚菜共生系統(tǒng)是近年在歐洲興起的一種新模式，是指包含子循環(huán)回路的系統(tǒng)，系統(tǒng)中水產(chǎn)養(yǎng)殖和水培單元具有獨立循環(huán)回路，各單元水質能夠得到更精細的調控。在溫室環(huán)境下構建了一種新型多回路魚菜共生系統(tǒng)(圖2)，該系統(tǒng)由羅非魚循環(huán)水養(yǎng)殖和基于營養(yǎng)膜技術(NFT)的水培番茄兩個獨立的循環(huán)單元組成，并通過單向閥連接。魚池排放水經(jīng)物理過濾和生物反應器后進入水培調節(jié)池。水培調節(jié)池可根據(jù)植物生長所需的最佳條件，進行營養(yǎng)鹽添加、pH調節(jié)等水質調控措施后再將水輸入水培槽用于植物生長；在水培單元后端設置冷卻阱，用于凝結回收植物蒸騰的水分，再與經(jīng)植物吸收營養(yǎng)鹽后的水一同返回魚池。

解耦類型系統(tǒng)擁有水產(chǎn)養(yǎng)殖單元、水培單元和魚—菜共生單元3個循環(huán)路徑，特點是水產(chǎn)養(yǎng)殖和水培單元可相互獨立循環(huán)運行，能夠為兩個生產(chǎn)單元分別提供良好的生長條件，解決植物和魚類生長對不同營養(yǎng)鹽、pH 的需求，實現(xiàn)魚和菜產(chǎn)量的最大化；還能夠避免病蟲害等問題在兩個單元之間互相作用造成的不利影響，系統(tǒng)穩(wěn)定性更好；為了使水培植物處于最佳生長條件，解耦型系統(tǒng)會額外向水培單元中添加營養(yǎng)液，增加了一定的運行成本；并且解耦型系統(tǒng)構建方式更復雜，需要使用更多的泵管和水池，占用更多的空間等，經(jīng)濟可行性和盈利能力仍需要進一步研究。

圖2 解耦型魚菜共生系統(tǒng)

2.3 立體式魚菜共生系統(tǒng)

垂直農(nóng)業(yè)技術與魚菜共生相結合，研究了基于種植墻技術(Living wall)的魚菜共生系統(tǒng)。該系統(tǒng)的無土栽培單元采用立體種植方式，由1m2垂直排列的花盆組成(花盆以5排、8列的方式分布在由腳手架支撐的不銹鋼加強網(wǎng)面板上)，以椰殼纖維、礦棉等基質種植40棵羅勒，養(yǎng)殖排放水通過灌溉管抽取到最頂部一排的花盆里，水流經(jīng)重力滲透基質后，從花盆底部連接的分支管道流到下一排花盆里，以此為植物生長提供養(yǎng)分。但立體化生產(chǎn)方式建設投入和能源消耗將更高，因為根據(jù)立體栽培的高度和種植分布情況，為保持光照均勻需要更多的照明設施，將水輸送到高處也需要更大的水泵功率；基質栽培方式容易堵塞灌溉管道，需要定期清洗，增加了勞動力；若系統(tǒng)超過4 層種植高度，上層的管理和勞動力成本將增加25%。

2.4 可控虹吸交替式魚菜共生系統(tǒng)

圖3 可控虹吸交替式魚菜共生系統(tǒng)

圖注：1.養(yǎng)魚池；101.水壓驅動清污裝置；2.礫石種植床；301.增溫器淋水管；302.軟管；303.增溫器給水泵；4.保溫墻；5.卷簾裝置；6.大棚；7.虹吸管；8.流量調節(jié)裝置。

可控虹吸交替式魚菜共生系統(tǒng)包括：水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、交替式水循環(huán)系統(tǒng)、礫石種植床系統(tǒng)；所述養(yǎng)魚池的一側設進水位，其另一側的底端設有出水位；所述礫石種植床系統(tǒng)包括礫石種植床，所述礫石種植床的一側為給水側，且與養(yǎng)魚池的出水位同側，所述礫石種植床的另一側為回水側，且與養(yǎng)魚池的進水位同側，所述養(yǎng)魚池的出水位通過虹吸管和給水管連接礫石種植床的給水側。該系統(tǒng)采用交替水循環(huán)結構，并在流經(jīng)礫石種植床時增加溶氧，在流經(jīng)回養(yǎng)魚池內繼續(xù)養(yǎng)魚，整個過程中沒有農(nóng)藥、藥品的殘留物，水質適合魚和植物的生存，使得魚在高密度的環(huán)境中不容易得病，大大增加產(chǎn)能。

3 發(fā)展建議

3.1 繼續(xù)推廣高端信息技術在魚菜共生系統(tǒng)中的應用

魚菜共生系統(tǒng)較為復雜，系統(tǒng)的運行、管理和維護對從業(yè)人員專業(yè)水平要求較高，勞動力和能源成本也較高。繼續(xù)推廣高端信息技術的應用，能夠有效降低人力和能源成本，提高生產(chǎn)效率。

3.2 深入研究商業(yè)模式

魚菜共生的發(fā)展需要經(jīng)濟上能盈利，已有許多關于小型魚菜共生系統(tǒng)的研究，但對于大規(guī)模商業(yè)模式的研究還較少，大規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)前期所需投入較大，經(jīng)濟可行性仍存在爭議。對不同氣候環(huán)境、不同生活水平地區(qū)等的商業(yè)模式也應進行更細致地研究。

3.3 尋求政府支持

大部分民眾并不了解魚菜共生，魚菜共生作為一種環(huán)境友好型的生產(chǎn)系統(tǒng)，還沒有得到有關部門足夠的重視。應呼吁政府繼續(xù)加大資金投入、出臺相關扶持政策、加強宣傳力度、普及相關知識，提高民眾選擇魚菜共生綠色有機環(huán)保產(chǎn)品的覺悟。