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中国农业大学课程论文（2012-2013学年春季学期）论文题目国内外鱼菜共生系统的研究现状与进展课程名称水产养殖专业技能实训任课教师孙汝江、陈克卫、纪元班级水产091学号0940430101姓名孙峰国内外鱼菜共生系统的研究现状与进展[摘要]我国是世界第一渔业大国，年产量占世界总产量的68%。但传统投饲式养鱼模式，是以牺牲环境为代价换来的。为了降低传统养鱼模式对环境造成的影响，世界各国开始进行工业化养鱼的探索。经过数十年的探索和研究，工业化养鱼经历了三个发展阶段，即“组装式”“一元化”和“鱼菜共生”。但前两项工业化养殖模式仅能做到养鱼污水无害化，而且投资高，工业流程长，效益不高，不能做到循环养殖。而鱼菜共生系统将水产养殖和蔬菜生产通过生态设计有机结合在一起，通过微生物降解养鱼废水中的有机物为蔬菜提供营养物质，蔬菜又对养殖用水起到净化作用。从而实现可持续循环型零排放的低碳生产模式，同时又增加了产业效益。[关键词]：工业化养鱼；鱼菜共生；循环养殖；净化传统投饲式养鱼模式的发展是以消耗自然资源、污染环境为代价换来的。每天每公斤鱼向水体排放氨氮1~2g、BOD3~5g、耗去水中溶解氧5~6g（相当于1㎡水面2天的自然复氧量）污染1.5m³水体。欧洲的一些国家如法国、荷兰、丹麦体长“零排放”工业化养鱼，有的还进行“立法”，成为国策，日本2006年也实施了类似的禁令，澳大利亚还规定50km半径范围内只准办一个水产养殖厂[1]。鱼菜共生工业化养鱼不受环境污染的影响，也可以不污染环境，是一种循环经济发展模式。本文叙述了鱼菜共生系统在世界范围内的研究现状及现有的主要类型，重点介绍了系统工作原理、培育期间系统水质变化及产量经济效益分析。为国内在零污染、循环养殖方面及鱼菜共生系统实现多种淡水鱼与各类蔬菜及其不同生长阶段的优化配置提供理论依据。一、国内外鱼菜共生系统的研究现状20世纪90年代以来，可持续发展战略已成为世界潮流，循环经济是可持续发展的大趋势，循环经济是一种善待地球的最佳经济发展模式。传统的养鱼模式不仅消耗大量自然资源，而且污染环境。20世纪70年代在基本完成池塘养鱼机械化后，我国开始进行“组装式”工业化养鱼的探索，欧洲工业化养鱼也实现了“一元化”养鱼模式。但它们仅做到“养鱼污水无害化”，还不属于循环经济的范畴。鱼菜共生系统是工业化养鱼和水培植物的组合。鱼体分泌的粘液具有抑制蔬菜虫害发生的作用；鱼的排泄物提供了植物的营养，植物的根系净化了养鱼的水质。系统中的物质就地进行良性循环，能量朝着鱼菜双方有利的方向流动，是典型的生态循环经济[1]。美国的典型组合是1hm2温室鱼池，配2hm2温室菜床，用养罗非鱼的污水作为营养液种生菜，经降解净化后的水又回去养鱼，每年产鱼100kg/m2，生菜一年收200吨以上。日本的典型组合鱼菜比也是1：2，规模较大，为“完全养殖”场，还进行海水的鱼菜共生。日本东京海洋大学竹内俊朗教授开发了太空舱工业化零排放鱼藻共生系统，可改善舱内环境，吸收CO2及其它有害成分[2]。二、系统工作原理及主要类型鱼菜共生系统是一个微型生态系统，包含了动物、植物、微生物。鱼的排泄物经微生物分解，转化为无机物或小分子有机物，被植物根系吸收，植物得到生长的同时，水质也得到了净化。经净化后的水循环进入养鱼池重复利用。鱼池饲料的投喂保证了后续营养物质的来源，同时鱼池充氧可以防止植物根系因缺氧而腐烂。而微生物的分解需要时间，尤其低温时，反应较慢。要解决微生物的快速分解问题，需要有高效的催化剂。高效无毒催化剂是多种长效特种功能材料，可向水中释放高能量及多种微量元素，具有特殊的物理与化学功能。现在使用的鱼菜共生系统主要有以下3种模式。1、直接漂浮法：广东惠州水产科学研究所采用的鱼菜共生系统，用泡沫板、竹架等浮体，直接把蔬菜苗固定在漂浮的定植板上进行水培；这种方式虽然简单，但利用率不高，而且一些杂食性的鱼会有吃食根系的问题存在，需对根系进行围筛网保护，较为繁琐，而且可栽培的面积小，效率不高，鱼的密度也不宜过大[3]。2、硝化过滤法：在AndreasGraber和RankaJunge等人[4]对共生系统可行性的研究中，采用养殖水体与种植系统之间通过硝化滤床连接的设计。养殖排放的废水先经由硝化滤床的过滤，硝化床上通常可以栽培一些生物量较大的瓜果植物，以加快有机滤物的分解硝化。经由硝化床过滤而相对清洁的水再循环入水培蔬菜或雾培蔬菜生产系统作为营养液，用水循环或喷雾的方式供给蔬菜根系吸收，经由蔬菜吸收后又再次返回养殖池，以形成闭路循环。这种模式可用于大规模生产，效率高，系统稳定。3、分离滴管法：养殖水体直接与基质培的灌溉系统连接，养殖区排放的废液直接以滴灌的方式循环至基质槽或者栽培容器，经由栽培基质过滤后，又把废水收集返回养殖水体，这种模式设计更为简单，用灌溉管直接连接种植槽或容器形成循环即可。大多用于瓜果等较为高大植物的基质栽培，需注意的地方是，栽培基质必须选质豌豆状大小的石砾或者陶粒，这些基质滤化效果好，不会出现过滤超载而影响水循环，不宜用普通无土栽培的珍珠岩、蛭石或废菌糠基质，这些基质因排水不好而容易导致系统的生态平衡破坏[5-6]。三、培育期间水质变化1、氨氮蔬菜苗种期对氨氮吸收能力差，水体中总氮含量高。随着营养生长加快，蔬菜吸收和净水能力渐增，水中氨氮下降，在营养生长期顶峰时，氨氮去除能力最强，水中氨氮浓度降至最低点。随后转入生殖生长期，吸收氨氮能力明显下降，水中氨氮含量急剧升高(如蕃茄的营养生长期对氮的吸收为400mg/l,转入生殖生长期就降至100mg/l。2、pH氨氮与pH值呈正相关变化趋势。其中蔬菜营养期顶峰出现的pH值区域，为鱼菜共生所需酸碱度的理想范围[7]。蔬菜栽培对养鱼水有净化作用，且随循环次数的增多和累积，达到总体净水效果。蔬菜所需的营养可随饲料的投入，鱼粪、残饲不断分解进行调节。蔬菜旺盛长势和高产结果证明了这点[8]。四、产量经济效益分析在丁永良等人[7]的实验中，放养总水体为16m3,三个月平均产商品鱼21.78kg/m3，净产14.26kg/m3。蔬菜栽培品种为莴苣(生菜)、黄瓜、樱桃蕃茄和洋红蕃茄，其中樱桃蕃茄和莴苣三个月产量分别为21kg/6m2、19kg/6m2，按每年种植3茬计，樱桃蕃茄年产为6327kg/亩，莴苣年产6999kg/亩。鱼菜产品经卫生检验，达到无公害要求[7]。在何明云[9]的实验中，以三个月为一期统计，每立方米水体生长商品鱼21.78公斤，净产14.26公斤，较之费吉岛大学农业试验站所进行的罗非鱼养殖，该系统每立方米所产商品鱼（鲤鲫鱼）要高出6.155公斤。经折算每亩可年产商品鱼24216.96公斤，净产15855.15公斤。蔬菜每期产出：生菜3.5kg/m2，樱桃番茄3.17kg/m2，芹菜4.22kg/m2，折合亩产生菜2331kg，樱桃番茄2111.22kg，芹菜8431.56kg[9]。五、种养关系的探讨中试结果表明以1m3水体放养75g/尾规格的鲤鲫鱼种100尾，配合1m2种栽莴苣66株或25株蕃茄为较优配比。以1m2营养生长期蔬菜净化1m3养鱼水，其pH值稳定接近中性，且吸收氨氮较好[7]。六、总结鱼菜共生系统以饲料为物质投入，既系鱼类营养源，也是蔬菜直接或间接的营养源。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，并均具有无公害品质，体现了净化过程中自身增值的优点。鱼菜共生系统作为一种多学科的高新科技，综合性工程有可能进入生产领域，成为发展现代农业的有效途径之一。[参考文献][1]张明华等.鱼菜共生技术及系统工程研究[J].No4.7—12[2]丁永良，兰泽桥，张明华.工业化封闭式循环水养鱼污水资源化[A].鱼菜共生系统，2010，01—0124—07.[3]黄桃，余雪棠，魏云鹤.惠州鱼菜共生系统环保又增收[N].中国渔业报，2009.12.21[4]AndreasGraber,RankaJunge.AquaponicSystems:Nutrientrecyclingfromfishwastewaterbyvegetableproduction[J].ScienceDirect.Desalination246(2009)147–156[5]贾丽，潘勇，刘帅.池塘内循环流水养殖模式[J].中国水产，2011第一期,40—42[6]RenatoSilvaCastro,CelicinaM.S.BorgesAzevedo.IncreasingcherrytomatoyieldusingfisheffluentasirrigationwaterinNortheastBrazil[J].ScienceDirect110(2006)44—50[7]丁永良等，鱼菜共生系统的研究[J].中国水产科学，1997,12，70—75[8]DamonE.Seawright,RobertR.Stickney,RichardB.Walker，Nutrientdynamicsinintegratedaquaculture–hydroponicssystems.Aquaculture1601998215–237[9]何明云，鱼菜共生系统综合养种技术研究报告摘要[J],渔业机械仪器，1994.10.12—15