麦饭石在鱼菜共生系统中的妙用

毛宇光，杨迎春

（安徽农业大学，安徽 合肥 230000）

麦饭石（Maifan stone）因外形神似大麦饭团而得名.作为一种多矿物集合体包含了诸如斜长石、石英、白云母、高岭石等天然矿物成分.我国拥有大量麦饭石资源，如河南灵寿、浙江四明山、江西赣南、台湾台东、山东青岛、吉林长白山等地就存在大量矿藏[1].

随着多年来各国学者对于麦饭石的深入研究，麦饭石的许多神奇功能被人们所熟知，麦饭石也越来越多的应用于环境、农业、医学等领域[2].

本文阐述了麦饭石在农业、水产养殖及水质调控方面的应用，同时提出了一种麦饭石在鱼菜共生系统中的妙用.

1 麦饭石作为一种天然矿物的应用

1.1 麦饭石的理化性质

麦饭石的主要理化性质有如下四点：1、生物活性；2、PH双向调节特性；3、吸附性；4、溶出性.以上四种特性都可归功于麦饭石内含有的大量常量及微量元素和其独特的外形与结构.

1.2 麦饭石在农业种植上的应用

矿物肥料作为一种分布广泛、种类繁多、采集方便、加工简单、成本低廉的肥料而越来越多的应用于农业种植中，麦饭石便是运用最多的天然矿物肥料之一.麦饭石可以用于农业种植的主要原因是前文所提到的其所具有的生物活性及溶出性.

将麦饭石浸于水中，其内含有的对生物有益的元素便会大量溶出，利用这些溶出液进行水培种植或用于浇灌用水能对植物的生理活性起到有益的作用.主要表现在植物的种子发芽及幼苗的成活、成苗根系的活力及根茎的生长、植物内的各种酶的活化等方面[3].麦饭石粉末还可以制备成各种肥料而用于农业生产[4].

目前，我国对于麦饭石在农业生产方面的应用已初有成效，使得农业产量得到提高，并带来了一定的经济效益和社会效益.

1.3 麦饭石在水产养殖上的应用

麦饭石用于水产养殖的历史可以追溯到70年代的日本.当时的日本学者用含有麦饭石的饲料养殖一种名为鰤鱼的鱼类.结果显示，麦饭石的使用使得鰤鱼的肉质得到了显著提高，并且鰤鱼对于疾病的抵抗力也得到了增强，其存活率也有了一定提高[5].之后，包括我国在内的多个国家都做了类似实验，验证了麦饭石对于鱼类养殖的有益作用.目前，麦饭石已成为养鱼爱好者日常小规模养殖及水产养殖公司大规模养殖中常使用的一种物质.

麦饭石对于水产养殖的有益作用主要有如下三点：1、麦饭石内溶出的各种微量元素对鱼类机体的生长发育、抗疲劳、抗疾病性有显著的提高.2、麦饭石所具有的吸附性能有效地吸收水体中对鱼类有害的成分，如NH4+、CO2[3]及一些重金属离子.3、麦饭石作为一种粘土矿物，可增加饲料在鱼类消化道内的粘滞性，使饲料在鱼类的消化道内停留时间增长，这样鱼类便能充分地吸收及利用饲料内的各种养分[6].

1.4 麦饭石在水质调控上的应用

麦饭石对于水体pH值得双向调节作用及吸附性都使其在水质调控方面有巨大的应用潜力.前文提到麦饭石对于水体pH值的双向调节性能归功于其内含有两性元素——Al，其实麦饭石中的Si元素也具有与Al相似的化学性质，其对于pH值得双向调节性能也有一定的贡献.试验表明，麦饭石能将pH值为5～11的水体调节至趋于中性偏弱碱性（7.2～9.7）[1]，这一pH范围适于大部分植物的生长和大部分鱼类的生存.

另外麦饭石的吸附特性可以保证水体中一些对于生物有害的重金属离子、细菌等保持在一个较低的量值.目前，麦饭石在饮用水的净化、水产养殖的水体优化及废水处理方面已有一定的应用.

2 鱼菜共生系统

鱼菜共生系统是一种融合了水产养殖和无土栽培（水培技术）的新型复合养殖技术.

其将鱼类和农作物引入同一系统.通过水循环将它们串联起来，鱼菜共生技术的核心正是水循环过程.这里简单描述一下鱼菜共生系统中的水循环过程，在水产养殖的过程中必然会有大量由鱼类产生的废物和有害物质（如鱼类的排泄物及未被食用的饲料）存在于水体中.这些废物随着水的流动到达植物种植的空间.充当水培种植的肥料，植物通过自身的作用（及水中存在的硝化细菌的硝化作用）可将水体中的有害物质转化成养分而吸收利用.同样，这一转化过程也是一次对于水体的过滤净化，经过净化的洁净水又回流至鱼类生长的空间.通过这样一次水循环过程便可达到鱼菜共生所追求的目标——“养鱼不换水，种菜不施肥.”

进一步研究这一水循环过程，我们可以发现多种物质及元素参与了这一循环过程中的一个或多个环节，如饲料中所含有的氮经过鱼类消化吸收后转变为了氨类物质，这些氨类物质又在一些存在于水中的好氧菌的作用下变为了亚硝酸盐，我们知道不管是氨类物质还是亚硝酸盐都会对水体产生一定的污染并对生活在水中的鱼类产生一定的不良影响.鱼菜共生系统的巧妙之处便在于水循环可以将这些氨类物质及亚硝酸盐随着水体的流动带到植物种植的空间，而植物可利用这些无机氮进行固氮作用，将氮结合到有机化合物中供自身使用[7]，这样一来既产生了营养物质，并且将净化后的水返还给了鱼类.这一循环过程使得氮元素也在系统中进行了循环并发挥了一定的作用.

3 麦饭石在鱼菜共生系统中的妙用

前文所述的水循环过程作为鱼菜共生系统中的核心过程将水产养殖、水培种植、过滤净化等鱼菜共生系统的组成成分连接在了一起，而诸如氮等元素伴随着水循环也在系统中进行着循环.这为我们提供了一个思路，任何添加进系统的物质(比如肥料、水质改良剂等)也有随着水体循环而到达各个系统组成成分的可能.

试想有一种物质对于水产养殖有着极大的益处，可以让鱼类的肉质及产量都显著上升.同时，这一物质对植物的生长也能产生促进作用，并且它还可以应用于水质的调控优化.那我们是否能将这一种物质应用于鱼菜共生系统，将它投放于植物种植的空间，然后通过水循环而使它的益处往复持续的带给整个系统？答案显然是肯定的，这样一种方式既节省了添加剂成本又不用再外加动力，并且能给整个系统带来持续的有利影响.

通过前文对于麦饭石的描述，不难发现麦饭石便是这样一种能够满足上面几个条件的天然矿物.首先，麦饭石可以作为天然矿物肥料应用于蔬菜水培种植，其所具有的生物活性及溶出性能够使水体中富含对植物生长有益的微量元素；第二，麦饭石作为一种水体调节剂或饲料添加剂可应用于水产养殖，其生物活性及溶出性能提高鱼类产量、使鱼类肉质更好，其吸附性又能对鱼类养殖的水体起到过滤净化的作用；第三，麦饭石对PH值得双向调节能力使其在整个鱼菜共生系统的水体调控方面都有着巨大的作用，它可以使水体的酸碱性处于一个趋于中性的状态，这种状态适于绝大部分水培植物的生长及大部分鱼类的生存.

这里有必要再次提到鱼菜共生系统中的核心过程——水循环，这一过程保证了麦饭石能顺利在鱼菜共生的各个环节起到作用.首先，带有鱼类产生的废物及有害物质的水体流到水培植物种植的空间，铺设于水培植物种植空间里的麦饭石开始通过它的吸附作用及pH值双向调节作用对水体进行净化及调节，同时，麦饭石也溶出大量对于植物生长有益的元素.这样，原本含有大量废物及有害物质的水体经过麦饭石过滤净化及植物自身作用重新变得干净，并且还因富含了麦饭石溶出的各种元素而具有了生物活性.之后，这些具有生物活性水体又通过循环系统回到鱼类养殖的空间，为鱼类带来了干净而富含营养的活水，促进了鱼类的生长发育.

这样一种“一物多用”的巧妙方法得益于麦饭石这一种天然矿物材料对于鱼菜共生系统每一组成成分的适用及麦饭石对于鱼菜共生系统技术整体的高度契合.这种妙用依附于鱼菜共生系统中的水循环过程，能够通过极低的投料成本，简单的投料操作为整个鱼菜共生系统的产量和质量带来显著的提高、保证整个系统的水质良好.

4 展望

麦饭石并不是唯一可用于农业生产的天然矿物肥料，诸如磷矿、白云质、火山岩、泥炭、硼砂等天然矿物也是常见的可直接用作天然矿物肥料的廉价矿物岩石[6].而常用于水产养殖的天然矿物也不在少数，比如火山岩、白云质、草泥丸、泥炭等都很常见，甚至一些非矿物物质（如榄仁叶）在鱼类养殖及水培种植中也有应用.这些既可应用于农业种植，又可应用于水产养殖、对水体有一定调节作用的物质和麦饭石一样，有着应用于鱼菜共生系统的巨大潜力.

鱼菜共生系统作为一个协同共生的组合生态系统及一个良性循环机制、作为一个发展现代农业的途径、作为一种蕴含节能及环保思想的技术已得到了各国学者越来越多的关注.

而像麦饭石这样资源丰富、开采方便、加工简单、价格低廉的天然矿物也有着被逐渐应用于各个领域.相信将来会有越来越多如麦饭石一样可以巧妙地运用于鱼菜共生系统中的天然物质被人们所发现并利用.鱼菜共生系统技术也会得到更大的发展.

〔1〕 李娟，张盼月，高英，等.麦饭石的理化性能及其在水质优化中的应用[J].环境科学与技术，2008(10)：63—66.

〔2〕 牛佳.麦饭石的研究现状及发展展望[J].中山大学研究生学刊，2013，34(2):73—77.

〔3〕 孙宾宾，杨博．麦饭石的特性及其在农业领域的应用研究进展[J].陕西农业科学，2013（5）：117—118.

〔4〕 兰成云，舒锐，姚甜甜，等.矿物肥料在我国农业生产上的应用现状[J]．安徽农业科学，2016，44(35):143－146.

〔5〕 刘艳辉，祖峋杰.麦饭石在水产养殖上应用研究现状及其作用机理的探讨[J]．饲料工业，1995，5(6):33－34.

〔6〕 李振.环保型饲料添加剂在水产养殖中的应用[J]．北京水产，2006（5）:45－48.

〔7〕 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，2004，4(19):7—12.