阳台型鱼菜共生装置对叶菜类蔬菜生长的影响

2019-12-25董枝青李雯琳

现代农业科技 2019年22期

关键词：生长

董枝青李雯琳

摘要为研究阳台型鱼菜共生装置对不同种类叶菜类蔬菜生长的影响，寻求更高效协调的养殖与种植相结合的生产模式，以满足家庭对绿色有机蔬菜的需求和探索新的水循环种植模式，以油菜与油麦菜为供试品种，以阳台型鱼菜共生装置养殖鱼水作为营养液，研究其对叶菜类蔬菜生长的影响。结果表明，使用该装置油菜与油麦菜地上部分与地下部分鲜干重较对照显著提高，其中油菜在株高、叶绿素含量及根系生长方面增加量均最高。这说明叶菜在鱼菜共生装置中生长状况良好，特别是油菜的栽培效果最好，该装置具有良好的应用前景。

关键词鱼菜共生装置;叶菜类蔬菜;生长

中图分类号 S636;S964.9 文献标识码 A

文章编号 1007-5739（2019）22-0036-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract In order to study the effects of the balcony fish-vegetable symbiosis device on the growth of different leafy vegetables，and to find a more efficient and coordinated production mode combining fish breeding and vegetables cultivation，not only to meet the family′s demand for green organic vegetables，but also to explore a new recycled water for planting vegetables，the experiment used Chinese celery cabbage and leaf lettuce as test varieties，and used the water from balcony fish-vegetable symbiosis device to provide test vegetables irrigation，then its effect on the growth of leafy vegetables was studied.The results showed that the fresh and dry weight of aerial parts and underground parts of Chinese celery cabbage and leaf lettuce were significantly higher than those of the control group.Especially the plant height，chlorophyll content and the root growth of Chinese celery cabbage increased the most.It shows that leafy vegetables grow well in the aquaponics system and Chinese celery cabbage has the best cultivation effect.The system has a good application prospects in leafy vegetable production.

Key words Fish-vegetable symbiosis device;leafy vegetable;growth

鱼菜共生是一种新型的复合耕作体系，它将水产养殖与无土栽培这2种原本完全不同的农耕技术通过巧妙的生态设计达到科学合理的协同共生[1]，不仅可以满足城市居民吃到新鲜安全蔬菜的愿望，还能够起到观赏和净化空气的作用，让市民体验自然、健康的生活方式，有利于人们放松心情、缓解压力。在鱼菜共生系统中，植物和鱼之间协同生长，水生动物排泄废物，细菌将废物转化成营养，植物吸收营养，为水生动物改善水质[2]，从而达到鱼菜共同生长，并且收获2种农产品，实现养鱼不换水而无水质忧患，种菜不施肥而正常成长的生态共生效应[3]。在传统的水产养殖过程中，随着鱼类排泄物以及鱼食等的积累，废弃物会转化为氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等对鱼有害的物质，毒性会慢慢增大。而在鱼菜共生系统中，养鱼的水被输送到种菜的水培栽培系统，各种细菌将鱼水中的氨氮等分解成亚硝酸盐，然后被硝化细菌分解成可以直接被植物作為营养吸收利用的硝酸盐[4]。鱼菜共生让动物、植物、微生物三者之间达到一种和谐共生的生态平衡关系，是国家提倡的未来可持续循环型零排放的低碳生产模式，也是有效解决农业生态危机的有效方法[5]。

鱼菜共生技术原理简单，实际操作性强，适合于规模化的农业生产，也可用于小规模的家庭农场或者城市农业，国内纯粹的鱼菜共生农场不超过10家，多数都搭配了餐饮、观光及利用鱼菜共生来推广其他产品。而家庭化鱼菜共生装置规模小、制作成本较低、实用性强、外形美观，同时兼备了种植、养殖以及观赏的功能，势必成为未来鱼菜共生发展的趋势，具有非常光明的发展前景。本试验以设计家庭化的鱼菜共生装置为基础，使用该装置进行蔬菜育苗栽培，结合养鱼观察研究蔬菜生长情况，为该装置选择适宜的蔬菜种类，同时总结鱼菜共生装置的优缺点，为进一步的装置设计及应用研究提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 试验装置

虹吸式鱼菜共生装置主要由养鱼缸（玻璃）、栽培槽（亚克力板材）、卡槽、虹吸管、钟罩、动力系统、水循环系统以及小型抽水泵等组成。本试验设计的装置属于鱼菜共生中的闭环共生，整体构造如图1所示。

1.2 试验材料

亚克力板材、氯仿、锉刀、垫片、锦鲤鱼苗、油麦菜、油菜种子、蛭石等。

1.3 试验方法

本试验于甘肃农业大学南门玻璃温室内进行，地处东经103°49′、北纬36°03′，海拔1 520 m。2018年9月3日开始育苗，采用温汤浸种，在培养箱中进行催芽，催芽温度为20 ℃，催芽成功后定植于穴盘，油麦菜的出苗率为96%，油菜出苗率为86%。试验设置4个处理，即油菜与油麦菜各自常规管理为对照，表示为CK油、CK麦，同时期养鱼水管理油菜、油麦菜各处理，表示为T油、T麦。

1.4 测定内容及方法

1.4.1 形态指标的测定。从植株出土到第1片真叶展开后开始测定，每5 d记录1次植株株高、叶片数、叶面积的动态生长情况，试验连续进行35 d左右。叶面积采用透明网格法测量，株高使用量尺测量，叶片数以计数法记录，均是每个处理取5株测量，再取其平均值作為最后试验所需数据。

1.4.2 生理指标的测定。每个处理取5株，3次重复测量植株的干鲜重（地上部以及地下部）、叶绿素含量、根系活力、胡萝卜素含量。其中，干鲜重均采用电子天平称量;叶绿素的测定，即根据叶绿素提取液对可见光谱的吸收，利用分光光度计在某一特定波长下测量其吸光度，即可用公式计算出提取液中叶绿素的含量[6]，转化公式：

式中，A663和A645为叶绿素溶液在波长663 nm和645 nm时的吸光度;Ca、Cb分别为叶绿素a和b的浓度，以mg/L为单位;Cx.c为类胡萝卜素的总浓度;A470为叶绿体色素提取液在波长470 nm下的吸光度。

1.4.3 根系扫描。使用根系扫描仪测定根系生长情况，每个处理取3株，3次重复。

1.5 数据处理与分析

用Excel 2010处理试验数据做柱形图及折线图，用SPSS软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 油菜与油麦菜幼苗地上与地下部分鲜重的变化

由图2可知，油菜与油麦菜地上部分鲜重均比对照增加，油麦菜的增幅大于油菜。与对照相比，油菜地上鲜重增加了45.5%，而油麦菜地上鲜重则增加了370.7%。鲜重代表了植物的生长量，相比较而言，油麦菜处理效果较为理想。

由图3可知，油菜与油麦菜的地下部分鲜重均高于对照，油菜的增幅大于油麦菜。相比对照而言，油菜与油麦菜地下部分鲜重分别提高了532.6%、375.4%。根系可以吸收水分和矿物质，同时有固定植株的作用，可以看出油菜地下部分生长较好。

2.2 油菜与油麦菜幼苗地上与地下部分干重的变化

由图4可知，油菜和油麦菜的地上部分干重均比对照增加，且与地上部分鲜重的增加趋势相同，均为油麦菜增幅大于油菜。油菜地上部分干重增加了44.8%，油麦菜增加了327.1%，与油麦菜地上部分鲜重的增幅相互对应。

由图5可知，油菜与油麦菜地下部分干重相比对照均有所增加，且T油>T麦，油菜比对照增加了3.676倍，油麦菜增加了1.757倍，与地下部分的鲜重增加相互对应，均为油菜的增加幅度大于油麦菜。

2.3 油菜与油麦菜幼苗株高与叶片数的变化

由图6可知，各处理株高在试验过程中均呈增高趋势，其中T油株高增加最大。前10 d T油与CK油生长无明显差距，CK麦略大于T麦。从第10天开始，T油生长逐渐大于CK油，最大高度相差1.1 cm;T麦的生长始终小于CK麦，但整体差异较小，最大相差0.6 cm。总体而言，以T油高度增加最为明显。

由图7可知，各处理的叶片数整体比较集中，前10 d各处理叶片数均相同。第15天开始T麦叶片数略少于CK麦，但相差几乎不大。从第20天开始T油叶片数逐渐大于CK油，最大相差0.6片。

2.4 油菜与油麦菜幼苗叶片叶绿素含量的变化

由图8可知，油菜与油麦菜的叶绿素总量都大于对照，且T油>T麦，油菜与油麦菜叶绿素总量比对照分别增加了1.59倍、2.18倍。叶绿素含量高代表光合强度高，光合产物多，则地上部生长旺盛，相对应干鲜重（地上部）高，这与2.1、2.2的结果也相互印证。

2.5 油菜与油麦菜幼苗根系生长的情况

由表1可知，T油总根长显著高于CK油、CK麦和T麦，CK油和T麦处理之间无明显差异，CK麦略大于CK油、T麦。T油根表面积显著大于CK油、CK麦、T麦，分别高出5.27倍、1.43倍、4.05倍，CK油和CK麦、T麦之间无显著差异，CK麦略大于CK油、T麦。CK麦的根平均直径显著大于CK油、T油、T麦，分别高出了72.7%、100.0%、40.7%。T油根尖数显著大于CK油、CK麦和T麦，分别为CK油、CK麦、T麦的21.85、37.65、30.99倍。综合比较，以T油处理效果最为理想。

3 结论与讨论

鱼菜共生系统作为一种新兴循环水养殖生产模式，对于解决我国农业生态危机既是机遇也是一种挑战，将鱼菜共生系统投入大规模的农业生产，将在很大程度上减少水资源使用以及污水处理的费用。然而，鱼菜共生系统结构复杂，容易受到外界环境、种植蔬菜的种类、密度和系统工艺等多方面因素的影响，难以形成大规模集约化循环生产[7]。目前，国内研究主要偏重于鱼菜共生的技术实现上，国外该领域研究已深入到系统水、营养、能源利用效率及系统性能影响因素等方面，较国内超前。目前，在阳台种植蔬菜受到越来越多市民的喜爱，已经形成一股新潮流，成为一种时尚，因而有必要研究鱼菜共生装置对蔬菜生长的影响。本试验以阳台型鱼菜共生装置为基础，在确保正常养鱼，鱼苗数未减少的情况下，研究其对叶菜类蔬菜生长的影响，以便确定更适合鱼菜共生装置的叶菜种类。叶菜类蔬菜生长周期短，从幼苗开始就可以收获，营养价值丰富，经济产量高，食用安全，是最易为人们接受的阳台蔬菜之一[8]。

截至目前，有关鱼菜共生对鱼菜生长影响的报道很多[9]。蔡淑芳等[10]研究表明，鱼菜共生装置中水蕹菜的密度对其生长影响显著，菜鲜重、株高均增加;李晓辉等[11]以空心菜为试验材料进行研究，结果表明，2个试验组比对照组年平均多获利22 300元，说明空心菜种植不但可以降低水体氨氮含量，还可使养殖户增收;夏琴等[12]以根系量大、再生能力强、喜多湿的绿叶菜空心菜、青菜、生菜为试验材料进行研究，结果表明，在鱼菜共生鱼塘内种出的蔬菜口感更好，贮存时间也较长，蔬菜的经济效益比同等种植面积蔬菜园增加约50%。本试验使用该装置油菜与油麦菜地上部分与地下部分鲜干重较对照显著提高，其中油菜在株高、叶绿素含量及根系生长方面增加量都最高，这与以上研究结果一致。这说明叶菜在鱼菜共生装置中生长状况良好，特别是油菜的栽培效果最好，该装置具有良好的应用前景。

本试验结果表明，无论是油菜还是油麦菜，地上鲜重都好于对照，油菜株高增加量远大于对照。由此表明，阳台型鱼菜共生装置更适合油菜的栽培。试验过程中，油麦菜会表现出缺素症状，叶片变黄，如果家庭种植油麦菜可叶面喷施蔬菜所需元素，既保证鱼水不受污染，又确保了蔬菜对元素的需求，种植油菜无须担心缺素症状。为了保证蔬菜的安全以及水环境不受污染，阳台种植可用粘虫板进行灭虫。

4 参考文献

[1] 德意.鱼菜共生式城中农场[J].农产品市场周刊，2015（27）：62.

[2] BUZBY K M，LIN L S.Scaling aquaponic systems：balancing plant uptake with fish output[J].Aquacultural Engineering，2014，63：39-44.

[3] 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（6）：150-153.

[4] 歐红霞.鱼菜共生技术概况及研究进展[C]//云南省科学技术协会，中共普洱市委，普洱市人民政府.第七届云南省科协学术年会论文集——专题二：绿色经济产业发展.云南省科学技术协会，中共普洱市委，普洱市人民政府：云南省机械工程学会，2017：3.

[5] 吴德杰，郭贵.池塘鱼菜共生养殖技术[J].吉林农业，2011（3）：260.

[6] 李仲芳.植物生理学试验指导[M].成都：西南交通大学出版社，2012：24-26.

[7] 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.

[8] 邹宜静，许亚俊，黄凯美，等.不同基质和品种对阳台叶菜生长和产量的影响[J].科技通报，2015（3）：67.

[9] 申旭红，李晗溪，李雪，等.饲料中铁元素含量对鱼菜共生系统水质及鱼菜生长的影响[J].渔业现代化，2017（3）：48-49.

[10] 蔡淑芳，陈永快，陈敏，等.鱼菜共生系统中植物密度对水质及鱼菜生长的影响[J].渔业现代化，2018，45（5）：22-23.

[11] 李晓辉，石绍龙.池塘鱼菜共生试验[J].云南农业，2016（6）：46.