一种基质栽培式鱼菜共生系统的构建方法

2024-03-11郭显亮薛晓莉韩波航侯苗苗

科学养鱼 2024年1期

郭显亮，薛晓莉，韩波航，侯苗苗

(北京中农富通园艺有限公司，北京 101100)

鱼菜共生是利用生态循环理念搭建的一种新型复合耕作体系，把水产养殖与蔬菜种植巧妙地结合到一起，对水产养殖过程中产生的残饵、粪尿进行分解处理，为蔬菜的生长提供养分，蔬菜在生长的过程中对水体起到净化作用，保证养殖水体较好的水质，实现养鱼不换水而无水质忧患、种菜不施肥而正常生长的协同共生，从而实现生态共生效应。

一、鱼菜共生系统的分类

根据植物种植方式可将鱼菜共生系统分为基质栽培、深水栽培、浅液流栽培和气雾栽培模式。

1.深水栽培式鱼菜共生系统

又称直接漂浮法，常采用泡沫、塑料等容易漂浮在水面上的材料制作蔬菜定植板，定植好蔬菜后直接将定植板置于水面之上，用养殖水体直接种养蔬菜。这种系统简单，易于操作，但系统处理能力有限，养殖密度较低，且杂食类鱼会啃食蔬菜根系而影响植物的正常生长。

2.基质栽培式鱼菜共生系统

养殖系统与种植系统分成两个区域，两者之间通过管道连接，种植区域填充基质，多以火山岩、鹅卵石、陶粒、麦饭石等作为种植基质，该类基质不仅可以对蔬菜起到固定作用，还可附着硝化细菌，对水中的氨氮进行硝化作用。养殖水体通过管道流入种植系统中，经过过滤、硝化、分解、吸收等净化过程再把水体循环回到养殖区进行鱼的饲养。此种方式系统较稳定，可进行较高密度养殖。

3.浅液流栽培式鱼菜共生系统

养殖系统与种植系统分成两个区域，种植区域多采用立体种植的方式，以多层PVC管道、泡沫种植槽等为种植载体，根据蔬菜的种植要求设置种植孔，将蔬菜固定在孔洞内，养殖水体循环至管道中为蔬菜提供养分，经过蔬菜净化后的水体再循环回养殖系统中。该模式空间利用率高但结构较复杂，投入成本较大。

4.气雾栽培式鱼菜共生系统

养殖系统与种植系统分成两个区域，种植区域采用气雾式无土栽培的形式进行植物生长，把初步处理过的养殖水体经过人工雾化后，直接喷洒到植物根系为植物提供养分。该模式节水效果明显，利于水体溶氧量增加但能耗大，需要精细过滤系统。

二、基质栽培式鱼菜共生系统的构建

系统可由高密度养殖系统、净化系统、种植系统、循环系统共同构建而成(图1)。

图1 鱼菜共生系统气雾栽培模式示意

1.高密度养殖系统

养殖区以高1.3～1.5 米的圆形桶状结构进行养殖，圆桶的直径及材质可根据设计要求按需制作，常用镀锌钢板帆布桶。养殖桶底部为锥形，锥底设有排水口，兼具集污、排污、排水功能，中心一般增设一根多孔排污管道用以吸收水中悬浮的污染物，增强养殖桶的排污能力。桶内设有增氧和进水管道，保障水体溶氧量可以满足鱼生存的需求，实现了桶内养殖水体定向旋转，增强了集污效果，减少有机物在桶内的沉积量，以提高养殖水体的质量。

2.净化系统

主要功能是过滤收集养殖水体中的大块残饵、粪便，并对其进行发酵分解变成植物可以吸收的养分。由竖流分流器和发酵池构成，养殖水体通过养殖桶底部排水口先流入竖流分流器中，大块残饵、粪便随小部分水流从竖流分离器底部排污口流入发酵池中，大分部清水携带少量悬浮物从上部排水口直接流入种植区域，在发酵池内对鱼粪、残饵等物质进行集中发酵分解，提取适合植物生长所需的营养成分。

3.种植系统

一般在种植床体中填充火山岩、鹅卵石、陶粒等作为种植基质，其可以较好地支撑作物根系，还能为硝化细菌提供良好的附着地，既能保证植物的正常生长，还能满足硝化细菌对氧气的需求，完成对水体中氨氮的硝化作用，同时种植床体中还会放置一些蚯蚓，用来分解水体中的细碎鱼粪、残饵。

4.循环系统

主要由管道、水泵、回液池构成，通过管道把高密度养殖系统、净化系统、种植系统串联在一起，养殖水体通过重力作用从养殖桶中流入净化系统，经过净化后流入种植区内，在种植区域经由植物净化后通过虹吸作用把水体传回到回液池中，再用水泵把水抽回到养殖桶中，完成整个系统的水循环。

三、构建方法

鱼菜共生系统的重点是生态平衡，如何让养殖、种植、微生物三者之间达到动态平衡是系统成功与否的关键。确定种植与养殖的比例是鱼菜共生系统构建的第一步，一般鱼菜共生系统鱼的养殖密度标准是40～50千克/吨，每吨水体配套的种植面积约为10米2，鱼菜比例过大会导致水体净化效果变差，过小会影响蔬菜生长。确定好鱼菜种养比例之后开始进行鱼菜共生系统的整体布局，按节能、节地、节材等原则确定好各子系统的平面及竖向，优先施工地下工程，依据竖向要求完成各个子系统的土方工程，然后埋设循环系统的地下管道，地下工程完成后分别开始搭建养殖系统、净化系统以及种植系统，养殖区建造过程要根据水量大小确定底部排水口直径，保证水体循环时间，供氧管道的布置要均匀合理，高密度养殖对溶氧需求大，供氧不足鱼无法存活。构建净化系统时竖流分流器的选择要根据养殖桶的容积及高度定制，一般低于养殖桶上沿25～35 厘米，进水口、出水口及底部排污口的口径要满足设计要求，用最少的水量带走大块的鱼粪、残饵，发酵池的规格根据养殖最大密度鱼时每天的排泄量、投喂量及发酵时间确定，确保系统的可持续运转。种植系统填充基质之前要在种植槽底部向排水口方向铺设带孔的PVC管道，用以快速传输水体，排水口处采用虹吸的方式进行排水，让种植槽中的水体以潮汐的形式运转，提高槽体内氧气含量，保障硝化细菌可以进行硝化作用，填充好基质后放入适量的蚯蚓，用以分解水体中悬浮的小块粪便、残饵，辅助净化水质。水体经过种植系统净化后流入回液池中，通过水泵抽回到养殖桶中，完成整个鱼菜共生系统的内循环。

四、运行管理

鱼菜共生系统环境可控，水质优良，一般的淡水鱼都可进行饲养，常见品种有罗非鱼、鲫鱼、鲈鱼、锦鲤等，系统调试完毕后，提前放入养殖水，待达到最适鱼生长水温时便可投放鱼苗。鱼苗投放前应注意提前消毒，投放2～3 天后开始喂食，每天投喂3次，日投喂量按存池鱼体重的3%～5%计算，为了方便管理，可采用自动喂食器定时定量投放饲料。

鱼菜共生系统可以种植的蔬菜品种非常多，多以叶菜为主，如生菜、油麦菜、空心菜等，也可种植番茄、黄瓜等果菜类，叶菜类生长期短，主要以需求氮肥为主，而养殖水体经过处理后含有大量硝酸盐两者更加契合。蔬菜生长过程中要根据鱼的生长密度安排茬口，推荐套种的方式进行蔬菜生产，避免出现换茬时植物吸收有限导致水质变差影响鱼生长。

鱼菜共生系统开始鱼菜生产后仅需定期检测水质，测量水体溶氧，定时投喂鱼饲料即可，无需对种植区额外进行水肥管理。但要注意病虫害防治，因系统通过水体在不停地循环，如果蔬菜产生病虫需要用到的化学药物、激素、抗生素等会对鱼的生长产生不可逆的伤害甚至死亡，所以在系统运行过程中一定要注意环境防控，采用物理及生物防治措施进行病虫害的预防及治理。