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导读 水产养殖产业为人类提供了大约50%的鱼和鱼产品。传统水产产业通过更换水体维持良好的水质，但因此产生的巨量废水导致了广泛的环境问题，如富营养化。近年来，鱼菜共生系统因其生产可持续性、消除营养不良和贫穷的能力而吸引了世界范围内的关注，并被认为是传统水产养殖的替代技术。 鱼菜共生系统是一种将水产养殖循环系统和水培蔬菜技术整合为一体化的组合系统。按鱼菜共生系统循环的工艺来说，分为3种类型：直接共生模式、开环共生模式和闭环共生模式。直接共生模式是采用鱼菜直接接触共生的方法，即养殖池中采用浮筏栽培水生蔬菜，蔬菜直接利用养殖水中的氨氮物质，但吸收率仅为40%，无法达到其对氨氮等营养的需求，并且其可栽培的面积小，效率不高，还存在杂食性的鱼吞食根系的问题，需对根系进行围筛网保护。开环共生的鱼菜共生模式是指养殖池与种植槽之间不形成闭路循环，由养殖池排放的废水作为一次性灌溉用水直接供应蔬菜种植系统而不返还回流，每次只对养殖池补充新水。而闭环共生模式是指养殖池排放的水经硝化床微生物处理后，进入蔬菜栽培系统，再经蔬菜根系的生物吸收过滤，把处理后的废水返回至养殖池，这种闭锁环工艺的鱼菜共生系统可用于大规模生产，效率高，很大程度上减少水资源的使用。国内外众多的研究都是基于闭环共生开展的。 目前常见的闭环鱼菜共生类型有：漂浮筏型（如UVI模式）、营养液膜型（如NFT模式）和基质床型（如NCSU模式）。这些类型系统中，鱼类代谢废物主要为溶解在水中的氨，通过添加硝化细菌可将氨转化为亚硝酸盐，进而转化为蔬菜作物生长所需的硝酸盐。养殖废水被循环到植物水培部分进行消化，同时蔬菜从其中吸收营养，然后净化的水将重新用于鱼类养殖。在这个过程中，使用集约化循环技术的鱼菜共生系统仅需补充少量的鱼池水体，没有废水的排放，既满足了高品质新鲜鱼类和蔬菜生产的需求，又避免了污染环境的养分流失。 研究表明，养殖大理石虾虎鱼且种植了水菠菜的鱼菜共生系统中，能有效去除83%氨态氮、70%硝态氮、87%亚硝酸盐、60%总磷和88%固体悬浮物；相比于黄瓜，番茄能实现更高的鱼菜共生系统中养分去除率，69%氮素能够转化为果实被收获。因此，鱼菜共生系统成为一种可持续的有机农业生产系统，并在缺水地区极具有吸引力。在鱼菜共生系统中，氮素是鱼类和植物共同需求的最重要的营养，其来源仅为鱼类饲料。通常，氮素在鱼类和植物中的积累量被视作有效益的氮素回收，并且这种氮素占总氮素投入量的比例即氮素利用效率。有研究表明，鱼菜共生系统中由于番茄和小白菜的存在，其氮素利用效率达到41.3%和34.4%，显著高于常规的水产养殖系统的25.0%，虽然鱼菜共生系统中番茄叶面积（1.15m2）显著小于常规水培番茄叶面积（1.36m2），但其叶片中叶绿素含量显著提升17.9%，并且其果实的番茄红素含量、类胡萝卜素含量、果实总产量和可销售果实量与常规水培系统的番茄无显著性差异。 调查显示，鱼菜共生系统中养殖鱼类是罗非鱼占85%，而种植的植物75%是叶菜类蔬菜，UVI商业鱼菜共生系统中，生菜比白菜和罗勒适应性更强，秋葵的产值高于黄瓜、甜瓜和西葫芦，但综合水培作物密度、生长期产量及经济价值考虑，鱼菜共生系统中种植叶菜类的效益远远高于果菜类。 作者：李雅旻，刘厚诚（华南农业大学园艺学院） |
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