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[农广天地]池塘鱼菜共生技术(20140813)
随着水产养殖技术的不断发展，养殖密度的不断增加，池塘富营养化已经成为了制约水产养殖的一个瓶颈。以前人们主要靠微生物制剂来调节水质，但是成本太高。如今在重庆，有一种办法可以在减少微生物制剂使用的情况下，有效地缓解池塘富营养化的问题，这就是池塘鱼菜共生技术。池塘鱼菜共生技术很简单，它通过搭建浮床，然后种上空心菜。利用蔬菜来吸收水中的氨氮和磷等营养物质，从而达到净化水质的效果。池塘鱼菜共生技术是建立在以养鱼为核心的基础上，种菜的目的就是为了养好鱼。因此，种上菜的池塘仍然需要正常的管理，并且是一点都不能放松的。池塘鱼菜共生技术虽然很简单，操作也很方便，但是传达出的理念却很有价值，它对我国水产养殖的健康、可持续发展有着很大的借鉴意义。在本期的节目当中，就将向广大的观众朋友们介绍一下这池塘鱼菜共生技术。
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鱼菜共生养殖技术是利用水生蔬菜扎根在养鱼水体中生长，使养鱼过程中产生的有害物、废物（养鱼产生的排泄物、剩余饲料、氨氮等）转化成蔬菜生长所需的养料，从而将水中的有害物质变害为宝，在使养鱼水体自然净化，水质保持长久稳定，提高鱼类的产量和品质的同时，还可以收获到一定量的水生蔬菜，它把水产养殖与蔬菜生产这两种原本完全不同的农耕技术通过巧妙的生态设计，达到科学的协同共生，从而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，让鱼和蔬菜之间达到一种和谐的生态平衡关系。
1 养殖池的选择
一般的精养池塘都可以。池塘要求保水性好，鱼产量亩产在800kg以上为好。池鱼放养模式结合当地养殖习惯即可，不用特意选择品种和模式。
2 水生蔬菜的选择
空心菜、水芹菜、生菜等常见的绿叶菜均可在水上安家，需大水大肥的丝瓜等也可种植。
2.1 空心菜
又叫蕹菜，旋花科、番薯属，一年生或多年生草本，以绿叶和嫩茎供食用，富含各维生素、矿物盐。在15-40℃条件下均能生长，在北方地区生长期5-10月，时间长、产菜期长。一般播种后35-45d开始采收，在初收期及生长后期，每隔7-10d采收1次，生长盛期5-7d采收1次。
2.2 水芹菜
水芹属于伞形科、水芹菜属，15-20℃生长最快，5℃以下停止生长，能耐-10℃低温；水芹菜含有丰富的多种人体不可缺少的营养物质，其产量高而稳，病虫害少，是无公害食品，天气条件影响不大，亩产量在3000-5000kg。
2.3 生菜
生菜是叶用莴苣的俗称，属菊科莴苣属。生长适温为15-20℃，最适宜昼夜温差大、夜间温度较低的环境，定植至采收为30-50d，北方地区生长期4-10月。
2.4 丝瓜
为葫芦科攀援草本植物，根系强大。有清凉、利尿、活血、通经、解毒之效。需大水大肥、可搭架立体利用水面以上的空间。
3 栽种技术
（1）蔬菜种植面积不超过养鱼水面的30%、不低于25%。（2）池塘里不能有龙虾和草鱼等食草的水产品种。（3）用竹子或做塑料管做浮筐，做成1m×2m或1m×4m的浮床，在浮筐上用聚乙烯网布作浮床的面和底，使其面[来源:
4 日常的管理
每天巡塘看鱼时同时检查蔬菜生长情况，定期采摘蔬菜。
典型事例
（1）2010年，重庆市引育种中心在水产养殖池塘水面上进行水生蔬菜种植，池塘水面栽种空心菜，不占地、不施肥、不用药，除浮架、菜苗外无其他成本，每亩栽种25%水面，全年产空心菜7125kg，每亩光蔬菜就可增加收入11880元。而水上种植空心菜后大大改善了水质条件，五月底空心菜生长前和六月底空心菜大量生长后，测得水质指标为：透明度由10cm增加到30cm，溶解氧由4mg/L提高到6mg/L，NH3由0.19ppm降低到0.16ppm，H2S由0.3ppm降低到0.15ppm，PH由6.4提高到6.8。
（2）高淳县淳溪镇渭风村村民孙传跃，家中有10多亩养殖水面。在养殖池塘里进行水体养鱼水面种菜，亩产空心菜达4000kg左右，一年除水产外，光空心菜就挣了10多万元。
（3）沅陵市2009年在陈家滩乡养鱼池塘水面上进行水生蔬菜种植。在1.2亩的养鱼水面上，收获鲜空心菜1.1万斤，平均亩产达4000多kg，平均亩获利1.5万多元。
水上蔬菜种植因为采用“水上种菜、水下养鱼”这一立体化的农业种植模式，既充分利用了空间，又提高了资源利用率。通过“菜净水、水养鱼、鱼养菜”的生态循环，节约了不少成本。同时水面上种菜的立体种植技术，完全不用农药化肥，成本相对低廉，产量、品质却优于陆地蔬菜，秋季还能收获大量鱼虾。本期节目里主要以竹叶菜为例介绍了水上蔬菜的种植过程。
水上竹叶菜能够美化景观，成为现代人工水域或景观水池。水上种植竹叶菜还可成为鱼菜立体种养新时尚，改变单一水池养鱼的格局，提高每667 mz水池的经济效益。示范带动了其他水产养殖户投入了水上竹叶菜的生产，社会效益较好。
生态效益
水上栽培竹叶菜可以净化水质，浮体栽培植物的水质净化主要针对富营养化的水质，透过COD氮磷的浓度来抑制水质的发生进而提高透明度。根据专家研究，一个面积为6670 m。深1.5 m的营养化池塘，只需种植80～277m。的浮体植物，即可以在一年内恢复其农业功能。
水上蔬菜种植技术
1 育苗
先深耕翻土、整地、碎土，667m。施50kg复合肥作底肥。同时用“多菌灵”掺土，播撒在新整好的地里。隔3～4 cm开沟，作播种之用。
2 播种
种子播前用水泡14h(保证10～12h)，滤干。
在播种前1d给育苗地浇水(保证足够的水分，至少提前15～16h)，然后将处理好的种子均匀地播撒在准备好的行里，用锄头稍微覆一薄层土。浇水，保证足够的水分。然后采用2 m宽的地膜覆盖(保持土壤潮气)，两边压实，以免被风吹开，5d后，就会有幼苗生出，此时可以揭开地膜。
注意：揭开地膜应根据天气情况，最好在傍晚时分，切忌高温天气和暴晒。
3 田间管理
大棚育苗苗期为20 d左右，平时大棚两头揭开透气，必要时根据土壤湿度浇水。
4 幼苗移栽
移栽前1d傍晚给苗地浇足足够的水，泡涨土壤，这样拔苗的时候不易扯断根系。
5 浮床制作及移栽方法
浮床制作用长2m的小竹杆7根，扎成1m宽的浮床，下水时用毛竹桩进行固定，然后用1根25 cm长塑料PP管，按14 cm×25 cm密度进行栽种，移栽后用泥浆封口以确保菜苗的成活率。
鱼菜共生 鱼菜共生是一种新型的复合耕作体系，它把水产养殖与蔬菜生产这两种原本完全不同的农耕技术，通过巧妙的生态设计，达到科学的协同共生，从而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。让动物、植物、微生物三者之间达到一种和谐的生态平衡关系，是未来可持续循环型零排放的低碳生产模式，更是有效解决农业生态危机的最有效方法。
鱼菜共生耕作体系有以下几种模式：
闭锁循环模式：养殖池排放的水经由硝化床微生物处理后，以循环的方式进入蔬菜栽培系统，经由蔬菜根系的生物吸收过滤后，又把处理后的废水返回至养殖池，水在养殖池、滤液床、种植槽三者之间形成一个闭路循环。
开环模式：养殖池与种植槽（或床）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形成返还回流，每次只对养殖池补充新水。在水源充足的地方可以采用该模式。
根据种植部份的技术差异又分为以下几种共生方式： 直接漂浮法：用泡沫板等浮体，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。养殖水体与种植系统分离，两者之间通过砾石硝化滤床设计连接，养殖排放的废水先经由硝化滤床或（槽）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。
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。
水生蔬菜系统，这种方式就如中国的稻鱼共作系统，不同之处在于养殖与种植分离式共生，即于栽培田块铺上防水布，返填回淤泥或土壤，然后灌水，构建水生蔬菜种植床，把养殖池的水直接排放农田，再从另一端返还叫集回流至养殖池，这样废水在防水布铺设下无渗漏，而水生蔬菜又能充分滤化废液，同样达到良好的生物过滤作用，有点类似自然的的沼泽湿地系统。如茭白与鱼共生、水芋慈菇等水生蔬菜的共生，都可以采用该系统设计。
鱼菜共生技术原理简单，实际操作性强，可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的嗜好农业，具有广泛的运用前景。在具体的实践操作中，需注意的是鱼及菜之间比例的动态调节，普通蔬菜与常规养殖密度情况下，一般一立方水体可年产50斤鱼，同时供应10平方米的瓜果蔬菜的肥水需求。家庭式的鱼菜共生体系，一般只需2-3立方水体配套20-30平方米的蔬菜栽培面积，就可基本满足3-5人家庭蔬菜及鱼产的消费需要，是一种极适合城市或农村庭院生产的农耕模式，也是未来都市农业发展的主体技术与趋势。
為什麼魚菜共生系統需要補充鐵
一. 魚菜共生系統裡面鐵的問題
鐵是植物裡面葉綠素的構成要素而葉綠素是植物進行光合作用的場所。 缺少足夠的鐵會導緻植物顯現新葉萎黃(初期葉脈仍顯現綠色)和生長遲緩的表徵。在魚菜共生系統裡的鐵一般以還原(去氧)的可溶性二價鐵(Ferrous Iron)和氧化的不可溶性三價鐵(Ferric Iron) 兩種形式存在. 前者可被植物吸收後者則否。 瞭解這點很重要因為當二價鐵在有氧環境中變成可溶性時往往很快被氧化成三價鐵或跟其它化合物反應使它無法被植物吸收， 尤其在高PH值的系統中會形成很多不同的氫氧化物。 這也是為什麼魚菜共生常常面臨缺鐵的問題即使系統裡面可能有很多的三價鐵存在。【美国鱼菜共生破产】
把生鏽的鐵製品放進系統裡是否可以補充鐵的不足? 在某種意義上是可以增加系統裡面鐵的存量可是實際上幾無效果因為所增加的是植物不能吸收的三價鐵而系統裡面可能本來就存在很多。 那故意在植栽床裡面製造缺氧區塊期望系統裡的三價鐵被還原成二價鐵以利植物吸收是否有效? 這個就比較有說服力尤其是在低PH值的系統裡，可是這並沒完全解決如何讓還原狀態的二價鐵離子可以到達植物根系附近充滿氧氣的區域。
二. 如何解決缺鐵問題
螯合是魚菜共生系統裡面用以固鐵的方法。也就是說把不溶性的三價鐵(ferric)離子和化合物跟有機分子結合使其變成可溶性。螯合作用是藉由螯合劑的特殊有機分子來完成， 這些有機分子被設計來捕捉(或溶解)金屬離子， 鐵就是其中之一。在植物界裡螯合劑是由植物根部產生然後滲入土壤用以捕捉和傳送不溶性的鐵離子。這些化合物中最有效的是phytosiderophores (植物鐵載體)， 它可以牢牢的綁住三價鐵離子， 把它們從各式不可溶解的沉澱物中拉出來。禾本科植物， 特別是大麥對於固鐵尤其有效。另一種由細菌合成的鐵載體
siderophores對於三價鐵也有很高的親合力。 其它常見的螯合劑有胺基酸， 有機酸(尤其是腐植酸)和多酚類。
雖然我們可以引進這些化合物到系統裡面也可以培養腐植酸溶液， 可是它們無法總是讓植物獲取足夠的鐵-尤其是在PH等於或大於7的系統裡面。因此需要人工合成的螯合劑來解決這個問題。幾乎所有的魚菜共生系統裡， 鐵是必須補充的養分之一， 而補充的方式就是添加螯合鐵- 就是把鐵鏈結在有機分子使其變成可溶解。螯合鐵是美國農業部有機標準所允許的添加物。
三. 螯合鐵的形式
最常見的螯合鐵有:
FeEDTA: 有輕微毒性所以建議魚菜共生不該使用。這個形式的螯合鐵通常用做殺死闊葉雜草的除草劑。 不該使用的另一理由是它的有效範圍在PH6.4以下， 超過這個範圍它就變的不穩定。 所以說如果系統的PH經常維持在7的話， 則添加 Fe EDTA表示你可能會浪費很多錢。諷刺的是這是市面上最普遍販售和被魚菜共生所使用的螯合鐵的形式。
FeDTPA: 如果系統的PH經常維持在6-7.5 之間則我建議使用這個形式。
FeEDDHA: 如果系統的PH偏高經常大於7.5 (新系統較常見)則我建議使用這個形式。這個也是目前效果最好， 適用PH範圍最廣的螯合鐵形式。(註: 我試用過發現顏色紅的讓人擔心! 雖然魚兒並未有任何不適的情形)
四. 一般對添加螯合鐵的看法
一說是看到植物有缺鐵徵兆時就添加。這是合理的回應式添加方法， 可是終究在採取解決問題的行動之前植物已經遭受缺鐵的情形。植物的產量可能已經受到不利的影響。另一說(比較好)是定期每三個星期添加UVI系統的標準量2mg/L (註: 這是指鐵的濃度不是螯合鐵的濃
度。 一般螯合鐵會標明含鐵的比率)。如此定期定量添加則系統就不會有缺鐵的情況發生。
鐵肥也可經由葉面施用-使用低濃度的螯合鐵或是硫酸亞鐵噴灑。葉面施用雖然可以很快看到效用，可是因為鐵在植物體內不是可動性養分， 所以必須定期的噴灑-耗時且較無效率的方法。
中国农业大学
课程论文【美国鱼菜共生破产】
（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 Andreas Graber和Ranka Junge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6 327kg/亩，莴苣年产6 999kg/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。