乾旱地區魚菜共生生態種養技術
陳學洲1
一、技術模式概述
（一）模式概要
魚菜共生綜合種養技術是一種涉及魚類和植物營養生理、環境、理化等學科的生態型可持續發展農業新技術，是針對養殖水體富營養化，基於生態共生原理，在魚類養殖池塘水面進行蔬菜無土栽培，利用魚類與蔬菜的共生互補，將水產養殖與蔬菜種植有機結合，進行池塘魚菜生態系統內物質循環，實現養魚不換水、種菜不施肥、資源可循環利用的綜合種養模式。
主要特點包括：
1.魚菜一體。養魚的池塘可以種菜。
2.生態互補。池塘內形成魚肥水—菜淨水—水養魚的循環系統。
3.環境修復。修復和保育池塘水體環境，緩解池塘水體富營養化。
4.節能（水）減排。尤其在夏季高溫季節能有效減少養殖用水量，解決缺水地區換水難問題，降低提灌成本，實現節能（水）減排。
5.一水雙收。充分利用池塘水面資源，利用魚類排洩物作為蔬菜生長營養來源，提高水產品品質並生產綠色蔬菜，提高綜合生產效益。
（二）技術原理
氮、磷收支是養殖池塘動力學研究的重要組成部分，是評價養殖池塘生態系統營養轉化情況和汙染程度的重要指標。建立良好的養殖生態結構，實現水產養殖業的可持續發展，關鍵是優化氮、磷在養殖環境內的轉化和循環，減少排向外部環境。因此，通過氮磷循環及轉換途徑，應用代謝廢棄營養物轉化的理念來調控和修飾氮、磷代謝流，以提高氮、磷等營養鹽的利用率，減少對環境的汙染，是水產養殖業發展的重要方向。
魚菜共生是基於池塘生態學原理，將漁業和種植業有機結合，進行池塘魚菜生態系統內物質循環，實現池塘養殖廢棄物（氮、磷）的原位減控與消納利用。通過在魚類養殖池塘水面種植蔬菜，利用蔬菜根系發達、生長需要大量氮磷的特性，吸收魚類養殖所產生的糞便殘餌等廢棄氮磷營養物，進行生物原位調控，緩解池塘水體富營養化，同時蔬菜的光合作用又可增氧，菜筏還可為魚類遮陰避暑，達到魚菜互惠互利、和諧共生，池塘生態系統內物質循環利用。
二、國內研究進展
在國內，生物浮床應用始於20世紀80年代，當時叫「無土栽培」或「水面種青」，主要目的是為了利用水面種植獲取飼料，為了高產甚至還要向水中添加化肥。從90年代初開始，關於生物浮床的研究逐漸起步，陸續用於處理各種富營養水體。21世紀以來，該技術模式在控制病害、提升風味、增加產量等方面取得了多方面的突破。
該技術模式在以下九個方面有顯著效果：一是適宜種植的種類多樣，研究發現可進行水上種植的植物達130多種，主要有水蕹菜（空心菜）、魚腥草、水芹菜、絲瓜、黑麥草、水稻、草莓、生菜等；二是氮、磷提取效果顯著，研究表明，水生植物利用根系、莖、葉吸附、吸收、富集和降解水體及底泥中的汙染物，對總氮、總磷等汙染物的提取率一般在60%以上，最高可達90%以上；三是有利於維持池塘藻相平衡，在精養池塘中構建植物浮床能夠有效調控水質，優化浮遊藻類種群結構，合理控制藍藻，有利於保持藻類多樣性、均勻性和維持池塘的藻相平衡；四是維持浮遊動物多樣性，研究發現水蕹菜浮床能顯著促進原生動物種類數增加，提高原生動物多樣性，起穩定水質的作用，並且不會對池塘中浮遊生物的生物量造成顯著影響；五是提高池塘透明度，水蕹菜浮床對池塘水體中的懸浮物具有良好的吸附濾除作用，對於降低水體氮、磷濃度，提高水體透明度和減少沉積物的產生具有重要意義；六是提高成活率，增加載魚量，研究發現種植水蕹菜可使池塘溶解氧保持較高水平，魚類成活率得到明顯提高，魚產量顯著高於對照塘；七是探索到最適採收方式，對水蕹菜浮床研究發現適當增加採收次數能提高新芽再生速率，增加提取效率，增加蔬菜收穫量。從淨化效果看，最佳採收方式是每7天～10天採收1次留茬16cm，平均淨化率80%左右；八是探索到最適當的種植比例，對冬春季不同植物覆蓋度的浮床研究發現，一般植物最適覆蓋率在20%以內為宜；九是浮床填充物提升淨化效率，研究發現浮床填充物對降低化學需氧量、總氮和總磷效果明顯高於普通生態浮床，這是由於填充物可以固定浮床植物，增加植物根系的附著面，其質輕疏鬆多孔也能附著大量微生物。
三、乾旱地區池塘魚菜共生綜合種養技術
（一）模式簡介
乾旱區魚菜共生技術的應用晚於其他非乾旱區，尤其是晚於南方多雨、養殖發達的省區。非乾旱區浮床技術的研發和應用趨於成熟，在北京、山東、上海、江蘇、浙江、湖北、重慶、四川、廣東等多地已達到一定的產業規模，形成了與傳統「稻漁共生」並存的新格局。在新疆地區，魚菜共生應用的主要對象還是池塘養殖，通過製作浮床，將水生植物種植在水面上。從種植的植物看，葉類植物和果類植物都可以用於魚菜共生培養，通常使用水蕹菜，種植方法簡單，成活率高，生長較好。當然，植物的種類還要根據養殖動物、栽種方式、市場需求和經濟價值等多種因素確定。由於不同的植物生長特性和氮吸收能力不同，魚菜系統中的氮轉化直接受到植物種類的影響。硝化細菌生長需要充足的表面介質，可通過硝化作用分泌胞外物質形成「保護膜」，因此容易為根系發達的植物提供良好的根際微生態環境，在魚菜共生系統中更具應用優勢。
（二）技術建議
1.浮床選擇及製作
以新疆地區為例，根據當地池塘養殖的現有條件，考慮到冬季低溫凍脹的影響，所製作浮床須抗低溫，此外新疆夏季高溫曝曬天氣較多，浮床材料還需要防紫外線，抗老化。如果採用排水PVC管制作浮床，經過一年使用後會出現因浮床管道脆性增加而導致的嚴重破損，不再適合使用，這樣不僅增加製作成本，而且費時費力。通常情況下，使用PE材質的管道，不但能解決低溫凍脹和高溫老化等氣候影響的問題，而且一次製作，長期使用，省時省力。
2.水生植物的栽培
新疆春季短，風大，氣溫上升快，因此，必須在夏季來臨前做好水生植物的培苗工作，以延長水生植物生長時間。如果採用自然生長的方法，往往會延誤時間，可以通過溫室大棚，提前播種，促進其提早發芽進而縮短前期準備時間。
適合新疆本地的魚菜共生植物有水蕹菜、水芹菜、草莓、蘇丹草、蘆葦、水稻等，一般種植水蕹菜、蘆葦較多。不同共生植物，需根據其生理特點採用相應的種植方法，以水蕹菜為例，在冰雪融化後，需平整地塊，將種子浸泡，播種並覆蓋上地膜，做好田間管理。待池塘水溫上升到20℃以上時，菜苗長高到15cm左右開始刈割，並扦插到浮床上。扦插時，保持株距10cm～15cm，行距10cm左右。按照池塘面積5%～10%的比例，將種植好的浮床放入池塘，浮床在池塘中放置的方式可單獨固定，也可浮床首尾相連後用尼龍繩固定於池埂。按照池塘所在地風向，初期將浮床固定於池塘的上風口，防止種植水生植物被大風吹散，待植物根系生長固定後，可將浮床移至適宜的位置。
3.應用模式分析
草魚是新疆地區大宗魚類養殖的主要對象，年產量佔比達到30%以上，通過魚菜共生模式的應用，將種植的水蕹菜用作草魚的補充餌料，可獲得較好的經濟效益。