楊思宇 朱浩辰 劉友晴 王鐘玉 申旭紅

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院，山東煙臺(tái)264670

隨著人們生活水平的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也逐漸工業(yè)化。工業(yè)化雖然為人們帶來(lái)了大規(guī)模集成化生產(chǎn)的便利，但與此同時(shí)也帶來(lái)了大量的污染。工業(yè)化進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，如未被食用的飼料和魚(yú)類(lèi)排泄物等。研究表明，生產(chǎn)1 kg的魚(yú)需要干重1～3 kg飼料，而其中36%的飼料將被轉(zhuǎn)化為有機(jī)廢物排泄出去，會(huì)有大約75%的氮磷飼料遺留在水中造成污染，這些物質(zhì)濃度達(dá)到一定程度就會(huì)影響生態(tài)平衡、破壞生態(tài)環(huán)境[1]。因此，更加環(huán)保的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式亟待人們發(fā)掘。

魚(yú)菜共生相比傳統(tǒng)生產(chǎn)方式具有更高的可持續(xù)性，既能實(shí)現(xiàn)工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)，又利用了自然消化工藝，合理循環(huán)利用資源。在魚(yú)菜共生系統(tǒng)的整個(gè)生產(chǎn)循環(huán)過(guò)程中，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)互相依賴(lài)與制約。假如在飼養(yǎng)魚(yú)類(lèi)的過(guò)程中添加了激素或其他農(nóng)藥，當(dāng)含有這些有害物質(zhì)的水流經(jīng)蔬菜生長(zhǎng)床的時(shí)候，蔬菜可能會(huì)發(fā)生病害，這些有害物質(zhì)也會(huì)再流回到養(yǎng)魚(yú)池中，魚(yú)類(lèi)也可能會(huì)暴發(fā)病害。在魚(yú)菜共生的生產(chǎn)系統(tǒng)中，為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，是不能使用農(nóng)藥或化肥的[2]。因此，魚(yú)菜共生系統(tǒng)的生產(chǎn)模式是生態(tài)可持續(xù)的，其所生產(chǎn)的產(chǎn)品是綠色有機(jī)的。為此，本文將從魚(yú)菜共生系統(tǒng)發(fā)展歷程以及經(jīng)濟(jì)效益2 個(gè)方面對(duì)魚(yú)菜共生養(yǎng)殖模式進(jìn)行討論。

1 魚(yú)菜共生的發(fā)展歷程

1.1 魚(yú)菜共生早期發(fā)展階段

魚(yú)菜共生其實(shí)不是現(xiàn)代新生的概念，亞洲和南美洲早期文明都采用過(guò)將養(yǎng)魚(yú)與農(nóng)作物種植相結(jié)合的生產(chǎn)方式。中國(guó)稻田養(yǎng)魚(yú)具有悠久歷史，三國(guó)時(shí)期的《魏武四時(shí)公制》就有相關(guān)記載：“郫縣子魚(yú)黃鱗赤尾，出稻田，可以為醬?！惫?1世紀(jì)，南美洲的阿茲特克人就開(kāi)始將農(nóng)作物種植在木筏等材料做成的浮島上，在人工浮島上發(fā)展農(nóng)業(yè)，這種方法被稱(chēng)為“奇南帕”。直到20世紀(jì)前，其實(shí)少有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者主動(dòng)將魚(yú)放入稻田進(jìn)行養(yǎng)殖的情況，這與現(xiàn)代的魚(yú)菜共生還是有較大的差異，這些將養(yǎng)魚(yú)和農(nóng)作物種植結(jié)合的嘗試可以認(rèn)為是現(xiàn)代魚(yú)菜共生理念的起源[3]。

1.2 發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)代魚(yú)菜共生是水產(chǎn)養(yǎng)殖與水耕栽培2種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式結(jié)合而成的產(chǎn)物，“循環(huán)水養(yǎng)殖和水耕栽培在一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的集成”是聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）對(duì)魚(yú)菜共生的定義[4]。魚(yú)菜共生是建立在水環(huán)境中的魚(yú)、蔬菜和微生物的可循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)，是包含生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者和其他無(wú)機(jī)物質(zhì)的小型生物圈。魚(yú)、蔬菜和微生物是讓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良好循環(huán)的重要組成部分。

在傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖中，隨著魚(yú)的排泄物逐漸積累，水體的氨氮增加，水體中的有害物質(zhì)逐漸增多。而在魚(yú)菜共生系統(tǒng)中，養(yǎng)魚(yú)池中殘留的飼料、魚(yú)的排泄物和水中其他廢物可以成為蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。微生物將殘留的飼料、魚(yú)糞和其他水中廢物轉(zhuǎn)化為能被蔬菜利用的物質(zhì)，經(jīng)微生物處理過(guò)的水流經(jīng)蔬菜的生長(zhǎng)床，蔬菜吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育，同時(shí)對(duì)水進(jìn)行凈化，凈化過(guò)的水又重新回到養(yǎng)魚(yú)池中。這實(shí)現(xiàn)了資源的合理利用和生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)循環(huán)，為傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖污染嚴(yán)重的問(wèn)題提供了解決方法。

魚(yú)菜共生目前總體還處于研究與推廣階段，還需進(jìn)一步推廣及商業(yè)化。我國(guó)起步較晚，國(guó)內(nèi)采用魚(yú)菜共生系統(tǒng)進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)作的企業(yè)數(shù)量還較少，但不少機(jī)構(gòu)和企業(yè)都已經(jīng)在進(jìn)行魚(yú)菜共生系統(tǒng)建設(shè)及技術(shù)研究。國(guó)外已深入研究魚(yú)菜共生系統(tǒng)的品種、營(yíng)養(yǎng)、能源利用效率及系統(tǒng)性能影響因素等方面，也已經(jīng)有不少有名的魚(yú)菜共生公司，如德國(guó)的效率城市農(nóng)場(chǎng)公司、瑞士的都市農(nóng)夫公司等。

隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，信息化技術(shù)高速發(fā)展，一些高端的信息技術(shù)也逐步應(yīng)用在魚(yú)菜共生系統(tǒng)當(dāng)中。趙月玲[5]開(kāi)發(fā)了一套基于傳感器技術(shù)的魚(yú)菜共生實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)魚(yú)菜共生系統(tǒng)進(jìn)行智能化管理。孫劍等[6]開(kāi)發(fā)了一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的魚(yú)菜共生實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能有效提高魚(yú)菜共生系統(tǒng)的精細(xì)化管理水平。我國(guó)近些年也引進(jìn)國(guó)外一部分先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，在北京、上海、廣東等多地推廣魚(yú)菜共生模式，并已達(dá)到一定的規(guī)模。

1.3 典型模式

20 世紀(jì)80年代，維爾京群島大學(xué)的Rakocy 等[7]研發(fā)了UVI模式。UVI模式是單循環(huán)大規(guī)模封閉式系統(tǒng)，需水量大，水循環(huán)所需動(dòng)力費(fèi)用較高，將植物種植在浮筏上，漂浮在一定水深的水槽中，采用漂浮水培、增氧、消毒等技術(shù)，適合戶(hù)外大型生產(chǎn)。

同時(shí)期，北卡羅納州立大學(xué)的Mcmurtry 等[8]研發(fā)了溫室魚(yú)菜共生系統(tǒng)，即NCSU模式。NCSU模式是單循環(huán)小規(guī)模封閉系統(tǒng)，使用細(xì)砂固定植物根部，采用滴灌、重力回流技術(shù)，系統(tǒng)較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，組合形式多樣，應(yīng)用十分廣泛，是大部分小型魚(yú)菜共生系統(tǒng)的原型。

現(xiàn)在來(lái)看，UVI 模式和NCSU 模式都較為簡(jiǎn)單，不能適用于各種不同地形氣候的具體地區(qū)。不少學(xué)者也都在研究各種模式的組合、開(kāi)放式循環(huán)等新型模式。

2 經(jīng)濟(jì)效益分析

目前關(guān)于魚(yú)菜共生系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的研究不多，已有的研究表明，魚(yú)菜共生系統(tǒng)是可盈利的，影響盈利的主要因素包括生產(chǎn)規(guī)模、養(yǎng)殖品種、產(chǎn)品類(lèi)型等[9]。下面以我國(guó)的一個(gè)具體推廣例子和國(guó)外的相關(guān)研究為例進(jìn)行分析。

我國(guó)廣東省惠州市漁業(yè)研究推廣中心自主研發(fā)了適合惠州地區(qū)的魚(yú)菜共生池塘養(yǎng)殖模式，并在2014、2015 兩年進(jìn)行了示范和推廣。相關(guān)經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算結(jié)果顯示，該推廣在經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算年限內(nèi)，共為社會(huì)增加純收益3 152.314 萬(wàn)元，平均每1 元推廣投入，每年可為社會(huì)帶來(lái)4.99 元的純收益[10]。該研究說(shuō)明，合理布局后的魚(yú)菜共生系統(tǒng)能帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

一般而言，生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)品單價(jià)高更容易獲得盈利，魚(yú)菜共生系統(tǒng)也是如此。Bailey 等[11]比較了羅非魚(yú)-萵苣和黃鱸-萵苣這2個(gè)不同養(yǎng)殖品種的魚(yú)菜共生系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模為2 839 L時(shí)是不盈利的，當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大5 倍時(shí)，羅非魚(yú)-萵苣仍是不盈利的，黃鱸-萵苣則實(shí)現(xiàn)了盈利，原因主要為黃鱸售價(jià)35美元/kg遠(yuǎn)高于13美元/kg的羅非魚(yú)。Bailey等人的研究表明生產(chǎn)規(guī)模的大小和養(yǎng)殖品種的選擇是魚(yú)菜共生系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)盈利非常重要的因素，其他許多研究也印證了這一結(jié)論。

關(guān)于魚(yú)菜共生的產(chǎn)品類(lèi)型，Love 等[12-13]將魚(yú)菜共生從業(yè)者分為3 種：1）只銷(xiāo)售魚(yú)菜共生的魚(yú)或蔬菜；2）只銷(xiāo)售魚(yú)菜共生相關(guān)的材料或服務(wù)；3）同時(shí)銷(xiāo)售前2 項(xiàng)。研究表明，第2 種從業(yè)者的盈利大約是第1種從業(yè)者的2倍，第3種從業(yè)者的盈利則大約是第1 種從業(yè)者的4 倍。其他學(xué)者也提出了相同的觀點(diǎn)[14-15]，認(rèn)為多元化發(fā)展實(shí)現(xiàn)盈利的可能性更大，如提供旅游觀光、培訓(xùn)等服務(wù)。

2 展望與建議

2.1 發(fā)展展望

魚(yú)菜共生將動(dòng)物、植物、微生物的特點(diǎn)利用起來(lái)，構(gòu)建成和諧的生態(tài)平衡關(guān)系，是可持續(xù)的低碳生產(chǎn)模式，也是解決農(nóng)業(yè)生態(tài)問(wèn)題的有效方法。它能實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用，是能做到養(yǎng)魚(yú)不用換水、種菜不用施肥的綠色有機(jī)生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，是一種高效又無(wú)污染、符合當(dāng)代綠色低碳生活方式的可持續(xù)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。這種模式合理循環(huán)利用資源，是充滿(mǎn)發(fā)展?jié)摿Φ默F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。相信通過(guò)日后的不斷深入研究和推廣，魚(yú)菜共生能成為未來(lái)綠色低碳生活的重要組成部分。

2.2 發(fā)展建議

第一，繼續(xù)推廣高端信息技術(shù)在魚(yú)菜共生系統(tǒng)中的應(yīng)用。魚(yú)菜共生系統(tǒng)較為復(fù)雜，系統(tǒng)的運(yùn)行、管理和維護(hù)對(duì)從業(yè)人員專(zhuān)業(yè)水平要求較高，勞動(dòng)力和能源成本也較高。繼續(xù)推廣高端信息技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效降低人力和能源成本，提高生產(chǎn)效率。

第二，深入研究商業(yè)模式。魚(yú)菜共生的發(fā)展需要經(jīng)濟(jì)上能盈利，已有許多關(guān)于小型魚(yú)菜共生系統(tǒng)的研究，但對(duì)于大規(guī)模商業(yè)模式的研究還較少，大規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)前期所需投入較大，經(jīng)濟(jì)可行性仍存在爭(zhēng)議。對(duì)不同氣候環(huán)境、不同生活水平地區(qū)等的商業(yè)模式也應(yīng)進(jìn)行更細(xì)致的研究。

第三，尋求政府支持。大部分民眾并不了解魚(yú)菜共生，魚(yú)菜共生作為一種環(huán)境友好型的生產(chǎn)系統(tǒng)，還沒(méi)有得到有關(guān)部門(mén)足夠的重視。應(yīng)呼吁政府繼續(xù)加大資金投入、出臺(tái)相關(guān)扶持政策、加強(qiáng)宣傳力度、普及相關(guān)知識(shí)，提高民眾選擇魚(yú)菜共生綠色有機(jī)環(huán)保產(chǎn)品的覺(jué)悟。