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鱼菜共生系统经济可行性研究进展

发布时间: 2022-11-10 18:45:03 来源:网友投稿

摘要:鱼菜共生是水产养殖与无土栽培的互利结合,近年来在世界各地快速发展。鱼菜共生可实现水和有机排泄物的循环利用,是应对食品安全危机、资源危机和环境危机的有力措施,但目前关于鱼菜共生的经济可行性还不明确。为进一步明确鱼菜共生在经济上是否是可行的,笔者对相关文献进行了梳理。明确了鱼菜共生总体上是经济可行的;浮筏栽培和基质床栽培是主要的栽培模式;罗非鱼、罗勒是高效的鱼菜共生品种;温带地区具备盈利可能性;生产规模越大、产品类型越丰富,经济可行性越高;合适的市场渠道和消费意愿的提升,能促进盈利。阐述了鱼菜共生水培效益、养殖品种优化、外部效应内部化等需要加强的研究内容,为推进鱼菜共生产业发展奠定了理论基础。

关键词:鱼菜共生;水产养殖;无土栽培;经济;可行性

中图分类号: F323.4  文献标志码: A  文章编号:1002-1302(2019)05-0005-04

鱼菜共生是水产养殖与无土栽培的互利结合,作为重要且可持续的食品生产方法,越来越受人们的欢迎和关注[1-5]。在鱼菜共生系统中,水生动物排泄废物,细菌把废物转化成营养,植物吸收营养,为水生动物改善水质[6]。这使得动物蛋白和植物的集约化生产同时进行,降低种植、养殖独立系统的操作成本,减少污水排放,节约用水量[7]。尽管鱼菜共生有很多优势,但其经济可行性问题是有争议的[8]。答案的关键在于,鱼菜共生在生产、效率和可持续性方面的增长是否超过了其相对较高的资本和运营成本[9]。通过梳理相关文献,力图对鱼菜共生经济可行性形成整体认知,把握鱼菜共生经济运行规律,为鱼菜共生理论研究和产业发展提供相关的知识基础。

1 鱼菜共生系统主要类型

在20世纪70年代和80年代,现代的鱼菜共生,即利用水培法并结合再循环水产养殖的方法开始在美国出现[10]。在此期间,鱼菜共生研究主要由维尔京群岛大学(the University of the Virgin Islands,简称UVI)和北卡罗莱纳州立大学(the North Carolina State University,简称NCSU)开展,并发展成为2个主要分支。

Diver和他的同事开发了一种商业规模的鱼菜共生系统(the University of the Virgin Islands System,简称UVI系统),该系统已经连续运行了10多年[7]。尼罗罗非鱼和红罗非鱼在养殖水箱中饲养,养殖废水与浮筏水培相连。罗勒、莴苣、秋葵等作物均已成功种植,品质优良,产量可观。每年研究人员和生产商都会从世界各地前往参观UVI系统,并参加研讨会,学习鱼菜共生的操作流程。

Mark McMurtry开发了鱼菜共生系统(the North Carolina State University System,简称NCSU系统)。该系统在温室地面下方养殖罗非鱼,养殖池排放水用于滴灌置于地面的沙培蔬菜栽培床。西红柿和黄瓜吸收灌溉水营养而生长,沙培栽培床和植物根部充当生物滤池。灌溉水经栽培床后,循环返回鱼类养殖池。该系统能节约水资源和植物营养投入,可进行鱼类高密度生产,可减少鱼、菜独立种植、养殖系统的操作成本。目前,该系统已发展到可由普通种植者直接应用的程度[7]。

2 栽培模式、鱼菜品种与经济可行性

2.1 栽培模式

无土植物栽培有多种方式,包括浮筏栽培、营养液膜技术、基质床、毛细床、垂直塔等[11]。2015年,1项国际调查发现,鱼菜共生从业人员最常使用的作物种植方式从高到低排序为浮筏栽培为77%、基质床为76%、营养液膜技术为29%、垂直塔为29%、毛细床为6%[12]。被调查者最常用的作物生产方法与常规水培方法是不同的[13]。Rakocy等建议,使用基质床在水培中进行生物过滤,以节约额外的生物过滤器的成本[14]。

2004年,UVI系统使用浮筏方式进行罗非鱼-罗勒/秋葵共生[15],并采用分批生产(整个系统同时种植/收获)和交叉生产(1次只种植/收获系统的一部分)的方式进行栽培。通过分批生产,214 m2的栽培面积,1年罗勒收益可达 117 700 美元(交叉生产为110 210美元)。与交叉生产相比,罗勒的分批生产存在营养缺陷。鱼菜共生的秋葵生产快速,但没有罗勒的利润来得丰厚。基于这些结果,研究人员建议在鱼菜共生系统中采用交错生产技术进行植物生产。

同年,Lennard等以沙砾为基质的鱼菜共生系统为对象,研究了连续灌溉(保持恒定流量的灌溉水流动)和往复灌溉(周期性的灌溉水流动)2种方式的差异[2]。研究发现,莴苣产量在持续流动系统比往复流动系统中来得高。表明一个连续的而不是往复的系统,更有可能产生正的现金流预测。

2008年,Holliman等描述了一种集成系统,将棉杜松子堆肥作为基质,生产罗非鱼、斑点叉尾和番茄[16]。该系统建在室内集成鱼菜共生系统中,规模达40 000 m2。年产罗非鱼12 500 kg,斑点叉尾20 000 kg,番茄15 000 kg。成本效益依赖于收获品种的市场价格。当罗非鱼市场价格为4.0美元/kg,西红柿市场价格为3.3美元/kg,每年的收益为4 222美元。研究发现,因为需要购买昂贵的生物过滤器,进行斑点叉尾的单独水产养殖将产生亏损,而如果将水产养殖与番茄水培结合起来,将产生盈利。

2009年,Graber等比较了轻膨胀黏土集料作为栽培基质的LECATM鱼菜共生系统、独立施肥的水培系统和用鱼缸水灌溉的土壤栽培系统[4]。研究發现,在LECATM系统中,尼罗罗非鱼和欧亚鲈的鱼类生长和传统的水产养殖生产是一样的。因为钾的缺少,鱼菜共生的西红柿果实品质较差。鱼菜共生的西红柿产量与传统土壤栽培类似,但显著少于无土栽培。考虑到营养循环,鱼菜共生系统在植物生产上仍然可盈利。显然水产养殖与传统农业相结合在降低生产风险的同时也增加了收入。

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