鱼菜共生 (Aquaponics) 是一种新型的复合耕作体系, 它通过巧妙的生态设计, 使水产养殖 (Aquaculture) 与水耕栽培 (Hydroponics) 这两种原本完全不同的农耕技术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[1]。在传统的水产养殖中, 随着鱼类排泄物的积累, 水体的氨氮增加, 毒性逐步增大。而在鱼菜共生系统中, 水产养殖的水被输送到水耕栽培系统, 由微生物细菌将水中的氨氮分解成亚硝酸盐和硝酸碱, 进而被植物作为营养吸收利用。由于水耕和水产养殖技术是鱼菜共生技术的基石, 鱼菜共生可以通过组合不同模式的水耕和水产养殖技术而产生多种类型的系统[2]。鱼菜共生让动物、植物、微生物三者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, 更是解决农业生态危机的最有效方法[3]。
鱼菜共生系统是一种在无土环境中建立的鱼、菜、微生物的闭合循环。鱼的排泄物能够为植物提供营养, 微生物负责分解鱼粪、提供养分, 植物吸收后, 水被生态净化后重新排入养鱼池内, 从而鱼类以此生存, 形成一个封闭的循环系统[4]。
蔬菜种植在砾石或者陶粒等基质中, 基质起到生化过滤和固态肥料过滤的作用。硝化细菌生长在基质表面, 具体负责生化过滤和固态肥料过滤。这种方式适合种植各类蔬菜[5]。
通常采用PVC管作为种植载体, 营养丰富的水被抽到PVC管道中。植物通过定植篮的固定, 种植于PVC管道上方的开口内, 让其根汲取水分和吸收营养。这种方式主要用于叶类蔬菜的种植[6]。
直接将养鱼的水雾化后喷洒到植物的根系, 以达到营养吸收的目的。这种方式也主要用于叶类蔬菜的种植。
目前, 国内在鱼菜共生系统方面研究较为成功的有山东烟台艾维农园、苏州西山现代农业园区、苏州沙洲鱼菜共生农场有限公司、苏州相城“智能化微生态循环种植”项目[7]、上海市鹤丰庄园、湖北天峡鲟业有限公司鱼菜共生系统和四川成都大鱼渔耕庄等。已有的研究以小规模、庭院式和休闲观光型为主, 大规模生产型鱼菜共生系统仍然处于探索阶段。同时, 餐饮店的鱼菜共生系统应用方面有重庆生态餐厅的初步市场检验, 但国内目前面向餐饮店的鱼菜共生系统均处于初始阶段且在操作上存在着若干问题, 本文将面向就餐饮店生态化定位的鱼菜共生系统进行优化设计。
基于鱼菜共生系统介绍, 笔者提出了“能不能将鱼菜共生系统餐饮门店化”的疑问。带着这种疑问, 希望通过问卷走访调查的方式, 得知一线餐饮工作者对鱼菜共生系统的接受程度以及对有关鱼菜共生系统的餐饮门店市场化的建议。
本次餐饮门店的调查范围是上海海洋大学共享区和上海浦东新区滴水湖景区范围内的12家餐饮门店。
调查方式是面谈法, 通过纸质问卷对各家餐饮门店进行走访调查并得出最终的结果, 从而确定面向餐饮企业的鱼菜共生系统的设计方向。
在调查过程中, 小组通过观察目前餐饮门店存在的鱼类养殖模式, 对餐饮工作者普及了基础的鱼菜共生知识, 同时也通过调查问卷初步了解到餐饮一线工作者对这项技术的看法和发展意见, 并与其中1家店面达成协议, 以其店面尺寸为大小设计出相应的餐饮企业鱼菜共生系统。
通过对12家餐饮店的分析, 得出:餐饮店的鱼类物流模式都是通过前一天的鱼类销售量预测第二天的需求量, 第二天再由供应商直接运送鱼类到店内, 储存在餐馆的水箱当中, 从而保证鱼类的新鲜。
由问卷数据初步分析可得如下结论。第一, 12家餐饮店中包括1家自助餐店、1家快餐店、7家中餐馆和3家西餐馆, 从总体上看中餐馆是这次调查的主体, 如图1所示。第二, 从12家餐饮店的组成结构角度来看, 商家对鱼菜共生系统的定位, 其中7家中餐馆和3家西餐馆对鱼菜共生系统的生态餐厅定位持支持态度, 自助餐店对鱼菜共生系统的高端人群定位持支持态度, 仅有快餐店对鱼菜共生系统表示不接受, 如图2所示。第三, 12家餐饮店中包括7家分别做河鲜和海鲜业务的餐饮店, 4家做肉食类业务的餐饮店, 1家做蔬菜类业务的餐饮店, 如图3所示。第四, 从餐饮店特色主营的角度分析各商家对鱼菜共生系统的认知了解程度, 其中仅有3家主营特色为河鲜的餐饮店以及1家主营特色为蔬菜的餐饮店对鱼菜共生系统有所了解, 其余8家餐饮店并不了解鱼菜共生系统。第五, 根据对12家餐饮店的需求接受程度以及参考建议的分析, 总结出了适应当前餐饮店模式的鱼菜共生系统, 即以提高餐饮店生态化定位为主要切入点的鱼菜共生系统模型。
根据调查分析结果, 笔者决定以营养膜水培法为基础, 优化面向餐饮店生态化定位的鱼菜共生系统。
营养膜管道栽培通常采用PVC管作为种植载体, 营养丰富的水被抽到PVC管道中。植物通过定植篮的固定, 种植于PVC管道上方的开口内, 使其根汲取水分和吸收营养。这种方式主要用于叶类蔬菜的栽培。营养膜水培法具有较便捷的安装过程且具有美观效应, 整个系统可以良好地运用餐饮店有限的空间体积, 最大化其生态化的营销功能。
针对现在已有的营养膜水培法鱼菜共生系统, 对面对餐饮店生态化定位的鱼菜共生系统进行了相应的系统优化改进设计。
用于该系统优化设计的基础店面总大小为160 m2, 系统放置在一层店面, 约55 m2。优化系统主要分为鱼箱、过滤系统以及种植槽三个部分。
系统以3根竖立支架为主体 (左、中、右3根竖直支架) , 将一个系统分为前后两个独立的循环鱼菜共生系统, 支架顶端放置两个被木板支撑、左右错开的过滤系统。
以前置鱼菜共生系统为例, 3个竖直支架 (均为相同高度) 总共分为9层。下方第一层放置鱼箱, 鱼箱内置水泵, 水泵将水抽至顶层过滤系统。经过过滤系统中物理和生物双过滤系统过滤后, 将营养水压入剩余8层架子总共4根水培管道的种植槽系统, 之后水回流到鱼箱中完成一次循环。单一系统5~8 kg成鱼即可生产出20~25 kg生菜 (以生菜为例, 或者其他相应的叶类蔬菜) 。
前后两个系统运行原理步骤相同, 错开放置可以大大提高餐饮店面面积使用率, 从而增强系统在餐饮店中的营销功能, 并且美化餐饮店的设计, 提高餐饮店的生态化程度和市场定位。
鱼箱整体部分分为左右两部分, 分别负责前后两个独立的鱼菜共生子系统。鱼箱部分中含有水泵, 水泵将鱼箱中的水抽至过滤系统中。鱼箱中建议饲养的鱼类为:罗非鱼、草鱼、观赏金鱼等。
该系统的水箱尺寸为100 cm×40 cm×40 cm, 且左右两部分相同, 单一水箱容积为160 L, 故总容积可以达到320 L。建议左右两个鱼箱总共饲养10 kg的鱼类。
过滤系统放置在整个系统的上方, 由物理过滤系统和生物过滤系统两个子系统组成。首先由鱼箱系统的水泵将鱼类的排泄水源抽至过滤系统中, 之后水流经过物理过滤系统 (如图5所示) , 物理过滤系统的作用是过滤大型的鱼类粪便和水中脏污异物, 经过一层物理过滤系统后, 水流进入生物过滤系统进行二次过滤, 生物过滤系统的作用是利用过滤系统中的硝化作用将水中的氨氮分解成亚硝酸盐和硝酸碱, 进而完成易被植物作为营养吸收利用的营养水回流至种植槽部分的过程, 如图6所示。
物理过滤系统内置脏污异物排泄管道, 定期打开, 保证物理过滤系统正常运行。物理过滤系统和生物过滤系统的尺寸都是高50 cm, 上圆直径40 cm, 两大系统总容积为125 L, 小于鱼箱部分最大容水量为160 L。
种植槽部分以前置系统为例。营养水从过滤系统输送下来, 经过分流管分流后进入种植槽, 种植槽部分从上至下, 第二、三、四层PVC管总长3 m, 且种植槽直径为6 cm, 相邻两种植槽口间距9 cm, 总共19个孔径。第五层种植槽长2.73 m, 种植槽直径为4 cm, 相邻两种植槽口间距6 cm, 总共27个孔径。
种植槽部分总计57个大孔径和27个小孔径, 分别培育成熟叶类较大和较小的蔬菜。该种植槽部分可培育总计约25 kg蔬菜。营养水经过5层管道后回流到鱼箱部分, 再次进行另外一次生态循环过程。
鱼菜共生系统是一种使植物、动物、微生物达到共生的可持续循环系统[8]。这种环境友好型技术所产生的蔬菜、鱼类都属于有机品种。该技术不仅能够保持环境, 而且可以用于观赏、美化环境。
现阶段, 鱼菜共生技术取得了很大的进步, 许多农场及城市家庭中成功利用该技术的案例, 为餐饮行业接触鱼菜共生这一生态环保高品质的技术奠定了基础。鱼菜共生技术中, 鱼类粪便为植物提供营养, 植物根系净化及微生物降解水质为鱼类提供生存环境, 过程无污染, 充分体现了生态餐厅“环保、循环、可持续”的理念[9]。并且进一步实现了生态餐厅的环保、可持续的功能。生态餐厅通过应用鱼菜共生技术这种方式获得了有机鱼类产品的提供, 大大提高了经济效应。
以餐厅规模尺寸为基准, 使用者可以设计出符合该餐厅的鱼菜共生养殖模式, 达到蔬菜养殖、鱼类观赏及其可食用性的有机结合。对于提高餐厅观赏性、降低产品成本而言, 鱼菜共生设计是一个具有创新意义且有一定经济价值的应用技术。鱼菜共生技术在餐饮行业将有很大的发展潜力以及发展前景。
摘要：鱼菜共生是一种新型的复合耕作体系, 它通过巧妙的设计使水产养殖和水耕栽培两种农耕技术实现生态系统共生效应。由于鱼菜共生系统的良好生态化效应, 可以将其生态化的功能定位运用在餐饮店的店面布局。基于此, 针对餐饮店对鱼菜共生系统需求的接受程度进行分析, 并且优化面向餐饮店生态化定位的鱼菜共生系统, 最后简要展望中国餐饮化鱼菜共生系统的前景。
关键词：鱼菜共生系统,生态化,营养膜水培法,生态协同共生
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