魚菜共生發展與經濟效益分析

楊思宇 朱浩辰 劉友晴 王鐘玉 申旭紅

中國農業大學煙臺研究院，山東煙臺264670

隨著人們生活水平的進步，農業生產也逐漸工業化。工業化雖然為人們帶來了大規模集成化生產的便利，但與此同時也帶來了大量的污染。工業化進行水產養殖的過程中會產生大量的污染物，如未被食用的飼料和魚類排泄物等。研究表明，生產1 kg的魚需要干重1～3 kg飼料，而其中36%的飼料將被轉化為有機廢物排泄出去，會有大約75%的氮磷飼料遺留在水中造成污染，這些物質濃度達到一定程度就會影響生態平衡、破壞生態環境[1]。因此，更加環保的農業生產方式亟待人們發掘。

魚菜共生相比傳統生產方式具有更高的可持續性，既能實現工業大規模生產，又利用了自然消化工藝，合理循環利用資源。在魚菜共生系統的整個生產循環過程中，每個生產環節互相依賴與制約。假如在飼養魚類的過程中添加了激素或其他農藥，當含有這些有害物質的水流經蔬菜生長床的時候，蔬菜可能會發生病害，這些有害物質也會再流回到養魚池中，魚類也可能會暴發病害。在魚菜共生的生產系統中，為了保證系統的正常運行，是不能使用農藥或化肥的[2]。因此，魚菜共生系統的生產模式是生態可持續的，其所生產的產品是綠色有機的。為此，本文將從魚菜共生系統發展歷程以及經濟效益2 個方面對魚菜共生養殖模式進行討論。

1 魚菜共生的發展歷程

1.1 魚菜共生早期發展階段

魚菜共生其實不是現代新生的概念，亞洲和南美洲早期文明都采用過將養魚與農作物種植相結合的生產方式。中國稻田養魚具有悠久歷史，三國時期的《魏武四時公制》就有相關記載：“郫縣子魚黃鱗赤尾，出稻田，可以為醬。”公元11世紀，南美洲的阿茲特克人就開始將農作物種植在木筏等材料做成的浮島上，在人工浮島上發展農業，這種方法被稱為“奇南帕”。直到20世紀前，其實少有農業生產者主動將魚放入稻田進行養殖的情況，這與現代的魚菜共生還是有較大的差異，這些將養魚和農作物種植結合的嘗試可以認為是現代魚菜共生理念的起源[3]。

1.2 發展現狀

現代魚菜共生是水產養殖與水耕栽培2種農業生產方式結合而成的產物，“循環水養殖和水耕栽培在一個生產系統中的集成”是聯合國糧食及農業組織（FAO）對魚菜共生的定義[4]。魚菜共生是建立在水環境中的魚、蔬菜和微生物的可循環生態系統，是包含生產者、消費者、分解者和其他無機物質的小型生物圈。魚、蔬菜和微生物是讓系統實現良好循環的重要組成部分。

在傳統的水產養殖中，隨著魚的排泄物逐漸積累，水體的氨氮增加，水體中的有害物質逐漸增多。而在魚菜共生系統中，養魚池中殘留的飼料、魚的排泄物和水中其他廢物可以成為蔬菜生長發育的營養來源。微生物將殘留的飼料、魚糞和其他水中廢物轉化為能被蔬菜利用的物質，經微生物處理過的水流經蔬菜的生長床，蔬菜吸收營養物質進行生長發育，同時對水進行凈化，凈化過的水又重新回到養魚池中。這實現了資源的合理利用和生態系統的有機循環，為傳統水產養殖污染嚴重的問題提供了解決方法。

魚菜共生目前總體還處于研究與推廣階段，還需進一步推廣及商業化。我國起步較晚，國內采用魚菜共生系統進行商業化運作的企業數量還較少，但不少機構和企業都已經在進行魚菜共生系統建設及技術研究。國外已深入研究魚菜共生系統的品種、營養、能源利用效率及系統性能影響因素等方面，也已經有不少有名的魚菜共生公司，如德國的效率城市農場公司、瑞士的都市農夫公司等。

隨著現代科技的進步，信息化技術高速發展，一些高端的信息技術也逐步應用在魚菜共生系統當中。趙月玲[5]開發了一套基于傳感器技術的魚菜共生實時監測系統，可以對魚菜共生系統進行智能化管理。孫劍等[6]開發了一套基于物聯網技術的魚菜共生實時監測系統，能有效提高魚菜共生系統的精細化管理水平。我國近些年也引進國外一部分先進技術設備，在北京、上海、廣東等多地推廣魚菜共生模式，并已達到一定的規模。

1.3 典型模式

20 世紀80年代，維爾京群島大學的Rakocy 等[7]研發了UVI模式。UVI模式是單循環大規模封閉式系統，需水量大，水循環所需動力費用較高，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，適合戶外大型生產。

同時期，北卡羅納州立大學的Mcmurtry 等[8]研發了溫室魚菜共生系統，即NCSU模式。NCSU模式是單循環小規模封閉系統，使用細砂固定植物根部，采用滴灌、重力回流技術，系統較簡單經濟，組合形式多樣，應用十分廣泛，是大部分小型魚菜共生系統的原型。

現在來看，UVI 模式和NCSU 模式都較為簡單，不能適用于各種不同地形氣候的具體地區。不少學者也都在研究各種模式的組合、開放式循環等新型模式。

2 經濟效益分析

目前關于魚菜共生系統經濟效益的研究不多，已有的研究表明，魚菜共生系統是可盈利的，影響盈利的主要因素包括生產規模、養殖品種、產品類型等[9]。下面以我國的一個具體推廣例子和國外的相關研究為例進行分析。

我國廣東省惠州市漁業研究推廣中心自主研發了適合惠州地區的魚菜共生池塘養殖模式，并在2014、2015 兩年進行了示范和推廣。相關經濟效益測算結果顯示，該推廣在經濟效益計算年限內，共為社會增加純收益3 152.314 萬元，平均每1 元推廣投入，每年可為社會帶來4.99 元的純收益[10]。該研究說明，合理布局后的魚菜共生系統能帶來顯著的經濟效益。

一般而言，生產規模大、產品單價高更容易獲得盈利，魚菜共生系統也是如此。Bailey 等[11]比較了羅非魚-萵苣和黃鱸-萵苣這2個不同養殖品種的魚菜共生系統，發現當生產規模為2 839 L時是不盈利的，當生產規模擴大5 倍時，羅非魚-萵苣仍是不盈利的，黃鱸-萵苣則實現了盈利，原因主要為黃鱸售價35美元/kg遠高于13美元/kg的羅非魚。Bailey等人的研究表明生產規模的大小和養殖品種的選擇是魚菜共生系統能否實現盈利非常重要的因素，其他許多研究也印證了這一結論。

關于魚菜共生的產品類型，Love 等[12-13]將魚菜共生從業者分為3 種：1）只銷售魚菜共生的魚或蔬菜；2）只銷售魚菜共生相關的材料或服務；3）同時銷售前2 項。研究表明，第2 種從業者的盈利大約是第1種從業者的2倍，第3種從業者的盈利則大約是第1 種從業者的4 倍。其他學者也提出了相同的觀點[14-15]，認為多元化發展實現盈利的可能性更大，如提供旅游觀光、培訓等服務。

2 展望與建議

2.1 發展展望

魚菜共生將動物、植物、微生物的特點利用起來，構建成和諧的生態平衡關系，是可持續的低碳生產模式，也是解決農業生態問題的有效方法。它能實現水的循環利用，是能做到養魚不用換水、種菜不用施肥的綠色有機生態農業生產模式，是一種高效又無污染、符合當代綠色低碳生活方式的可持續發展生態農業生產模式。這種模式合理循環利用資源，是充滿發展潛力的現代農業生產模式。相信通過日后的不斷深入研究和推廣，魚菜共生能成為未來綠色低碳生活的重要組成部分。

2.2 發展建議

第一，繼續推廣高端信息技術在魚菜共生系統中的應用。魚菜共生系統較為復雜，系統的運行、管理和維護對從業人員專業水平要求較高，勞動力和能源成本也較高。繼續推廣高端信息技術的應用，能夠有效降低人力和能源成本，提高生產效率。

第二，深入研究商業模式。魚菜共生的發展需要經濟上能盈利，已有許多關于小型魚菜共生系統的研究，但對于大規模商業模式的研究還較少，大規模商業生產前期所需投入較大，經濟可行性仍存在爭議。對不同氣候環境、不同生活水平地區等的商業模式也應進行更細致的研究。

第三，尋求政府支持。大部分民眾并不了解魚菜共生，魚菜共生作為一種環境友好型的生產系統，還沒有得到有關部門足夠的重視。應呼吁政府繼續加大資金投入、出臺相關扶持政策、加強宣傳力度、普及相關知識，提高民眾選擇魚菜共生綠色有機環保產品的覺悟。