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2007年7月1日 作者:xwz2367609 [返回]
鱼菜共生系统中物种间的生态关系

    从自然模式的表观认识,我们认为这种共生是简单的鱼与植物间的共生,其实是种错误的表象认识,在嫁接鱼与植物之间需要一种最为重要的结合体,那就是微生物。因为在自然生态系统中,微生物是有机物的终极分解者,只有通过微生物的分解转化才能让物质与能量参予到下一生态链的循环。在鱼与植物间,鱼的排泄物要让植物吸收,必须先在微生物的作用下进行分解,把这些大分子有机物质分解为矿化的简单元素或小分子特质,才能被植物的根系通过离子交换的方式吸收利用。所以说看不到的微生物是功劳最大的结合体,没有它共生的生态关系就难以形成。
    那么水体中的微生物很多,分为有益的与无益的,大多好氧的微生物对鱼及植物的生长是有益的,而且同样有较高的分解转化能力,而较多厌氧的微生物虽然也能分解转化,但它的效率较低,而且中间产物形成物质较多,对水质污染危害较大,对鱼的生长会造成不良的影响。所以培殖有益微生物的生态种群来抑制有害微生物,让水体与系统生态在有益微生物占主体的环境下运用,对植物与鱼共说都是一种很好的生态促进。 
   现在就先从微生物生态的建立开始叙述,微生物种类很多,而且相互间也有一种共生共赖的关系,与相互抑制的关系存在,如何认识有益微生物并且让各种微生物间形成强势的共生关系,建立微生物微生态关系的平衡,在这方面近年研究较多,而且也已在生产的种养殖业加工业上得以运用,在鱼菜共生系中,最为常见的有益共生微生物有以下几种:硝化菌、光合菌、酵母菌、乳酸菌、及线状菌等,它们之间的共生可以保持相对较长的平衡与稳定状态,也就是光合菌产生的物质与能量可以成为其它菌的生存条件与原料,这样就可以在环境有机物较少的情况下通过光合菌的光合固定来完成初始生存能量的提高,就可以让它们在一个相对缺乏营养源的环境下保持较长的稳定平衡关系,相互间能共生共营较长的时间,这也就是微生态间物种平衡关系对生态建立的重要性体现,这样的微生物组合可以在自然界或生产上保持较长时间的强势生态群落,从而对有害微生物产生抑制,让接种该微生物菌落的生境能保持较好较长时间的良性状态,这对于环境治理来说也具有极广阔的运用前景,所以近年利用有益微生物用于环境治污保持净化水质,及预防废物废液污染来说具有良好的效果。同样利用有益微生物的强势生态特性来抑制病源或有害微生物的滋生,在生产上用于提高植物抗病性,以及养殖业上动物的抗性来说是极具前景的一项微生物工程。在鱼菜共生系中,利用有益微生物接种水体,可以净化水质同时还可以让鱼的抗病性提高,以及共生植物生长更好,抗病虫能力更强,从而可以在不需任何药物激素的处理下完成自然生态型的共生生产。
植物生态适应性的建立,植物在土壤里生长并形成了适于土壤的生理生态适应性,这是环境与进化的结果,而鱼菜共生技术大多采用的是水培或气雾栽培模式,蔬菜植物同样具有广泛的适应性,而且在生理生态上也会作出适应性的改变,性状将更趋同于水生植物,更利于水质的过滤净化与对营养的吸收。在水生诱变技术中我们已经提及到所有植物的广泛生态适应性的存在,所有植物都是由水生进化为陆生,所有植物又都可以通过人工驯化而返回到水生环境进行水生长栽培。在鱼菜共生的生态系中,其实就是一个完全的水生态环境,如何让植物适应与鱼之间建立共生关系,在技术上有哪些相应措施呢?植物的生态适应性是以环境为动力所形成的生理生态的变化与适应,而蔬菜品种大多是与水生植物亲缘较近的类型,它在萌芽生长过程中,初出的根系大多为水生根系,而且只要保持适合的高湿环境,可以在较长的时间保持水生根性状,根据这一点原理,我们可以利用种子直接播种于水栽培系统中,让它从萌芽后就自然过渡到水生状态,如果需要播种移栽培可以采用无土育苗法,并且保证苗期的基质有相对高的水份湿度以及适时移栽,就可以把蔬菜的根系发育成完全的水生根系,而且是须根根系,更具水生性与更好的过滤净化功能。在水与气雾环境中,根系可以发育得比土壤栽培数量更多,须根吸收根更发达,根系活力更强,大多可以保持较长时间的洁白状态,从而可以发挥更好的直接吸附净化与快速高效吸收的作用,比土壤生态更适于蔬菜植物之生长与更佳的净化功能发挥。其实能实现陆生蔬菜植物与鱼水共生,关键也是植物水生态适应性的充分体现与运用。
   鱼生态适应性的建立,在自然界中,鱼与水体浮游生物,水草等之间形成良好的生态关系,所以大多野生的非人工鱼生态群落,大多都能保持健康的富有活力的生长状态,少有病害的发生,而且肉质鲜美无污染。而在高密度养殖的人工生态系中,水体环境及浮游生物种群等都发生了较大变化。特别是水中的氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、硫化物、二氧化碳等都因高密度养殖而使水中的溶量倍增,同时氧气含量因鱼及生物耗养而倍减,鱼在这样的生态环境下不仅会导到氨中毒引起的各种病害与死亡,也会因生物耗氧过盛而致缺氧浮头或翻塘的发性,在这样的环境下,鱼不令摄食下降影响生长,还会导致鱼病暴发而死鱼。如何为鱼生长建立适合的生态环境,就是鱼菜共生要解决实现的主要问题。首先高密度养殖人工饲喂而使水质中悬浮的饲料残渣或者粪便积累,造成水质的有机污染,这些有机物的处理净化是保持鱼适生态与良好水质之关键,否则会因积累而最终恶化水质影响生长。固态有机物的去除可以采用物理过滤法从水中去除,在鱼菜共生系中可以设计基质培系统,让水流经颗粒状的固态无土基质而滤去残留悬浮之有机物,这些吸附在固体颗粒表面的有机物,在微生物作用下分解为简单的小分子物质或者矿质元素,其中的氨态氮则在硝化菌的作用下,转化为硝酸盐类而成为植物生长吸收的最佳氮肥,从而减少了循环水的氨氮指标。在生产上为创造良好的水体生态环境,还结合往水体中接种有益微生物种群技术,以加速水体中有机物分解与物质之转换,从而大大加快吸收净化的过程,为鱼生态创造一个无害化的化学生态环境。水体中的二氧化碳是鱼呼吸所释放,如果水体溶解达到一定程度也会造成对鱼的不利影响及水体酸化。而在鱼菜共生的循环及雾化栽培过程中,这些硫化物或者二氧化碳就会以气体的状态得以挥发而提高了整个环境的二氧化碳浓度,对生长着的蔬菜来说又是最好的气肥。另外,水体生态环境因有有益微生物的接种滋生使有害微生物得以抑制,同时,微生物及植物的中间代谢产物或分泌物中,许多物质又是提高鱼儿抗性的活性物质与抗生素,这样也对鱼生态的改善起到了促进作用。除了上述提及的化学指标可以通过生化调控得以建立稳定的水生态以下,水体中因有机物酸化与鱼代谢排放,常常导致PH值的下降,而鱼最好的酸碱度是接近中性,如果出现PH偏低,就得进行调整,否则会影响鱼的生长发育,同时也会影响硝化之效果,据试验水体PH值以保持6.8左右,这样即不会影响蔬菜植物生长,又不会影响硝化菌的滋生及鱼的生长。这种酸碱调控生产上简易的方法就是往水体中加生石灰,也可以添加氢氧化钾与氢氧化钙得以调整,这样即可以优化水生态,又可以为蔬菜植物的生长提供了钾与钙离子。总之,鱼生态环境是以水质为主体的生态环境,水质的净化与保持是实现工厂化高密度养殖之关键。在鱼菜共生系中主要通过微生物与植物结合的方法来实现。而水温环境则是通过设施大棚及鱼池的保温加温技术来实现,为鱼的生长创造适合的温度环境与生化环境是高密度工厂化养殖的关键。
   这三者之间所形成的共生关系,共同维系着一个平衡的生态关系,保持物质与能量间的循环与平衡,共同构建了一个永续的可持续的耕作系统。相互间相互影响相互促进是一种仿自然而超自然的共生共营关系,农业耕作只有建立在生态可持续循环基础上才不会让资源衰竭才不会让地球污染。现把三者的生态图式描述如下:

   三者间的关系,除了物种多样化以外,还要考虑它们的数量与比例关系,这是保持物质能量平衡关系的关键技术,比如多少鱼的排泄能形成多少植物的生物量,配置多少蔬菜种植的面积,只有合理的配置,才能让水质得以净化同时菜又能良好生长,蔬菜种植面积过大,因肥水不充足而长得慢甚至易黄化或变成小老苗,如果蔬菜栽培面积过小又会出现污水未能充分彻底净化处理,又会危及至鱼的生长或者病的滋生与缺氧翻塘。可是在蔬菜植物配置时,因品种不同它的吸收过滤功能也不同,生物的吸收转换率也不同,所以在科研生产上要构建一个合理的科学系统还得针对不同的品种,不同的养殖种类,不同的密度进行试验研究,甚至不同的生长阶段,另外又因不同的外界因子都影响着鱼与植物的生长代谢与物质能量的循环平衡关系,使这个共生系统变成了一个动态的混沌的系统,光用线性的公式化的方法是很难找到一个合适比例的。因生态的动态与多变性,在构建时为了确保鱼生存与生长的安全性,一般蔬菜面积可稍大,如果缺肥可以采用先进的超声波供肥补充技术得以生长补偿,在以下的实践篇中会详细介绍它的使用方法。微生物与浮游生物在整个共生关系中它是起到嫁接的作用,没有微生物作用难以实现鱼与蔬菜植物的共生,它是物质分解者与能量转换的中介者,水体中培育大量有益的微生物群落可以把各种悬浮物或者富营养化的物质进行分解与转化,转化为易被蔬菜植物吸收的矿化元素,其实现了物质与能量的转换,使富营养化的物质成为植物生长必需的营养成份。但微生物生态的微平衡关系也是由水体环境所决定,是与各种生态因子息息相关的。特别是水中保持充足的溶氧是有益微生物繁殖的前提条件,对水体进行曝气增氧或水流跌落的瀑布式增氧,对于优化水体微生物群落来说都是有益的。除此以外各种浮游生物的良好生长也需有充足的氧气,而且也更利于蓝藻等低级的简单的植物的生长,这些植物在生长代谢过程中不仅产生光合氧,又可以让水体中的二氧化碳得以消耗,从而又促进了鱼生态的优化。微型小动物(如轮虫、枝角类、桡足类等)也一样,创造适合的溶氧环境,温度环境,与食物环境,都有利于它的快速滋长,又可以成为鱼的食料。这样的微生态环境构建溶合了有益微生物、浮游动物、及藻类植物,使它们间的共生共营关系得以持续的体现,都得依赖于水体的食物、营养、环境、种群等的科学构建。除了上述的蔬菜植物、微生物、鱼外,还有几种植物也是对生态构建可以起到较大作用与贡献的物种,如萍它是略高于藻的低等植物,它对水体可以起到遮光作用,以及它的根系又有较强的吸收净化作用,同时,也是杂食性鱼罗非的食料,对水体生态的贡献也是较大的。凤眼莲科植物如水生的水葫芦,它发达的漂浮的细根在水体中可以起到强大的物理过滤与吸附作用,可以在发达的根系周围吸附大量的固态有机微粒,对于促进根系微域微生态环境的构建又起到了极大的作用,成为微生物滋生的场所,成为根系过滤的主要器官,成为富营养化清除的生物转化体,它在可控的环境中生长繁殖对水体来说不是危害而是促进,可以通过养殖桶中的漂浮滋长而对水体起到很好的调控作用。但它量的控制是关键,不宜超过水面的1/3,否则会因大量耗养而影响水体微生态,可以进行定期捞移作为堆肥发酵的原料,为基质栽培提供营养,也可经发酵后制成堆肥茶返回到共生系统,作为高节水体肥度的有机营养液。仿自然生态的建立必须适当结合人工调控,根据生态平衡原则去构建合理的物种比例与种群数量关系,保持到态的平衡实现物质与能量流的良性可持续循环,是鱼菜共生系统成功动行与实现的关键。以下将会作从技术上作以详细的论述。
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