鱼菜共生的起源与发展：从 UVI 系统到虹吸粒培系统

说到水产养殖，就不得不回溯到20世纪90年代美属维尔京群岛大学的James Wax博士对UVI系统的研究，以及20世纪80年代北卡罗来纳州立大学的Mark 博士创建的IAVS系统，后者即为“虹吸颗粒养殖系统”的雏形。

水产养殖创始人 Mark 教授（左）和 James Wax 教授（右）

水产养殖UVI系统示意图

“UVI系统”是最早商业化生产的鱼菜共生系统，将循环水养殖系统与水培系统相结合，养鱼水经过沉淀、过滤、矿化处理，为浮板上的植物提供营养。但要维持UVI系统中植物的正常生长，需要添加螯合铁。相关文章：

水产养殖IAVS系统示意图

“IAVS系统”是一种潮汐式沙养（粮养）系统，通过控制水泵的开闭来实现种植床的潮汐，养殖废水中的有机物沉积在沙床表面，微生物将堆积的有机物分解、矿化，这样就可以充分利用鱼粪中的有效养分。Mark教授的实验结果表明，植物不需要添加任何物质，就能很好地生长。相关文章：

IAVS系统商业化模型（左）UVI系统商业化模型（右）

两种系统相比，IAVS系统优势明显：省电、节省设备投资、不需要添加任何物质、对种植品种没有限制（UVI系统仍然以叶类蔬菜为主）。不过，IAVS系统不如UVI系统普及，改良虹吸谷物栽培系统更为人熟知。

如今被广泛应用的鱼菜共生系统是如何发展起来的，这一点似乎并不重要，但这恰恰是关键所在。虽然UVI系统和IAVS系统原理相同，但系统设计的差异对鱼菜共生的发展有着深远的影响。

随着鱼菜共生的逐渐普及和发展，不少爱好者在UVI系统和IAVS系统的基础上针对不同的用途研制出了不同的鱼菜共生系统，这些改良系统相较于原有系统，在单种或养殖方面有所提升，但经济成本较高。

水产养殖系统就像一个自然生态系统，是一个有机整体。就像人体是由不同的器官组成的，任何一个器官都不能独立存在，一个部分会影响整个身体。所有器官必须相互协调才能驱动这个有机生命。因此，需要以整体的眼光来看待水产养殖系统的各个部分，而不是片面地强调某一部分的重要性。

中国鱼菜共生现状：小众、难盈利

如何改变这种情况

水产养殖与有机农业相结合

什么是有机农业？

有机农业（ ）是指遵循有机农业生产标准，在动植物生产过程中不使用化学合成的农药、肥料、生长调节剂、饲料添加剂和转基因生物及其产品，遵循自然规律和生态原理，采用一系列可持续的农业技术，协调种养平衡，保持农业生产体系持续稳定的一种农业生产方式。

很多人可能会有这样的疑问：有机农业不是中国传统农业。其实有机农业与传统农业有着密切的关系。有机农业是传统农业基本形态的发展和延伸。

传统农业、常规农业与有机农业植物营养供给方式比较

有机农业起源于东亚传统农业，20世纪在西方发展起来。

1909年，清政府尚未被推翻，中华民国也尚未成立，但此时的美国农业已出现问题，大规模密集的单一种植导致土地沙漠化。富兰克林·哈莱姆·金教授（FH King）以农学家的身份来到东亚，寻求可持续的农业方法。在对中国、韩国、日本传统农业进行约一年的考察和调查后，他撰写了《古代农民，不朽的智慧：中国、韩国、日本可持续农业调查》（中译本）一书。

金教授及其著作《农民的四千年》2013年新译本

金教授在书中写道：“如果美国要永远繁荣昌盛，要像黄种人一样规划我们的四千年历史，把这段历史写成没有大饥荒和虫灾的长期和平稳定，她就必须东方化，也必须抛弃她现在的做法，保护资源，这是生存的基础。”书中描述了中国人在农耕中尊重自然规律、遵循自然法则的一些做法，对有机农业产生了巨大的影响。这本书也成为20世纪50年代以后美国乃至西方有机农业运动的“圣经”之一。

化肥农业弊端的出现，使人们认识到生态的重要性，加速了发达国家有机农业的发展。1972年，国际有机农业运动联盟（IFOAM）在法国成立，推动了世界各国有机农业的发展。

2008年，IFOAM对有机农业的概念进行了定义：有机农业是一种维护土壤、生态系统和人类健康的生产系统，遵循当地的生态节律、生物多样性和自然循环，不依赖可能产生不利影响的投入。有机农业是传统农业、创新思维和科学的结合。它有利于我们共同的环境，致力于所有生物的和谐共存。

IFOAM的原则和准则：

1. 生产足够数量的营养丰富的优质食品；

2. 以建设性和丰富生命的方式与自然系统和循环进行互动和相互作用；

3. 考虑农业系统更广泛的社会和生态影响；

4. 鼓励和加强农业系统中的生物循环，包括微生物、土壤动植物、植物和动物；

5. 发展有价值的、可持续的水产养殖系统；

6.维持和提高长期土壤肥力；

7. 维护农业系统及其周围环境的遗传多样性，包括保护植物和野生生物的栖息地；

8. 促进健康地利用和适当保护水、水资源以及与之相关的所有生物；

9. 在当地组织的农业系统中尽可能多地使用可再生资源；

10. 实现种植业和畜牧业生产之间的和谐平衡；

11. 为所有牲畜提供条件，使其能够按照自然行为进行生产；

12.减少一切形式的污染；

13. 利用可再生资源加工有机产品；

14.生产完全可生物降解的有机产品；

15.生产高品质、使用寿命长的纺织品；

16. 让每个人都能参与有机农业生产并拥有满足其基本需求的生活质量并从其工作中获得足够的利益和满足感（包括安全的工作环境）；

17. 建立社会公正、生态负责、全方位的有机农业生产、加工和营销体系；

目前，我国有机农业的现状是成本高、资金匮乏、难以盈利，几乎90%的有机农场处于亏损状态。

是什么原因造成了这种情况？

1. 技术问题

有机农业最基本的要求是：不使用化学肥料、化学农药、激素等，不使用转基因作物。大多数农业生产者在不使用农用化学品的情况下很难保证合理的产量。

二、成本问题

国内有机农业还处于大田生产阶段，严重依赖劳动力，劳动力成本占总成本的1/3之多。其次，有机认证费用昂贵，提高了有机农产品整体成本。

3.供应链不完善

市场上有机农产品与普通食品混杂，普通消费者难以区分。

以上几点使得大部分农业从业者在生产层面对有机农业的选择望而却步，高昂的价格和混乱的市场也打击了消费者对有机农产品的热情。

水培的优点：

免耕土地

免费除草

无需浇水

不含农药

不施肥

零污染

种养结合

节能环保

自然生态

物种多样性

可持续农业

鱼菜共生的种植方式能较好地解决有机农业面临的困境，但远远不够。目前国内有很多农场在搞有机农业，但很难盈利。这些农场都有一些共同的特点。

前期投入较高，短期内难以收回成本。

单纯依靠种养结合来销售农产品，最多只能实现收支平衡。

劳动力成本是最大的开支。

中国在20世纪80年代末才开始发展有机农业，因此无论从产量还是销量上看，与发达国家相比都存在很大差距。借鉴国外有机农场的运营经验，除政策法规外，还有以下特点：

国外的有机农场大多是家庭经营的，机械化取代了对劳动力的依赖。

国外有机农场除了销售有机农产品外，还开展其他有针对性的生产经营活动，吸引城镇居民消费。

取其精华，去其糟粕，借鉴国外有机农业的成功经验，我相信不久的将来中国城市周边会出现很多家庭经营的家庭农场和生产与观光相结合的都市农场。

顾兵 水产养殖专业

五年前开始接触鱼菜共生，大学期间完成鱼菜共生相关项目《鱼菜共生立体养殖系统》和《天津大学生创新训练项目-铁（Fe3+）对紫球藻生长的影响》，期间解决了UVI系统植物缺铁问题和养殖废水直接用于气培种植的问题，并获得了相应的国家专利。毕业后，我在常青藤农场做志愿者，期间成功改造了常青藤的UVI系统，并完成了养殖废水直接用于气培种植的中试推广试验。目前从事生态循环农业，在研项目-《生态循环复合养殖系统》

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