广州千江水生态科技有限公司多功能鱼菜共生循环生态农业示范项目书

多功能渔菜共生循环生态农业示范项目建议书本项目拟采用复旦大学、广东省农业科学研究院、广州千江水生态科技有限公司共同研发的多功能鱼菜共生相关专利技术进行推广示范应用，主要内容包括：多功能鱼菜共生技术的池塘推广示范；立体多功能鱼菜共生技术推广示范。针对目前已有的专利技术开展示范工作，总结不同密度鱼类与不同种类、不同生长阶段蔬菜之间的优化配比关系。设计中试性庭园、办公区、商业区型等不同类型的多功能鱼菜共生设施，为进一步完善及推广鱼菜共生的生态系统做出应有的贡献。1、项目研究目的、意义及应用前景1.1、研究目的水产养殖是目前增长最快的动物性食品来源，但是水产养殖过程中会出现水体受到污染。研究表明，有36%的词料作为有机废物被排泄，饲料中大约75%的氮、磷未被利用而存在于水体中，水体中残余饲料、粪便、细菌等积累到一定程度就会对鱼类产生毒害作用。蔬菜可提供人体所必需的多种维生素和矿物质，据国际粮农组织统计，人体必需90%的维生素C以及60%的维生素A来自蔬菜。鱼菜共生是一种新型的复合耕作体系，它把水产养殖与水耕栽培这两种原本完全不同的农耕技术，通过巧妙的生态设计，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10。鱼菜共生技术中，水生蔬菜扎根水中，能将水体中的有害物质转化成养分吸收掉，因此不用施肥，种植后也不用单独管理，省钱又省力。通过对多功能鱼菜共生技术与设备的应用示范，进一步优化鱼菜共生工艺，针对家庭、社区、办公区或商业区等不同类型开展技术研究及设备研发，使得鱼菜共生技术得到进一步推广。1.2、研究意义水生蔬菜通过根须吸收水体氨、氮等富余物质，自然净化水体，使水产养殖多余的有害物、废物转化成蔬菜生长所需的养料，变害为宝，还抑制了有害藻类的过度繁殖，解决了常常出现的水体富营养化问题，而且植物与细菌能充分获取生长所需的营养源，减少了人工水质调节制剂的使用，有利于池塘水质保持长久稳定，让水质得到生物净化，为鱼生长创造最佳的水质环境，降低水产品的质量安全风险。同时，水生植物本身又具有一定的经济价值，水面上种菜，不仅不占耕地，还能得到更好的收益。蔬菜长在水上，就不会受到普通蔬菜土传病害的浸染，不爱生病也就不用打农药，可以实现真正的免化学农药与肥料的有机生态栽培与养殖，为市场提供无污染的有机食物，因而售价也很高，收益也很可观。1.3、应用前景目前我国水资源紧缺及水资源分布不均匀的状况仍没有改变，因而发展鱼菜共生系统可以给发展水产养殖业提供新的思路和契机。鱼菜共生技术也是一种资源节约、可循环的生产模式，符合低碳农业和可持续发展的规律，提高鱼类的产量和品质的同时，还可以收获到一定量的水生蔬菜，让鱼和蔬菜之间达到一种和谐的生态平衡关系。而且，鱼菜共生系统只要掌握生态平衡关系及操作的关键环节，就可轻松地实现城市、家庭养殖栽培，旱区的节水养殖及蔬菜的栽培，还可实现可循环节能型的有机耕作，是未来农业发展的大趋势，更是生态农业及观光旅游休闲农业的主体，是人类与自然斗争过程中和谐发展的经典农业模式，通过对多功能鱼菜共生技术与设备研究即生态水培技术的原理、作用机理和类型，进一步拓展其在家庭、社区、办公区或商业区中的应用，节水省地，使用性广，能进行规模化的商业生产，尤其适合人口密集、缺地少水的城镇、矿区、高原、油田和沙漠等地方应用，具有广阔的前景与意义。2、技术方案2.1示范内容多功能鱼菜共生系统工程运用生态学原理及环境条件监控手段,是融高密度型工业化养鱼与无土栽培为一体的可持续发展新技术，其将水生动物养殖、蔬菜作物种植、花卉观赏和水族馆等功能融合起来，具有美化环境、陶冶情操等特点，为城市空间利用以及景点建设和家庭美化环境提供了一种可借鉴形式。尽管鱼菜共生系统己有许多成功的案例，但是大规模商业化推广仍面临许多问题。鱼菜共生系统是一个复杂的生态系统，要设计及应巧该技术需要掌握一系列相关领域的知识技能。本项目示范的内容3模块，分别为“具有净化水体功能的鱼菜共生系统示范”、“一种家用鱼菜共生栽培装置应用示范”和“一种立体鱼菜共生设施农业装置示范”。因此，为广泛推广鱼菜共生系统，相关示范研究必不可少。本项目针对多功能鱼菜共生技术与设备开展相关研究。鱼菜共生系统被认为可以做到养殖污水零排放及提高水的利用率，是未来环保型农业生产模式。在我国，鱼菜共生系统也吸引了越来越多人的注意，有许多热必的工作者在自己的农场或者家庭阳台建立鱼菜巧生系统，并且积极在网站上宣传。鱼菜共生系统作为一个独立的生态系统，可以在在家庭、社区、办公区或商业区等地方运行，这也为解决现如今的食品安全问题提供了另外的解决方案，生活在都市中的居民可选择自己生产蔬菜，避免农药残留等问题。基于以上思考，在多功能鱼菜共生技术与设备研发及设计形式上，充分考虑家庭、社区、办公区或商业区等不同环境，使其在构造、形态、功能等方便有机结合，实现观赏、水质处理、产品输出等功效。总之，鱼菜共生系统只要掌握生态平衡关系及操作的关键环节，就可轻松实现城市养殖，旱区的节水养殖及蔬菜的栽培，还可实现可循环节能型的有机耕作，更是生态农业及观光旅游休闲农业的主体，具有广阔的前景与意义。2.2示范实施方案目前常见的鱼菜共生类型有直接漂浮法、硝化过滤法、分离滴灌法三种，涉及到加州鲈、草鱼、鳙鱼、鲤、鲫鱼、罗非鱼、罗氏沼虾等鱼类和番茄、草莓、甜玉米、荷兰豆、西洋菜、网纹甜瓜、水晶西瓜、生菜、空心菜、上海青、菜心等植物进行试验，均有较好适应效果和产量。根据文献等建议种养品种如表1，一般选择有较高经济价值的名特优品种和苗种培育方式。表1 鱼菜共生种养品种参考表鱼类蔬菜花卉加州鲈、罗氏沼虾、斑点叉尾鮰、罗非鱼、草鱼、鳖、鲤、鲫鱼等番茄、草莓、甜玉米、荷兰豆、西洋菜、网纹甜瓜、水晶西瓜、生菜、空心菜、上海青、菜心等康乃馨、瓜叶菊、海棠、大理花、落葵、石竹、水仙、马蹄莲、芦笋、百合、郁金香等 本项目拟选择本地特色物种清远瘦身鱼（草鱼、罗非鱼、鳙鱼），蔬菜植物选择生菜、空心菜、番茄、西洋菜等，开展多功能鱼菜共生技术的示范，推广水生动物、植物、微生物三者之间的相互和谐共生理念，实现生态、环保、零排放的循环生态养殖模式。（1） 示例1 具有净化水体功能的鱼菜共生系统示范利用基地已有的集装箱养殖示范区，在箱体外部设置1具有净化水体功能的鱼菜共生系统（图1），包括吸水泵、过滤池、植物浮床、回水管道等。可将集装箱养殖废水通过吸水泵输送至过滤池，作为植物吸收养料，回水经植物根系吸收、过滤，富含氧气且干净，为鱼类提供一个良好的水域环境，同时也利用养殖废弃物生产出绿色的蔬菜或水过滤及植物附着材料果。蔬菜集装箱草鱼水流方向循环泵图1具有净水功能的鱼菜共生系统示意图（2）示例2 一种家用鱼菜共生装置应用示范利用基地已有的示范区，在区域外部设置1小型的符合室内使用的鱼菜共生装置系统（图2），包括鱼缸、吸水泵、过滤池、植物浮床、回水管道等。可作为鱼暂养区域，同时结合鱼菜共生系统，经此系统的水质清澈，使得瘦身鱼的形态、特征充分展示，达到良好的展示效果，而暂养的养殖废水通过吸水泵输送至过滤池，作为植物吸收养料，为瘦身鱼类提供一个良好的水域环境，同时也利用养殖废弃物生产出绿色的蔬菜，在节约水资源、环保、生循环泵鱼缸态、零排放的同时，也具有装饰功能。过滤及植物附着材料蔬菜草鱼水流方向支撑立柱图2 一种家用鱼菜共生装置应用示范（3）示例3 一种立体鱼菜共生设施农业装置示范利用基地已有的鱼塘示范区，在池塘岸边区域设置一个约300平方米的立体鱼菜共生设施农业装置示范（图3），包括控温大棚 、水槽、植物附着支架、吸水泵、植物浮床、回水管道等。可作为循环水系统，同时结合蔬菜（水果）种植系统，搭配组合成为设施农业。该装置具有控温、调节湿度、补光等功能，能一年四季生产蔬菜水果，而其所有养分来源均为养殖池塘水，不打农药不施肥，所产出的蔬菜水果均是绿色乃至有机食品，合理的管理可以持续提供高品质的蔬菜水果，同时，也为池塘、湖泊等中、大型水体的调控、优化、利用探索更优化、更高效的开发利用模式。太阳能灯循环水槽升降控温帘水槽支架升降方向植物水流方向水泵塘基池塘图3 立体鱼菜共生设施农业装置示意图2.3示范区相关区位分析清远地理位置优越，距广州直线距离仅60公里，被称为珠三角的后花园。清远交通方便，具有京广高铁、京广铁路,京港澳高速等多条交通干线，是维系珠三角跟内地城市、内地市场之间的桥头堡。同时，清远山清水秀，生态环境良好，利用生态环境优势,做广州、珠三角山清水秀的后花园，名副其实。示范项目区占地70亩，其中配套50亩池塘，环境优美，基础设施完善。同时也是多个省级、市级科技项目示范点。具有良好的示范经验，符合项目开展示范的各项要求。2.4预期研究目标表1 预期研究目标和考核指标列表示范内容目标l 多功能鱼菜共生技术应用主要类型示范 设计并试运行一套“具有净化水体功能的鱼菜共生系统”、“一种家用鱼菜共生栽培装置”和“一种可移动的立体鱼菜共生水装置”。 明确外界环境因子（温度、光照、pH等）对多功能鱼菜共生技术的影响（效益、产量、景观生态等）。开展研究的技术路线进一步优化系统设计、成本与运行等多功能鱼菜共生技术与设备示范应用及最优化运行 家用式渔菜共生系统应用示范 多功能鱼菜共生技术与设备示范及应用 可移动式立体渔菜共生系统应用示范 具有水质净化作用的鱼菜共生系统应用示范 设计、运行具水质净化的渔菜共生系统 拟合各因素与生物量的关系，评估水质净化能力 设计、运行具有水质净化功能渔菜共生系统 设计不同环境的鱼菜共生技术设备 设计、运行家用式渔菜共生系统 外界环境因子（家庭）对多功能鱼菜共生技术的影响 图4 开展研究的技术路线3、建议项目的特色及创新之处（1） 地理优势，基地在清远市，示范所需种苗、场地运用、现场等具有很大的优势；（2）开展针对家庭、社区、办公区或商业区中的鱼菜共生系统应用的示范研究，对环境的保护、土地及水资源充分有效的利用、农户生活质量的提高都有着积极而重要的意义；（3）开展多功能鱼菜共生技术与设备示范应用研究，也可为有效利用城市建筑屋顶等场所实现家庭、商业区等鱼菜生产，以及为偏远地区农户的自给生产，提供一种可能的途径。（4）多功能鱼菜共生技术与设备研发，饲料为唯一物质投入，是鱼类营养源，也是蔬菜直接或间接的营养源，水体作为载体或介质，鱼类为第一产出，蔬菜为第二产出，并均具无公害品质，与工业化养鱼系统比较,体现了净化中自身增值的优点。（5）多功能鱼菜共生技术与设备特点是可立体化生产，节水省地，投入产出比高，生态环境效益佳，适用性广。总之，多功能鱼菜共生技术与设备，结合池塘养殖，利用鱼菜共生技术，在养殖水体表面栽种水培蔬菜，水生植物通过吸收水体中的氮、磷而获得营养成分，不需要施肥即可获得营养成分，在净化水质的同时，可额外收获农产品，同时还可缓解当前土地紧张的矛盾，增加养殖的综合经济效益，实现“养鱼不（少）换水而无水质忧患，种菜不施肥而茁壮成长”的生态共生效应。本多功能鱼菜共生系统工程除玻璃温室外，还有塑料中拱棚、大棚、单层棚和双层棚等，一般可根据应用需要和价格性能比进行选择。为提高鱼菜共生系统的生产能力，也可进行微生物净水菌种的接人和纳米、太阳能等新材料技术的运用。4.项目经费预算根据项目实施情况及后期运转维护等费用估算，第一年的费用约为35万元，其中设方案计费用大概5万，施工及验收约30万，具体如表2：表2 经费预算一览表项目经费概算（万元）备注（计算依据与说明）1方案及设计费 5.0（1）现场调研、测绘 2.0调研费0.6，测绘费1.4。（2）方案设计费3.0包括施工图纸，场地布设图2示范施工及材料费 30.0（1）原材料购置费 17.0装置系统配件、动植物苗种等（2）施工劳务费 8.0系统装配、施工、调试（3）系统调试及验收3.0调试、改良、验收（4）其他2.0施工过程中不可预见的其他费用合 计 (万元)35.05.附件5.1技术支撑单位简介（1）复旦大学复旦大学（Fudan University），简称“复旦”，位于中国上海，由中华人民共和国教育部直属，中央直管副部级建制，位列985工程、211工程、双一流A类，入选“珠峰计划”、“111计划”、“2011计划”、“卓越医生教育培养计划”，为“九校联盟”（C9）、中国大学校长联谊会、东亚研究型大学协会、环太平洋大学协会的重要成员，是一所世界知名、国内顶尖的全国重点大学。参与技术支撑的是复旦大学环境科学与工程系，该团队“十五”期间，承担负责国家太湖863重大专项子专题（农村生活污水处理技术及工程示范），以及负责863镇江水环境专项子课题（滨江带构建及生物多样性营造技术研究）的研究；在“十一五”期间，作为负责人主持“十一五”太湖水专项（复合污染型入湖河流武进港及小流域污染控制技术与工程示范）课题的实施。目前已经形成了基于清流水网的流域污染控制成套技术，正在长三角地区、云贵高原地区和湖北、河南等地进行广泛的几十万、几百万和千万规模的工程示范。（2）广东省农业科学院广东省农业科学院是广东省人民政府直属正厅级事业单位，成立于1960年1月，前身是1930年由著名农学家丁颖教授创办的中山大学稻作试验场及1956年成立的华南农业科学研究所，以应用研究和开发研究为主。农业科学院有15个科研机构，建有国家重点实验室1个，省部共建国家重点实验室培育基地1个，国家地方联合工程研究中心1个，农业部专业性/区域性重点实验室5个、农业科学观测试验站5个，广东省公共实验室3个，广东省重点实验室11个，科技部国际科技合作基地1个，国家种质资源圃5个，省市共建种质资源圃（库）11个。建有广东广州国家农业科技园区。参与技术支持的是农业部华南都市农业重点实验室，是农业部都市农业学科群区域性重点实验室，该平台立足国内外都市农