污染零排放受控生态模式

污染零排放受控生态模式

绿色革命带来了农业的大增产，解决了农民的温饱问题。但由于随之带来的化肥农药的大量使用，造成土壤、水体和大气等环境的污染，已对我国耕地资源可持续利用和粮食安全提出了严峻的挑战。食品安全堪忧，水安全问题也非常突出，尤其是沿海省份化肥使用已严重超出合理标准，造成难以治理的面源污染，引起湖泊、河流、浅海水域原生态系统的富营养化，同时造成土地质量和农民收益双双下降，对广大居民健康也构成了威胁。因此，人们希望新绿色革命来到。

污染零排放受控生态模式是根据生态学基本原理，时空结构优化原则，以水为载体或介质，集水产养殖和植物栽培于一体，通过工程设计和设施支撑，实现了高密度、集约化、节水化养殖。污染零排放受控生态模式不依赖于土壤，而是采用先进的的立体循环水培法，不占用耕地，大大提高了土地利用率和综合生产效率，全面提升农业综合能力。污染零排放受控生态模式强调节约用水，节能减排，可持续发展的新观念，除植物的蒸腾作用外，不向系统外排放任何污水，减少对自然资源的依赖，将可能走出一条农业上新的绿色革命的道路。

1 系统结构描述

污染零排放受控生态模式主要由养殖系统、水循环净化系统、环境控制系统及温室框架等组成。 

2 模式运行机制

污染零排放受控生态模式底部高密度养殖淡水鱼，上部种植水稻、蔬菜、瓜果和花卉等，还可多层养殖红萍。利用红萍饲喂鱼类，经鱼消化吸收将植物蛋白转化成动物蛋白，而未吸收的部分以粪便形式进入循环水体中，供水稻、蔬菜、红萍等植物营养吸收；完成食物链循环的同时，通过红萍放氧和植物对水体氨氮的吸收，控制水环境，保证鱼类的正常生长。 

3 模式生物效益

在污染零排放受控生态模式内，红萍是关键植物，其产量达45~89 g·m^-2·d^-1，夏季倍殖天数3.82~4.44d，冬季倍殖天数5.54~6.67d；在不施任何化肥情况下，蔬菜等农作物生物产量比常规土培的略高；鱼类产量为24~30kg m^-2，最高可达45kg m^-2 

4 小结

（1）污染零排放受控生态模式生态温室底部高密度养殖鱼类，上部种植水稻、蔬菜、瓜果和花卉等绿色高等植物，还可多层养殖红萍。

（2）红萍生长繁殖速度快，具有超强的植物萃取和净化能力。红萍自身存在吸氨的优势。红萍可以多层栽培，单位空间的绿色面积很大，足以完成对流经养殖循环水中氨氮的直接吸收。

（3）高密度集约化水产养殖的瓶颈通常是水体中NH₄⁺-N含量升高和DO含量下降。常规解决瓶颈问题的方法是流水养鱼或设施增氧或化学增氧。流水养鱼需要大量更换水体，既浪费宝贵的水资源，又容易造成环境污染。设施增氧或化学增氧，只能短暂性提高水体中DO含量，却无法抑制水体中NH₄⁺-N含量持续升高的趋势。污染零排放受控生态温室中循环养殖水通过红萍培养架后，NH₄⁺-N有明显的去除；更重要的是，红萍在吸收水体NH₄⁺-N过程中，还提高了水体中溶氧量，同时解决上述的两个瓶颈问题，并从真正意义上实现水产养殖污水零排放。

当然，推广污染零排放受控生态温室应该遵循因地制宜原则，温室框架和栽培床构件均可以利用当地的竹木资源，以大幅降低设施的造价。栽培床上所种植的植物也应是多样性，例如，反季节蔬菜、名贵花卉、地道中草药等都可以在生态温室内生长，这样可以大大提高生态温室的经济效益。污染零排放受控生态模式也为循环农业、节水农业、以及农村庭院经济的发展探索出更广阔的路子。