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在鱼菜共生系统中，鱼类养殖的液体流出物无法满足植物营养需求。研究人员利用有氧消化生物反应器（ADBR）处理尼罗罗非鱼污泥制成液态有机肥（LOF）开展研究。结果显示，添加 LOF 对尼罗罗非鱼和薄荷生长有积极影响，为系统营养供给提供新思路。
随着全球人口的不断增长，预计到 2050 年将达到 97 亿人，如何满足人们对健康食物的需求成为了一个全球性的重大挑战。在自然资源日益稀缺的当下，发展能以最少的自然资源消耗生产出营养食物的技术迫在眉睫。鱼菜共生系统（Aquaponics system）将循环水养殖系统（RAS）和水培技术相结合，可同时生产水生动物和蔬菜，具有诸多优势，如高效利用水和饲料、营养物质再利用、减少富营养化废水排放等。然而，这个看似完美的系统却存在一个棘手的问题：水产养殖废水中溶解的养分无法满足植物生长所需。有研究表明，鱼菜共生系统中植物所需的营养浓度明显低于水培系统，像磷（P）、钙（Ca）、钾（K）等必需营养元素常常处于次优水平。而且在传统的鱼菜共生系统中，鱼类粪便和未被食用的饲料形成的污泥通常被当作废弃物排出系统，这些污泥其实富含植物生长所需的各种营养物质，却未得到有效利用。为了解决这些问题，来自费尔多西大学（Ferdowsi University of Mashhad）的研究人员开展了一项别具意义的研究，相关成果发表在《Aquacultural Engineering》上。
研究人员设计了一个有氧消化生物反应器（ADBR），并将其安装在鱼菜共生系统中。他们利用含有磷 solubilizing bacteria（PSB）（恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）菌株 P13 和成团泛菌（Pantoea agglomerans）菌株 P5，每种细菌浓度为 107 CFU/mL）的生物肥料，对尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）污泥进行有氧消化处理 14 天，将其转化为液态有机肥（LOF）。随后，研究添加 LOF 对尼罗罗非鱼生长性能、薄荷（Mentha × piperita L.）产量以及鱼菜共生系统水质的影响。
在研究过程中，研究人员采用了多种关键技术方法。首先，对收集的尼罗罗非鱼污泥进行了近似成分和元素分析，以了解其营养组成。接着，设置了对照和添加 LOF 的处理组，在两个鱼菜共生系统中分别养殖尼罗罗非鱼和薄荷六周，期间监测水质指标和生物生长情况。通过对比分析不同处理组的数据，得出研究结论。
1. 污泥有氧消化过程中的营养浓度变化：研究发现，在有氧消化过程中，添加 PSB 的处理组在第 7 天和第 14 天的磷酸盐（PO43-）浓度显著高于对照组（p < 0.05） 。这表明 PSB 能够促进污泥中磷的释放和溶解，使其更易于被植物吸收利用。从变化趋势来看，磷酸盐浓度从第 0 天到第 7 天呈上升趋势（p < 0.05），说明在有氧消化初期，PSB 的作用使得磷的释放逐渐增加。
2. 对尼罗罗非鱼生长的影响：六周后，在添加 LOF 的处理组（AP - LOF）和未添加的对照组（AP）中，尼罗罗非鱼的最终体重分别增加了 81.82% 和 104.17%。同时，AP - LOF 处理组的食物转化率（FCR）相较于 AP 处理组得到了改善（p < 0.05）。这意味着添加液态有机肥不仅促进了尼罗罗非鱼的生长，还提高了其对饲料的利用效率，让鱼儿长得更快更壮。
3. 对水质的影响：添加 LOF 后，鱼菜共生水中的总氨氮（TAN）和硝酸盐浓度相较于 AP 处理组有所降低（p < 0.05）。这一结果表明，液态有机肥的添加有助于改善水质，减少水中的有害物质，为尼罗罗非鱼和薄荷营造更健康的生长环境。
4. 对薄荷生长的影响：在 AP - LOF 处理组中，薄荷的生物量和形态特征都有显著提升。包括植株鲜重、地上部分鲜重、茎高、叶片数和每株节数等指标均高于 AP 处理组（p < 0.05）。此外，AP - LOF 处理组中薄荷的 P、K、Na、Ca 和 Fe 含量也更高（p < 0.05） 。这充分说明添加液态有机肥对薄荷的生长发育起到了积极的促进作用，让薄荷长得更加繁茂，营养价值也更高。
综合以上研究结果，研究人员得出结论：在鱼菜共生系统的 ADBR 单元中使用 PSB，能够有效提高尼罗罗非鱼污泥的营养回收率。向鱼菜共生水中添加液态有机肥，对尼罗罗非鱼和薄荷植株的生长性能均有积极影响。这项研究为鱼菜共生系统中植物营养的供给提供了一种经济有效的方法，不仅减少了鱼污泥对环境的污染，还实现了废弃物的资源化利用，对于推动可持续水产养殖和农业发展具有重要意义。它为解决全球粮食和环境问题提供了新的思路和方法，有望在未来得到更广泛的应用和推广。
