日本鳗鲡（Anguilla japonica）生长性能与‘Caipira’生菜（Lactuca sativa）生产力在不同氮浓度下鱼菜共生（aquaponics）、生物絮团鱼菜共生（FLOCponics）与水培（hydroponics）系统中的比较分析

《Fishes》：Comparative Analysis of Eel (Anguilla japonica) Growth Performance and ‘Caipira’ Lettuce (Lactuca sativa) Productivity in Relation to Nitrogen Concentrations Across Aquaponics, FLOCponics and Hydroponics Systems

　　

本研究比较了传统鱼菜共生（AP）、基于生物絮团技术的鱼菜共生（FLOCponics, FP）与水培（HP）在日本鳗鲡（Anguilla japonica）幼鱼生长、‘Caipira’生菜（Lactuca sativa）生产力及水质特征方面的表现。AP与FP处理各设三个重复鱼缸-植物栽培系统，每缸放养119尾鳗鲡，HP作为植物生产对照。FP中鳗鲡的估计终末生物量与特定生长率更高，饲料系数更低。FP中生菜总生物量与地上部生物量均高于AP，且与HP相当。

研究背景方面，全球水产养殖产量已于2022年首次超过捕捞渔业，韩国内陆养殖中鳗鲡占约30%，日本鳗鲡（Anguilla japonica）为东亚高值经济种且被IUCN列为濒危，其养殖仍依赖野生玻璃鳗，提升养成期资源效率至关重要。传统鱼菜共生（aquaponics, AP）存在植物矿质（Ca、K、Fe、P）不足的问题；生物絮团技术（biofloc technology, BFT）中硝酸盐易累积需反硝化去除；水培（hydroponics, HP）营养液排放易致污染。FLOCponics（FP）将BFT与AP耦合，使絮团水中硝酸盐及溶解态养分供植物利用，但既往缺乏日本鳗鲡幼鱼在AP与FP间直接对比，亦缺AP、FP、HP同条件标准化对比生菜生产力的研究。研究人员据此设计28天实验，假设FP可提升鳗鲡生长且生菜生产力媲美HP。

关键技术方法上，研究人员构建耦合式NFT（nutrient film technique）循环系统，设AP、FP各3个独立重复（每重复1个纤维增强塑料缸容1000 L，放119尾初重48.4±3.3 g鳗鲡，密度5.0 kg/m2底面积为基准），HP设3个独立NFT植物床为对照；FP缸在放鱼前约1月以BFT-ST菌剂、商品饲料（氮源）及EM糖蜜维持C/N 15:1促絮团形成；水温25℃、DO 6.0–7.5 mg/L、LED 12L:12D＞6000 lux；鳗鲡按3%体重日喂2次，生菜每床168株苗；生长与终末水质指标在系统级n=3重复上做推断统计，常规水质仅单点描述。

研究结果如下。

3.1 鳗鲡生长性能：28天后FP终末均重81.4±6.25 g、估计总生物量9.7±0.74 kg，显著高于AP的67.3±2.18 g与8.0±0.26 kg（p=0.047）；FP的饲料系数FCR 1.26±0.26显著低于AP 2.16±0.25（p=0.012），特定生长率SGR 1.85±0.28%/天与增重率WGR 68.1±12.91%显著优于AP（p=0.037、0.047），存活均100%，终末全长无差异。结论为FP改善鳗鲡幼鱼生长。

3.2 ‘Caipira’生菜生产力：总长三组无差异（p=0.818）；地上部长AP 155.0±7.46 mm＜FP 190.2±6.83 mm＜HP 206.0±6.22 mm（p=0.0003）；总重AP 95.5±14.96 g显著低于FP 141.2±4.96 g与HP 140.8±8.89 g（p=0.0025），FP与HP无差（p=0.952）；地上部重AP 70.0±14.23 g显著低于FP与HP各120.2 g（p=0.0011），FP与HP无差。结论为FP生菜生物量约为AP 1.5倍且媲美HP。

3.3 水质参数：温度各组~25.2–25.3℃；DO为AP 9.1、FP 9.3、HP 5.2 mg/L；pH为AP 7.5、FP 6.5、HP 7.1；EC为FP 2.3 dS/m＞HP 2.0＞AP 0.3；TDS同序。时序均值TAN为AP 0.51、FP 0.44、HP 6.79 mg/L；NO₂^?-N为AP 0.21、FP 0.76（6天瞬超1.0，最高3.02）、HP 0.78 mg/L；NO₃^?-N为AP 2.92、FP 75.90、HP 96.24 mg/L。终末日系统级检测：TN、TP、Na、K、Ca、Mg、S、Cl均以HP最高，FP次之，AP最低；Fe仅HP检出0.94 mg/L，Mn仅AP未检出；Zn、Cu、Si组间有差异。常规水质因单点监测仅作描述。

讨论部分总结：FP中低TAN高NO₃^?-N表明氮多以氧化态存在，HP高TAN源自商品液而非鱼排泄；FP瞬态NO₂^?-N＞1.0 mg/L提示需监控亚盐胁迫；FP低pH关联硝化耗碱，高EC关联高溶解离子，但未直接测碱度与硝化率；AP生菜低产关联低EC及缺K/Ca/Fe/Mn；FP鳗鲡增产可能源于絮团辅助营养但未直接测摄食。研究局限含28天短周期、水质非常规变量无系统级重复、无氮质量平衡与商业经济性评估。

结论部分翻译：在本28天实验中，FP较传统AP提升了鳗鲡生长与生菜生产力，显示耦合NFT型FP在测试条件下短期整合鳗鲡-生菜生产的潜力。三系统氮特征各异：AP与FP平均TAN低而HP显著高；AP的NO₂^?-N、NO₃^?-N及终末TN最低；FP现瞬态NO₂^?-N升高且NO₃^?-N与TN高于AP；HP的NO₃^?-N与TN最高。这些系统特征为描述性，未证明氮转化速率、水质均一控制或净脱氮。需更长周期、独立重复监测与完整氮质量平衡以评系统稳定性、氮效与商业化放大。论文发表于《Fishes》。