耕水機在池塘養殖中應用效果的比較研究

林海，張云貴，李旭光，周軍，周剛

（江蘇省淡水水產研究所，江蘇南京 210017）

耕水機在池塘養殖中應用效果的比較研究

林海，張云貴，李旭光，周軍，周剛

（江蘇省淡水水產研究所，江蘇南京 210017）

我國是淡水養殖大國，2010年淡水池塘養殖面積2 377.01千hm2，養殖產量3 828.84萬t，占水產品總產量的71.26%（2010年全國漁業經濟統計公報）。溶氧是養殖池塘水質管理中的一項重要指標，其變化是水體理化性質和生物學過程的綜合反映，也是養殖池塘生產性能的重要參數。夏季是養殖魚類生長的高峰季節,魚類呼吸、殘餌及水中有機物的分解都要消耗大量溶解氧，僅靠藻類光合作用和空氣溶解等自然增氧遠遠不能滿足集約化池塘養殖對溶氧的需求，因此需要頻繁使用機械輔助增氧。

目前使用較多的幾種增氧機械中，除傳統的葉輪式增氧機外，還有微孔增氧和耕水機。葉輪式增氧機能滿足增氧和水層水體交換的需要，在常規池塘養殖中使用最為廣泛，微孔增氧則主要用于蝦蟹養殖水體的底層增氧。而耕水機是一種專門針對水層循環交換使用的涌浪機，能在較小范圍內形成“流水”快速改善水質，就水體交換而言,耕水機替代葉輪式增氧機可有效降低養殖能耗和養殖成本。

為此，筆者研究了日照條件下養殖池塘表層水及底層水溶氧量、水溫的變化，對葉輪式增氧機（3 000 W）和耕水機（60 W）兩種不同增氧機械條件下養殖水質變化指標進行了分析比較。旨在為適時、合理、經濟地使用養殖機械進行水體溶解氧的調控提供借鑒，為節能高效的新型漁業增氧機械的大面積推廣應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 設備與材料

耕水機主要由防護罩、機電總成、拉桿、浮桿連接板、浮桿、耕板、浮球及耕板等組成，主要工作原理是利用耕水機耕板以低能耗驅動水體產生大范圍的運動和立體循環，表層水以“耕水機”為中心緩緩向四周流動，底層水源不斷地提升進行補充，帶動整池水體的緩慢循環流動，周而復始，整個水體都能與空氣接觸，通過曝曬、空氣接觸、紫外線照射、藻類光合作用等途徑使整個水體的載氧量增加，進而分解有害物質，增加天然餌料，改善水體環境，“流水不腐‘也就是這個道理。試驗塘所用的耕水機主要工作參數為額定功率60 W，工作電壓220 V，轉速6～8轉/min，順時針旋轉。

1.2 試驗塘選擇

2016年4—10 月，選擇南京浦口某河蟹養殖優秀示范戶4口塘，養殖用水源、池塘底質均相同，增氧方式依次為微孔增氧（微孔組）、葉輪增氧機增氧（普通組）和無人工增氧（對照組），水深1.2 m，面積為10×667 m2，均為主養河蟹、套養青蝦、鱖魚的養殖模式。各組均放養規格蟹種700只/667 m2。水草以種植伊樂藻、輪葉黑藻為主，黃絲草和苦草為輔。投喂飼料均以顆粒料為主、谷物為輔。

1.3 試驗方法

1.3.1 現場測定現場測定主要采用HACHHQ40d多功能水質測定儀，對養殖池塘進行水溫和溶氧的常規日常測定，結合養殖關鍵時期進行48 h全程測定溶氧和水溫變化。按照同方位、同距離原則，每個養殖池塘不少于6個檢測點，同一監測點分水體表層、水下（50 cm）、水下（100 cm）3個不同水層。

1.3.2 水樣采集與測定2016年4—9月河蟹養殖季節，每月采集各塘口水樣1次，時間選擇養殖蝦、蟹易缺氧時間段，分別為6∶00和16∶00。在試驗塘口按“S”型設5個采樣點，采集水面下20 cm，取水樣1 000 mL，4℃保存。

亞硝酸鹽氮（NO2-N）采用分光光度法測定、氨氮（NH3-N）采用水楊酸分光光度法測定、高錳酸鉀鹽指數采用堿性高錳酸鉀氧化法測定。

1.4 數據處理

將所測的溶解氧、溫度數據分別進行標準差處理，然后計算溶解氧均勻度和溫度均勻度。對測得的水質數據用SPSS 11.0進行t檢驗分析。

式中∶M1為溶解氧均勻度，單位%；M2為溫度氧均勻度；S1為溶解氧標準差；S2為溫度標準差為n個測量點的溶解氧平均數，單位mg/L；為測量點的溫度平均數。

2 結果與分析

2.1 對水體溶解氧的影響

試驗塘（微孔增氧、耕水機）和對照塘（葉輪機械增氧）溶解氧均勻度變化如圖1所示，從圖中可以看出，試驗塘溶解氧均勻度后期一直高于對照塘，并且試驗塘溶解氧均勻度在85.0%～95.0%之間，其中耕水機池塘水體中的溶解氧分布比較均勻，表底層溶解氧質量濃度最大差值為1.65 mg/L；對照塘溶解氧均勻度在50.9%～94.4%之間，表底層溶解氧質量濃度最大差值為3.08 mg/L。說明應用耕水機使表層高溶度溶解氧充分向底層低溶解氧層擴散，增加了底層溶解氧的含量，提高試驗塘溶解氧均勻度。

從圖2中連續48 h兩個晝夜監測可以看出，各塘口溶解氧均出現晝夜起伏變化，但機器運行24 h后，試驗塘平均溶解氧含量略高于對照塘，這說明試驗塘只開啟耕水機能夠代替增氧機增加水中溶解氧質量濃度的需求。結合整個養殖過程，試驗塘應用耕水機充分利用水體自身增氧，溶解氧質量濃度最高達到15 mg/L以上，且一直維持在比較高的水平。而微孔增氧雖增氧速度快，應急效果好，但出于節能節約成本考慮，不宜長時間使用，因此易導致養殖水體溶氧起伏變化大。

圖1 各處理池塘溶解氧均勻度對比圖

2.2 對水溫的影響

試驗塘（耕水機）和對照塘（葉輪增氧）溫度均勻度變化如圖5所示，整個養殖周期內，試驗塘溫度均勻度明顯高于對照塘。試驗塘水體溫度均勻度趨勢平穩，均勻度最高達到99.8%，最低為96.9%，表底層最大溫差為1.2℃；而對照塘表底層溫差較大，溫度均勻度最高達到98.0%，最低為92.8%，最大溫差在2.8℃。由以上分析可知使用耕水機能夠提高水體溫度均勻度，減小水體表底層溫差現象。

圖2 各處理池塘平均溶解氧質量濃度對比圖

圖3 養殖期各處理池塘溶解氧均勻度對比圖

在夏季高溫季節，底層水溫達30℃以上，易導致水質惡化、蝦蟹食欲不振、蛻殼不遂、發病率高，啟用耕水機能有效增加水體流動，提高水溫均勻度，一定程度上減少高溫、逆溫層對蝦蟹生產帶來的不利影響。

2.3 水質的影響

由表1河蟹養殖周期的每月水質監測分析可知，試驗組（耕水機）總氮、總磷、CODMN較高于對照組（葉輪增氧），分析可能由于試驗組運行耕水機后，促進了池塘底層沉積物中有機物質的分散、分解，表現為有機負荷增加。但試驗組中的氨氮除8月份外，其余生產季節均低于對照組，說明耕水機有利于使池塘的水體變成“活水”，水體的不斷流動、攪動有利于抑制氨氮等有害物質的生成。

3 小結

3.1 良好的水體攪拌能力

開機后約24 h，全池水溫均勻度已達97.8%，溶氧均勻度已達97.5%。耕水機的運行能使整個水體的溫度趨于一致（均勻），消除溶氧在水體中水平和垂直分布上的不均勻性，直接改善養殖水的溫度、溶氧和水質。耕水機的機械作用是攪動、曝氣，并產生環流效應，使表層和底層的水體進行交換，溶解氧較高的上層水體到了下層，帶來豐富的溶氧；底層的低溶解氧水體被帶到上層，進行光合作用、曝氣，從而達到水體溶解氧的均勻合理分布，打破水體分層的現象。

3.2 一定的改善水質效果

通過耕水機的攪動和曝氣功能，增加了中下層水體與光照的接觸，有利于浮游植物光合作用和微生物作用，比傳統增氧設備更能構建水體底部良好的微生物群落，促進異養菌繁殖，加快有害物質的氧化分解。既提高了水體自凈能力，也減少了養殖尾水中有機污染物。

圖4 試驗塘和對照塘溫度均勻度對比圖

圖5 兩種增氧方式下池塘溶解氧均勻度變化

表1 兩種增氧方式下水質變化

3.3 良好的經濟性

以試驗10×667 m2池塘為例，一臺3 kW葉輪增氧，日開機2 h，每667 m2水面日消耗電費0.36元；耕水機60 W，運轉24 h，每667 m2日均電費0.09元（按0.6元/kWh計）。僅電費開支耕水機就減少了3/4。耕水機的使用，不僅能滿足日常水體溶氧的需求，還能有效節省能耗，有效減低養殖成本，可謂經濟環保。

10.3969/j.issn.1004-2091.2017.03.002

2016-12-13）

∶“十二五”國家科技支撐（2012BAD25B00）；江蘇省省農業自主創新項目[CX（15）1011]