樊厚瑞
[摘 要]在生態經濟一體化發展的新時代,亟須將可持續性的高質量水產養殖與水生環境保護相適應。池塘養殖作為世界水產養殖中最主要的形式,必須朝著環境友好型的復合—生態—水產養殖模式發展。本文總結了池塘循環流水養殖模式的發展現狀,并對其產生的經濟、社會和生態效益進行了分析,表明該模式可有效實現工業化管理、集約化生產,并通過養殖水體循環利用達到養殖污水“零排放”,是一種高效節能、生態環保、質量安全的可持續性漁業發展模式。
[關鍵詞]池塘循環流水養殖;水質凈化;漁業模式;可持續發展
[中圖分類號]S965.112 [文獻標識碼]A
在全球眾多的水產養殖方式中,池塘養殖是世界水產養殖中最主要的形式,隨著經濟、社會和技術不斷發展,水資源匱乏、環境污染及生態環境壓力等問題日益受到人們的重視,傳統池塘養殖方式的局限性和效勞低下等問題越發明顯。在生態經濟一體化發展的新時代,環境友好型的復合—生態—水產養殖模式能夠使可持續性的高質量水產養殖與保護水生環境相適應,取代傳統高密度高污染的池塘養殖方式,避免其由于在未分區情況下造成的功能混淆、生態失衡和環境惡化等問題,并根據各區塊的不同功能進行模塊化建設,以提高養殖生產和污物降解的效率,滿足我國當前水產養殖業綠色化、現代化、節約化的需求。
1 池塘循環流水養殖模式及應用原理
池塘循環流水養殖模式作為復合—生態—水產養殖模式的典型代表,屬于分區水產養殖系統和多營養級復合水產養殖系統的綜合運用。在流水養殖區內集約化養殖投餌性魚類,通過集污系統控制主養魚類的排泄物和殘餌的流動范圍,在水質凈化區利用水生植物和濾食性魚類對營養物質的循環利用。在保障水產品高效產出的同時,控制養殖水域富營養化情況,同時以工程化、智能化的輔助設施為保障,提高整個綜合養殖系統的運作速率,是一種環境友好型生態高效的養殖模式。
采用多種生物修復技術,結合池塘工程改造手段,該模式構建一種“資源消費—產品—再生資源”物質循環流動養殖模式,通過將池塘分為由多個功能不同的系統單元構成的養殖和凈化區域,以流水養殖區的排放水作為水質凈化區的物質資源進行利用,不斷提升排放水的凈化效果,達到水資源循環使用、營養物質多級利用的目的,形成了“零排放”的相對獨立的水域生態系統。
2 標準構成和功能區解析
本模式的標準設計一般以2%~5%的池塘面積作為養殖品種的生活區,即流水養殖區,其他95%~98%的水面均作為水質凈化區。在池塘一側依池塘邊建設循環流水養殖槽,養殖槽規格為 22m×5 m×2m,養殖水深控制在1.5 m左右,在養殖槽進水口一端安裝氣提推流增氧設備,上方鋪設玻璃鋼走道,水槽體出水口建設寬3 m的通用集污水槽,上方配吸污泵,并沿單體養殖槽建設排污管道,通往集污池,經三級處理后流回原池。在池塘與流水養殖區對向的一側空出回流通道,形成過水區。水質凈化區通過種植空心菜等水生植物和養殖鰱、鳙等濾食性魚類凈化水質,通過氣提推流作用形成整個池塘流水循環,水流循環方向。
池塘循環流水養殖系統主要由流水養殖區和水質凈化區的7個單元組成:養殖區支撐單元(水槽和走道)、氣提推水增氧單元(氣提式增氧機)、底增氧單元(底增氧機和抗菌增氧管)、集污單元(集污池)、水質凈化單元(水生植物養殖區和濾食性魚類放養區)、養殖魚類管理單元(攔魚網、投料機、網箱)、物聯網智能單元(水質檢測系統設備和攝像系統等)。
3 發展現狀
池塘循環流水養殖模式,最初由美國奧本大學漁業水產和水生科學學院所設計,2012年由美國大豆協會引進國內,是一種將小面積高密度養殖的優勢發揮到極致的新興池塘養殖技術。近5年來,不論是平原、濕地還是山區,全國各地都在因地制宜地探索運用池塘循環流水養殖模式,江蘇省 、安徽省、浙江省、陜西省、山東省、寧夏回族自治區、北京市、上海市、重慶市等地區先后建立了養殖示范區進行技術推廣,并達到一定規模。
流水養殖區主養品種從鯽、草魚、青魚、鯉魚等常規魚類發展到加州鱸、黃顙魚、赤眼鱒、斑點叉尾鮰、翹嘴紅鲌、羅非魚、七星鱸、鱖魚等經濟魚類。由于主養區的流水槽在空間上相對獨立,每條流水槽可單獨飼養不同種類、不同規格的魚類。有學者認為養殖單一品種易受到價格波動影響,建議同時養殖多個品種。
4 效益分析
4.1 經濟效益
在美國,循環流水養殖技術起初在斑點叉尾鮰的試驗上獲得成功,產量約37500 kg/畝。奧本大學的研究者們正在嘗試在8到10個月內生產可達上市規格的鯰魚(均重為700kg),并且獲得畝產兩倍于傳統鯰魚養殖池的產量(117000 kg /畝)。在我國,池塘循環流水養殖技術在全國各地區也獲得了較好的經濟效益。根據對2013年至2017年國內采用此模式進行養殖所取得的經濟效益進行統計,發現整體平均畝利潤可達1萬元以上。例如,2015年重慶市在山區運用該模式主養裸鯉、草魚,整池平均產量達4311/畝,平均畝利潤18444元;浙江省杭州市富陽區主養大口黑鱸、優鱸、養雜交太陽魚、花鱸,整池平均畝利潤為13664元;2017年浙江省平湖區通過主養草魚,放養鰱、鳙,種植空心菜、黑葉輪藻、苦草、睡蓮的方式,平均畝產值達52487.2元。
綜合國內外研究發現,池塘循環流水養殖模式主要通過以下幾種途徑來增加池塘養殖的經濟效益。
(1)流水養殖區高密度精養各種經濟魚類,由于流水槽的獨立性,可滿足不同養殖對象不同生長階段的生理需求,養殖戶可從養殖技術、供銷渠道、市場行情等多方面綜合考慮,選定合適品種,加速資金流轉,滿足日益多元化的消費需求。
(2)在水質凈化區,以過濾和代謝排放水為目的種植的各類水生蔬菜和濾食性魚類本身也可作為商品出售。集污區對養殖廢棄物的回收和利用,也能帶來一定的經濟效益。
(3)通過氣提推水增氧單元、底增氧單元、集污單元和水質凈化區對養殖環境的優化作用,主養殖區的產品病害少,可減少魚藥使用,節約成本開銷;由于水流循環增氧充足,魚類生存環境舒適,應急反應減少,保障水產品成活率。
(4)該模式中的氣提增氧推水單元的持續推水作用使水體保持微流水狀態,養殖魚類活動增加,具有優美的流線體型,外形美觀整齊,肉質緊實,品質優良,可獲得有較好的商品價格和市場反映,提高市場競爭力。
(5)主養魚類集中飼養在面積較小的流水槽內,易于投喂和捕撈,在捕魚時也無須干塘處理,有效節約勞務費用。
(6)運用物聯網智能系統,對漁場進行工廠化、集約化和現代化的管理,降低勞動支出,提高運營效率,減低風險。
4.2 生態效益
眾所周知,中國人均土地資源與水資源十分有限,作為一項新興的水產養殖技術,池塘循環流水養殖模式可以營造一個完善的池塘生態凈化循環系統,做到養殖廢水“零排放”,廢棄物循環綜合利用。通過整理研究人員對該模式生態效果的測定和比較,發現其生態效益主要表現在:
(1)該模式在養殖過程中引入水處理工藝,使養殖用水的重復率達到95%以上,很大程度地降低對水資源的依賴性,消除傳統集約化養殖對周邊環境帶來的污染。
(2)該模式中的水體流動性促進流水槽內、外水體的交換和整個池塘水體上、下層的交換,保持水體pH值的穩定性,提高水體溶氧率,保障主養動物的生長。
(3)底增氧單元可以改善水體和池塘底部溶解氧情況,加速有機廢物分解,改善池塘內部的生態環境。
(4)通過物理凈化部件與工程化的生物過濾器,水質凈化區可降低氨氮、亞硝酸鹽等有毒有害物質的含量,對氮磷污染負荷的綜合降解能力良好,有效控制水體富營養化程度。
(5)凈化區種植的水生植物將流水養殖區產生的污染物當做生長能源重新利用,充分發揮了水體自凈能力。
(6)凈化區的濾食性魚類對浮游動植物絕對生物總量有控制作用,提高浮游動植物多樣性,增加水體自動調節能力。
4.3 社會效益
在新時代的中國,面對日益增長的消費能力和民眾需求,在滿足水產品供應總量以解決最基礎的民生問題的情況下,池塘循環養殖模式緩解了因養殖水體不可控、水產品病害多等問題造成的亂用藥、濫用藥等安全隱患,為人民提供更優質、安全、健康、豐富的水產品。
池塘循環養殖模式極大地優化漁業養殖品種結構,對促進我國漁業養殖品種結構的戰略調整具有顯著的示范效應。標準化地引導當地漁民發展現代化養殖產業,優化區域產業結構,提高農戶養殖經濟效益,對促進當地農村經濟發展、帶動二、三產業發展、實施“鄉村振興戰略”有重要的意義。
同時,該模式將傳統“開放式粗放式養殖”提升為“工業化智能化生態式圈養”模式,應用水質在線監測、實時在線監控等信息化技術,升級現代漁業設施,提升科技含量,提高互聯網+水產應用水平,是對現代漁業發展模式的轉型升級。
最后,利用低于總面積5%的集約化養殖區進行現代化漁業生產活動,本身就屬于節約用地工程,其余絕大部分面積可進行生態規劃,養殖觀賞性魚類,種植觀賞性水生植物,作為濕地系統為周邊環境提供生態福利,為周邊居民帶來生態享受。
5 發展前景簡析
當前,我國漁業的主要矛盾已轉化成為人民對優質安全水產品和優美水域生態環境的需求與水產品供給結構性矛盾突出和漁業對資源環境過度利用之間的矛盾。隨著社會對水產品需求的持續強烈,水產養殖業集約化生產是不可避免的趨勢,與此同時政府機構不斷出臺新的規定來限制換水量和排污量以保障生態環境,因而淡水池塘養殖必須進一步向著現代化和生態化高質量發展,池塘循環流水養殖模式正是這樣一種真正實現了工業化管理、集約化生產,養殖水體循環利用,養殖污水“零排放”的高效節能、生態環保、質量安全的可持續性漁業發展模式。
[參考文獻]
[1] Tidwell H. Partitioned aquaculture systems [M].Aquaculture production systems.Iowa: Wiley-Blackwell,2012: 308-342.
[2] 顧樹庭,杜興偉,楊小猛.低碳·高效的池塘循環流水養殖系統模塊建設及功能分析[J].安徽農業科學,2016(10).
[3] 桂建芳,張曉娟.新時代水產養殖模式的變革[J].長江技術經濟,2018(01).
[4] 方建光,李鐘杰,蔣增杰,等.水產生態養殖與新養殖模式發展戰略研究[J].中國工程科學,2016(03).
[5] 彭剛,陸金平,郝忱,等.池塘循環水養殖模式構建及凈化濕地面積配比[J].水產養殖,2013(01).
[6] 張林兵,徐跑,徐鋼春,等.多品種主養池塘循環流水槽生態養殖試驗[J].科學養魚,2016(09).
[7] 張昊.畝產最少13噸,利潤率約25%的IPRS受熱捧[J].海洋與漁業·水產前沿,2017(05).
[8] 黃鴻兵,陳友明,劉偉杰,等.池塘工程化循環水養殖系統青魚主養效益分析[J].水產養殖,2015(12).
[9] 余紅喜,凌武海,任信林,等.池塘高效循環流水養殖鱖魚試驗[J].水產養殖,2017(09).
[10] 陳文華,聶家凱,閆磊,等.低碳高效池塘循環流水養殖草魚新技術試驗總結[J].科學養魚,2014(10).
[11] 張芬.北方池塘循環水生態養殖效果分析[J].農業致富之友,2017(08).
[12] 隆克禮,向鵬.低碳高效池塘循環流水養魚技術在山區的運用[J].食品安全導刊,2016(18).
[13] 陳凌云,袁杰,郭水榮,等.“池塘內循環流水+垂釣”的低碳高效生態養殖經營模式試驗[J].水產養殖,2016(09).
[14] 張家華,陳文華,張永江.池塘循環流水養殖草魚新技術試驗[J].水產養殖,2015(008).
[15] 農業部召開漁業轉型升級推進會[N].農民日報,2018-01-24.