池塘循環水養殖黃河鯉技術研究

季索菲，趙秀俠，侯冠軍，方婷，高遠，王芬

（1.安徽省農業科學院水產研究所，安徽 合肥230031；2.水產增養殖安徽省重點實驗室，安徽 合肥230031；3.安徽萬水源水產養殖科技有限公司，安徽 宿州234200）

黃河鯉（Cyprinuscarpiohaematopterus），屬鯉形目（Cypriniformes），鯉科（Cyprinidae），鯉亞科（Cyprininae），鯉屬（Cyprinus），鯉 亞 屬（Cyprinus），鯉 種（Cyprinuscarpio）。同淞江鱸魚（Trachidermusfasciatus）、興凱湖鲌魚（Culterdabryishinkainensis）、松花江鱖魚（Sinipercachuatsi）被共譽為我國四大淡水名魚。其肉質細膩鮮美，是故黃河原有的優質魚類[1]。與普通鯉魚相比，黃河鯉生長速度快、抗病能力強、營養豐富，深受廣大養殖戶和消費者的青睞，市場前景良好[2]。

池塘養殖是目前黃河鯉養殖使用最多的一種方式，但是飼料中只有20%～50%的氮和15%～60%的磷被魚體吸收[3]，大量的氮磷等營養物質容易使養殖水體富營養化。且氨對于黃河鯉魚的血清抗氧化性能及紅細胞微核會產生有害的影響，降低消化道和肝胰臟中的蛋白酶的活性[4-5]，嚴重的情況還會造成死亡。目前，處理水體的主要方法有直接換水、增氧和植物凈化。換水和物理增氧是最常用的方法。一般每天更換10%左右的水，增氧機可增加水體的溶解氧，促進池水對流、氧化，使有毒氣體溢出[6]。利用植物凈化水體的研究越來越受到人們的重視，植物凈化水體的原理主要是利用植物對氮磷等營養元素的吸收和根系微生物對污染物的降解來達到凈化水質的目的[7]。另外，植物凈化還具有很好的景觀效果和環境友好性，應用前景較好。

該文將主要研究植物對黃河鯉養殖廢水的處理結果，植物選擇有經濟價值的水芹，空心菜，水稻、蓮藕，在改善水體環境的同時，增加經濟效益，既有利于控制污染物排放，又可變廢為寶，實現零排放的目標，同時又便于管理，具有生態和經濟雙重效益，而且符合中國鄉村發展的趨勢[8]。

1 材料與方法

1.1 生態池構建

該試驗設置兩個養殖池塘，分為對照池（傳統養殖池塘）和試驗池，傳統養殖池塘養殖期采用換水方式，養殖廢水直接排放養殖基地蓄水池。試驗池塘養殖廢水采用植物凈化循環利用方式。具體構造如圖1所示，兩個養殖池面積相同，均為648 m2。兩個養殖池為東西走向的長方形（36 m×18 m）；池底平坦，底質為粘土，淤泥深約15～20 cm，池深2.5 m，養殖水深2 m；堤埂為水泥磚混結構，寬1 m。兩個養殖池均配備1.5 kW增氧機各1臺。試驗池養殖廢水經3個植物凈化池進行處理，單個植物池面積相同，均為96 m2（12 m×8 m），分別種植水芹+空心菜，水稻，蓮藕。

1.2 池塘消毒

池塘清整，清除塘內雜物，魚種放養前15 d按每667 m2用塊狀生石灰150 kg化漿后全池均勻潑灑進行消毒，清塘7 d后注水，注水口用60目篩絹布過濾，防止敵害生物、野雜魚（卵）進池，注入新水0.8 m。

1.3 魚類放養

3月1日分別向傳統養殖池塘和試驗養殖池塘各投放972尾規格150 g的黃河鯉魚種，體質健壯、活動力強、規格相對整齊。4月5日，投放濾食性魚類鰱魚、鳙魚和吃食性鯽魚，放養數量（規格）依次為100尾（150 g/尾）、30尾（250 g/尾）和30尾（150 g/尾）；魚種放養前用5%濃度食鹽溶液浸浴10 min嚴格消毒。

1.4 植物栽種

5月28日，植物池1號種植水芹和空心菜，采用在單獨盆內種植，總盆數為648盆，單個盆面積30 cm×30 cm，深13 cm，植物池2號種植水稻，種植方式與1號池相同。植物池3號種植蓮藕，蓮藕種植面積為96 m2。

1.5 飼養管理

黃河鯉采用投餌機投喂，飼料為浮性膨化顆粒料，蛋白質含量28%～32%，每日投喂兩次，分別為7：00和16：00，投喂量約為黃河鯉體重的5%；養殖期間適時開增氧機進行增氧，從芒種時開始晴天每天中午開機1～2 h，陰雨天氣隨時開機，連陰雨天氣夜間保持開機一定時間，保持池塘水質肥、活、嫩、爽，防止泛塘。

1.6 水體調控

5—6月養殖池塘水位由0.8 m逐漸加水至1.8 m，7—9月水位控制在1.8 m。對照池7—9月每10天換水1次、每次換水為15 cm、整個養殖期換水9次，試驗池僅在8月中旬換水1次、換水15 cm；對照池和試驗池7—9月因自然蒸發各補水3次，每次補水量相同。

1.7 水質檢測方法

水體中氨氮，亞硝酸氮、總氮、pH值、溶解氧等采用奧克丹W-1便攜式水質檢測儀每個月測定一次。每個池塘設置3個采樣點，同一池塘采集的水樣等量混合均勻后進行水質測定。

1.8 生長性能的計算

放養魚類的生長參數計算方法如公式①～④所示：

FCR（Feed Conversion Rate），SGR（Specific Growth Rate）和WG（WeightGain）分別為餌料系數，特定生長率和增重率，N0和Nt分別表示放養魚的起始和最終數量，W0和Wt是起始和最終的平均質量。t是飼養天數，為200 d；Ln是自然對數；Df是飼料干重（g）。

1.9 數據處理

統計分析采用SPSS 22.0軟件處理，顯著性水平設置為P<0.05，圖表采用Origin 8.0進行繪制。

2 結果與討論

2.1 水質

圖2和圖3是2018年5月至10月期間測定的5個池塘的氨氮和總磷的濃度。氨氮主要來源于剩餌、死亡動植物尸體的含氮物質經微生物分解產生。2018年5月至10月期間，池塘1的氨氮濃度保持在0.061～0.069 mg/L之間，養殖池2的氨氮濃度保持在0.059～0.068 mg/L之間，兩者之間差異無統計學意義。當氨氮濃度高于0.071 mg/L時，黃河鯉組織抗氧化酶活性和非特異性免疫降低；高于0.143 mg/L血清抗氧化酶活性降低[9]。氨氮濃度過高會威脅養殖個體的健康，破壞養殖池塘的生態環境。該試驗池的水體經過植物池凈化后，氨氮濃度逐漸降低，第3個植物池的氨氮濃度最低，在0.021~0.065 mg/L之間，與試驗池養殖水體之間有統計學意義差異。數據表明經過換水和植物凈化養殖廢水均能使養殖水體中的氨氮濃度保持在黃河鯉健康生活的安全范圍內。

在人工養殖水體中，磷的來源以餌料和肥料為主，一般餌料占磷總輸入的50%左右，肥料占10%～20%。此外，動植物尸體、底泥沉積物的釋放及糞便對水體中的磷的增加也有貢獻。磷對黃河鯉健康的危害較氨氮小很多，但是養殖廢水排放會使周邊水體富營養化。養殖水體中磷的消耗除了生物吸收利用、養殖體收獲及隨水流失外，主要由化學沉淀與吸附沉淀積聚在沉積物中，占磷總耗量的50%～80%。該試驗過程中，養殖池總磷含量在0.029～0.035 mg/L之間，與對照池中的總磷含量無顯著性差異。另外，試驗中還發現，隨著植物池對水體的逐級凈化，水體中的總磷含量亦逐漸降低，第3個養殖池中的總磷為0.01～0.0315 mg/L，與養殖池水體中總磷含量有顯著性差異。

亞硝酸鹽是養殖過程中水體檢測的一個重要參數，該試驗過程中，亞硝酸鹽含量較低，僅在初始未栽種植物和放養魚類前，測定亞硝酸鹽濃度為0.01 mg/L，在栽種植物后，均未檢測到，儀器檢測限度為0.005 mg/L，表明水體中亞硝酸鹽濃度極低，對黃河鯉的健康養殖沒有影響。

圖2 不同月份測定的氨氮濃度

圖3 不同月份測定的總磷濃度

養殖水體溶氧低、氨氮和亞硝酸鹽氮濃度高三者協同作用，是誘發魚類發病的主要因素。在本實驗中，氨氮和亞硝酸鹽濃度均較低，除了植物的吸收外，還與水體中較高的含氧量有關。該試驗期間，養殖池內的含氧量主要通過曝氣進行，而凈化池內的溶氧主要是植物通過光合作用提供，讓好氧微生物大量生長，促使有機氮分解為無機氮，使植物對氮的吸收加快，氮的去除率得到了最大化[10]。較高的溶氧量保障了養殖生物擁有良好的生存環境。上述結果說明，植物凈化對水中氨氮和亞硝酸鹽具有良好的去除效果，可以有效保障養殖池中黃河鯉的健康生長。

另外，從圖2和圖3清楚的發現，在溫度較高的7月和8月，氨氮和總磷的去除效果均比其他月份好。主要是因為在溫度較高的情況下，植物生長速率快，對氮磷的吸收快。

國內外對于池塘循環水養殖系統的研究已經有很多，該系統的應用也在逐步推廣。現有研究證明池塘循環水養殖系統對水體中氨氮、亞硝酸鹽和總磷等有著良好的去除效果，經凈化的養殖尾水的水質標準較高，運行期間能夠確保養殖水體中的氨氮和亞硝酸鹽在黃河鯉健康生長的范圍內，減少了養殖過程中由于排放未經凈化的養殖尾水對環境造成的影響。董學鵬等設計的池塘工程化循環水養殖包括生態養殖凈化區、水質凈化區和、養殖水槽3部分，生態養殖凈化區采用水生蔬菜浮床和鰱、鳙、南美白對蝦，水質凈化區采用水生蔬菜等進行凈化，實現了養殖水體循環利用的目標[11]。英國南安普頓郡Test Valley虹鱒養殖場的養殖廢水經濕地進行凈化，濕地和養殖池塘面積比例達到1∶1，處理后，懸浮物總量明顯下降，總氮和總磷去除率80%[12]。在本試驗期間，試驗池和對照池都會補充因蒸發而減少的水量，另外，試驗池無養殖廢水排放，而對照池（池塘養殖池塘）整個養殖周期換水9次，對照池養殖用水量是實驗池的9倍。試驗池比對照池在很大程度上減少了水資源的浪費。

2.2 生長性能

從水質參數可以看出，無論是傳統的換水還是循環水養殖，都能使水質保持在黃河鯉健康生長的范圍內，但是傳統的換水在換水的時候水質變化較大，對養殖對象有一定的刺激；而循環水養殖的水體水質基本無變化，對養殖對象毫無影響。在該試驗中，試驗池養殖黃河鯉個體平均增長速率達到5.1 g/d，特定生長率為1.09，是對照池的1.6倍。對照池塘收獲吃食性魚類產量為938.6 kg，餌料系數為1.378，其中黃河鯉魚產量為930.3 kg、成活率93.83%；試驗池塘收獲吃食性魚類產量為1 107.8 kg，餌料系數為1.168，其中黃河鯉魚產量為1 094.6 kg、成活率96.10%；試驗池塘餌料系數比對照池塘餌料系數降低15.24%、試驗池塘黃河鯉魚生長速度比對照池塘黃河鯉魚生長速度提高14.9%。由此可見，本循環水養殖系統在成活率以及魚體生長速度等方面均優于常規池塘養殖，從而導致試驗池的經濟效益高于對照池。從表2可以看出，試驗池的經濟效益比對照池塘（傳統養殖池塘）經濟效益提高11.2%。

表1 魚類生長性能

成活率和餌料系數是重要數值，直接關系到養殖戶的經濟效益，也是養殖戶比較關心的數值，試驗池黃河鯉的成活率和餌料系數分別為96.10%和1.168，分別是對照池的1.02倍和84.76%。

表2 經濟效益概算

3 結論

在經過植物凈化后，養殖廢水中的營養鹽得到了有效地凈化吸收，使養殖水體中的氮、磷等保持在黃河鯉等魚類健康生長范圍內，節約了養殖用水，減少了廢水排放對外界的污染。植物循環水養殖系統與常規的換水養殖系統相比，具有低換水量、低餌料系數，高成活率、經濟效益高等優點。作為一項有效的水處理技術，用于水產養殖用水的凈化回用和無污染排放，無論在技術上還是經濟上都是可行的。