中國淡水養殖裝備發展和利用情況研究

黃一心 鮑旭騰 趙平

摘 要：回顧了我國淡水養殖裝備的發展歷史，結合調研介紹了我國淡水養殖目前裝備的配備和能耗情況，總體來說，我國淡水養殖裝備取得一定成果，但發展不均衡，捕撈及輔助裝備嚴重缺乏，信息化程度也不高，根據這種情況對今后的發展提出了建議。

關鍵詞：淡水養殖;裝備;利用

幾千年以前，我國就有水產養殖的記載，春秋時期的范蠡就編寫出世界第一部養魚專著《養魚經》[1]。近幾十年來，我國水產養殖業得到了迅速發展，成為世界上唯一一個養殖產量長時間、大幅度超過捕撈產量的國家[2]，淡水養殖更是被美國生態經濟學家萊斯特·布朗稱為對世界的二大貢獻之一。2019年底，全國水產品總量64 803 616 t，淡水養殖產量30 137 441 t，占養殖總產量的46.5%[3]，而在這背后，養殖裝備發揮了積極重要的作用，是漁業大幅度增產的重要支撐。雖然，我國水產養殖業取得了很大的成績，但是到2030年，我國人口達到峰值時，還有很大的水產養殖品的缺口，需要通過發展水產養殖來彌補[4]。為了提升我國養殖生產力水平，農業農村部發布了《關于加快水產養殖機械化發展的意見》[5]，指出 “到2025年，水產養殖機械化水平總體達到50%以上” 。

為了解我國淡水漁業裝備的配備、能源消耗結構及能源利用水平，2019年，根據有關部門的要求，我們到西南、華東、西北、華中進行了實地調研，向200多家淡水養殖企業發放了調查問卷，以期為政府制訂漁業相關政策與導向提供科學客觀依據。

1 中國淡水養殖裝備發展歷史

長期以來我國的淡水養殖一直以池塘養殖為主，即使到現在出現了許多新的模式如集裝箱、稻田養魚等，但池塘養殖仍是主體，2019年池塘養殖占淡水養殖總產量的74%。因此淡水養殖裝備的研發也是以池塘養殖為主。廣義的淡水養殖裝備是指在淡水養殖生產中，用于提高效率、改善環境所使用的各類機械和儀器;狹義指的是完全或主要用于淡水養殖的機械和儀器。淡水養殖裝備是淡水養殖業實現集約化、規模化養殖的重要前提和保障。

解放初，我國淡水養殖裝備幾乎是一片空白。在20世紀60年代以前，我國水產養殖上使用的設備通常是水泵等農用設備。為研究解決我國水產機械等領域的重大關鍵性技術問題，1962年，經國務院聶榮臻副總理親自批示同意籌建專門的漁業機械儀器研究所，拉開了國家研究漁業機械的序幕。

20世紀60年代，科研人員借鑒了水力采煤的原理，完成了立式泥漿泵的研制工作，以水力沖泥、泥漿泵抽汲的方法，試驗挖塘取得成功。在此基礎上，70年代末，研制完成了“水力挖塘機組”。該機組由立式泥漿泵及輸泥系統、高壓泵、水槍及輸水系統和電控箱等組成，泥漿泵配合高壓水槍用于土方開挖、疏浚等，工效高、成本低，被廣泛應用于魚池、河道開挖、疏浚、低洼地改造、圍海（湖）造地（田、魚池）等土方工程等[6]。

1972年，研制成功國內第一臺齒輪傳動、電動機功率為7.5 kW的水產養殖用葉輪式增氧機[7]。該機通過倒傘式葉輪在水面的旋轉產生水躍，有效地提高了養殖水體中的溶氧量，解決了因水體缺氧造成魚浮頭、甚至窒息死亡的泛池（塘）現象，被漁民譽為“救魚機” “增產機”。增氧機的推廣應用，突破了我國幾千年來傳統的自然放養、單產提高不快的瓶頸，也是此后二十多年來，我國對蝦養殖及淡水養殖業得到飛速發展的最關鍵機械。

20世紀80年代以后，養殖機械得到全面發展，水下魚塘清淤機械、射流式增氧機、水凈化機、管式槳葉增氧機、電子水質凈化機、增氧水凈化機、增氧投飼機、風力增氧機、自動投飼機等新產品不斷出現，同時對設備的制造材料也進行了改進，如葉輪增氧機采用耐腐蝕、重量輕和適合于大批量工業化生產的塑料葉輪和浮體，不僅提高了生產工效，而且提高了產品的性能。

進入21世紀，隨著信息化的發展，研制了在線水質監控系統，并在此基礎上可自動或遠程對增氧、投飼設備進行控制，此外包括底質改良機[8]、涌浪機[9]在內的一批新型設施裝備不斷涌現，太陽能[10]技術也在各類裝備上得到運用，推動了養殖向綠色可持續方向發展。

2 中國淡水養殖裝備配備情況

經過50多年的發展，養殖的機械化水平有了一定的發展，出現了許多淡水養殖裝備，見表1。

從圖1可以看出，有超過2/3的企業有增氧設備，60%的企業都配備了投飼設備，而超過一半以上的企業二種設備均有。而未配備的原因，主要是因為調研的許多養殖場主養品種為小龍蝦、鱉等，有的養殖場養殖模式為蝦稻綜合種養、苗種繁育等，對投飼和增氧需求不大。此外，還有不少養殖場還配備了發電機、拌料機、提升機、絞肉機和氣能熱泵等裝備。

信息化技術也開始運用到水產養殖中，有接近25%的企業使用了在線水質監測設備，對養殖用水的溶氧、pH值、水溫和氨氮等進行了實時監測（圖2）。一些企業開始結合自動水質監測的情況，來控制增氧等設備，如當養殖池塘的溶氧低于5 mg/L時，增氧機將在線自動開啟;一些企業還可以通過手機進行遠程觀看數據和控制設備;還有一些企業自行配備了如無人自動噴藥船等設備，可實現自動巡塘、投飼、投藥，還可實現水質監測和養殖情況觀測。

3 中國淡水養殖能耗情況

從調研的情況來看，養殖過程中主要使用的能源是電能，少部分企業會因配備發電機而使用燃油（一些企業還使用純氧）。因此我們主要針對電能來調研。

3.1 不同養殖地區能耗情況對比

為對各地區的養殖能耗情況有所了解，需要采用同一模式類似的品種進行比較，由于大宗淡水魚是我國淡水養殖的主力軍，在每個省份都有養殖，而且基本采用的是池塘養殖，因此采用池塘養殖大宗淡水魚池塘養殖能耗情況，對各地區進行比較。

圖3是4個地區單位大宗淡水魚產量的能耗情況，可以看出華中、華東、西南等幾個地區的能耗情況差不多，基本在0.30 kW·h/kg以下，而西北偏高一點，達到0.36 kW·h/kg，可能與西北地區干燥、養殖周期短有關。但在具體養殖場中，差別也很大，少的可以僅為0.015 kW·h/kg，而多的可以超過1 kW·h/kg，這可能與設備的配備、養殖品種和密度以及養殖管理有較大關系，如養殖青魚和養殖鰱鳙差別會較大。

圖4是養殖場單位水面的能耗比較，可以看出各地區有較大的區別，由東向西呈遞減的趨勢，而其中華東地區單位水面面積的能耗是西南地區的5倍，可能是華東地區養殖比較發達，而且集約化程度也相對較高，使用設備較多，因此能耗相對較高。

3.2 池塘養殖不同品種能耗

由圖5的養殖情況看，不同的品種養殖能耗也非常大，養蝦的能耗最高，是魚類的6～7倍，而黃鱔、甲魚和泥鰍等的養殖能耗較少，可能主要是這些養殖對象，幾乎不用養殖裝備。

3.3 不同養殖模式下的能耗比較

由圖6看，工廠化流水和循環槽養殖的能耗較高，這主要因為這些需要設施設備長期運行，因此耗電較多。

4 建議

4.1 要加快對起捕等設備的研制

從調研的情況來看，我國研發的養殖裝備，近十年主要還是集中在增氧設備、投飼設備上，而起捕設備幾乎未見。目前養殖場人員年齡大部分在40歲以上，隨著時間的推移，對分級、稱重、捕撈、疫苗注射的裝備需求越來越迫切，因此需要加大對這些設備的研制力度，以滿足養殖產業的需求。

4.2 對不同養殖模式的能耗應進行綜合評價

養殖能耗與養殖設備配備的情況、養殖的品種、養殖的模式以及對養殖場管理要求都有很大的關系。對設施養殖來說，由于高密度水循環的要求，其能耗比一般的池塘養殖要高很多，但作為節地、節水的一種養殖模式，其優點也是明顯的，是未來發展的一個方向，因此不能簡單地以能耗指標來對養殖場進行評價。

4.3 要加強信息節能技術的運用

雖然，目前許多養殖場都使用了機械設備，但使用太陽能裝備的不超過5%。同時，信息化技術使用的并不普遍，一些設備的使用是憑借經驗來開啟關閉，即使在溶氧完全飽和的情況下，仍然曝氣，容易造成設備的無效使用，因此應采取措施，一方面鼓勵采用信息化技術，通過監測水質情況控制增氧機的開停，通過監測魚類的吃食情況控制投飼機的運轉，從而有效地減少浪費;另一方面鼓勵綠色能源的利用，從而達到節能的目的。

參考文獻：

[1] 中國漁業史編委會.中國漁業史[M]北京：中國科學技術出版社，1993：24-29.

[2] 黃一心，徐皓，丁建樂.我國陸上水產養殖工程化裝備現狀及發展建議[J].貴州農業科學，2016，44（7）：87-91.

[3] 農業農村部漁業漁政管理局，全國水產技術推廣總站，中國水產學會.2020中國漁業統計年鑒[M].北京：中國農業出版社，2020：17.

[4] 唐啟升，丁曉明，劉世祿，等.我國水產養殖業綠色、可持續發展戰略與任務[J].中國漁業經濟，2014，32（1）： 4-9.

[5] 中華人民共和國農業農村部.農業農村部關于加快水產養殖機械化發展的意見[EB/OL].（2020-11-10）[2021-06-26].http：//www.njhs.moa.gov.cn/tzggjzcjd/202011/t20201110_6356101.htm.

[6] 胡伯成，丁永良，陳民龍.水力挖塘機組的研究應用[J].漁業現代化，2007，34（3）：57-59.

[7] 丁永良.葉輪增氧機開創了我國池塘養魚高產的新紀元[J].漁業現代化，2007，34（5）：3-5+7.

[8] 田昌鳳，劉興國，張擁軍，等.池塘底質改良機的研制[J].上海海洋大學學報，2013，22（4）：616-622.

[9] 管崇武，劉晃，宋紅橋，等.涌浪機在對蝦養殖中的增氧作用[J].農業工程學報，2012，28（9）：208-212.

[10] 吳宗凡，程果峰，王賢瑞，等.移動式太陽能增氧機的增氧性能評價[J].農業工程學報，2014，30（23）：246-252.

（收稿日期：2021-06-17）