淡水池塘循環水養殖系統設計比選試驗（二）

章海鑫 黎流球 歐陽敏 溫嬌萍 張桂芳 鄧宏奎

摘要： 通過將小型池塘（1.2×667m 2）改造成養魚區和水質處理區的方式設計了一套新型“潔水循環”系統—“陸基分區”養殖系統。并驗證了該系統的養殖效果，光唇魚經過330d的養殖成活率為84.8%，餌料系數為1.59，單位產量為10.6kg/m 3；加州鱸經過180d的養殖成活率為85.33%，餌料系數為1.37，單位產量為12.19kg/m 3。結果表明該系統能夠實現水體循環養殖，達到低占地面積、低排污的養殖效果，但還需要進一步探討其養殖技術，提高養殖單位產量。

關鍵詞： 陸基分區養殖；設計；光唇魚；加州鱸；循環養殖

中圖分類號： S969 ?文獻標識碼： A

鑒于全球人口增長和食品需求加速，水產養殖業蓬勃發展 ?［1］ 。水產養殖的快速擴張會帶來一系列的環境問題，如集約化養殖系統中水質的退化和疾病的爆發 ?［2-4］ 。一般在集約化養殖過程中面對此類問題，最主要的手段就是通過水體交換來解決。但通過水體交換勢必會造成水資源的大量消耗和相應的環境問題。集約化的養殖系統向天然水體排水，水體中含有的營養物質和化學物質就會相應的在天然水體中釋放。最終導致天然水體富營養化現象，甚至影響著天然水體的生物多樣性 ?［5、6］ 。封閉性水產養殖系統強化了水質的處理能力，精確把控了養殖動物的安全性，實現了養殖水產品的安全和可能。同時能夠做到水體低交換率、水質可控和養殖對象可控等。因此，在封閉的水產養殖系統中發展水產養殖產業是解決以上問題的主要解題思路之一。目前，封閉性水產養殖系統主要有潔水循環系統（clearn-water recirculating aquaculture system，CW）和生物絮團養殖系統（biofloc aquaculture system，BF）。目前，在江西，發展的主要是CW養殖系統，如“水泥池”流水養殖、“帆布桶”、“ 跑道推水養魚”、 “集裝箱”、“ 圈養桶”、 “工廠化循環水”等。其中“水泥池”流水養殖和“帆布桶”還不能做到完全自行凈化，需要外源水源的補充。而“跑道推水養魚”、“集裝箱”、“圈養桶”等模式實際上是要額外配置大面積的池塘進行水質凈化，而且功耗特別大。“工廠化循環水”養殖能夠實現水體的完全凈化，但對于能耗和技術的要求較高。因此，研究出一種能耗低、占地面積小、能夠完成自我凈化的養殖系統顯得非常必要。本文介紹一種新型潔水循環系統-“陸基分區”養殖系統，該系統能夠實現能耗消耗低、占地面積小、零換水和零排污。旨在為發展江西潔水循環系統提供一種新思路。

1 陸基分區養殖系統

1.1 設計理念

陸基分區養殖系統的設計理念是通過將養魚和水質處理分開，養魚區域專注于養魚，水質處理區域專注于水質處理。水處理完后要循環利用，同時在水處理過程中將溶于水的營養物質轉化成經濟作物，實現魚菜雙豐收，養殖低排放或零排放。同時整個養殖區域的占地面積不宜過大，便于操作管理和節約土地資源。

1.2 整體構造

陸基分區養殖系統占地面積為1.2×667m 2，由三條水渠將系統分割成養殖區和水質處理區。養殖區由4個圓形養殖池構成，養殖池有獨立進水口和底排污系統，進水口安裝有曝氣系統；養殖池的面積為100m 2，深為1.5m。養殖池水由底排污管排出進入沉淀池。沉淀池面積為25m 2，由一臺水泵將水提入水處理區。水處理區采用模塊化設計，面積為320m 2，每個模塊水下掛毛刷，水面種植水生蔬菜。陸基分區養殖系統的具體結構和實景圖見圖1和圖2。

1.3 運行工作原理

陸基分區養殖系統主要目的是將養魚和水處理分開，實現高密度養殖和污水低排放或零排放的目的。主要運行的原理是：首先魚養殖在養魚區，養魚區實現魚類高密度養殖，殘餌、糞便和固體廢物則由底部排污管排出進入沉淀池。其次養殖區廢水、殘餌和固體廢物在沉淀區沉淀，沉淀區不但承擔沉淀的作用，同時還承擔整個系統的反硝化的功能區，沉淀區的底污定時吸出進行堆肥進入果園作為肥料。第三，沉淀后的養殖水通過提水泵進入水處理區，通過曝氣和生物膜（毛刷）對溶解性營養物質（N、P等）進行處理，同時通過水生蔬菜進行吸收轉化，將無機營養物質轉化成有經濟價值的有機物質（蔬菜）。最后，經過處理后的水進入水渠在養殖池的進水口進行再曝氣后重新進入養殖池。因此整個生產過程是水體循環的，養殖過程是可控的，養殖污染物是低排放的。

2 養殖實例

2.1 光唇魚養殖實例

2020年，在上高縣建立的一套陸基分區養殖系統，使用該系統養殖了一年的光唇魚。在2個體積為125/m 3的養殖池中養殖了75000尾光唇魚，經過330d的養殖2個養殖池共收獲2650kg光唇魚。平均規格為3.42g/尾的光唇魚收獲規格為41.67g/尾，特定生長率達為0.76%。光唇魚養殖成活率為84.8%，增重率為933.14%，餌料系數為1.59。

2．2加州鱸養殖實例

2020年，在上高縣建立的一套陸基分區養殖系統，使用該系統養殖了一年的加州鱸。在2個體積為125/m 3的養殖池中養殖了7500尾加州鱸，經過180d的養殖2個養殖池共收獲3047.5kg加州鱸。平均規格為6.48g/尾的加州鱸收獲規格為476.17g/尾，特定生長率達為2.38%。加州鱸養殖成活率為85.33%，增重率為6170.58%，餌料系數為1.37。

3分析與討論

3.1系統養殖效果分析

光唇魚屬鯉形目，鯉科，鲃亞科，光唇魚屬，是我國南方水域特有的小型魚類 ?［7］ ，目前在浙江、江西、湖南等地均有養殖。主要養殖方式有網箱、池塘和流水帆布池等 ?［8-9］ 。目前光唇魚越來越受到養殖戶的喜愛，價格常年居高不下。加州鱸是20世紀80年代從國外引進的肉食性魚類，具有營養豐富、肉質鮮美、生長速度快、適溫性廣等特點。加州鱸養殖主要分布在中國廣東、浙江、江蘇、湖北等省份 ?［10］ 。傳統加州鱸池塘養殖模式較為粗放，從業者一般不考慮養殖水環境承載力，造成水生態環境的污染和養殖模式的不可持續性等一些列問題 ?［11］ 。因此，如果能夠采用陸基分區養殖的模式養殖光唇魚和加州鱸，對于漁業養殖模式，提高陸基分區養殖的養殖效益，以及推廣陸基分區養殖具有積極的意義。本養殖試驗共收獲光唇魚2650㎏，單位產量為10.6kg/m 3。養殖產量高于池塘養殖產量和大棚養殖產量 ?［12］ ，產量低于本實驗加州鱸養殖產量（共收獲3047.5㎏，單位產量為12.19kg/m 3），同時加州鱸養殖產量低于池塘圈養的產量（36.1kg/m 3） ?［13］ 。表明本系統可以養殖光唇魚和加州鱸兩種魚類，但其養殖產量還有進一步提升的空間。這需要在水質控制，養殖投喂等環節進一步的提高管理和養殖技能。

3.2 陸基分區養殖效果分析

雖然目前在整個水產養殖過程中，未將水資源使用的成本納入到養殖成本的計算中去。因為我們水產養殖的水資源的使用目前并沒有收取費用，但隨著水資源的越來越匱乏，水資源使用給環境帶來的壓力越來越大，未來水資源的使用必將是越來越緊張。而對于水產養殖這一高用水行業來說，一旦水資源的使用需要額外支付成本，將會深刻影響著水產養殖行業的發展。因此目前，全國各地，乃至全世界均在大力發展水資源循環可用的水產養殖系統——潔水循環系統。陸基分區養殖系統的設計也是基于這一目的出發而研發設計的。目標在于在水產養殖過程中盡可能減少水資源的利用，提高養殖動物生長速度，這對當前的生態文明節能減排，節水意義重大。通過對光唇魚和加州鱸的養殖試驗可以發現，經過一個周期的養殖，整個系統的水基本能夠做到自我處理，不需要額外補充水源（蒸發后和沉淀池吸污后補充除外），極大的節約了水資源。同時整個系統占地面積約1.2×667m 2，相比較產量相同的傳統水產養殖方式大量的降低了對土地資源的使用。

水產養殖的首要目的是在滿足環保和食品安全的要求下能夠掙錢。因此努力提高養殖產量、降低養殖成本是提高養殖效益的有效手段。通過養殖試驗發現，雖然陸基分區養殖系統提高了電費的使用，需要額外的增加一定的養殖成本，同時設施的投入相較于普通池塘也有所提高。但在“陸基分區”養殖系統中養殖光唇魚和加州鱸發現并沒有病害的危害，成活率較高，整個養殖過程中不存在藥物使用的情況，排除了藥物使用的成本，同時成活率提高也相應的增加了養殖產量。就整個系統來言，在占地面積為1.2×667m 2的基礎上生產了5697.5kg的產量（光唇魚和加州鱸），相較于普通養殖池塘，產量提高了3～4倍。另外，此系統通過探討養殖高附加值產品能夠取得的養殖效益會大于普通養殖品種，如光唇魚養殖周期更長、養殖產量更低，但養殖效益遠高于加州鱸。說明利用陸基分區養殖高附加值物種能夠通過高附加值抵消部分成本的增加而達到提高養殖效益的目的。

雖然通過養殖試驗，得到陸基分區養殖的設計是可行的，但還是有部分的問題需要進一步的解決。如水處理過程中需要非常專業的知識根據養殖季節和養殖階段配置不同的凈化植物，水處理區生物膜脫落和更新的處理等均需要進一步優化。還有就是整個系統中養殖的單位產量還是較低，相較于工廠化循環水養殖系統的產量，此系統的養殖產量還有進一步上升的空間。這些需要進行長期的養殖實踐和設施改進等。

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