漏斗形池塘水質生態凈化效果研究

張 莉， 張超峰， 郭江濤， 史楠冰＊

（鄭州市水產技術推廣站， 鄭州 450007）

2022年中國淡水養殖產量已達到3303.05萬t，70%以上淡水產品采用池塘養殖模式[1]。 耿瑞等[2]通過對10個地區淡水池塘養殖調查發現， 飼料投入占水產養殖總投入的40%～60%。 傳統池塘投入大量人工配合飼料是池塘水體氮磷的主要輸入源， 未被利用的殘餌等有機質無法移出， 被底泥中微生物分解利用產生氮磷等營養鹽和有害物質， 大量積累的營養鹽引起富營養化等水質惡化問題[3,4]。 養殖過程中有些養殖戶為降低成本盲目投入大量水體調節劑、消毒劑、抗生素等不僅直接影響水產品品質，未經處理的養殖廢水直接排放污染國家水資源[5]。歐陽佚亭等[6]對24種淡水魚類的灰水足跡分析模擬預測，2020年中國淡水魚類的灰水足跡將跡將達到到2.85×1010～4.79×1010，已成為主要的農業污染源。 池塘大量有機污染物，不僅會耗費大批溶解氧，大量累積會造成養殖水產生物餌料系數顯著下降， 繁殖能力受到嚴重抑制[7]。

2020年全國水產技術推廣總站開始實施水產綠色健康養殖技術推廣“五大行動”。 為推進漁業向生態發展轉型，2018年鄭州市水產技術推廣站創新設計了漏斗形池塘生態循環養殖系統， 經試驗和推廣后，應用效果良好。 漏斗形池塘改變了傳統池塘形狀結構，較好解決了池塘殘餌糞污排放，凈化了池塘環境，利用漏斗形池底便于收集殘餌糞污，然后排出池塘，相當于為養殖魚類建立了一個抽水馬桶。2021年該養殖模式遴選為農業農村部健康養殖類農業主推技術。 為不斷優化改進該模式生態功能，對漏斗形池塘開展不同方向研究將更有利于生產應用和示范推廣。

1 材料與方法

1.1 材料

模擬系統漏斗形池塘上部面積0.5 m2，高0.4 m。鯽魚平均規格26.67 g/尾，在漏斗形池塘中投放鯽魚54尾。

1.2 基礎條件

選用底部斜坡與水平夾角30°的漏斗形池塘系統模型進行養殖水質生態凈化試驗， 池內放鯽魚54尾，平均規格26.67 g/尾，共重1440 g。 模擬池塘凈水系統按照“四池三壩”結構設計，用PVC管和50 W水泵連接長100 cm、寬60 cm、深80 cm的PVC桶，桶內放置生物刷、生化棉、活性碳等過濾器材，在漏斗形池外排水口加豎流集污器，減緩水流速度，直接分離收集排出殘餌糞污。加熱棒保持水溫30℃，每天于8:30、11:30、15:30分別投喂直徑2 mm的全價配合飼料，每天根據鯽魚吃食情況，靈活掌握飼料投喂數量，記錄每天投喂飼料量；經鯽魚攝食轉化后排出糞便，加之部分末攝食的殘餌， 每天收集兩次豎流集污器內殘餌糞污，混合一起烘干稱重并記錄；每天測定水質pH值、氨氮、亞硝酸鹽。

1.3 殘餌糞污的收集處理和稱重

早上喂魚前 （早8:30）， 將一個長約50 cm、寬10 cm、200目尼龍過濾袋在水中浸透，撈出用手抓至不滴水后稱重，稱重后的尼龍過濾袋套在直徑60 mm的豎流集污器管口，尼龍過濾袋口用橡皮筋固定。殘餌糞污收集時間周期為白天8:30～17:30一次， 晚上17:30～8:30一次。 下午17:30將收集魚糞尼龍過濾袋取下（換上新的干凈200目尼龍過濾袋），控水至微滴水，盡可能不滴水，尼龍過濾袋一起稱重，然后，將尼龍過濾袋內殘餌糞污倒至烘盤中， 并放入烘箱，110℃恒溫烘干約60 min。 糞便烘干后取出，用1‰的電子天平稱重，連續收集7 d，并記錄稱重結果。

1.4 水質pH值、氨氮、亞硝酸鹽的測定

pH值測定是用哈納沃德HI98196高精度便攜式多參數綜合水質測定儀現場測定。 水質檢測指標中亞硝酸鹽和氨氮是運用哈納沃德HI83399多參數測定儀現場測定。先按選擇鍵選擇測量項目；然后現場養殖水體中取水，取一干凈比色皿，按刻度標準加入10 mL待測水樣，旋緊比色皿擦拭干凈放入一起樣品室蓋好遮光蓋，校零。取出比色皿加入測量范圍內試劑，放入樣品室，按計時鍵，倒計時結束自動讀數。連續測定7 d，并記錄測定結果。

2 結果與分析

2.1 糞便殘餌稱重

連續7天的投餌量和殘餌糞污收集量記錄結果如圖1，由圖1可知，每天平均投喂飼料23.19 g，最多投喂24.81 g，最少投喂20.72 g；日收集糞便殘餌平均干重4.98 g，最多5.31 g，最少4.45 g，飼料平均轉化效率為78.53%，最高轉化效率為78.60%，最低轉化效率為78.13%。

圖1 模擬養殖系統7 d內日投餌量和日糞便殘餌集污量

2.2 模擬養殖系統7 d內pH值變化

模擬養殖系統7 d內pH值變化結果記錄如圖2，由圖2可知，模擬養殖系統7 d內pH值變化相對穩定，最高值8.1，最低值8.0，變化幅度僅0.1，系統相對穩定。

圖2 模擬養殖系統7 d內pH值變化圖

2.3 模擬養殖系統7 d內氨氮變化

模擬養殖系統7 d內氨氮變化結果記錄如圖3，由圖3可知，模擬養殖系統7 d內氨氮值相對較低，最高值僅0.05 mg/L，最低值0.01 mg/L，變化幅度僅0.04，系統相對穩定。 另外，根據最后2 d凈化系統至漏斗形模擬池進水口和漏斗形模擬池內水體氨氮測定結果，2 d進水口和池內氨氮相同， 分別為0.03 mg/L和0.05 mg/L，凈化系統去除氨氮效率為40%，凈化效率相對較高。

圖3 模擬養殖系統7 d內氨氮變化圖（mg/L）

2.4 模擬養殖系統7 d內亞硝酸鹽變化

模擬養殖系統7 d內亞硝酸鹽變化結果記錄如圖4，由圖4可知，模擬養殖系統7 d內亞硝酸鹽值相對較低，最高值僅0.08 mg/L，最低值0.02 mg/L，變化幅度僅0.06，系統相對穩定。 另外，根據最后2 d凈化系統至漏斗形模擬池進水口和漏斗形模擬池內水體亞硝酸鹽測定結果，第6 d進水口和池內亞硝酸鹽分別為0.003 mg/L和0.005 mg/L， 凈化系統去除亞硝酸鹽效率為40%， 第7 d進水口和池內亞硝酸鹽分別為0.007 mg/L和0.008 mg/L， 凈化系統去除亞硝酸鹽效率為12.5%，凈化效率相對較高。

圖4 模擬養殖系統7 d內亞硝酸鹽變化圖（mg/L）

3 討論

糞便殘餌等懸浮物、pH值、氨氮和亞硝酸鹽等是水產養殖重要的理化因子， 其指標的高低直接影響水質的穩定和養殖生物的安全。 漏斗形池塘底部特殊形態能將殘餌糞便等污染物移出水體，根據《循環水養殖系統》標準，投喂飼料會產生投喂量25%的殘餌糞便， 平均日投餌量23.19 g則可產生糞便殘餌5.80 g， 而通過豎流集污器收集糞便殘餌平均達4.98 g，糞便殘餌收集排出量達85.86%，超過排出率達到80%的預定目標。 模擬養殖系統pH穩定在8.0～8.1之間，為養殖水體最適合pH指標值，氨氮穩定在0.01～0.05之間，亞硝酸鹽穩定在0.002～0.008之間，都遠低于養殖池塘水質上限，適宜水產養殖動物生長，所以飼料轉化效率較高。董興國[8]等采用基于池塘異位修復技術的水處理系統， 平均總氮去除率為40.13%， 與本試驗系統后兩天氨氮去除率相近。 因此，在養殖生產中，建議漏斗形池塘配置一定面積的生態凈化系統，可穩定養殖水體pH值，并有效降低氨氮和亞硝酸鹽，保持較低水平，提高養殖動物飼料轉化效率。綜上所述，漏斗形池塘循環水養殖模式能夠有效將殘餌糞便排出養殖池塘，調控水質條件，為養殖對象提供良好生長環境， 是符合水產綠色健康養殖技術推廣“五大行動”的綠色技術，實踐應用中也取得良好口碑。