我國工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與對策

蔡青霖，黎一嬋，孔令春

（蒼梧縣水產(chǎn)技術(shù)推廣站，廣西 梧州 543116）

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖，是集水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)及信息化技術(shù)于一體的高度集約化養(yǎng)殖模式，可以實現(xiàn)生產(chǎn)效率最高、生態(tài)環(huán)境保持最佳、動物福利得到加強的目標(biāo)，綠色、生態(tài)、循環(huán)、高效，代表著未來水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展方向，符合當(dāng)前我國提倡的節(jié)能減排、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展模式的需求。隨著我國漁業(yè)現(xiàn)代化水平不斷提高，新技術(shù)新材料不斷出現(xiàn)，循環(huán)水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。現(xiàn)綜合分析我國工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、存在的主要問題以及對策，擬為今后我國工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

2018 年我國淡水工廠化養(yǎng)殖水體4 814.2 萬m3，淡水工廠化養(yǎng)殖產(chǎn)量21.3 萬t，主養(yǎng)品種有草魚（Ctenopharyngodon idella）、鰱（Hypophthalmichthys molitrix）、鯉（Cyprinus carpio）、羅非魚（Oreochromis mossambicus）等，福建、山東、浙江是產(chǎn)量最高的省份[1]。當(dāng)前，我國工廠化養(yǎng)殖模式仍以流水養(yǎng)殖模式為主，僅遼寧、河北兩省地方約有工廠化流水養(yǎng)殖面積320 萬m2，大部分養(yǎng)殖以小規(guī)模分散經(jīng)營為主，水資源和土地利用率不高。近年來循環(huán)水養(yǎng)殖企業(yè)增長迅速，2014 年時，我國工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖企業(yè)約80 多家，養(yǎng)殖水體不到80 萬m3，到2018年底，我國工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖總規(guī)模約200 萬m2。我國海、淡水工廠化養(yǎng)殖產(chǎn)量發(fā)展趨勢見圖1。由圖1可見，我國近些年海、淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量的發(fā)展趨勢圖，說明工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式具有發(fā)展前景及發(fā)展?jié)摿Α?jù)唐茹霞等[2]對全國14個省份的33 家循環(huán)水養(yǎng)殖企業(yè)調(diào)研，我國當(dāng)前循環(huán)水養(yǎng)殖企業(yè)以小型企業(yè)為主，一半以上企業(yè)養(yǎng)殖水體＜5 000 m3，系統(tǒng)造價＜200 萬元；養(yǎng)殖品種主要為鲆鰈類和蝦類；經(jīng)濟效益、水處理需求和環(huán)保壓力是企業(yè)選擇循環(huán)水養(yǎng)殖模式的3 個主要原因。工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖平均單產(chǎn)是傳統(tǒng)流水養(yǎng)殖的3 倍，然而循環(huán)水養(yǎng)殖在工廠化養(yǎng)殖中的占比不足3%，發(fā)展?jié)摿薮骩3]。

圖1 我國海、淡水工廠化養(yǎng)殖產(chǎn)量發(fā)展趨勢

近年來，以循環(huán)水處理工藝為主的工廠化養(yǎng)殖成為水產(chǎn)綠色發(fā)展的一種新興產(chǎn)業(yè)，2019 年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、生態(tài)環(huán)境部等十部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加快推進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見》，循環(huán)水養(yǎng)殖作為水產(chǎn)綠色發(fā)展模式的典型代表進入快速發(fā)展階段。

養(yǎng)殖模式魚類工廠化養(yǎng)殖主要集中在我國北方地區(qū)，當(dāng)前主要以深井溫棚＋工廠化流水養(yǎng)殖和依托地?zé)豳Y源的工廠化流水養(yǎng)殖模式為主，工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式發(fā)展迅速，但整體占比仍然很小。養(yǎng)殖品種主要有大菱鲆（Scophthalmus maximus）、石斑魚（Epinephelus）、河鲀（Tetraodontidae）等，養(yǎng)殖區(qū)域主要集中在山東、河北和遼寧的沿海地區(qū)。我國鲆鰈魚類養(yǎng)殖產(chǎn)量自2003 年起持續(xù)增長，2009 年鲆鰈魚類年產(chǎn)量達到9.8×106萬t，其中80%是大菱鲆，其后受多寶魚事件影響產(chǎn)量大幅減少。近年來，大菱鲆養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)逐漸復(fù)蘇。2018 年我國大菱鲆養(yǎng)殖產(chǎn)量約5×106萬t，其中山東、遼寧兩省產(chǎn)量占80%以上。大菱鲆工廠化養(yǎng)殖以流水養(yǎng)殖為主，養(yǎng)殖水體占養(yǎng)殖總水體99%，養(yǎng)殖產(chǎn)量占總養(yǎng)殖量94.5%，循環(huán)水養(yǎng)殖不足1%，養(yǎng)殖產(chǎn)量占總養(yǎng)殖量5.5%[1]。近年來，由于食品安全風(fēng)波和深井模式對地下水資源的破壞，深井溫棚流水養(yǎng)殖模式逐漸被摒棄，工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式成為發(fā)展趨勢。目前，我國已經(jīng)形成了一批具有規(guī)模化效益的工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖龍頭企業(yè)，如大連天正、大連富谷，大連德洋水產(chǎn)、煙臺東方海洋等。

在淡水魚類工廠化養(yǎng)殖方面，加州鱸（Micropterus salmoides）是具有代表性的魚類品種，也是規(guī)模和產(chǎn)量較大的品種之一。2018 年我國加州鱸產(chǎn)量達43.2 萬t，集中于廣東珠三角、江浙皖、貴川等地，其中廣東是加州鱸的主要養(yǎng)殖地區(qū)，占全國養(yǎng)殖總產(chǎn)量的59.81%[1]。加州鱸大規(guī)格苗種主要采用工廠化養(yǎng)殖模式，成魚養(yǎng)殖主要采用池塘養(yǎng)殖模式。近年來，采用工廠化養(yǎng)殖模式進行成魚養(yǎng)殖的企業(yè)越來越多。工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式一般在4 月投放大規(guī)格苗（200 尾/kg），80%的加州鱸當(dāng)年即可達到400 g/尾以上的商品魚上市規(guī)格。目前，這種養(yǎng)殖模式已在江蘇、安徽、浙江等省推廣開來。

2 存在的問題

2.1 病害

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式存在的主要問題，是循環(huán)水養(yǎng)殖過程中養(yǎng)殖魚類病害防控壓力大。養(yǎng)殖魚類病害，是阻礙水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，是現(xiàn)階段保障養(yǎng)殖管理安全所面對的緊急解決問題。工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖新模式，大部分設(shè)有相對高效的消毒環(huán)節(jié)，滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的魚苗、水源、餌料沒有特定病原來源以及規(guī)范的養(yǎng)殖生產(chǎn)管理操作前提下，工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖，理論上可防止養(yǎng)殖病害的發(fā)生。然而，當(dāng)前我國工廠化養(yǎng)殖，在整體車間設(shè)計和養(yǎng)殖工藝方面的生物安全防控技術(shù)研究欠缺，對病原防控重視不夠，在種苗病原檢測、飼料來源、養(yǎng)殖管理等各個環(huán)節(jié)都存在病原引入的風(fēng)險，導(dǎo)致養(yǎng)殖過程中，病害時有發(fā)生，且一旦發(fā)現(xiàn)病害后，短期難以徹底消殺病原，往往會對養(yǎng)殖生產(chǎn)造成巨大損失。

2.2 優(yōu)良品種缺乏

目前我國工廠化養(yǎng)殖發(fā)展迅速，南北方養(yǎng)殖規(guī)模日益壯大。然而，工廠化養(yǎng)殖的魚類品種主要有大菱鲆、半滑舌鰨（Cynoglossus semilaevis）和石斑魚，對蝦主要為凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）。適宜北方海淡水養(yǎng)殖的低溫蝦類和中上層游泳性魚類優(yōu)良品種極為缺乏，而南方適宜養(yǎng)殖的魚類優(yōu)良品種也很少，特別是適合工廠化養(yǎng)殖的SPF苗種無法保障計劃性供應(yīng)，限制了工廠化養(yǎng)殖模式的健康可持續(xù)發(fā)展。因此，需針對我國幅員遼闊、南北方氣候條件差異大的特點，開發(fā)適宜工廠化高密度養(yǎng)殖、抗病力強的優(yōu)質(zhì)魚蝦品種，滿足產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展需求。

2.3 高投入和高能耗

與池塘、海上養(yǎng)殖等模式相比，工廠化養(yǎng)殖車間構(gòu)建初期，資本投入高，養(yǎng)殖過程能耗大。以建設(shè)1 000 m2標(biāo)準(zhǔn)化循環(huán)水養(yǎng)魚車間為例，基礎(chǔ)建設(shè)及水處理設(shè)備造價約120 萬~150 萬元，對于從事傳統(tǒng)漁業(yè)的大部分用戶來講，高昂的投資是制約產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的巨大門檻。車軒等[4]基于157 家養(yǎng)殖企業(yè)的大量調(diào)研結(jié)果顯示，工廠化養(yǎng)殖的單產(chǎn)能耗為7.76 kW·h/kg，約是池塘養(yǎng)殖單產(chǎn)能耗的（1.35 kW·h/kg）6 倍。與傳統(tǒng)養(yǎng)殖海、淡水池塘養(yǎng)殖相比，生產(chǎn)成本居高不下，大大降低了產(chǎn)品的市場競爭力，從而使得工廠化養(yǎng)殖自發(fā)展以來，只能養(yǎng)殖一些價值高、稀有品種，制約了產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。因而，研發(fā)循環(huán)水養(yǎng)殖新工藝以及輕簡化裝備，減少養(yǎng)殖設(shè)施設(shè)備的投入，降低運行能耗，成為促進我國工廠化養(yǎng)殖模式健康可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

3 發(fā)展對策

工廠化養(yǎng)殖，特別是循環(huán)水養(yǎng)殖，以其占用土地、水等資源少、生產(chǎn)過程環(huán)境可控、單位水體產(chǎn)量高、排廢量少等優(yōu)點，已成為今后水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向和我國政策支持及主推模式。2019 年初，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等十部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加快推進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見》，圍繞加強科學(xué)布局、轉(zhuǎn)變養(yǎng)殖方式、改善養(yǎng)殖環(huán)境、強化生產(chǎn)監(jiān)管、拓寬發(fā)展空間、加強政策支持及落實保障措施等方面，作出全面部署。明確提出，水產(chǎn)養(yǎng)殖綠色發(fā)展，將是我國今后水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展方向，推動工廠化循環(huán)水、養(yǎng)殖尾水等環(huán)保設(shè)施設(shè)備研發(fā)和推廣應(yīng)用，循環(huán)水養(yǎng)殖是養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)主推的綠色養(yǎng)殖模式之一。水產(chǎn)養(yǎng)殖的科學(xué)布局，養(yǎng)殖模式轉(zhuǎn)型升級，養(yǎng)殖尾水達標(biāo)排放等，均列入水產(chǎn)養(yǎng)殖綠色發(fā)展的近期和遠(yuǎn)期目標(biāo)中。

3.1 加強基礎(chǔ)研究

我國擁有眾多的養(yǎng)殖對象，不同品種具有不同的發(fā)育生長特性、生活習(xí)性和環(huán)境需求。在集約化養(yǎng)殖條件下，對養(yǎng)殖對象的生理狀況、行為學(xué)特征和營養(yǎng)需求、物質(zhì)與能量的平衡、免疫特性等方面研究，嚴(yán)重不足、缺失，系統(tǒng)認(rèn)識匱乏。工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的設(shè)計、養(yǎng)殖技術(shù)工藝、日常養(yǎng)殖管理策略的設(shè)定，皆需要在掌控養(yǎng)殖對象生物學(xué)特性、生活習(xí)性，尤其在高密度養(yǎng)殖下行為特征等條件下得以實現(xiàn)[5-7]，養(yǎng)殖者無法明晰養(yǎng)殖魚類所需的養(yǎng)殖環(huán)境條件及其調(diào)控依據(jù)，無法依據(jù)生物行為變化和水環(huán)境變化建立精準(zhǔn)管理策略，智能化生產(chǎn)及管理體系的構(gòu)建更無從談起。因此，工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的設(shè)備和系統(tǒng)優(yōu)化、養(yǎng)殖技術(shù)的提升及管理系統(tǒng)的建立與完善，亟須系統(tǒng)開展相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)性研究。研究主要養(yǎng)殖生物在不同密度、水質(zhì)、水流等條件下的應(yīng)激理化指標(biāo)以及生長情況，確定應(yīng)激養(yǎng)殖環(huán)境邊界條件和最優(yōu)生長條件；探明主要品種在高密度養(yǎng)殖條件下的飼料營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、投喂周期及其對生長的影響等[8]，為工廠化智能養(yǎng)殖技術(shù)工藝體系的構(gòu)建夯實基礎(chǔ)。

3.2 提升自主研發(fā)能力

設(shè)施水產(chǎn)養(yǎng)殖作為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域，在節(jié)約水土資源、實現(xiàn)環(huán)境友好生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率和提升水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綜合效益等方面，發(fā)揮了重要作用。與此同時，設(shè)施水產(chǎn)養(yǎng)殖面臨新常態(tài)形勢下“轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)”的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)，急需高端技術(shù)和裝備提供支撐。高效穩(wěn)定的漁業(yè)裝備，可進一步減少水產(chǎn)養(yǎng)殖操作中人力成本、能源成本、維護成本，實現(xiàn)精準(zhǔn)操作和管理，提高生產(chǎn)效率。至今，我國農(nóng)機設(shè)備技術(shù)基礎(chǔ)研究缺失，系統(tǒng)穩(wěn)定性和工作效率不高，裝置核心部件和高端產(chǎn)品依賴進口，我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)安全面臨重大挑戰(zhàn)。全力發(fā)展智能化農(nóng)機裝備創(chuàng)造技術(shù)，提升農(nóng)機裝備科研實力、縮小技術(shù)差距，支撐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，保障糧食和產(chǎn)業(yè)安全是核心任務(wù)[9]。傳統(tǒng)的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)設(shè)備主要包括微濾機、蛋白分離器、生物濾池、臭氧、紫外線殺菌器及增氧裝置，分別執(zhí)行大型顆粒物分離、細(xì)小顆粒物去除、將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝氮和硝氮的硝化作用、消毒殺菌和增氧任務(wù)。雖然上述設(shè)備均已國產(chǎn)化，且基本可以滿足循環(huán)水養(yǎng)殖的需求，但由于國產(chǎn)設(shè)備以仿制為主，設(shè)備技術(shù)性能不足，最突出的表現(xiàn)是運行穩(wěn)定性差、能耗高，直接影響?zhàn)B殖水處理效率、養(yǎng)殖水環(huán)境、養(yǎng)殖承載力、單位產(chǎn)出，最終影響單位養(yǎng)殖成本、生產(chǎn)效益及養(yǎng)殖模式的示范推廣。如何提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性、處理效率和降低能耗是設(shè)備提質(zhì)的關(guān)鍵所在[10]。除上述系統(tǒng)設(shè)備外，國內(nèi)配套養(yǎng)殖輔助設(shè)備的研制和制造水平與國外的差距更大，國產(chǎn)電腦控制下的定時定量自動投餌系統(tǒng)基本可以滿足生產(chǎn)要求，吸魚泵、分魚機、數(shù)魚器等可以大量解放勞動力的自動化機械設(shè)備，整機性能差距明顯。

3.3 突破關(guān)鍵技術(shù)及工藝

工廠化養(yǎng)殖的理想目標(biāo)是利用盡可能少的資源，生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，并對環(huán)境造成最小的影響，要實現(xiàn)這樣的目標(biāo)，養(yǎng)殖水處理及凈化技術(shù)工藝是關(guān)鍵。生物濾器憑借其硝化效率高，被廣泛應(yīng)用于循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，然而硝酸鹽和磷酸鹽在水體中的積累，成為該養(yǎng)殖模式的突出問題。就養(yǎng)殖水處理的各個環(huán)節(jié)，國際上的研發(fā)熱點，是包括去除養(yǎng)殖水體中積累氮鹽的需氧/兼氧反硝化技術(shù)、生物絮團技術(shù)、微小懸浮物的去除技術(shù)、二氧化碳高效去除技術(shù)、膜過濾技術(shù)、電化學(xué)凈化技術(shù)硝化與反硝化技術(shù)等。上述技術(shù)的研發(fā)和突破，將解決養(yǎng)殖水環(huán)境中的氮磷積累、養(yǎng)殖尾水排放導(dǎo)致的富營養(yǎng)化等產(chǎn)業(yè)問題，實現(xiàn)高效生產(chǎn)、環(huán)境友好的綠色發(fā)展。

3.4 發(fā)展智慧漁業(yè)

高效、智能、精準(zhǔn)養(yǎng)殖是我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)未來綠色發(fā)展的重要方向，將突破水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)、智能控制、大數(shù)據(jù)技術(shù)、機器人與智能裝備的研究與研制，與基于養(yǎng)殖生物特性的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)相整合，從而構(gòu)建陸基工廠化“無人”智能漁場。隨著水質(zhì)監(jiān)測傳感器國產(chǎn)化、信息數(shù)據(jù)處理智能化和物聯(lián)網(wǎng)平臺的快速發(fā)展，可能實現(xiàn)將智能化技術(shù)成果落實到工廠化養(yǎng)殖模式當(dāng)中[11]。然而必須明確的是，只有在充分研究和明晰養(yǎng)殖對象生理狀況、行為特征及其變化規(guī)律、生長曲線及能量收支規(guī)律，以及養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中水環(huán)境變化及調(diào)控機理，才能集成物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)采集與分析，構(gòu)建養(yǎng)殖對象健康監(jiān)測與評估、養(yǎng)殖過程管理、水質(zhì)監(jiān)控、養(yǎng)殖設(shè)備操控等為一體的養(yǎng)殖專家管理系統(tǒng)，構(gòu)建陸基工廠化“無人”智能漁場，實現(xiàn)智慧漁業(yè)的目標(biāo)。