兩種陸基圓池循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的養(yǎng)殖效果對(duì)比分析

黎建斌,黃 健,楊 瓊,唐章生,楊學(xué)明

(1. 廣西壯族自治區(qū)水產(chǎn)科學(xué)研究院,南寧 530021;2. 廣西壯族自治區(qū)水產(chǎn)引育種中心,南寧 530200)

陸基圓池循環(huán)水養(yǎng)殖是一種新型高效的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式,是我國(guó)水產(chǎn)業(yè)的“新生事物”,代表現(xiàn)代漁業(yè)的發(fā)展方向。該養(yǎng)殖新方式踐行綠色發(fā)展理念,改變傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式,使用鍍鋅鋼板和高強(qiáng)PVC苫布建設(shè)陸基高位圓形養(yǎng)殖池,具有占地少、構(gòu)建不受地形地勢(shì)影響、不破壞土地性質(zhì)、設(shè)施設(shè)備安裝靈活、收獲操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)[1],被遴選為2021年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重大引領(lǐng)性技術(shù)。但現(xiàn)有的陸基圓池循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗大、運(yùn)行成本高,固體排泄物自凈能力偏低、養(yǎng)殖密度低、養(yǎng)殖品種相對(duì)單一、病害頻發(fā)等問(wèn)題,還無(wú)法實(shí)現(xiàn)如同池塘養(yǎng)殖一般的普及性與廣泛性,制約了產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。筆者針對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的突出問(wèn)題,構(gòu)建了一種投入低、效益高、運(yùn)行節(jié)能的陸基圓池循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的養(yǎng)殖方法,為國(guó)內(nèi)陸基圓池循環(huán)水養(yǎng)殖模式的深入研究和推廣應(yīng)用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 陸基圓池循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)構(gòu)建

1.1.1 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)及流程 陸基圓池循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng),具體包括圓形養(yǎng)殖池、魚(yú)糞沉淀池、尾水收集池、一級(jí)沉淀池、二級(jí)沉淀池以及三級(jí)生態(tài)池幾部分,各功能區(qū)面積比例為(1～6)∶1∶1∶1∶1∶(0.5～4),優(yōu)選為4∶1∶1∶1∶1∶2,通過(guò)管道依次連通形成循環(huán)回路(見(jiàn)圖1)。

注:1.圓形養(yǎng)殖池 2.魚(yú)糞沉淀池 3.尾水收集池

1.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1.2.1 圓形養(yǎng)殖池

圓形養(yǎng)殖池使用鍍鋅鋼板和高強(qiáng)PVC帆布建設(shè)(見(jiàn)圖2),直徑6～10 m,優(yōu)選為8 m,池深1.5～2.5 m,優(yōu)選為2 m,底部朝中央向下傾斜角度10°～20°,優(yōu)選為15°,形成漏斗式的底面便于固體廢棄物在“茶杯效應(yīng)”下集中沉淀在池底中心位置[1];圓池之間間隔1～2 m,優(yōu)選為1.5 m。

注:1為養(yǎng)殖池;2為污水提升裝置;3為水污分離器;4為毛刷處理池;5為微生物處理池;6為水生植物處理池;7為凈水消毒池;8為回流提升裝置;9為尾水生化處理池。

圓形養(yǎng)殖池設(shè)有一個(gè)進(jìn)水口、兩個(gè)推水器和一個(gè)雙排污底盤(pán)裝置;進(jìn)水口位置在養(yǎng)殖池側(cè)面頂端,進(jìn)水循環(huán)量為10～20 m3/h;兩個(gè)推水器對(duì)稱(chēng)安裝在池側(cè)面,距水面1/2或1/3處,24 h保持池內(nèi)水體處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài);養(yǎng)殖水體轉(zhuǎn)速控制在1～2 m/s,優(yōu)選為養(yǎng)殖前期1.5 m/s,養(yǎng)殖后期2 m/s;雙排污底盤(pán)裝置,魚(yú)糞、尾水分開(kāi)排放方式;雙排污底盤(pán)裝置在池底中心位置;排糞管口直徑為20～30 cm,飼喂完0.5～1.5 h后進(jìn)行底排糞,每次排糞時(shí)間為30～60 s,魚(yú)糞經(jīng)排污管道直接排入魚(yú)糞沉淀池(排糞管道設(shè)有控制開(kāi)關(guān)),沉淀后表層污水會(huì)同尾水進(jìn)行深度凈化后返回養(yǎng)殖池循環(huán)利用,余下魚(yú)糞經(jīng)固液分離或自然干燥后應(yīng)用微生物發(fā)酵劑生產(chǎn)生物肥用于農(nóng)作物種植;尾水排放管位于圓池中心,低于池面20～30 cm,管口直徑為30～40 cm,設(shè)有防逃網(wǎng),尾水經(jīng)排放管直接排入尾水收集池。

圓形養(yǎng)殖池內(nèi)還安裝有增氧設(shè)備,增氧設(shè)備根據(jù)養(yǎng)殖池水容積大小配備風(fēng)機(jī),進(jìn)氣量不低于30 m3/h,進(jìn)氣管由排空閥、PVC/PPR管連接,池內(nèi)配溶解氧探頭,保證池內(nèi)水體溶氧在5～8 mg/L。

1.1.2.2 魚(yú)糞沉淀池

魚(yú)糞沉淀池采用磚砌水泥抹面結(jié)構(gòu),上部為內(nèi)空的圓柱型,下部為內(nèi)空的圓錐型,上部的直徑為4～12 m,深度為2～3 m,下部的深度為1～2 m;魚(yú)糞沉淀池的池頂?shù)陀陴B(yǎng)殖池體底部1～2 m,優(yōu)選為1.5 m。

魚(yú)糞沉淀池還設(shè)置有尾水排出口和糞便排出口,尾水排出口通過(guò)管道與尾水收集池連通,在魚(yú)糞沉淀池中沉淀后的表層污水會(huì)通過(guò)尾水排出口進(jìn)行尾水收集池,同尾水進(jìn)行深度凈化后返回養(yǎng)殖池循環(huán)利用;糞便排出口是用于排出魚(yú)糞沉淀池中沉淀剩余的魚(yú)糞,排出后的魚(yú)糞經(jīng)固液分離或自然干燥后應(yīng)用微生物發(fā)酵劑生產(chǎn)生物肥用于農(nóng)作物種植。

1.1.2.3 尾水收集池尾水收集池的池頂?shù)陀陴B(yǎng)殖池體底部1～2 m,優(yōu)選為1.5 m;所述尾水收集池采用磚砌水泥抹面,池深1～2 m,優(yōu)選為1.5 m。

1.1.2.4 一級(jí)沉淀池、二級(jí)沉淀池、三級(jí)生態(tài)池

一級(jí)沉淀池、二級(jí)沉淀池、三級(jí)生態(tài)池三個(gè)池呈階梯高低排列,間距沒(méi)有特殊限定,三個(gè)池池底高度依次降低,依次遞減0.2～0.4 m,優(yōu)選為0.3 m。

一級(jí)沉淀池和二級(jí)沉淀池采用磚砌水泥抹面,三級(jí)生態(tài)池為土塘,三個(gè)池的深度為1～2 m,優(yōu)選為1.5 m,面積比為1∶1∶2;一級(jí)沉淀池和二級(jí)沉淀池中掛滿毛刷,水面布滿水葫蘆,以阻擋大粒徑顆粒和吸收水中氮、磷,完成沉淀過(guò)程;三級(jí)生態(tài)池塘為魚(yú)菜共養(yǎng)模式,放養(yǎng)濾食性魚(yú)類(lèi)和水面放置蔬菜種植浮板種植蔬菜,放養(yǎng)的濾食性魚(yú)類(lèi)優(yōu)選為鰱鳙魚(yú),放養(yǎng)密度優(yōu)選為4～6尾/m3,放養(yǎng)比例優(yōu)選為3∶1,規(guī)格1 kg/尾以上;蔬菜種植浮板面積占三級(jí)生態(tài)池面積的1/(2～3),優(yōu)選為1/2;種植的蔬菜優(yōu)選為空心菜,完成深度凈化。

1.1.2.5 循環(huán)設(shè)備循環(huán)設(shè)備根據(jù)圓形養(yǎng)殖池水容積設(shè)置功率大小,循環(huán)流量為10～20 m3/h;安裝材料包括PVC管道、閥門(mén)和緊固件;24 h保持循環(huán)。

1.1.2.6 增氧設(shè)備增氧設(shè)備根據(jù)養(yǎng)殖池水容積大小配備風(fēng)機(jī),進(jìn)氣量不低于30 m3/h,進(jìn)氣管由排空閥、PVC/PPR管連接,池內(nèi)配溶解氧探頭,保證池內(nèi)水體溶氧在5～8 mg/L。

1.2 配套養(yǎng)殖方法

1.2.1 養(yǎng)殖池處理 排干池水,并用高壓泵沖洗,清除池底污泥,晾干或曝曬池底3～4 d,得到清潔養(yǎng)殖用池。

1.2.2 養(yǎng)殖用水處理 對(duì)養(yǎng)殖用水進(jìn)行80目濾網(wǎng)過(guò)濾,得到清潔養(yǎng)殖用水,在養(yǎng)殖系統(tǒng)中注入所述清潔養(yǎng)殖用水,養(yǎng)殖池注水深度為1.5～2.5 m,優(yōu)選為1.8 m,并在系統(tǒng)養(yǎng)殖用水中加入0.2‰～2‰的NaCl,優(yōu)選為1‰。

1.2.3 益生菌附著和接種 苗種放養(yǎng)前5～7 d晴天上午,在系統(tǒng)養(yǎng)殖水體中施用1次益生菌菌劑,施用量為0.3～15 mg/L。

1.2.4 試水 苗種放養(yǎng)前系統(tǒng)需試運(yùn)行,測(cè)試進(jìn)出水管道、水泵及氣泵等是否正常運(yùn)行;取養(yǎng)殖池原池水進(jìn)行試水,試水時(shí)間不少于24 h,如魚(yú)種活動(dòng)正常,則可放養(yǎng)。

1.2.5 苗種來(lái)源 苗種來(lái)源合法并檢疫合格,要求體型正常、無(wú)病無(wú)傷、鱗片和鰭條完整。

1.2.6 投放品種 應(yīng)投放能攝食膨化配合飼料、適應(yīng)于高密度集約化養(yǎng)殖的魚(yú)類(lèi)品種,飼料系數(shù)一般應(yīng)在1.2以下,以經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高品種(如加州鱸、斑鱧、黃顙魚(yú)、斑點(diǎn)叉尾鮰)為宜。

1.2.7 苗種消毒 放養(yǎng)前進(jìn)行魚(yú)體消毒,消毒方法:1%～3%的NaCl水溶液,浸洗5～10 min。

1.2.8 放養(yǎng)規(guī)格及密度 苗種放養(yǎng)規(guī)格20～50 g以上為宜;放養(yǎng)的密度根據(jù)增氧能力和水質(zhì)調(diào)控能力,一般在60～120尾/m3。

1.2.9 分段式飼喂膨化配合飼料、丁酸梭菌和五黃粉 膨化配合飼料飼喂的頻率為2～3次/d,每次的飼喂量為魚(yú)體質(zhì)量的2%～4%;平時(shí)預(yù)防時(shí),丁酸梭菌的飼喂頻率為每隔7～9 d飼喂1次,1次連用3 d,每次丁酸梭菌的飼喂量占每次膨化配合飼料飼喂量的質(zhì)量百分比為5‰;養(yǎng)殖高溫期或發(fā)病期,五黃粉的飼喂頻率為每隔5～7 d用藥一次,1次連用3 d,每次五黃粉的飼喂量占每次膨化配合飼料飼喂量的質(zhì)量百分比為5‰。

1.2.10 養(yǎng)殖前期調(diào)水 種苗入池后,每日施用1次益生菌菌劑,每次施用量為0.5～30 mg/L,連續(xù)潑灑3～5 d,至水體透明度為0.5～0.6 m[2]。

1.2.11 養(yǎng)殖中后期調(diào)水 種苗入池后30 d后,在養(yǎng)殖池中施用過(guò)硫酸氫鉀復(fù)合鹽片,間隔10～14 h后施用益生菌菌劑;過(guò)硫酸氫鉀復(fù)合鹽片的施用頻率為每2～3 d施用一次,每次的施用量為1 mg/L;益生菌菌劑的施用頻率獨(dú)立為每2～3 d施用一次,每次的施用量為1～60 mg/L[3]。

1.2.12 排糞與循環(huán) 飼喂完0.5～1.5 h后進(jìn)行底排糞1次,每次排糞時(shí)間為30～60 s,養(yǎng)殖水體要24 h保持循環(huán);養(yǎng)殖期間不換水,僅從系統(tǒng)外補(bǔ)充相應(yīng)百分含量的新水;養(yǎng)殖水體全天24 h保持循環(huán);增氧機(jī)全天24 h運(yùn)行,保持溶解氧在5～8 mg/L。

1.2.13 收獲 依據(jù)氣候、規(guī)格、市場(chǎng)價(jià)格、水體狀況適時(shí)捕獲。

2 養(yǎng)殖應(yīng)用試驗(yàn)

本試驗(yàn)于2021年4月16日至2021年11月19日,在廣西瑞雪鴻祥科技有限公司良鳳江養(yǎng)殖基地進(jìn)行,試驗(yàn)設(shè)試驗(yàn)組和對(duì)照組。

2.1 試驗(yàn)組

2.1.1 本文構(gòu)建的一種陸基圓池循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng) 養(yǎng)殖系統(tǒng)見(jiàn)圖1,試驗(yàn)組選擇圓形養(yǎng)殖池3個(gè)(編號(hào)1#、2#、3#);加州鱸苗種初始放養(yǎng)情況見(jiàn)表1。

表1 苗種初始放養(yǎng)情況

2.1.2 配套養(yǎng)殖方法

參照步驟1.2.3,施用的益生菌菌劑是沼澤紅假單胞菌水劑(有效活菌數(shù)≥8×108CFU/mL),施用量為4.5 mg/L。

參照步驟1.2.10,施用的益生菌菌劑是植物乳桿菌水劑(有效活菌數(shù)≥2×108CFU/mL,施用量4.5 mg/L)和沼澤紅假單胞菌水劑(有效活菌數(shù)≥8×108CFU/mL,施用量4.5 mg/L)。

參照步驟1.2.11,施用的益生菌菌劑是枯草芽孢桿菌粉劑(有效活菌數(shù)≥100×108CFU/g),施用量為水稀釋液0.3 mg/L;施用的過(guò)硫酸氫鉀復(fù)合鹽片主要成分為復(fù)合單過(guò)硫酸氫鉀粉和解藻毒素過(guò)氧化物,含量規(guī)格以復(fù)合單過(guò)硫酸氫鉀粉含量計(jì)≥25%,解藻毒素過(guò)氧化物含量計(jì)≥5%,施用量為1 mg/L。

參照步驟1.2.9添加的丁酸梭菌水劑有效活菌數(shù)≥5.0×108CFU/mL,五黃粉主要成分為黃芩、黃柏、大黃、黃連和黃芪等。

養(yǎng)殖7個(gè)月后起捕,結(jié)果見(jiàn)表3。

2.2 對(duì)照組

2.2.1 基地原有陸基循環(huán)水水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)

陸基循環(huán)水水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)見(jiàn)圖2,具體包括圓形養(yǎng)殖池、毛刷處理池、微生物處理池、水生植物處理池、凈水消毒池及尾水生化處理池,各功能區(qū)比例為5∶1∶1∶1∶1∶1。養(yǎng)殖池底部高于其他功能區(qū)的池頂1 m。

對(duì)照組選擇圓形水泥養(yǎng)殖池3個(gè)(編號(hào)4#、5#、6#),池壁為磚混結(jié)構(gòu),厚度26 cm以上,直徑10 m,池深1.8 m,池底為混凝土凈面,保持光滑并向池中心傾斜,呈漏斗狀,池體積140 m3,實(shí)際水容積120 m3。

毛刷處理池、微生物處理池、水生植物處理池、凈水消毒池及尾水生化處理池均為磚混水泥抹面結(jié)構(gòu),五個(gè)池的深度均為1.5 m、體積均為80 m3。

系統(tǒng)使用流程:

A.養(yǎng)殖池1的水體,由底排水管通過(guò)污水提升裝置2溢流排污,把水提升到污水分離機(jī),水體中的大顆粒物質(zhì)在此分離沉淀,在排污清洗時(shí)排到尾水生化處理池9,做最后凈化處理。

B.分離干凈的水由管道溢流到毛刷處理池4,其中水體的有害物質(zhì)由毛刷吸附分離后,將清洗雜質(zhì)的水排放到尾水生化處理池9處理,將凈化后的水排放至生物處理池(交替設(shè)置的微生物處理池5和水生植物處理池6;通過(guò)設(shè)置的微生物處理池5對(duì)水體中所含的蛋白質(zhì)、氨氮、亞硝酸鹽進(jìn)行硝化和反硝化,生成植物所吸收的硝酸鹽,再經(jīng)水生植物處理池6的植物吸收過(guò)濾;

C.水體經(jīng)過(guò)生物處理池處理過(guò)后,流到凈化消毒池,消毒干凈的水,由回流提升裝置8回流到養(yǎng)殖池1內(nèi),繼續(xù)養(yǎng)魚(yú),周而復(fù)始形成循環(huán)過(guò)濾,保證養(yǎng)殖池1中水體質(zhì)量,其中尾水生化處理池9的尾水在處理達(dá)標(biāo)后外排。

2.2.2 配套養(yǎng)殖方法

2.2.2.1 養(yǎng)殖池處理魚(yú)種投放前7 d,用生石灰對(duì)養(yǎng)殖池進(jìn)行全面徹底的消毒。

2.2.2.2 養(yǎng)殖用水處理在養(yǎng)殖系統(tǒng)中注水養(yǎng)殖用水,注水時(shí),用細(xì)絹篩過(guò)濾有害生物,養(yǎng)殖池注水深度1.5 m。

2.2.2.3 放養(yǎng)種苗加州鱸苗種來(lái)源合法并檢疫合格,要求體型正常、無(wú)病無(wú)傷、鱗片和鰭條完整,初始放養(yǎng)情況見(jiàn)表2。

表2 初始放養(yǎng)情況

2.2.2.4 飼喂加州鱸魚(yú)膨化配合飼料膨化配合飼料飼喂的頻率為2次/d,每次的飼喂量為魚(yú)體質(zhì)量的2.5%。

2.2.2.5 病害預(yù)防定期在飼料中補(bǔ)充保肝護(hù)膽產(chǎn)品及免疫增強(qiáng)劑等。

2.2.2.6 水質(zhì)調(diào)控3—5月水深控制在1.3～1.5 m,6—8月逐步調(diào)高至1.5～1.8 m,9—11月水深穩(wěn)定在1.8 m左右。養(yǎng)殖期間不換水,及時(shí)補(bǔ)充新水,保持池水清潔。將溶氧控制在6 mg/L以上。高溫季節(jié)增氧推水機(jī)每天開(kāi)啟時(shí)間應(yīng)保持在10 h以上,陰雨悶熱天氣同時(shí)開(kāi)啟微孔增氧機(jī)。

2.2.2.7 排污與循環(huán)依靠循環(huán)水系統(tǒng)的自凈作用,每天將池中的糞便和殘餌,排入系統(tǒng)中。

2.2.2.8 收獲養(yǎng)殖7個(gè)月后起捕,結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 試驗(yàn)組和對(duì)照組各養(yǎng)殖池生產(chǎn)性能

3 結(jié)果

由表3可以看出,與現(xiàn)有養(yǎng)殖系統(tǒng)及養(yǎng)殖方法相比,經(jīng)7個(gè)月養(yǎng)殖,能使加州鱸養(yǎng)殖成活率提高17.5%,均末重提高34 g/尾,折合產(chǎn)量提高10 kg/m3(總產(chǎn)量是由水容積大小決定的,應(yīng)用例水容積90 m3,對(duì)照例水容積120 m3,沒(méi)有可比性,故比較折合產(chǎn)量即可),售價(jià)提高1元/kg,養(yǎng)殖成本降低3.6元/kg,利潤(rùn)率提高15.93%,折合利潤(rùn)產(chǎn)值提高194元/m3。

4 結(jié)論

筆者圍繞制約陸基圓池循環(huán)水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題,以節(jié)能、降耗為突破口,構(gòu)建了一種陸基圓池循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng),該系統(tǒng)完全摒棄了現(xiàn)有養(yǎng)殖水處理中使用的轉(zhuǎn)鼓微濾機(jī)、二氧化碳剝離器、蛋白分離器、集污器等設(shè)備;通過(guò)池內(nèi)“茶杯效應(yīng)”和池外“固液分離”,實(shí)現(xiàn)固體糞便、殘餌收集率90%;處理后的污水會(huì)同尾水經(jīng)過(guò)一級(jí)沉淀池、二級(jí)沉淀池和三級(jí)生態(tài)池完成深度凈化,高效去除水中氨氮,亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮和PO4-P等,養(yǎng)殖尾水循環(huán)利用率達(dá)90%。并結(jié)合基于該系統(tǒng)的養(yǎng)殖方法,實(shí)踐了一種低能耗、高效率的陸基圓池循環(huán)水養(yǎng)殖模式。取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益,實(shí)現(xiàn)了水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水低碳高效零污染排放、資源化利用和如同池塘養(yǎng)殖一般的普及性與廣泛性,具有極大的市場(chǎng)推廣價(jià)值。