光伏漁業養殖模式中養殖環境和南美白對蝦生長研究

摘 要：為探索光伏與漁業結合中光伏對養殖的影響，分別對光伏池塘及普通池塘的溫度、pH值、溶解氧、南美白對蝦（Litopenaeus vannamei）生長狀況進行綜合調查，發現光伏池塘溫度、溶解氧含量低于普通池塘，pH值相差不大，均為弱堿性。在南美白對蝦產出規格相差不大的情況下，光伏池塘產量約是普通池塘的1.4倍。

關鍵詞：光伏漁業；南美白對蝦（Litopenaeus vannamei）；養殖環境

中圖分類號：S967.4 """"文獻標志碼：A

文章編號：1004-6755（2025）01-0004-04

南美白對蝦，也叫凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei），作為世界上三大主要對蝦養殖品種，于1988年正式引入中國[1]。因其適應性強、鹽度適應范圍廣、生長速度快、產量高等特點，一經引入，迅速成為我國主要海水養殖對蝦種類之一。光伏發電是指利用光生伏特效應將太陽光能轉化為電能的技術，目前被廣泛應用于土地生態修復、建筑、農業等方面。光伏漁業養殖模式既是對光伏和漁業兩種資源的有效利用，又解決了光伏產業用地面積大，土地利用率低等問題。我國的光伏漁業養殖模式主要興起于2013年[2]，“上電下漁”的協同養殖模式促進資源有效整合，提高了資源產出率，帶來顯著經濟效益。養殖池上方架設光伏，直接影響水體環境及養殖品種生長狀態，本文通過對比光伏池塘與普通池塘環境指標及對蝦生長情況，分析光伏池塘對養殖環境及水產品的影響，為研究光伏漁業新模式提供基礎數據資料。

1 材料與方法

1.1 研究對象

本次調查主要以濱州市某重點企業2號光伏池塘、3號普通池塘為調查對象。光伏池塘面積為160 hm2，平均水深1.2 m；普通池塘面積140 hm2，平均水深0.9 m。投苗量均為22.5萬尾/hm2。

1.2 樣品采集

結合企業養殖生產情況，對選定光伏池塘與普通池塘進行采樣站位固定。采樣站位盡量選取遠離岸邊，以減少人為因素的干擾。自2023年6至9月，對固定站位進行溫度、鹽度、pH值、溶解氧及南美白對蝦調查。

溫度、鹽度采用哈希 HQ40d便攜多參數分析儀現場分析，pH值、溶解氧（DO）現場采集樣品，實驗室內按照《海洋監測規范》[3]進行檢測。

2 結果

2.1 養殖環境因素

2.1.1 溫度對光伏池塘與普通池塘溫度進行調查，光伏池塘最高溫度出現在8月份，為32.5 ℃，最低溫度出現在6月份，為19.5 ℃。普通池塘最高溫度出現在8月份，為33.2 ℃，最低溫度出現在9月份，為19.8 ℃。如圖1所示，光伏池塘月平均溫度范圍23.5～27.7 ℃，普通池塘月平均溫度范圍為24.9～28.8 ℃。調查期間，6—9月光伏池塘月平均溫度均低于普通池塘。

2.1.2 pH值

調查期間光伏池塘與普通池塘的pH值變化如圖2所示，6—9月pH值月平均范圍，光伏池塘為8.24～8.43，普通池塘為8.26～8.43，無論是光伏池塘還是普通池塘，6月份pH值略高于其他3個月份，且6月份兩種環境下pH月平均值相同。整體比較，兩種環境下的pH月平均值相差不大，且都為弱堿性水質。

2.1.3 溶解氧變化 調查期間，分別于早、晚兩個固定時間段對光伏池塘、普通池塘中的溶解氧含量進行調查，發現光伏池塘早、晚水體中的溶解氧含量月平均值范圍為4.30～7.72 mg/L，普通池塘溶解氧月平均值范圍為5.27～8.53 mg/L。整體分析，光伏池塘溶解氧含量低于普通池塘，且6—9月光伏池塘中的溶解氧含量波動比普通池塘相對較大。

2.2 養殖品種生長狀況

從7月份開始，對兩種條件下的對蝦進行捕撈。7月份，光伏池塘累計捕撈南美白對蝦14 366.5 kg，普通池塘累計捕撈5 701 kg；8月份，光伏池塘累計收獲南美白對蝦28 021 kg，普通池塘為21 618 kg；9月份，光伏池塘累計收獲南美白對蝦35 116 kg ，普通池塘為27 363 kg，見圖4。截至9月底調查結束，光伏池塘共計收獲對蝦77 504 kg，平均484.4 kg/hm2，普通池塘收獲南美白對蝦54 682 kg，平均390.6 kg/hm2。對捕撈的南美白對蝦規格進行比較，發現7月份對蝦規格，光伏池塘與普通池塘相差不大，基本維持在12.5 g/尾，偶有發生10.0 g/尾的情況；8月份，兩種環境下對蝦的規格也基本相似，為14.3 g/尾；9月份光伏池塘對蝦規格13.3 g/尾，普通池塘前期收獲的規格相對較大，為14.3 g/尾，而后期為12.5 g/尾。對光伏池塘與普通池塘南美白對蝦產量及規格進行比較，在規格相差不大的情況下，光伏池塘產量明顯高于普通池塘。

3 分析與討論

3.1 養殖環境指標分析

為充分了解，進而發展光伏漁業養殖模式，掌握光伏對環境因素、養殖品種生長、產量的影響顯得尤為重要。有研究表明，南美白對蝦適宜的水溫為18～35 ℃，當日溫差變化超過9 ℃時，對蝦活動力會相應減弱，死亡率上升[4]。除此外，溫度也是影響南美白對蝦免疫力[5]、繁殖能力[6]等的重要因素。錢華政等[7]通過比較“漁光一體”組件的不同遮光度下水質環境因素變化，發現隨遮光面積的增加，水溫逐漸降低，尤其是夏季更為明顯。在本次調查中，光伏池塘水溫較普通池塘略低，但兩種環境下的溫度相差并不十分明顯。這可能與上方光伏組件及調查池塘水深有一定關聯，調查的光伏池塘中的光伏組件之間存在一定間隙，組件面積基本恒定，對水體遮陰面積有限，因此對溫度改變有限。

養殖水產品的正常生長對pH值有一定要求，對蝦適宜生長在pH值為7.5～8.5的弱堿環境中。pH值過低易降低血液的載氧能力，過高易腐蝕對蝦的鰓組織[8]。在養殖生產過程中，水體中的pH值最好維持在一定范圍內，不能出現大幅度變化，否則會影響養殖品種生長。當養殖環境中pH值開始下降時，預示著水質環境變壞，H2S含量有所增加，當pH值過高，水環境中的氨氮毒性會增加，影響對蝦攝食、生長，嚴重時導致中毒死亡。本次調查過程中，6—9月水體中的pH值變化不大，都穩定在弱堿環境中，適宜對蝦的生長，且光伏池塘與普通池塘的pH值相差不大。

水環境中溶解氧的含量直接影響水生生物攝食、生長、繁殖，大多數水生生物都有一定的溶解氧耐受范圍，超出其耐受范圍，會抑制水生生物呼吸，引起各種疾病，甚至導致死亡。段妍等[9]發現水體中溶解氧含量變化會影響對蝦消化酶的活力，進而影響對蝦食物轉化效率。當短溝對蝦長期處于缺氧性水環境下，其正常蛻皮受到抑制[10]。水體中溶解氧不足，易導致水環境中氨氮、硫化氫等有害物質的產生，從而造成對蝦中毒死亡[11]。本次調查過程中，光伏池塘與普通池塘溶解氧均在對蝦生長可接受范圍內，光伏池塘的溶解氧含量較普通池塘略低，這可能因為，光伏池塘對蝦數量較多，耗氧能力相對較強，溶解氧不能通過其他途徑得到及時有效的補充，從而造成含量相對較低。

3.2 光伏與漁業

隨著國家“雙碳”戰略的提出，“漁光互補”模式在全國迅速發展，養殖水產品品種不斷增加，因此進一步探索光伏對池塘養殖的影響，選取適宜的養殖品種成為研究的焦點。牛超等[12]發現光伏板的存在會降低下方水體光照強度、溶解氧、溫度，但均對池塘中的中華絨螯蟹正常生長沒有明顯影響。錢華政等[7]發現一定比例的遮光率對草魚生長不會產生明顯不利影響，并且光伏組件遮光性可以改善養殖池塘水質。唐艷萍等[13]發現光伏板的遮光性可以在一定程度上改變水體環境，有利于浮游植物生長、繁殖。興化市沙溝鎮利用漁光一體，發展蝦蟹生態養殖，收益顯著[14]。吳立峰等[15]2019年3—12月，對光伏區與非光伏區中的二齡中華絨螯蟹的生長情況進行對比，發現光伏區內的中華絨螯蟹在產量、規格、成活率等都呈現出明顯優勢。但徐旦紅等[16]通過試驗發現光伏板下的扣蟹養殖效果不佳，且光伏組件影響池水流動性。本次調查中，光伏池塘與普通池塘南美白對蝦規格相差不大，但收獲的產量，光伏池塘具有明顯優勢，這與吳立峰等的研究相似。光伏組件的遮光可以在夏季高溫季節降低水溫，科學抑制喜陽浮游植物，防止發生“倒藻“現象，但也對水體自然流動性產生一定不利影響。

作為水產養殖產量遠超捕撈產量的大國，上方發電，下方養殖的“光伏漁業”新型漁業養殖模式能夠促進水產養殖業的轉型升級，采取有效措施，避免其不利影響，有助于提升產業綜合立體效益。實際生產中，對于光伏組件的架設，需布局合理，科學安裝，在科學抑藻的同時減少對自然水體流動性的干擾，降低不利影響帶來的危害。池塘中可適當增加增氧設備，保證養殖品種生長需求。對于養殖品種的選取，需經慎重考察研究，充分了解養殖品種生態習性，減少不必要經濟損耗。在養殖過程中，適當增加監測頻率，及時掌握養殖生產情況，根據實際，科學養殖，加強品質建設，提高光伏漁業綜合利用率及經濟效益，達到雙贏目標。

4 小結

綜上，兩種養殖條件下pH值相差不大，光伏池塘溫度和溶解氧含量比普通池塘低，且光伏池塘中的南美白對蝦產量具明顯優勢。光伏組件的存在也產生一定的不利影響，光伏池塘中的溶解氧含量月平均值低于普通池塘。

光伏池塘南美白對蝦產量相對較高，可能因為光伏組件的存在能夠降低下方水體溫度，且光伏池塘略深于普通池塘，也在一定程度上影響水溫，尤其是在夏季氣溫較高的條件下，緩解高溫對養殖品種的危害，同時組件的遮光作用有效抑制喜陽浮游植物生長、減少水生植物腐敗，進而水體環境中有害物質相對較低，為對蝦的生長提供有利條件。

光伏池塘溶解氧含量較低，可能是光伏組件影響水體上方空氣流動，降低養殖池塘水體流動性，導致水中溶解氧含量相對較低。水體中溶解氧含量的降低，在一定程度上限制耗氧能力較強的養殖品種的生長與產量。光伏組件的遮陽作用，也影響喜陽生物的生長。因此，尋找上方清潔能源發電與下方綠色養殖的平衡點，選取適宜養殖產品，建立合理的光伏漁業養殖模式成為光伏漁業亟待解決的問題之一。

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Research on the water environment and growth of Litopenaeus vannamei in photovoltaic fisheries system

YANG Shuang1，2，SONG Ruiqiang1，2，FENG Xiao1，2，CUI Weiqi1，2

（1.Binzhou Marine Development Research Institute，Binzhou 256600，China；2.Binzhou Key Laboratory of Aquatic Seed Breeding and Healthy Breeding，Binzhou 256600，China）

Abstract：In order to explore the impact of photovoltaic on fishery aquaculture， a comprehensive investigation was conducted on the temperature，pH value，dissolved oxygen and growth of Litopenaeus vannamei of photovoltaic pond and ordinary pond. It was found that the temperature and dissolved oxygen content of photovoltaic pond were lower than that of ordinary pond.The pH value was not much different，both of which were weakly alkaline. In the case of little difference in the production specifications of Litopenaeus vannamei ， the output of photovoltaic pond was about 1.4 times that of ordinary pond.

Key words：photovoltaic fishery; Litopenaeus vannamei; water environment

（收稿日期：2024-10-23）