淡水池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)設(shè)計(jì)比選試驗(yàn)（二）

章海鑫 黎流球 歐陽(yáng)敏 溫嬌萍 張桂芳 鄧宏奎

摘要： 通過(guò)將小型池塘（1.2×667m 2）改造成養(yǎng)魚區(qū)和水質(zhì)處理區(qū)的方式設(shè)計(jì)了一套新型“潔水循環(huán)”系統(tǒng)—“陸基分區(qū)”養(yǎng)殖系統(tǒng)。并驗(yàn)證了該系統(tǒng)的養(yǎng)殖效果，光唇魚經(jīng)過(guò)330d的養(yǎng)殖成活率為84.8%，餌料系數(shù)為1.59，單位產(chǎn)量為10.6kg/m 3；加州鱸經(jīng)過(guò)180d的養(yǎng)殖成活率為85.33%，餌料系數(shù)為1.37，單位產(chǎn)量為12.19kg/m 3。結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)水體循環(huán)養(yǎng)殖，達(dá)到低占地面積、低排污的養(yǎng)殖效果，但還需要進(jìn)一步探討其養(yǎng)殖技術(shù)，提高養(yǎng)殖單位產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞： 陸基分區(qū)養(yǎng)殖；設(shè)計(jì)；光唇魚；加州鱸；循環(huán)養(yǎng)殖

中圖分類號(hào)： S969 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

鑒于全球人口增長(zhǎng)和食品需求加速，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)蓬勃發(fā)展 ?［1］ 。水產(chǎn)養(yǎng)殖的快速擴(kuò)張會(huì)帶來(lái)一系列的環(huán)境問(wèn)題，如集約化養(yǎng)殖系統(tǒng)中水質(zhì)的退化和疾病的爆發(fā) ?［2-4］ 。一般在集約化養(yǎng)殖過(guò)程中面對(duì)此類問(wèn)題，最主要的手段就是通過(guò)水體交換來(lái)解決。但通過(guò)水體交換勢(shì)必會(huì)造成水資源的大量消耗和相應(yīng)的環(huán)境問(wèn)題。集約化的養(yǎng)殖系統(tǒng)向天然水體排水，水體中含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)就會(huì)相應(yīng)的在天然水體中釋放。最終導(dǎo)致天然水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，甚至影響著天然水體的生物多樣性 ?［5、6］ 。封閉性水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)強(qiáng)化了水質(zhì)的處理能力，精確把控了養(yǎng)殖動(dòng)物的安全性，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖水產(chǎn)品的安全和可能。同時(shí)能夠做到水體低交換率、水質(zhì)可控和養(yǎng)殖對(duì)象可控等。因此，在封閉的水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)是解決以上問(wèn)題的主要解題思路之一。目前，封閉性水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)主要有潔水循環(huán)系統(tǒng)（clearn-water recirculating aquaculture system，CW）和生物絮團(tuán)養(yǎng)殖系統(tǒng)（biofloc aquaculture system，BF）。目前，在江西，發(fā)展的主要是CW養(yǎng)殖系統(tǒng)，如“水泥池”流水養(yǎng)殖、“帆布桶”、“ 跑道推水養(yǎng)魚”、 “集裝箱”、“ 圈養(yǎng)桶”、 “工廠化循環(huán)水”等。其中“水泥池”流水養(yǎng)殖和“帆布桶”還不能做到完全自行凈化，需要外源水源的補(bǔ)充。而“跑道推水養(yǎng)魚”、“集裝箱”、“圈養(yǎng)桶”等模式實(shí)際上是要額外配置大面積的池塘進(jìn)行水質(zhì)凈化，而且功耗特別大?！肮S化循環(huán)水”養(yǎng)殖能夠?qū)崿F(xiàn)水體的完全凈化，但對(duì)于能耗和技術(shù)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(yǎng)殖系統(tǒng)顯得非常必要。本文介紹一種新型潔水循環(huán)系統(tǒng)-“陸基分區(qū)”養(yǎng)殖系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)能耗消耗低、占地面積小、零換水和零排污。旨在為發(fā)展江西潔水循環(huán)系統(tǒng)提供一種新思路。

1 陸基分區(qū)養(yǎng)殖系統(tǒng)

1.1 設(shè)計(jì)理念

陸基分區(qū)養(yǎng)殖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將養(yǎng)魚和水質(zhì)處理分開(kāi)，養(yǎng)魚區(qū)域?qū)Ｗ⒂陴B(yǎng)魚，水質(zhì)處理區(qū)域?qū)Ｗ⒂谒|(zhì)處理。水處理完后要循環(huán)利用，同時(shí)在水處理過(guò)程中將溶于水的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成經(jīng)濟(jì)作物，實(shí)現(xiàn)魚菜雙豐收，養(yǎng)殖低排放或零排放。同時(shí)整個(gè)養(yǎng)殖區(qū)域的占地面積不宜過(guò)大，便于操作管理和節(jié)約土地資源。

1.2 整體構(gòu)造

陸基分區(qū)養(yǎng)殖系統(tǒng)占地面積為1.2×667m 2，由三條水渠將系統(tǒng)分割成養(yǎng)殖區(qū)和水質(zhì)處理區(qū)。養(yǎng)殖區(qū)由4個(gè)圓形養(yǎng)殖池構(gòu)成，養(yǎng)殖池有獨(dú)立進(jìn)水口和底排污系統(tǒng)，進(jìn)水口安裝有曝氣系統(tǒng)；養(yǎng)殖池的面積為100m 2，深為1.5m。養(yǎng)殖池水由底排污管排出進(jìn)入沉淀池。沉淀池面積為25m 2，由一臺(tái)水泵將水提入水處理區(qū)。水處理區(qū)采用模塊化設(shè)計(jì)，面積為320m 2，每個(gè)模塊水下掛毛刷，水面種植水生蔬菜。陸基分區(qū)養(yǎng)殖系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和實(shí)景圖見(jiàn)圖1和圖2。

1.3 運(yùn)行工作原理

陸基分區(qū)養(yǎng)殖系統(tǒng)主要目的是將養(yǎng)魚和水處理分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)高密度養(yǎng)殖和污水低排放或零排放的目的。主要運(yùn)行的原理是：首先魚養(yǎng)殖在養(yǎng)魚區(qū)，養(yǎng)魚區(qū)實(shí)現(xiàn)魚類高密度養(yǎng)殖，殘餌、糞便和固體廢物則由底部排污管排出進(jìn)入沉淀池。其次養(yǎng)殖區(qū)廢水、殘餌和固體廢物在沉淀區(qū)沉淀，沉淀區(qū)不但承擔(dān)沉淀的作用，同時(shí)還承擔(dān)整個(gè)系統(tǒng)的反硝化的功能區(qū)，沉淀區(qū)的底污定時(shí)吸出進(jìn)行堆肥進(jìn)入果園作為肥料。第三，沉淀后的養(yǎng)殖水通過(guò)提水泵進(jìn)入水處理區(qū)，通過(guò)曝氣和生物膜（毛刷）對(duì)溶解性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（N、P等）進(jìn)行處理，同時(shí)通過(guò)水生蔬菜進(jìn)行吸收轉(zhuǎn)化，將無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的有機(jī)物質(zhì)（蔬菜）。最后，經(jīng)過(guò)處理后的水進(jìn)入水渠在養(yǎng)殖池的進(jìn)水口進(jìn)行再曝氣后重新進(jìn)入養(yǎng)殖池。因此整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程是水體循環(huán)的，養(yǎng)殖過(guò)程是可控的，養(yǎng)殖污染物是低排放的。

2 養(yǎng)殖實(shí)例

2.1 光唇魚養(yǎng)殖實(shí)例

2020年，在上高縣建立的一套陸基分區(qū)養(yǎng)殖系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)養(yǎng)殖了一年的光唇魚。在2個(gè)體積為125/m 3的養(yǎng)殖池中養(yǎng)殖了75000尾光唇魚，經(jīng)過(guò)330d的養(yǎng)殖2個(gè)養(yǎng)殖池共收獲2650kg光唇魚。平均規(guī)格為3.42g/尾的光唇魚收獲規(guī)格為41.67g/尾，特定生長(zhǎng)率達(dá)為0.76%。光唇魚養(yǎng)殖成活率為84.8%，增重率為933.14%，餌料系數(shù)為1.59。

2．2加州鱸養(yǎng)殖實(shí)例

2020年，在上高縣建立的一套陸基分區(qū)養(yǎng)殖系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)養(yǎng)殖了一年的加州鱸。在2個(gè)體積為125/m 3的養(yǎng)殖池中養(yǎng)殖了7500尾加州鱸，經(jīng)過(guò)180d的養(yǎng)殖2個(gè)養(yǎng)殖池共收獲3047.5kg加州鱸。平均規(guī)格為6.48g/尾的加州鱸收獲規(guī)格為476.17g/尾，特定生長(zhǎng)率達(dá)為2.38%。加州鱸養(yǎng)殖成活率為85.33%，增重率為6170.58%，餌料系數(shù)為1.37。

3分析與討論

3.1系統(tǒng)養(yǎng)殖效果分析

光唇魚屬鯉形目，鯉科，鲃亞科，光唇魚屬，是我國(guó)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(yǎng)殖。主要養(yǎng)殖方式有網(wǎng)箱、池塘和流水帆布池等 ?［8-9］ 。目前光唇魚越來(lái)越受到養(yǎng)殖戶的喜愛(ài)，價(jià)格常年居高不下。加州鱸是20世紀(jì)80年代從國(guó)外引進(jìn)的肉食性魚類，具有營(yíng)養(yǎng)豐富、肉質(zhì)鮮美、生長(zhǎng)速度快、適溫性廣等特點(diǎn)。加州鱸養(yǎng)殖主要分布在中國(guó)廣東、浙江、江蘇、湖北等省份 ?［10］ 。傳統(tǒng)加州鱸池塘養(yǎng)殖模式較為粗放，從業(yè)者一般不考慮養(yǎng)殖水環(huán)境承載力，造成水生態(tài)環(huán)境的污染和養(yǎng)殖模式的不可持續(xù)性等一些列問(wèn)題 ?［11］ 。因此，如果能夠采用陸基分區(qū)養(yǎng)殖的模式養(yǎng)殖光唇魚和加州鱸，對(duì)于漁業(yè)養(yǎng)殖模式，提高陸基分區(qū)養(yǎng)殖的養(yǎng)殖效益，以及推廣陸基分區(qū)養(yǎng)殖具有積極的意義。本養(yǎng)殖試驗(yàn)共收獲光唇魚2650㎏，單位產(chǎn)量為10.6kg/m 3。養(yǎng)殖產(chǎn)量高于池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量和大棚養(yǎng)殖產(chǎn)量 ?［12］ ，產(chǎn)量低于本實(shí)驗(yàn)加州鱸養(yǎng)殖產(chǎn)量（共收獲3047.5㎏，單位產(chǎn)量為12.19kg/m 3），同時(shí)加州鱸養(yǎng)殖產(chǎn)量低于池塘圈養(yǎng)的產(chǎn)量（36.1kg/m 3） ?［13］ 。表明本系統(tǒng)可以養(yǎng)殖光唇魚和加州鱸兩種魚類，但其養(yǎng)殖產(chǎn)量還有進(jìn)一步提升的空間。這需要在水質(zhì)控制，養(yǎng)殖投喂等環(huán)節(jié)進(jìn)一步的提高管理和養(yǎng)殖技能。

3.2 陸基分區(qū)養(yǎng)殖效果分析

雖然目前在整個(gè)水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中，未將水資源使用的成本納入到養(yǎng)殖成本的計(jì)算中去。因?yàn)槲覀兯a(chǎn)養(yǎng)殖的水資源的使用目前并沒(méi)有收取費(fèi)用，但隨著水資源的越來(lái)越匱乏，水資源使用給環(huán)境帶來(lái)的壓力越來(lái)越大，未來(lái)水資源的使用必將是越來(lái)越緊張。而對(duì)于水產(chǎn)養(yǎng)殖這一高用水行業(yè)來(lái)說(shuō)，一旦水資源的使用需要額外支付成本，將會(huì)深刻影響著水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的發(fā)展。因此目前，全國(guó)各地，乃至全世界均在大力發(fā)展水資源循環(huán)可用的水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)——潔水循環(huán)系統(tǒng)。陸基分區(qū)養(yǎng)殖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是基于這一目的出發(fā)而研發(fā)設(shè)計(jì)的。目標(biāo)在于在水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中盡可能減少水資源的利用，提高養(yǎng)殖動(dòng)物生長(zhǎng)速度，這對(duì)當(dāng)前的生態(tài)文明節(jié)能減排，節(jié)水意義重大。通過(guò)對(duì)光唇魚和加州鱸的養(yǎng)殖試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的養(yǎng)殖，整個(gè)系統(tǒng)的水基本能夠做到自我處理，不需要額外補(bǔ)充水源（蒸發(fā)后和沉淀池吸污后補(bǔ)充除外），極大的節(jié)約了水資源。同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)占地面積約1.2×667m 2，相比較產(chǎn)量相同的傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖方式大量的降低了對(duì)土地資源的使用。

水產(chǎn)養(yǎng)殖的首要目的是在滿足環(huán)保和食品安全的要求下能夠掙錢。因此努力提高養(yǎng)殖產(chǎn)量、降低養(yǎng)殖成本是提高養(yǎng)殖效益的有效手段。通過(guò)養(yǎng)殖試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雖然陸基分區(qū)養(yǎng)殖系統(tǒng)提高了電費(fèi)的使用，需要額外的增加一定的養(yǎng)殖成本，同時(shí)設(shè)施的投入相較于普通池塘也有所提高。但在“陸基分區(qū)”養(yǎng)殖系統(tǒng)中養(yǎng)殖光唇魚和加州鱸發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有病害的危害，成活率較高，整個(gè)養(yǎng)殖過(guò)程中不存在藥物使用的情況，排除了藥物使用的成本，同時(shí)成活率提高也相應(yīng)的增加了養(yǎng)殖產(chǎn)量。就整個(gè)系統(tǒng)來(lái)言，在占地面積為1.2×667m 2的基礎(chǔ)上生產(chǎn)了5697.5kg的產(chǎn)量（光唇魚和加州鱸），相較于普通養(yǎng)殖池塘，產(chǎn)量提高了3～4倍。另外，此系統(tǒng)通過(guò)探討?zhàn)B殖高附加值產(chǎn)品能夠取得的養(yǎng)殖效益會(huì)大于普通養(yǎng)殖品種，如光唇魚養(yǎng)殖周期更長(zhǎng)、養(yǎng)殖產(chǎn)量更低，但養(yǎng)殖效益遠(yuǎn)高于加州鱸。說(shuō)明利用陸基分區(qū)養(yǎng)殖高附加值物種能夠通過(guò)高附加值抵消部分成本的增加而達(dá)到提高養(yǎng)殖效益的目的。

雖然通過(guò)養(yǎng)殖試驗(yàn)，得到陸基分區(qū)養(yǎng)殖的設(shè)計(jì)是可行的，但還是有部分的問(wèn)題需要進(jìn)一步的解決。如水處理過(guò)程中需要非常專業(yè)的知識(shí)根據(jù)養(yǎng)殖季節(jié)和養(yǎng)殖階段配置不同的凈化植物，水處理區(qū)生物膜脫落和更新的處理等均需要進(jìn)一步優(yōu)化。還有就是整個(gè)系統(tǒng)中養(yǎng)殖的單位產(chǎn)量還是較低，相較于工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的產(chǎn)量，此系統(tǒng)的養(yǎng)殖產(chǎn)量還有進(jìn)一步上升的空間。這些需要進(jìn)行長(zhǎng)期的養(yǎng)殖實(shí)踐和設(shè)施改進(jìn)等。

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