工厂化水产养殖现状分析

张宝龙 赵子续 曲 木 张洪竹 唐子鹏 翟胜利

天津现代晨辉科技集团有限公司/ 天津市水族动物功能性饲料企业重点实验室，天津301800

水产品因其脂肪含量低、肉质鲜嫩，同时富含蛋白质、磷质、维生素、无机盐等各类营养物质而深受消费者的喜爱，近年来，海淡水养殖规模及产量逐年增加。工厂化水产养殖作为海淡水养殖中的主要养殖形式发展迅猛，随之而来的则是诸多问题，如水环境污染日益加重、养殖产品质量参差不齐、食品质量安全下降、水资源消耗等。在这种情况下，海淡水养殖业面临着严峻的考验，因此，如何提高水产养殖品质量安全，降低养殖成本，提高养殖收益，减少水资源及环境污染等，成为水产养殖产业亟待解决的问题。

1 工厂化水产养殖发展的历史

1.1 国外工厂化水产养殖发展的历史

国外工厂化水产养殖起步于20 世纪60 年代的流水网箱养殖，这种养殖模式主要参考了内陆海水水族馆养殖技术、自动化水族箱养殖技术和高密度流水养殖技术，而初步形成的初期的工厂化养殖模式[1]，曾经还被美国政府列为“十大最佳投资项目之一”；20 世纪70 年代，为了更好地优化养殖环境，节约水资源，减少传统的池塘养殖，国家开始出台一系列政策来推动和鼓励工厂化养殖的发展[2]，工厂化养殖技术开始采用机械过滤、生物包净水设施、臭氧设施以及自动排污等设备进行高密度养殖，此时期的工厂化养殖模式迅速发展；20 世纪90 年代，随着生物工程技术、膜技术、自动化技术、传感技术、纳米技术、微生物检测技术的出现，工厂化养殖迈入一个新时代，实现了机械化、自动化、电子化、信息化和经营管理现代化，进入了“知识经济”范畴，工厂化养殖基本实现了“零排放”[3]。

1.2 国内工厂化水产养殖发展的历史

国内工厂化水产养殖起步于20 世纪70 年代，开始效仿日本利用电热厂温排水养殖淡水鱼技术[4]，然而该养殖模式并没有形成真正意义上的工厂化循环水养殖模式；20 世纪80 年代，国外的工厂化循环水养殖设备和养殖技术开始流入国内，我国部分地区开始有人用这种养殖模式进行养殖，但最终因为投入太高导致该养殖模式没有大规模的发展；到20 世纪90 年代末期，社会经济快速发展，国内的循环水养殖模式随之迅速崛起，许多水产品工厂化养殖基地也开始建立；进入21 世纪以来，随着工业化养殖的高速发展，食品安全问题日益严重、水资源的大量消耗、水环境的不断恶化等问题尤为显著，这些问题极大地限制了现代工厂化水产养殖业的发展。

2 国内工厂化水产养殖现状分析

截至2017 年底，我国工厂化水产养殖面积达到7 000 万m3，工厂化水产养殖总产量达429 000 t[5]。虽然我国工厂化水产养殖产量及面积都位居世界前列，但是目前我国大部分企业还处于发展的初级阶段，工厂化养殖模式仍以流水养殖和半封闭式循环水养殖2 种养殖模式为主，与国外发达国家的全封闭式循环水养殖模式相比，目前我国的养殖模式还不算是真正意义上的工厂化养殖。

2.1 工厂化水产养殖品种分析

目前工厂化水产养殖品种中海水养殖的主要为鲈、鲆、大黄鱼、石斑鱼、虾、蟹、牡蛎、扇贝等品种；淡水养殖中主要为草鱼、鲢、鳙、鲤、鲫、罗非鱼、鳗、鲟等品种。但目前来看，适合工厂化养殖的名贵水产品种很少，大部分名贵品种还是以捕捞为主。由于目前大部分养殖品种还处于研究探索阶段，暂时不能进行工厂化繁育养殖，故未来还需要很长一段时间进行探索、研究，实现更多名贵品种的工厂化繁养工作。

2.2 工厂化水产养殖模式分析

目前，国内比较多见的工厂化循环水养殖模式主要有流水养殖模式、半封闭式循环水养殖模式和全封闭式循环水养殖模式3 种。

1）流水养殖模式。流水养殖模式主要控制养鱼环境，利用不断流动的水流进行鱼类养殖，具有投入少、建池简单、占用面积小、周期短、密度高、产量高等特点，主要应用于耗氧量高的经济性鱼类，这种养殖方式有利于鱼类生长发育，最大限度地发挥鱼类的生长潜力。但这种养殖方式养殖用水不进行循环再利用，流水交换量为每天6～15 次，耗水量极大。尽管流水养殖对水环境污染较为严重，但目前仍是国内使用最多、养殖面积最广的工厂化养殖方式。

2）半封闭式循环水养殖模式。半封闭式循环水养殖模式主要由鱼池、增氧设施、水质净化系统、消毒防病设施、水温调控设施5 部分组成，此养殖模式下养殖废水经沉淀、过滤、消毒等简单处理后再进行循环使用，这种养殖模式与流水养殖模式相比，降低了一部分用水量，相较于全封闭式循环水养殖技术还有一定差距。目前国内一部分水产养殖工厂采用这种养殖方式。

3）全封闭式循环水养殖模式。全封闭式循环水养殖模式[6]是通过水处理设备将废水净化消毒杀菌后，再进行循环使用的一种养殖模式，主要包含去除氨氮的生物净化装置、去除悬浮颗粒的物理过滤装置、可以消毒杀菌的臭氧发生装置、去除二氧化碳的曝气装置，其关键技术是水质净化处理装置，核心是快速去除水溶性有害物质和增氧技术[7]。这种养殖模式虽然能减少水资源消耗、环境污染，节约用地，养殖产品优质安全，病原可控，不受地域与环境的影响，但由于这种养殖模式前期投入较高，且国内这种设备制造还不甚成熟，目前国内企业使用这种养殖模式的较少。

全封闭式循环水养殖在欧洲等发达国家使用较多，养殖技术相对较成熟；而国内目前还未普及使用此养殖方式进行养殖。全封闭式循环水养殖采用的水处理技术，目前尚处于研究完善的阶段，李梅[8]提出的生物过滤器生物膜培养技术，能将NH4+转化为NO2-，从而降低氨氮、亚硝酸盐对水产养殖的危害；牛化欣等[9]提出的新型全封闭式循环水养殖厂建设新方案，降低了封闭式循环水养殖前期投入，在加快封闭式循环水养殖的普及速度上做出了贡献。在全封闭式循环水养殖品种方面，李锐[7]的三文鱼养殖技术、黄嘉荣[10]的石斑鱼健康养殖、汤爱萍[11]的中华鳖养殖技术初探以及陈建章[12]的欧鳗养殖技术等研究都对工厂化循环水养殖的长足发展提供了一定的指导与借鉴意义。

3 工厂化水产养殖拟解决的问题及改进措施

3.1 水资源问题

目前国内大部分水产养殖企业采用的都是流水养殖，不仅需要消耗大量的地下水资源，而且养殖废水中大多含有氨氮、亚硝酸盐、有机污染物、有机磷以及一些饲料、药品残留物等污染物质。由于养殖废水大部分未经过处理就排放到沟渠里，不仅导致水资源的过度消耗，同时也造成了水资源大面积的污染。因此，养殖水处理特别是养殖尾水处理问题成为了目前工厂化循环水养殖需解决的关键问题。

近些年来生物絮凝技术、物理过滤技术、微生物技术等已应用于水处理技术上，将养殖水体中的氨氮转化成低毒的硝酸氮[13]，甚至大幅度降低亚硝酸盐和氨氮的含量，尽量减少对养殖鱼体的影响，使养殖水体可进行循环利用。因此需要进一步开展循环水处理设备及技术研究，实现水产养殖废水资源化再利用，彻底达到全封闭工厂化水产养殖“零排放”。

3.2 水产品质量安全问题

在科技信息化高速发展的今天，抗生素及其他一些违禁药品的乱用，造成养殖品质量下降，水产品安全事件频发[14]。反观2006 年多宝鱼事件，由于个别不法厂家造成的一个产业受到严重冲击的事件还历历在目，国家为了食品安全问题，也相继出台一系列措施来提升食品安全风险防控能力，这也是进行食品安全风险防控、确保食品安全的一项必须跟进的艰巨任务。然而，相比世界其他发达国家，我国在建立水产品质量安全追溯体系方面起步较晚，因此存在着风险体系监管力度不足、法律法规不够完善、消费者认可度低等问题，这些问题无不制约着我国水产品追溯体系的建设和发展[14]。这些水产品食品安全事件时刻提醒着我们，应当坚持科学养殖，各个养殖基地都应自觉严禁使用违禁药品，加快水产养殖动物疫病防控体系的建设工作，只有完善了追溯体系制度，才能更好地解决水产品质量安全问题。

3.3 病害防控问题

由于水产品养殖病害情况复杂、种类较多[15]，在鱼群里传染也较快，因此鱼体一旦患病很难进行补救，现阶段特效治疗药物较少，故水产品疾病防控主要以预防为主，治疗为辅。一般循环水养殖模式下，设有高效的消毒环节，在确保补充水源、鱼苗、饵料无特定病原以及规范的生产管理操作前提下，循环水养殖理论上可杜绝特定病害的发生, 同时降低普通病害暴发几率[16-17]。

3.4 适用于全封闭式循环水养殖的品种问题

由于全封闭式循环水养殖前期建设成本较高，目前循环水养殖只适用于一些名贵鱼种，其他一些经济鱼类不适合进行工厂化循环水养殖，不仅如此，还有一部分养殖品种极难驯化，导致了适用于循环水养殖的品种很少，研究适用于工厂化水产养殖的品种成了解决品种少问题的关键，加快适宜工厂化养殖的新品种的选育及推广，顺应大众和企业的发展需要是解决问题的关键[18]。

3.5 饲料安全及质量等问题

由于饲料质量、适用性、水体污染等问题出现，所以加强适用于工厂化水产养殖的优质、高效、价优的人工配合饲料研发和推广力度成为重点，就饲料营养配方和加工工艺而言，仍需重视开展针对循环水养殖特点的专业饲料，重点开展粪便成型好、利用率高、溶蚀率低、氮磷排放少、水体污染小、沉降速度适宜的饲料研发[18]。

3.6 养殖种质退化问题

养殖的一些野生品种鱼类，对产卵环境要求极其苛刻，人工养殖条件下很难繁殖，必需提供专门的繁殖环境，但苗种场经过多代人工孵化，种质已经退化，不仅生长缓慢，而且发病率高、抗逆性也差[19]。

因此，加大遗传物质的研究，恢复种质资源，多品种进行杂交，亲本择优选用或者多引进新的野生种鱼进行驯化繁育以防出现种质退化现象；提高亲本的质量，尽量避免近亲繁殖；把握好苗种的生产技术，减少抗生素的使用，尽量让亲鱼自然繁育，减少使用催产剂；尽量选用生态养殖模式，创造良好的环境条件[20]。

4 循环水工厂化养殖模式展望

4.1 建立适用于我国现状的水产养殖模式

想要建立适用于我国现状的水产养殖模式，需要进行充分的调研，根据我国居民对水产品的需求及现阶段我国工厂化水产养殖水平，将现阶段循环水养殖水处理技术与工程化生态净化技术相结合，实现养殖过程中节水、零排放。同时采用科学先进的微生物净化技术，前期减少高昂的设备费用支出，缩短回报周期，让更多的养殖人员从目前的多浪费、多污染的流水养殖模式转变为零污染、少浪费的全封闭式循环水养殖模式，这不仅降低了生产成本而且有利于水产养殖业的绿色可持续发展。

4.2 深入研究生产技术

应了解我国相关部门的政策支持并结合我国国内行情及基本情况，加强对养殖技术的学习及发展方向的探讨，加强养殖技术攻关工作，缩短科研成果应用于实践的周期，以提升循环水处理设备及其他养殖方法及设备的技术水平。

4.3 确定合适的养殖品种

循环水养殖品种应该根据市场行情、养殖设备情况及自己现有技术等方面来确定。再根据养殖品种，深入研究并探讨该养殖品种在全封闭式循环水养殖的高密度模式下的适应程度及最适密度。在这种养殖条件下，养殖的密度会导致水产动物体产生一系列变化，在研究养殖产品在高密度养殖环境下的适应机制的同时，还应掌握该养殖品种在孵化过程中的最适放养密度，以此更好地进行该产品的繁养工作。

5 结 论

相较于传统水产养殖模式，封闭式循环水养殖模式需要较高的科学技术水平，该养殖方式不仅具有高效、节水、降低发病率、提高水产品质量和产量等诸多优点，还可以利用无害化的水处理方式处理养殖用水，减少对环境污染等，是一种健康、持续、环保的水产养殖生产模式。封闭式循环水养殖方式是今后水产养殖业发展的重要养殖模式，同时有望代替传统池塘养殖，成为未来新的生产方式。