池塘“零排放”圈养模式养殖花试验

杨军 ，艾健 ，杜其松 ，董舰峰 ，覃雅

（1.宜昌市水产技术推广站，湖北 宜昌 443000；2.枝江市天丰长江土著鱼类良种场，湖北 枝江 443200；3.宜昌市夷陵区农业行政执法监督管理局，湖北 宜昌 443000）

池塘养殖是中国水产养殖的主要生产方式之一，在中国水产养殖业中具有极其重要的地位[1]。2016年来，随着湖泊、水库全面取缔围网、围栏、网箱养殖，池塘养殖将成为我国养殖面积最大的养殖方式。但以“进水渠+养殖池塘+排水渠”的构造及搭配高密度养殖、大量投饲投肥的传统养殖模式，造成了养殖水体水质恶化、养殖对象病害频发、水产品质量安全等诸多问题，这些问题已严重影响水产养殖业健康持续发展[2]。要彻底根除制约我国水产养殖业发展的三大主要问题，只有把革新池塘养殖模式作为实现水产健康养殖的突破口[3]。如丁建华等[4]构建的池塘网箱清洁养殖系统把固定式的水泥槽变换成可活动、廉价和易建造的网箱材质，从而提升了该养殖的系统的实用性。顾兆俊等[5]构建的序批式池塘养殖系统可实现分规格、分批次高效养殖。梁文明[6]基于模块化构建的新型循环流水养殖系统与党子乔[7]报道的陆基集装箱循环水养殖系统相似，把鱼养殖于放置在池塘边陆基上的养鱼箱中，试验池塘作为整个循环水养殖系统的水净化系统，同样具备占地面积小，养殖效率高的特点。何玉明等[8]研究的浮式圆槽流水养殖系统，采用PVC帆布圆形养殖槽，同时集污装置设置在养殖槽的下方，具有建造成本更低，集排污效果更好的优点。

目前上述4种以循环流水养殖系统为基础改良设计的新型养殖系统也存在一些不足，前三者的建造工程和投资成本对于一般的养殖户还难以接受，在实际池塘养殖推广中还具有一定的困难，并且集污效率还有大幅度提升空间，后者虽然建造成本低，集污效率高，但系统运行能耗成本较高，集排污移出的残饵粪便缺乏适当处理，废弃物的循环利用或者资源化利用还处于空白。为此，作者在华中农业大学水产学院何绪刚教授团队的指导下，设计了一种池塘“零排放”圈养模式，该模式是基于“能时时打扫池塘卫生”理念设计的新型池塘养殖模式，主要包括圈养桶、增氧曝气系统、集排污系统、固液分离及尾水处理系统、外塘水体净化等设施，养殖对象集中管理在圈养桶内，养殖尾水经过固液分离塔物理沉淀后，进入净尾水处理系统进行脱氮降磷处理，净化水再回流池塘重复利用，具有高效集排污及养殖尾水零排放的特点。

2018年，作者在湖北省枝江市渔丫头水产养殖专业合作社基地开展池塘“零排放”圈养花鱼试验，经过6个多月的养殖试验，取得了良好的生态和经济效益，现将试验情况总结如下。

1 材料与方法

1.1 圈养系统构建

池塘位于湖北省枝江市罐头嘴村渔丫头水产养殖专业合作社基地，面积为24×667 m2，水深3.0 m，进排水设施完备。圈养系统由圈养桶、增氧曝气系统、集排污系统、固液分离及尾水处理系统、外塘水体净化系统等设施等组成。共安装16个圈养桶，基本构造见图1，平面布置见图2。

（1）圈养桶圈养桶为食品级PE材质，上部为圆柱体，高2.0 m，下部为圆锥体，高1.0 m，桶直径4.0 m。桶壁靠上缘50.0 cm处打多排小孔，孔径2.0 cm左右，保证桶内水体与池水互通。内设固定式防逃网和活动式捕捞网隔。下缘连接集污管。用钢材搭建圈养系统骨架，圈养桶呈2×8排布，铺设人行通道，便于工作人员生产操作。

（2）增氧曝气系统增氧系统由罗茨鼓风机、主气管、气阀和微孔曝气盘组成。配备3.0 kW、2.2 kW罗茨鼓风机两台，分别与主气管相连，主气管与微孔曝气盘相连，微孔曝气管置于圈养桶内。

（3）集排污系统集排污系统由集污漏斗、排污管道和吸污泵组成。集污漏斗即圈养桶圆锥体部分，侧壁倾斜角为45°，表面光滑，集污漏斗底部口径11.0 cm，粪便剩饵自动沉降集中到底部。集污漏斗下口与排污管道紧密相连，利用吸污泵排污。

（4）固液分离及尾水处理系统固液分离及尾水处理系统由固液分离塔和垂直流人工湿地组成。固液分离塔直径 1.8 m，高 1.9 m，容积 6.0 m3，用于接纳养殖尾水，自然沉降粪便残饵，分离固形废弃物。固液分离塔中的养殖尾水自然沉淀5.0 h～6.0 h后，打开排水阀，上清液自然流出，进入垂直流人工湿地，经过短程硝化及厌氧氨化处理后回流至池塘。

（5）外塘水体净化系统外塘架设生物浮床，浮床内种植空心菜、黄菖蒲、千屈菜等植物；沿岸水体种植苦草、狐尾藻、等沉水植物；放养鲢鳙鱼等滤食性鱼类。

于2018年9月19日购进体质健壮、规格一致、无病无伤的花苗种800.0 kg，规格 12.5 g/尾，共计64 000尾，共投4个圈养桶，设计4个放养密度。外塘放养规格0.5 kg/尾的鲢鳙鱼种，共计1500.0 kg。具体放养见表1。

表1 圈养桶内花苗放养情况

表1 圈养桶内花苗放养情况

圈养桶编号总体质量/kg 1# 20 2018.9.19 12.5 500 6.25 10 000 125 2# 20 2018.9.19 12.5 700 8.75 14 000 175 3# 20 2018.9.19 12.5 900 11.25 18 000 225 4# 20 2018.9.19 12.5 1 100 13.75 22 000 275圈养桶有效容积/m3放苗日期/（年.月.日）平均规格/（g/尾）放养密度/（尾/m3）放养量/（kg/m3）总放养量/尾

1.3 饲料投喂

所用饲料为沙市通威公司生产的泥鳅专用料，饲料蛋白质含量40%。遵循“定时定量”原则，固定在每日 8：00、14：00、18：00 三个时间点投喂，并根据天气、水温、摄食情况适量增减，日投喂量一般为鱼体质量3%～5%。

1.4 日常管理

1.4.1 圈养系统管理主要包括增氧、集排污、尾水处理和圈养系统维护等。增氧系统视圈养桶内水体溶氧情况适时开启，保障花溶氧需求。集排污系统在投食后1.0 h打开吸污泵，吸出污水进入固液分离塔，一般抽污3.0～5.0 min，水由浊变清后即可关闭进入固液分离塔的闸阀，同时打开进入池塘的闸阀，继续抽取桶内水体排入池塘内。塔内污水经5.0～6.0 h自然沉淀后，打开上清液排水阀，将上清液导入垂直流人工湿地，经微生物处理、曝气后回流池塘。定期检查增氧管是否漏气、微孔曝气管是否堵塞、防逃网是否破损等。

1.4.2 外塘水质管理根据水质情况进行调节，一般在晴好天气施用氨基酸、芽孢杆菌、光合菌、EM复合菌等微生态制剂，使水体处于“肥、活、嫩、爽”状态。视池塘水位情况不定期补水，每次补水量不超过20.0 cm。晴天10：00—15：00开启涌浪机等增氧机械，加速水体有机质氧化分解，改良水质。不定期采集圈养桶内水样，检测氨氮、亚硝酸盐等指标，保障花养殖环境良好。

1.5 病害防控

2 结果与分析

2019年3月下旬集中出售，利用桶内活动式捕捞网格起捕，记录各圈养桶养成商品花产量数据。

2.1 不同密度放养花产量及成活率

1#、2#、3#、4#圈养桶商品花产量分别为812、970、1 036 和 986 kg，平均个体规格分别为 86、75、63和51g/尾，平均成活率分别为94.2%、92.4%、91.4%、88.3%，折合产量分别为 40.6、48.5、51.8 和 49.3 kg/m3。具体数据见表2。

表2 不同密度放养花产量及成活率

表2 不同密度放养花产量及成活率

圈养桶编号数量/尾平均体质量/（g/尾）总产量/kg折合产量/（kg/m3）成活率/%1# 9 420 86 812 40.6 94.2 2# 12 930 75 970 48.5 92.4 3# 16 450 65 1 069 53.5 91.4 4# 19 430 51 986 49.3 88.3

2.2 养殖经济效益分析

表3 不同放养密度养殖成本

表4 不同放养密度投入产出效益分析

2.3 水质净化效果分析

为探究垂直流人工湿地净化效果，每月定期采集圈养桶内、人工湿地净化后水样，检测总磷、总氮、氨氮、化学需氧量（COD）4个指标，具体数据见表5。

3 讨论

3.1 养殖效益

该试验设置了4个放养密度，按照圈养桶编号1#～4#分别是 500 尾/m3、700 尾/m3、900 尾/m3、1100尾/m3。从表2可以看出，花成活率随着放养密度增大而减小，但仍维持在88%以上高成活率。单个圈养桶产量随放养密度增大而提高，但当放养密度超过一定限度，如4号圈养桶，因养殖空间有限，养成规格和成活率下降明显，单个圈养桶养殖产量开始下降。从表3可以看出，随着苗种投入密度增大，饵料系数增加，饲料成本增加，因此圈养桶养殖成本同苗种密度呈正相关。从表4可以看出，养殖成本随苗种密度增大而增大，养殖利润在3#圈养桶达到峰值。即单个圈养桶投放18 000尾、规格为12.5 g的花可以取得更佳的养殖效益。

表5 垂直流人工湿地净化效果

因圈养系统在2018年8月才架设完毕，2018年9月开始试验，至次年3月出售，因冬春季水温低，花摄食率低、生长速度较慢，导致养成花规格偏小，仅51～86g/尾左右，而商品花规格一般在200g/尾以上。建议实际生产时，养殖周期可设置为当年3月至10月，可增加养成规格，提高养殖产量及经济效益。根据理论设计，每667 m2可安装4～6个圈养桶，每667 m2利润可达59 000～88 500元。

外塘放养的鲢鳙鱼为控制浮游动植物密度，增强养殖水体自净能力起到了积极作用，考虑到鲢鳙鱼规格小数量少、拉网捕捞人工成本高，因此本试验未将外塘鲢鳙鱼起捕售卖，未计入产值。

3.2 垂直流人工湿地水质净化效果

渔业养殖尾水主要来源为未被摄食的残饵和养殖生物的排泄物，在水体指标上表现为氨氮、总氮、COD、总磷等数据偏高。从表5可以看出，垂直流人工湿地对氨氮、总氮及化学需氧量处理效果较好，对总磷处理效果不佳。10月底向垂直流人工湿地曝气桶中加入了硝化细菌和反硝化细菌，并定期补充，在微孔曝气条件下，硝化细菌将流入污水中的氨氮，通过生物硝化作用，转化成对养殖鱼类无害的硝酸盐，表现为氨氮指标降低；有机物在富氧条件下，充分氧化分解，表现为COD降低；在关闭微孔曝气时，形成缺氧区，为反硝化细菌提供了有利条件，将硝酸盐转化为氮气排出水体，表现为总氮指标降低。

在富氧条件下聚磷菌会吸收过量磷，通过污泥排出，从而降低尾水中磷含量。但由于本试验尾水先经厌氧环境的固液分离塔，上清液进入垂直流人工湿地，缺少除磷条件，因此表现为总磷处理效果不佳。该试验在垂直流人工湿地出水口架设生态浮床，利用植物的吸收作用，降低水体总磷含量。

3.3 集排污效果

集排污系统是圈养模式区别于传统养殖模式的关键，集排污效果不佳，会导致池塘水质恶化，影响养殖对象生长，引发疾病。集排污效果主要受养殖设施结构、水体流速、集污区构造、排污设备、排污时间等因素影响。黄鸿兵等[10]在吴江片区研究长方形水槽养殖系统时，采用集污沟结构的养殖系统集排污效果不佳，排污效率仅30%，并随着使用时间增长，集排污效率进一步下降；何玉明等[8]采用圆形水槽下接集污漏斗的养殖系统，固形物排污效率达90%以上。该试验受条件限制，未计算讨论集排污效率，但从表观看，养殖尾水排出效果较好。下一步，将探索集排污效率计算方式，完善圈养系统模式。