我国池塘养殖面临的水质问题及对策
2021-12-05杨耿介王文琳周玮
杨耿介,王文琳,周玮
(大连海洋大学水产与生命学院,辽宁 大连116023)
根据目前我国池塘养殖现状及存在的问题,对溶解氧、氮磷盐含量和硫化氢等几个指标进行分析,提出解决池塘养殖水质问题的方法与对策。
1 我国池塘养殖现状
水产养殖业是我国农业农村经济产业的重要组成部分。新中国成立70多年来,我国水产养殖业的发展取得了巨大成就,在保障优质蛋白供给、提高人民生活水平、促进农村产业结构调整等方面发挥了重要作用[1]。进入新时代,我国水产养殖业深入贯彻与实践新的发展理念,在减量增收、提质增效等方面发挥巨大的作用,逐步构建绿色发展的结构格局和生产方式[2]。进入新时代,我国的水产养殖业总量已占到全球总量的70%以上,成为世界绝对的水产养殖大国,池塘养殖是我国水产养殖产业的主要生产方式之一。据《2019中国渔业统计年鉴》数据显示,至2018年,池塘养殖面积占全国水产养殖总面积的百分比为42.66%,池塘养殖产量占全国水产养殖总产量的百分比为49.24%,其中海水池塘养殖产量为246.65万t,淡水池塘养殖产量为2 210.97万t。
2 池塘养殖面临的主要问题
近年来,伴随着我国工业化进程速度的加快,我国水产养殖业快速发展,自然生态环境逐渐出现恶化现象,池塘养殖也逐渐暴露出一些问题,严重制约了池塘水产养殖业的正常发展。这些问题主要包括以下几个方面。
(1)养殖池塘老化,超负荷的生产状态未得到有效改善,鱼类病害频发。如我国养殖规模最大的草鱼,由于受到出血病的侵袭,死亡率超过90%;我国的主要出口水产品对虾,在受到白斑综合征或者桃拉综合征病毒侵害时,死亡率为85%左右;特色养殖品种如鳜在受到传染性脾肾坏死病毒侵害时,死亡率达90%以上[3]。
(2)部分养殖户采取粗放式养殖方式,不注重苗种、水质、饵料等综合防病措施的应用,“靠天吃饭”“广种薄收”“低投入、低产出、低效益甚至无效益”,养殖户收入不稳定,养殖效益不理想[4]。
(3)养殖户养殖技术落后,缺乏相应的养殖理论支持,养殖池塘管理不科学,造成养殖生物成活率不高,单产低[5]。
3 池塘水质问题
池塘养殖暴露的以上问题,归根结底原因在于养殖生物生存的水质环境。俗话说得好,“养鱼先养水”,水质是养殖池塘及所存在的各类物质所共同表现出来的综合特性,这一特性通过具体的水质指标(如温度、盐度、溶解氧、pH值、营养盐等)体现出来,对养殖生物的生存活动极为重要[6]。
3.1 溶解氧含量低
在一个标准的大气压下,当水温由11℃上升到36℃时,氧气在水中的溶解量由11.27 mg/L降到6.93 mg/L。在实际养殖过程中,中国对虾在溶解氧为0.4 mg/L时,摄食活动停止,长时间会窒息死亡。而长期处于1.0~1.5 mg/L的溶解氧条件下,虾蟹将停止生长[7]。
3.2 氨氮含量高
水体中的氨氮主要来源于饲料的分解、池塘养殖生物的代谢废物,此外在池底缺氧环境下,底泥有机物被反硝化菌还原,也会生成氨氮。池塘管理者投喂过量饲料会超过池塘生态系统的负载能力,造成水体生物排泄量过大,氨氮以及亚硝酸盐含量显著升高,不利于水体环境的改善[8]。
3.3 存在硫化氢等有毒物质
生活垃圾、工业废水在水体中产生硫化氢,造成鱼体内血红素含量降低,氧气摄入量偏低,同时硫化氢对鱼的皮肤也有刺激作用。此外,硫化氢的氧化反应会对养殖生物以及水体环境产生较强的危害。
4 池塘水质优化对策
池塘管理者务必采取科学的管理方式,合理优化池塘水质,保证养殖生物生存在适宜的环境中。这对提高养殖效益,促进水产养殖业的健康发展,具有十分重要的意义[9-10]。
优化池塘水质的方法有很多,传统方法是采用养殖生物多元化养殖模式。张振东等[11]通过对草鱼、鲢与凡纳滨对虾混养研究发现,当放养密度为0.77尾/m2的草鱼与放养密度为0.45尾/m2的鲢混养,以及放养密度为0.77尾/m2的草鱼、放养密度为0.23尾/m2的鲢与放养密度为16.3尾/m2的凡纳滨对虾混养时,既可以保证草鱼出池规格(>1 100 g/尾)又不影响收获产量(>8 400 kg/hm2),同时草鱼饲料转化效率(>52%)及系统氮(N)磷(P)利用率(N>30%,P>14%)也较高。另外,据吴永君等[12]研究,放养中华鳖3 330只/hm2的同时,套养翘嘴鲌15 000尾/hm2、黄颡鱼30 000尾/hm2、鲢2 250尾/hm2、鳙750尾/hm2时,会显著降低中华鳖病害发生率。这是由于鳖用肺呼吸,其换气行为可以增加池内的溶解氧;鱼鳖混养可以减少病害发生,鳖吃掉池底病鱼,切断病原体的传播。随着新时代池塘养殖业的发展,新型的优化池塘水质方法较多,主要包括以下几个方面。
(1)传统养殖池塘中采用的增氧设备是叶轮式增氧机、水车式增氧机等。目前,较为流行的增氧设备是微孔曝气设备。该设备在池塘底部均匀铺设充气管网,通过岸上的高压气泵直接向池塘进行充气,从而增加池塘溶解氧[13-14]。
(2)在养殖水体中使用微生态制剂,通过氧化、氨化、硝化、反硝化等一系列生化反应,利用水体中各种有机物质,从而提高养殖水体中有效磷水平、降低有效氮的水平,改善水体中氮磷的比例[15]。
(3)采用池塘水体浮动生态草床技术[16],在富营养化水体表面分别用浮床栽培陆地经济植物黑麦草及当地青菜品种“矮脚黄”和“苏州青”,利用植物的营养吸收作用削减富集在水体中的N、P及有机物质,达到净化水质的效果。结果表明,黑麦草浮床系统、“矮脚黄”浮床系统、“苏州青”浮床系统对富营养化水体中总P的平均去除率分别为67.66%,60.19%和58.28%,对总N的平均去除率分别为49.75%,45.77%和45.12%;在植株体内积累量方面,黑麦草植株体内积累的P占去除P总量的89.53%,“矮脚黄”和“苏州青”则分别为34.64%和42.42%;但在植物浮床系统对N的去除中,黑麦草植株累积的N的量最多,也仅占其系统去除总N量的18.65%。而利用人工基质无土栽培多花黑麦草、水蕹菜和水芹的浮床系统[17]对去除富营养化水体的N、P效果明显。结果表明:多花黑麦草对总N的去除率为82.77%,对总P的去除率为94.77%;水蕹菜对总N的去除率为81.88%,对总P的去除率为92.55%;水芹对总N的去除率为63.19%,对总P的去除率为75.52%。
(4)采用循环净化及节水生态养殖技术,如建立由芦苇湿地、沉水植被群落、人工基质固定化微生物膜、软体底栖动物和滤食性鱼类组成的自净型多级生物修复系统[18],经过该系统修复,养殖池塘水体中亚硝酸盐去除率为87.46%,硝酸盐去除率为62.99%,P去除率为75.74%。以珍珠岩为滤料过滤工厂化养鱼池排放的污水,同时利用组合式生物填料吸附并降解水中的有机物,构造工厂化封闭式水循环系统,结果表明,该系统杂质去除率达95%以上,水中有机负荷的去除率达90%以上。循环水经处理后,化学需氧量质量浓度<2.5 mg/L,悬浮物质量浓度<1.6 mg/L,非离子氨的质量浓度<0.014 mg/L。小于《渔业水质标准》(GB 11607—1989)非离子氨标准限值。