多项技术集成对养殖池塘水质和鱼类生长的影响

刘艳辉，刘铁钢，杨炳坤，李秀颖，王战蔚，祖岫杰

（吉林省水产科学研究院，吉林 长春 130033）

改革开放以来，我国水产养殖业在“以养为主”方针的指导下，发展迅猛，成绩斐然。2020年我国水产品总产量6 549.02万t，其中养殖水产品产量5 226.1万t，占比79.8%。其中，池塘养殖业面积303.69万hm，产量2 537.14万t，在养殖总产量中占比48.5%，已成为我国水产养殖业的主体，为解决我国城乡居民“吃鱼难”问题、丰富“菜篮子”、增加动物蛋白和保障国家粮食安全等方面作出了重要贡献。然而，池塘单产的不断提高，主要是通过加大苗种放养量、饲料投入量和药物使用量等来实现。养殖投入品的大量使用，导致饲料过剩与残饵堆积，底泥有机物和营养盐浓度不断升高，耗氧因子增加，氨氮、亚硝酸盐氮等有毒有害物质大量积累，最终导致养殖水体恶化，病害多发，水产品质量低下。因此，改变传统的养殖方式，优化调整池塘绿色生态养殖，是解决池塘养殖问题的根本途径。

目前，我国南方各省市大力推广池塘循环水养殖、工厂化循环水养殖、鱼菜共生、多营养层次养殖等新型养殖模式，北方地区因受气候条件和自然环境所限，很多新技术推广应用难度大。因此，有必要探索一种在北方地区易于推广的池塘绿色生态养殖模式。本研究将近年在北方地区推广的池塘底排污、微孔增氧与叶轮增氧联合使用、生物絮团技术等多项技术集成应用，旨在为北方池塘养殖提供先进的养殖模式。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选择6口面积均为5 469.4 m的试验池塘（1—6），池塘深均为2.8 m，注水深均为2.5 m。高压罗茨风机功率2.2 kW，增氧盘直径1.2 m，安装高度为距离池底30～35 cm，传统增氧设备为3.0 kW叶轮增氧机；投饵设备为360°风送投饵机和普通自动投饵机；试验用水为深井水和水库水；试验用碳源为有效成分48%的糖蜜。试验用鱼为建鲤2号、团头鲂“华海1号”、异育银鲫“中科5号”、长丰鲢、鳙等，均从附近渔场购买夏花，暂养7 d。

1.2 试验设计

2021年5月24日—10月17日，在吉林市金源水产良种场开展试验。1、2、3池塘为试验池，采用多项技术集成，安装底排污设备，每口池塘配备1台2.2 kW微孔增氧设备和2台3.0 kW叶轮增氧机，360°风送投饵机投喂，养殖期间零换水，只补充蒸发和渗漏水分，每10 d根据铵态氮监测数据，向养殖池中投入糖蜜调控水质，添加量依下式计算：

式中：ΔCH—糖蜜添加量，g；H——平均水深，m；S——养殖水体面积，m；C——铵态氮（NH-N）质量浓度，mg/L。

4、5、6为对照池塘，采用传统养殖模式，每口池塘安装1台自动投饵机和3台3.0 kW叶轮增氧机，采用加换新水方法调节水质。

试验池和对照池苗种放养种类、规格、数量完全相同（表1），日常管理和投入饲料完全相同。试验池和对照池均于水深0.8 m处安装溶解氧（DO）自动监测探头，当DO质量浓度低于5.0 mg/L时，增氧设备自动启动。定期检查鱼类病害情况，发现死鱼及时捞出，并记录死亡数量和体质量。

表1 每667 m2试验池和对照池鱼类放养情况

1.3 指标测定

1.3.1 水样采集和测定

从6月5日开始每10 d采集1次水样，采集时间为10：00，每池选5个采样点，在水面下60～80 cm处采集水样1.0 L，5个采样点水样混合后取1.0 L。NH-N、亚硝酸盐氮（NO-N）质量浓度用分光光度法测定（Cary60），DO质量浓度（监测底层数据）和pH值用水质分析仪（哈希DR900）现场测定。各项水质指标均取5个采样点平均值。

1.3.2 鱼类生长性能和饲料利用测定

试验开始和结束时分别随机抽取30尾以上各品种鱼，测量平均体质量；各品种鱼收获时分别计算质量和成活率；根据各池投饲量计算饲料利用情况。计算方法如下：

（1）摄食鱼收获数量（尾）=收获总体质量/收获鱼平均规格；

（2）成活率（%）=收获鱼数量/放养鱼数量×100%；

（3）摄食鱼收获体质量（kg）=鲤收获体质量+鲫收获体质量+鲂收获体质量；

（4）饲料系数=饲料投喂量/（摄食鱼收获体质量+摄食鱼死亡体质量-摄食鱼总放养体质量）。

1.4 数据处理

用Excel软件对数据进行统计和绘图，结果用“平均值±标准差”表示。

2 试验结果

2.1 水质指标变化

6月5日—9月13日，试验池和对照池的底层DO、NH-N、NO-N质量浓度和pH值变化见图1（a）（b）（c）（d）。

由图1（a）可见，试验池和对照池底层DO质量浓度分别为1.75～2.87 mg/L和1.35～2.48 mg/L，无明显变化规律，除7月25日2组池塘DO质量浓度非常接近外，试验池DO质量浓度始终高于对照池。

由图1（b）可见，试验池和对照池NH-N质量浓度分别为1.28～3.45 mg/L和1.12～5.41 mg/L，其中对照池NH-N质量浓度一直处于平稳上升状态，7月5日—9月13日，对照池NH-N质量浓度始终显著高于试验池（P＜0.05）。

由图1（c）可见，试验池和对照池NO-N质量浓度分别为0.03～0.14 mg/L和0.03～0.21 mg/L，均呈先升后降的趋势，7月5日后，对照池NO-N质量浓度显著高于试验池（P＜0.05）。8月4日后，试验池NO-N质量浓度基本趋于平稳状态；对照池NO-N质量浓度一直小幅缓升，9月3日后缓慢下降。

由图1（d）可见，试验池和对照池水体pH值分别为7.34～7.78和7.34～8.44，均呈先升后降趋势，6月25日—9月13日，试验池水体pH值显著低于对照池（P＜0.05）。试验池水体pH值升降幅度较小，对照池水体pH值波动范围较大，6月5日—8月4日急剧升高，而后急剧下降，8月14日后趋于平稳状态。

图1 试验池和对照池水化指标变化

2.2 各品种鱼生长指标及饲料利用

鱼类生长性能和饲料利用详见表2、3。由表2可见，除鲂成活率指标外，试验池各项指标均显著高于对照池（P＜0.05）。由表3可见，试验池鱼总产量比对照池提高15.9%，饲料系数比对照池降低6.1%。

表2 每667 m2鱼类生长性能和饲料利用情况①

表3 每667 m2各品种鱼总产量和饵料系数①

2.3 鱼病及节水减排

8月份高温季节，由于饲料投喂量大，对照池塘水质老化，鲤、鲫均患有细菌性肠炎病和烂鳃病，并有部分鱼死亡。通过大量换水和药物治疗，鱼病得以控制。试验池鱼类未发病，鲤、鲫成活率分别比对照池高3.98%和3.94%，鲂由于抗病能力较强，养殖期内无发病，试验池和对照池成活率无显著性差异（P＞0.05）。

试验池养殖期间零换水，补充加水8次，每次平均补水深度20 cm，每667 m累计补水量1 067.2 m；对照池补换水11次，每次平均补换水深度30 cm，每667m累计补换水量2 201.1 m，试验池比对照池节水51.5%。

3 讨论

3.1 多项技术集成对水质的影响

3.1.1 DO质量浓度

DO质量浓度是衡量养殖水质的重要指标，是鱼类赖以生存的必要条件，对养殖鱼类摄食、饲料利用率、生长和养殖环境均有很大影响。试验池使用底排污技术，可以排出池底过多底泥，减少有机物耗氧；底层微孔增氧和叶轮增氧机联合使用，可使氧气上下同时供给，使底层DO更充足，促进有机物快速分解。本试验池施用碳源，在生物絮团形成过程中大量耗氧，试验池底层增氧幅度不大。但从图1（a）可以看出，试验池塘溶解氧始终高于对照池，这主要是底排污、底层微孔增氧和传统增氧技术共同作用的结果。

3.1.2 NH-N和NO-N质量浓度

水体中NH-N和NO-N质量浓度超标是养殖生产中的常见问题，究其原因，一是肥料、饵料、粪便过剩分解出的含氮中间产物；二是DO不足；三是水体中pH值过高。当NH-N质量浓度超过5.0 mg/L、NO-N质量浓度达到0.1 mg/L时，会破坏鱼的鳃组织，使其缺氧，造成死亡。本试验证明，池塘底排污可自动排出底层沉积物和污水，排出水体中过多的NH-N和NO-N。微孔增氧和叶轮增氧的联合使用，可立体增氧，保障底层DO充足，抑制NH-N和NO-N产生。从图1（b）可以看出，7月5日之后，试验池塘NH-N和NO-N质量浓度显著低于对照池塘（P＜0.05）。生物絮团对水产养殖的重要意义在于其对NH-N和NO-N的快速异养转化，降低NH-N和NO-N等有害物质浓度。本试验池塘通过定期监测NH-N的质量浓度，并根据NH-N的质量浓度调整碳源添加量，再加上池塘立体增氧和底排污的联合作用，使得NH-N和NO-N质量浓度始终处于较低水平。

3.1.3 pH值

pH值是水产动物养殖环境中重要的影响因子，pH值增加，NH-N中分子氨比率增大，毒性增强。养殖水体中添加碳源，形成生物絮团过程需要在碱性条件下进行，因此形成生物絮团过程会降低水体pH值。随着温度的升高，浮游植物和水生植物光合作用使碳酸氢根（HCO）转化成碳酸根（CO），pH值升高，这一降一升使得pH值比较稳定。

3.2 多项技术集成对鱼类生长及饲料利用的影响

3.2.1 鱼类生长

在人工养殖条件下，影响鱼类生长的因素主要包括鱼类品种、养殖环境、饲料营养、投饲技术等。试验证明，底排污、生物絮团、底层微孔增氧与叶轮增氧联合使用等技术，可提高DO质量浓度，降低NH-N、NO-N质量浓度和pH值，使鱼类在良好的环境下生活，有利于其快速生长。故试验池鲤、鲫、鲂出池平均规格和摄食鱼总产量分别比对照池提高11.2%，12.4%，16.7%和15.9%。

3.2.2 饲料利用

研究指出，生物絮团技术可将水体中的NH-N和NO-N等氮素转化为自身菌体蛋白质，细菌大量繁殖，进一步通过絮凝作用将水体中的有机碎屑、藻类、原生动物、残饵等形成絮团，被养殖鱼类摄食，提高饲料蛋白质的利用率，实现营养物质的循环利用，降低饲料系数，提高鱼类成活率。试验池采用了360°风送式投料机，使饲料投撒均匀，投饲面积大，避免鱼类摄食拥挤，过多消耗体能，鱼类摄食旺盛，提高饲料转化率，故试验池饲料系数比对照池降低6.1%。

3.3 多项技术集成对节水减排和鱼类病害的影响

3.3.1 节水减排

试验池塘养殖期间无换水，且10～15 d进行1次底排污，由于采用多项技术集成调控，养殖期间DO、NH-N、NO-N、pH值均在正常值范围内。底排污技术可将池塘底部粪便、有机废物及底层水排出，经消毒处理后固液分离，上清液回流到养殖池塘，固体物质作为农业肥料，实现养殖废弃物回收利用，防止养殖污水造成外源污染，实现节水减排。试验池与对照池塘相比较，平均节水51.5%。

3.3.2 鱼类病害

试验池养殖废水零排放，底层水质经消毒处理达标后可循环利用，整个养殖期间无发病，成活率均达到90%以上。对照池由于无改水净水措施，7月中旬后加大了投喂量，致使水质恶化，由于底层DO不足，NH-N、NO-N难以分解，养殖中后期发生了鱼病，经大量换水、使用药物后得以控制。但养殖水环境恶化和大量药物使用，对鱼类生长和水产品质量安全造成极大危害。