集约化生态循环流水养殖设施的应用实践及效益分析

王文雁

（上海市奉贤区水产技术推广站，上海 201499）

多年来，上海市水产池塘养殖面积在19 133 hm2左右，水产品年产量约为1.4×105t。其中，奉贤区是上海市的主要水产养殖区，水产池塘养殖面积达6 666 hm2，以鱼虾养殖为主。但是，随着上海市水产养殖产业的发展，水产养殖的尾水无序排放和经济收益偏低等问题，已严重影响到水产养殖产业的可持续发展。例如，据奉贤区水产技术推广站调查，奉贤区水产养殖的用水、排水主要依靠就近河道，而河道的水交换速度缓慢，故在每年4月—10月，鱼虾养殖池塘的大量养殖尾水直接排入就近河道后，河道水体的氨氮、亚硝酸氮含量始终处于高位（氨氮含量最高可达3.997 mg/L，亚硝酸氮含量最高可达0.411 mg/L），河道水体呈现出严重的富营养化。在低温多雨年份，由于水产养殖池塘中藻类的光合作用受阻，池塘水体的自净能力下降，导致水产养殖中病害频频发生，给水产养殖造成了严重影响，严重影响了水产养殖的经济收益和养殖户的养殖积极性（据2014年对养殖面积在1.33 hm2以上的对虾养殖户进行调查，受低温多雨气候的影响，对虾每667 m2产量高于300 kg的养殖池塘数量占比仅为35%，亏损的养殖户数量占比达42%）[1-2]。为解决上述问题，促进上海市水产养殖产业的可持续发展，上海玉叶虾业养殖专业合作社于2021年5月起，进行了集约化生态循环流水养殖设施的应用实践，最终取得了预期结果。现笔者拟将集约化生态循环流水养殖设施的应用实践相关情况进行总结介绍，以期促进该设施在上海市水产养殖中的进一步推广应用。

1 集约化生态循环流水养殖设施的应用实践

1.1 生产流程

集约化生态循环流水养殖设施主要是应用池塘循环流水养殖系统，该系统是一种高效生态水产养殖方式[1-4]，也是一种池塘内循环养殖方式，其运行原理是将传统池塘的开放式“散养”模式转变为新型的池塘循环流水“圈养”模式。池塘循环流水养殖系统主要分为圈养区和净化区。其中，净化区水域面积通常为圈养区的数倍，主要用于净化圈养区流出的养殖尾水；同时，通过在圈养水槽内添加气提式增氧推水和废弃物收集处理等设备，对鱼类排泄物和残剩饲料进行收集和再利用，实现在确保养殖用水水质和水产品质量的同时，减少养殖废弃物向环境水域的排放，降低养殖生产对环境水域的影响。具体生产流程见图1。

1.2 配套设施

上海玉叶虾业养殖专业合作社于2021年5月进行集约化生态循环流水养殖设施的应用实践，实施地点位于奉贤区四团镇四团村三团5组，占地面积为72 214 m2，水域面积约为57 276 m2。主要配套设施包括集约化养殖水槽、多级沉淀池、水质净化区、池塘养殖智能控制系统。具体为：（1）集约化养殖水槽。采用12个不锈钢材质集约化流水养殖槽设施（长21.0 m×宽5.0 m×高2.3 m），分为推水区、养殖区和集污区等。单槽面积为105 m2，养殖槽总面积为1 260 m2，每个养殖水槽底部铺设14根、2 m长纳米充气管，水槽两边各7根，以确保养殖水槽在水产养殖期间有足够的氧气供应。（2）多级沉淀池。采用钢筋混凝土结构，池壁为厚2.4 m的水泥混凝土层，池底为厚1.5 m的水泥混凝土层。养殖尾水经集污区的底吸污泵吸污、收集污物后进入多级沉淀池，上清液通过溢流方式进入生态湿地，经挺水植物（菖蒲、荷花等）吸收过滤后再回流至养殖水槽，沉淀物则作为周边基地果树、蔬菜等的优质有机肥进行应用。（3）水质净化区。由水生植物、生态湿地区组成。其中，挺水植物区面积为9 300 m2、生态净化塘面积为7 992 m2。养殖水槽排出的水体在集污区二级沉淀后，经水生植物吸收过滤流至生态湿地区再净化后，回流至养殖水槽。（4）池塘养殖智能控制系统。由传感器（水质与气象）、养殖设备、视频监控设备及专用控制软件等组成，通过专用控制软件，实时采集、处理传感器水质数据与气象数据，并将处理结果传送至养殖设备控制器，以实现实时控制养殖设备的运行，完成精准增氧、精准调水、精准换水等作业。

1.3 鱼种养殖实践

1.3.1 鱼种放养

2021年5月15日，在已通过验收的10个养殖水槽中陆续开始投放鱼种（预留2个水槽作为养殖期间的机动养殖水槽）。养殖鱼种选择加州鲈鱼（养殖周期为8～12个月）和草鱼（养殖周期为20～24个月），其中，加州鲈鱼平均单尾重为16.7 g，草鱼平均单尾重为75 g。在鱼种放养前，加州鲈鱼和草鱼均用20 mg/L高锰酸钾药浴15 min，然后进行放养。加州鲈鱼和草鱼各放养5个养殖水槽，每个养殖水槽的鱼种放养量均为1万尾，放养密度为95尾/m2。

1.3.2 投 喂

在养殖期间，全程投喂浮性颗粒饲料，日投喂量为鱼体总重的3%～5%（实际投喂量应根据鱼的吃食情况和天气情况而定，一般要求在0.5 h内吃完），一天投喂2次（分别在6：00和18：00各投喂1次）。值得注意的是，在每次投喂前，须先放下拦料网，然后从流水池的前端下料，先投喂计划投喂量的1/3，再根据鱼的吃食情况继续投喂。

1.3.3 增 氧

在养殖期间，养殖水槽应确保连续增氧。

1.3.4 吸污及污物处理

在每次投喂后3 h(即9:00和21：00)，改常规增氧为气推清污，通过气流推动将沉于池底的残饵等有机物推向集污区。同时，每天定时吸出集污区的废弃物，并将其集中在沉淀池中进行二级沉淀，沉淀池中的上层清水经水生植物吸收过滤后，流至生态湿地区进行再净化，然后回流至养殖水槽。在养殖期间，整个集约化生态循环流水养殖设施一般不向外排水，仅需少量补充自然蒸发的水量。

1.3.5 水质监测

在流水槽的后端设置水质在线监测探头，定期实时监测水体温度、化学需氧量、pH、氨氮和亚硝酸盐含量，并根据水质参数变化及时调整管理措施。一般每周检测1次，若发现养殖水槽内鱼类有吃食异常和游动异常情况，则增加检测次数。

2 集约化生态循环流水养殖设施的应用实践结果

现以已完成首个养殖周期的加州鲈鱼养殖水槽为调查对象，调查分析集约化生态循环流水养殖设施的可靠性和具体应用效果。

2.1 水质情况

由表1可知，在养殖第8个月（2022年1月，此时加州鲈鱼的规格已接近500 g/尾的上市规格）进行调查，加州鲈鱼养殖水槽进水口、出水口处水体的主要水质指标（如氨氮含量、亚硝酸氮含量、化学需氧量、pH）都在渔业水质标准范围之内。

表1 加州鲈鱼养殖第8个月养殖水槽进水口、出水口处水体的主要水质指标均值

2.2 养殖结果

加州鲈鱼从2022年1月底开始捕捞，至2月底捕捞结束，采用捕大留小的捕捞方式。据统计，5个养殖水槽的加州鲈鱼养殖成活率为90%～96%，单槽产量为4 500～5 500 kg，单位面积产量为42.9～52.4 kg/m2，总产量为25 t，饲料系数为1.0～1.1。同时，据养殖期间调查，加州鲈鱼摄食活动正常，没有发现有鱼类集群缺氧浮头等异常现象。

2.3 经济效益

据统计，加州鲈鱼鱼种费用为9.5万元（按鱼种总数量为5万尾、单价为1.9元/尾计），饲料费用为30.25万元（按饲料系数为1.0～1.1、饲料总用量为27.5 t、饲料单价为1.1万元/t计），水电费为14.0万元，人工费为10.0万元，生产成本合计为63.75万元，总产值为80.00万元(按总产量为25 t、单价为32元/kg计)，即5个养殖水槽的加州鲈鱼养殖纯利润为16.25万元。

2.4 与传统池塘养殖方式对比

据统计，2021年奉贤区常规的鱼养殖总面积为120.41 hm2，总产量为1 446.15 t，单位面积产量为1.2 kg/m2；总产值为2 458.26万元，单位面积产值为20.4元/m2；总支出为1 595.89万元，单位面积支出为13.3元/m2；总纯利润为862.37万元，单位面积纯利润为7.2元/m2。

由表2可知，与采用传统池塘养殖技术的水产养殖相比，采用集约化生态循环流水养殖设施进行水产养殖的单位面积产量（加州鲈鱼）增加35～43倍、单位面积纯利润增加190～232倍、用水量节约92.5%。同时，尽管集约化生态循环流水养殖设施配套的挺水植物区和生态净化塘占地面积较大，但不仅不会影响养殖收益，还能大大降低水产养殖尾水对环境水域的影响。因此，集约化生态循环流水养殖设施可在都市渔业中进行推广应用。

表2 流水养殖和池塘养殖的主要经济指标比较

3 结论与讨论

应用实践表明，与传统池塘养殖方式相比，集约化生态循环流水养殖设施具有节水、节地、对环境水域的影响大幅降低等特点，符合水产养殖产业可持续发展的要求，是水产养殖的未来发展方向。

我国水产养殖经历了多个发展阶段，从一开始的大排大灌的粗放式养殖模式，发展到后来的半精养模式（即通过光合细菌、乳酸菌等有益微生物的使用和在池塘内增加增氧机的数量等，提高池塘水体的自净能力，改善池塘水质，减少换水量）。例如，2000年以后，我国南方沿海地区开发了“高位池”养虾模式（即利用圆形池塘，池底向中央呈锅底形倾斜，以利于虾养殖期间产生的残饵、粪便等污物向中央汇集，再通过中央排污口排出污物），取得了养殖周期缩短、养殖产量和收益均高的结果。然而，由于“高位池”养虾模式并没有从根本上解决养殖尾水排放的问题，仅仅是起到了污物“搬家”的作用，对海区养殖环境的破坏严重（相关研究表明，湛江市东海岛周边海区受“高位池”排水污染严重，海水中的弧菌数与硝酸盐氮含量呈显著正相关，虾场环境细菌已对氨苄青霉素、左氟沙星、环丙沙星、多黏菌素等多种抗生素产生了严重的抗药性，导致近年来东海岛“高位池”养虾成功率急剧下降[5-7]）。近年来，随着各级政府对周边水域环境治理要求的提高以及各项政策、法规的实施，如何处置水产养殖过程中产生的尾水，已直接关系到水产养殖产业的生存和发展。因此，在有关政策的支持下，上海地区逐步淘汰传统水产养殖模式，推广应用集约化生态循环流水养殖设施，对确保环境安全、满足市场供应、提高养殖户经济效益具有重要意义。