光伏渔业养殖模式中养殖环境和南美白对虾生长研究

摘 要：为探索光伏与渔业结合中光伏对养殖的影响，分别对光伏池塘及普通池塘的温度、pH值、溶解氧、南美白对虾（Litopenaeus vannamei）生长状况进行综合调查，发现光伏池塘温度、溶解氧含量低于普通池塘，pH值相差不大，均为弱碱性。在南美白对虾产出规格相差不大的情况下，光伏池塘产量约是普通池塘的1.4倍。

关键词：光伏渔业；南美白对虾（Litopenaeus vannamei）；养殖环境

中图分类号：S967.4 """"文献标志码：A

文章编号：1004-6755（2025）01-0004-04

南美白对虾，也叫凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei），作为世界上三大主要对虾养殖品种，于1988年正式引入中国[1]。因其适应性强、盐度适应范围广、生长速度快、产量高等特点，一经引入，迅速成为我国主要海水养殖对虾种类之一。光伏发电是指利用光生伏特效应将太阳光能转化为电能的技术，目前被广泛应用于土地生态修复、建筑、农业等方面。光伏渔业养殖模式既是对光伏和渔业两种资源的有效利用，又解决了光伏产业用地面积大，土地利用率低等问题。我国的光伏渔业养殖模式主要兴起于2013年[2]，“上电下渔”的协同养殖模式促进资源有效整合，提高了资源产出率，带来显著经济效益。养殖池上方架设光伏，直接影响水体环境及养殖品种生长状态，本文通过对比光伏池塘与普通池塘环境指标及对虾生长情况，分析光伏池塘对养殖环境及水产品的影响，为研究光伏渔业新模式提供基础数据资料。

1 材料与方法

1.1 研究对象

本次调查主要以滨州市某重点企业2号光伏池塘、3号普通池塘为调查对象。光伏池塘面积为160 hm2，平均水深1.2 m；普通池塘面积140 hm2，平均水深0.9 m。投苗量均为22.5万尾/hm2。

1.2 样品采集

结合企业养殖生产情况，对选定光伏池塘与普通池塘进行采样站位固定。采样站位尽量选取远离岸边，以减少人为因素的干扰。自2023年6至9月，对固定站位进行温度、盐度、pH值、溶解氧及南美白对虾调查。

温度、盐度采用哈希 HQ40d便携多参数分析仪现场分析，pH值、溶解氧（DO）现场采集样品，实验室内按照《海洋监测规范》[3]进行检测。

2 结果

2.1 养殖环境因素

2.1.1 温度对光伏池塘与普通池塘温度进行调查，光伏池塘最高温度出现在8月份，为32.5 ℃，最低温度出现在6月份，为19.5 ℃。普通池塘最高温度出现在8月份，为33.2 ℃，最低温度出现在9月份，为19.8 ℃。如图1所示，光伏池塘月平均温度范围23.5～27.7 ℃，普通池塘月平均温度范围为24.9～28.8 ℃。调查期间，6—9月光伏池塘月平均温度均低于普通池塘。

2.1.2 pH值

调查期间光伏池塘与普通池塘的pH值变化如图2所示，6—9月pH值月平均范围，光伏池塘为8.24～8.43，普通池塘为8.26～8.43，无论是光伏池塘还是普通池塘，6月份pH值略高于其他3个月份，且6月份两种环境下pH月平均值相同。整体比较，两种环境下的pH月平均值相差不大，且都为弱碱性水质。

2.1.3 溶解氧变化 调查期间，分别于早、晚两个固定时间段对光伏池塘、普通池塘中的溶解氧含量进行调查，发现光伏池塘早、晚水体中的溶解氧含量月平均值范围为4.30～7.72 mg/L，普通池塘溶解氧月平均值范围为5.27～8.53 mg/L。整体分析，光伏池塘溶解氧含量低于普通池塘，且6—9月光伏池塘中的溶解氧含量波动比普通池塘相对较大。

2.2 养殖品种生长状况

从7月份开始，对两种条件下的对虾进行捕捞。7月份，光伏池塘累计捕捞南美白对虾14 366.5 kg，普通池塘累计捕捞5 701 kg；8月份，光伏池塘累计收获南美白对虾28 021 kg，普通池塘为21 618 kg；9月份，光伏池塘累计收获南美白对虾35 116 kg ，普通池塘为27 363 kg，见图4。截至9月底调查结束，光伏池塘共计收获对虾77 504 kg，平均484.4 kg/hm2，普通池塘收获南美白对虾54 682 kg，平均390.6 kg/hm2。对捕捞的南美白对虾规格进行比较，发现7月份对虾规格，光伏池塘与普通池塘相差不大，基本维持在12.5 g/尾，偶有发生10.0 g/尾的情况；8月份，两种环境下对虾的规格也基本相似，为14.3 g/尾；9月份光伏池塘对虾规格13.3 g/尾，普通池塘前期收获的规格相对较大，为14.3 g/尾，而后期为12.5 g/尾。对光伏池塘与普通池塘南美白对虾产量及规格进行比较，在规格相差不大的情况下，光伏池塘产量明显高于普通池塘。

3 分析与讨论

3.1 养殖环境指标分析

为充分了解，进而发展光伏渔业养殖模式，掌握光伏对环境因素、养殖品种生长、产量的影响显得尤为重要。有研究表明，南美白对虾适宜的水温为18～35 ℃，当日温差变化超过9 ℃时，对虾活动力会相应减弱，死亡率上升[4]。除此外，温度也是影响南美白对虾免疫力[5]、繁殖能力[6]等的重要因素。钱华政等[7]通过比较“渔光一体”组件的不同遮光度下水质环境因素变化，发现随遮光面积的增加，水温逐渐降低，尤其是夏季更为明显。在本次调查中，光伏池塘水温较普通池塘略低，但两种环境下的温度相差并不十分明显。这可能与上方光伏组件及调查池塘水深有一定关联，调查的光伏池塘中的光伏组件之间存在一定间隙，组件面积基本恒定，对水体遮阴面积有限，因此对温度改变有限。

养殖水产品的正常生长对pH值有一定要求，对虾适宜生长在pH值为7.5～8.5的弱碱环境中。pH值过低易降低血液的载氧能力，过高易腐蚀对虾的鳃组织[8]。在养殖生产过程中，水体中的pH值最好维持在一定范围内，不能出现大幅度变化，否则会影响养殖品种生长。当养殖环境中pH值开始下降时，预示着水质环境变坏，H2S含量有所增加，当pH值过高，水环境中的氨氮毒性会增加，影响对虾摄食、生长，严重时导致中毒死亡。本次调查过程中，6—9月水体中的pH值变化不大，都稳定在弱碱环境中，适宜对虾的生长，且光伏池塘与普通池塘的pH值相差不大。

水环境中溶解氧的含量直接影响水生生物摄食、生长、繁殖，大多数水生生物都有一定的溶解氧耐受范围，超出其耐受范围，会抑制水生生物呼吸，引起各种疾病，甚至导致死亡。段妍等[9]发现水体中溶解氧含量变化会影响对虾消化酶的活力，进而影响对虾食物转化效率。当短沟对虾长期处于缺氧性水环境下，其正常蜕皮受到抑制[10]。水体中溶解氧不足，易导致水环境中氨氮、硫化氢等有害物质的产生，从而造成对虾中毒死亡[11]。本次调查过程中，光伏池塘与普通池塘溶解氧均在对虾生长可接受范围内，光伏池塘的溶解氧含量较普通池塘略低，这可能因为，光伏池塘对虾数量较多，耗氧能力相对较强，溶解氧不能通过其他途径得到及时有效的补充，从而造成含量相对较低。

3.2 光伏与渔业

随着国家“双碳”战略的提出，“渔光互补”模式在全国迅速发展，养殖水产品品种不断增加，因此进一步探索光伏对池塘养殖的影响，选取适宜的养殖品种成为研究的焦点。牛超等[12]发现光伏板的存在会降低下方水体光照强度、溶解氧、温度，但均对池塘中的中华绒螯蟹正常生长没有明显影响。钱华政等[7]发现一定比例的遮光率对草鱼生长不会产生明显不利影响，并且光伏组件遮光性可以改善养殖池塘水质。唐艳萍等[13]发现光伏板的遮光性可以在一定程度上改变水体环境，有利于浮游植物生长、繁殖。兴化市沙沟镇利用渔光一体，发展虾蟹生态养殖，收益显著[14]。吴立峰等[15]2019年3—12月，对光伏区与非光伏区中的二龄中华绒螯蟹的生长情况进行对比，发现光伏区内的中华绒螯蟹在产量、规格、成活率等都呈现出明显优势。但徐旦红等[16]通过试验发现光伏板下的扣蟹养殖效果不佳，且光伏组件影响池水流动性。本次调查中，光伏池塘与普通池塘南美白对虾规格相差不大，但收获的产量，光伏池塘具有明显优势，这与吴立峰等的研究相似。光伏组件的遮光可以在夏季高温季节降低水温，科学抑制喜阳浮游植物，防止发生“倒藻“现象，但也对水体自然流动性产生一定不利影响。

作为水产养殖产量远超捕捞产量的大国，上方发电，下方养殖的“光伏渔业”新型渔业养殖模式能够促进水产养殖业的转型升级，采取有效措施，避免其不利影响，有助于提升产业综合立体效益。实际生产中，对于光伏组件的架设，需布局合理，科学安装，在科学抑藻的同时减少对自然水体流动性的干扰，降低不利影响带来的危害。池塘中可适当增加增氧设备，保证养殖品种生长需求。对于养殖品种的选取，需经慎重考察研究，充分了解养殖品种生态习性，减少不必要经济损耗。在养殖过程中，适当增加监测频率，及时掌握养殖生产情况，根据实际，科学养殖，加强品质建设，提高光伏渔业综合利用率及经济效益，达到双赢目标。

4 小结

综上，两种养殖条件下pH值相差不大，光伏池塘温度和溶解氧含量比普通池塘低，且光伏池塘中的南美白对虾产量具明显优势。光伏组件的存在也产生一定的不利影响，光伏池塘中的溶解氧含量月平均值低于普通池塘。

光伏池塘南美白对虾产量相对较高，可能因为光伏组件的存在能够降低下方水体温度，且光伏池塘略深于普通池塘，也在一定程度上影响水温，尤其是在夏季气温较高的条件下，缓解高温对养殖品种的危害，同时组件的遮光作用有效抑制喜阳浮游植物生长、减少水生植物腐败，进而水体环境中有害物质相对较低，为对虾的生长提供有利条件。

光伏池塘溶解氧含量较低，可能是光伏组件影响水体上方空气流动，降低养殖池塘水体流动性，导致水中溶解氧含量相对较低。水体中溶解氧含量的降低，在一定程度上限制耗氧能力较强的养殖品种的生长与产量。光伏组件的遮阳作用，也影响喜阳生物的生长。因此，寻找上方清洁能源发电与下方绿色养殖的平衡点，选取适宜养殖产品，建立合理的光伏渔业养殖模式成为光伏渔业亟待解决的问题之一。

参考文献：

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Research on the water environment and growth of Litopenaeus vannamei in photovoltaic fisheries system

YANG Shuang1，2，SONG Ruiqiang1，2，FENG Xiao1，2，CUI Weiqi1，2

（1.Binzhou Marine Development Research Institute，Binzhou 256600，China；2.Binzhou Key Laboratory of Aquatic Seed Breeding and Healthy Breeding，Binzhou 256600，China）

Abstract：In order to explore the impact of photovoltaic on fishery aquaculture， a comprehensive investigation was conducted on the temperature，pH value，dissolved oxygen and growth of Litopenaeus vannamei of photovoltaic pond and ordinary pond. It was found that the temperature and dissolved oxygen content of photovoltaic pond were lower than that of ordinary pond.The pH value was not much different，both of which were weakly alkaline. In the case of little difference in the production specifications of Litopenaeus vannamei ， the output of photovoltaic pond was about 1.4 times that of ordinary pond.

Key words：photovoltaic fishery; Litopenaeus vannamei; water environment

（收稿日期：2024-10-23）