丁建華，趙文

(1．山西省水產(chǎn)技術(shù)推廣站，山西太原030002;2．大連海洋大學(xué)遼寧省水生生物學(xué)重點實驗室，遼寧大連116023)

池塘養(yǎng)殖已成為中國水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要生產(chǎn)方式之一，在中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中具有極其重要的地位［1-2］。據(jù) 《2013 中國漁業(yè)年鑒》［3］統(tǒng)計資料，2013年全國淡水池塘養(yǎng)殖面積為256．7萬hm2，占淡水養(yǎng)殖總面積的43．5%，養(yǎng)殖產(chǎn)量為1816．4萬t，占中國淡水養(yǎng)殖總量的69．34%。在池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量不斷提高的同時，其生產(chǎn)中存在的殘餌、糞便和不合理用藥等導(dǎo)致的環(huán)境污染、水資源浪費、質(zhì)量安全等問題也日益突出，高密度、高投入的池塘養(yǎng)殖使生態(tài)環(huán)境不斷惡化，嚴重制約了池塘養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。近年來的研究與實踐證明，推行健康養(yǎng)殖模式是解決池塘養(yǎng)殖問題的根本途徑［4-11］。中國漁業(yè)現(xiàn)階段工作的重點之一是“漁業(yè)水域生態(tài)環(huán)境保護和生態(tài)養(yǎng)殖”，但是中國對生態(tài)養(yǎng)殖模式的研究仍處于起步階段，多數(shù)研究僅局限于試驗和中試階段。現(xiàn)有的池塘生物修復(fù)技術(shù)措施尚不十分成熟，在短時間內(nèi)很難解決中國水資源嚴重缺乏和水污染的問題［12］。另外，傳統(tǒng)粗放型的“流水”養(yǎng)殖和“開放系統(tǒng)”養(yǎng)殖會出現(xiàn)兩個問題——需要投入大量能量以及向環(huán)境中排放大量養(yǎng)殖廢水，這些問題均不符合清潔養(yǎng)殖的主體原則。水產(chǎn)養(yǎng)殖要做到可持續(xù)發(fā)展，必須摒棄高投入，全面推廣水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的清潔生產(chǎn)，以技術(shù)進步提高經(jīng)濟效益，并節(jié)約資源消耗。為此，作者根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的資料和多年的生產(chǎn)實踐，提出了池塘分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖模式，試圖通過優(yōu)化模式和技術(shù)集成創(chuàng)新來加速養(yǎng)殖模式的新跨越，徹底解決中國池塘養(yǎng)殖的制約因素。本研究中，作者就池塘分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖模式的概念、原理與方法進行了探討，旨在為進一步深入研究和應(yīng)用推廣該養(yǎng)殖模式提供參考。

1 池塘分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖模式的概念

池塘分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖 (partition cluster clean culture in ponds，PCCP)是一種不同于傳統(tǒng)混養(yǎng)方式的池塘養(yǎng)殖新模式，即在健康養(yǎng)殖條件下將人工投喂的魚類集群圈養(yǎng)于池塘小范圍區(qū)域(即集群養(yǎng)殖區(qū))中，通過設(shè)備控制魚類糞便的排泄區(qū)域 (即沉淀排污區(qū))，做到及時將糞便清除到池塘外凈化區(qū)，以降低魚類糞便、殘餌等對水體的污染及溶解氧消耗，使池塘中大部分水體轉(zhuǎn)變?yōu)樗|(zhì)凈化區(qū)域，最后形成池塘內(nèi)分區(qū)、養(yǎng)殖魚類集群、精確投餌和及時清除糞便及殘餌的池塘清潔養(yǎng)殖模式。

池塘內(nèi)分區(qū)養(yǎng)殖模式設(shè)施主要包括:集群養(yǎng)殖池或網(wǎng)箱、集污設(shè)施、吸污設(shè)備、水體循環(huán)設(shè)施、增氧設(shè)備等。

運行形式:將吃食性魚類投放到集群養(yǎng)殖區(qū)，魚類糞便及殘餌沉降到排污區(qū)，排污區(qū)底部的有機物通過集污設(shè)施和吸污設(shè)備輸送到過濾區(qū)或植物種植凈化區(qū)，通過固液分離，將凈化處理后的池水流回池塘中，固形物作為有機肥料再利用。部分可溶有機物及未進入收集區(qū)域的有機物通過池塘的自凈作用進行凈化。池塘集群養(yǎng)殖區(qū)的水體流動及溶氧供給依靠微孔曝氣推水設(shè)備提供。

2 池塘分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖模式的原理

池塘養(yǎng)殖新模式的原理概括地說就是將池塘水體劃分為水體凈化區(qū)、魚類集群區(qū)和排污區(qū)，養(yǎng)殖魚類在集群養(yǎng)殖區(qū)集群，通過精確投餌、局部微孔增氧及時清除糞便、殘餌，抽出廢水并在池塘外凈化區(qū)凈化處理后回流，固形物留在陸上加以利用，由此達到池塘節(jié)水、減排、高產(chǎn)的清潔養(yǎng)殖目的。

(1)改變池塘養(yǎng)殖環(huán)境。功能上分區(qū)，養(yǎng)殖魚類集群，清除糞便、殘餌，通過集群養(yǎng)殖區(qū)增氧、過濾沉淀區(qū)排污、水質(zhì)凈化區(qū)水體環(huán)流發(fā)揮養(yǎng)殖動物的集群效應(yīng)，避免擁擠效應(yīng)，從根本上降低影響池塘水質(zhì)惡化的因素，滿足養(yǎng)殖魚類的生態(tài)需求。

(2)減輕池塘污染過程。將污染后修復(fù)治理變?yōu)槲廴厩胺e極預(yù)防，及時清除池塘顆粒有機物、魚糞和殘餌，減少魚類糞便、殘餌等在池塘水體中的停留時間和池底積累，從而減少分解過程及耗氧量，延長池塘使用壽命。

(3)降低能耗穩(wěn)獲高產(chǎn)。通過排出魚糞、殘餌，減少池塘總有機物負荷，從而降低溶解氧的總消耗量，為提高魚載量創(chuàng)造了條件，為漁業(yè)發(fā)展節(jié)約了土地面積。在減少溶解氧消耗的同時降低了動力增氧的需求量，減少了能耗。集群養(yǎng)殖區(qū)便于觀察和科學(xué)管理，如疾病的預(yù)防、治療，捕撈工作的開展等，降低了人工成本。

(4)便于池塘綜合利用。新模式是池塘開放系統(tǒng)養(yǎng)殖與封閉的工廠化養(yǎng)殖有機結(jié)合的一種新模式，改變了對傳統(tǒng)池塘大小、形狀等的要求，可以有效地節(jié)約水資源，提高養(yǎng)殖水體的利用率，增加可養(yǎng)殖水域，對池塘養(yǎng)殖拓展有積極作用。

3 池塘分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖模式的具體技術(shù)措施

關(guān)于池塘分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖模式目前僅有池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖［13］及池塘網(wǎng)箱清潔養(yǎng)殖［14］兩種模式。

3.1 池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖模式

3．1．1 結(jié)構(gòu) 主要由養(yǎng)殖槽、沉淀槽、集污矮墻、氣提增氧推水機、欄魚柵、吸污泵、固液分離器等組成 (圖1)。

3．1．2 運行 養(yǎng)殖魚類集中在養(yǎng)殖槽中，通過氣提增氧推水機使池塘外水體不斷流入養(yǎng)殖槽內(nèi)，養(yǎng)殖槽末端連接沉淀槽，流出養(yǎng)殖槽的水體經(jīng)過沉淀槽沉淀，多數(shù)沉淀物集中在集污矮墻下，利用吸污泵將沉淀槽中的污物排到岸邊或?qū)牍桃悍蛛x機中進行分離。

3.2 池塘網(wǎng)箱清潔養(yǎng)殖模式

3．2．1 結(jié)構(gòu) 主要由網(wǎng)箱、網(wǎng)箱架、氣提增氧推水機、吸污盤、吸污泵、牽引機等組成 (圖2)。

3．2．2 運行 將養(yǎng)殖的草魚、鯉等吃食性魚圈養(yǎng)在網(wǎng)箱中，魚類的糞便、殘餌等會沉淀于網(wǎng)箱底部，再通過網(wǎng)箱底部的除污設(shè)備將污物及時排出養(yǎng)殖區(qū)域，每天保持1～2次的清污過程，使沉淀有機物不能積累，以減少其分解過程。根據(jù)養(yǎng)殖對象的需要開動氣提增氧推水機，當氣提增氧推水機工作時，增氧過程中形成的水流在斜板的導(dǎo)向作用下，流向網(wǎng)箱內(nèi)部，使網(wǎng)箱水體得以交換。

4 池塘內(nèi)分區(qū)養(yǎng)殖的功能

4.1 集群養(yǎng)殖區(qū)

集群養(yǎng)殖區(qū)即魚類集群區(qū)，將投餌養(yǎng)殖魚類集中養(yǎng)殖，控制養(yǎng)殖魚類的糞便排泄范圍，利于經(jīng)常清理污物。養(yǎng)殖密度高于靜水池塘實際產(chǎn)量的10～50倍，約占池塘總面積的2% ～10%。魚類集群區(qū)是進行集群養(yǎng)殖的場所，良好的水體交換、優(yōu)質(zhì)的餌料供給、有效的病害預(yù)防是保證集群養(yǎng)殖區(qū)魚類安全的重要措施。微孔增氧推水模式可以保證集群養(yǎng)殖區(qū)不會出現(xiàn)缺氧的現(xiàn)象，同時使水體單向流動，促進魚類糞便收集。

4.2 沉淀排污區(qū)

圖1 池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖模式Fig.1 Aquaculture model in an inner flowing water cycling pond

1繩輥及動力驅(qū)動部分;2定滑輪;3角形架;4拉繩;5網(wǎng)箱;6鎖定環(huán);7定位條;8滑輪定位桿;9吸污管滑軌;10吸污管;11排污軟管;12曝氣管;13長方形架;14斜板;15吸污泵;16風(fēng)機;17固定夾;18豎桿

圖2 池塘網(wǎng)箱清潔養(yǎng)殖模式Fig.2 Clean aquaculture model in a net cage in a pond

沉淀排污區(qū)的功能是對集群養(yǎng)殖區(qū)魚類糞便、殘餌等進行沉淀收集。沉淀區(qū)面積是集群養(yǎng)殖區(qū)的0．2～2．0倍，可設(shè)置1～2個分級沉淀區(qū)，以對不同沉降速率的顆粒有機物進行收集。沉淀池的設(shè)計取決于“溢水流速”(單位時間的流量除以沉淀池的面積)，固體的沉降速度始終大于溢水流速，保證固體下沉。沉淀區(qū)基本不投放魚類，防止對沉淀物的攪動。

4.3 水質(zhì)凈化區(qū)

水質(zhì)凈化區(qū)是對流出沉淀排污區(qū)的水體進行凈化，約占池塘總面積的80%以上。利用水體生物自凈能力凈化剩余的有機物，水質(zhì)凈化區(qū)不投任何餌料，利用凈化池配養(yǎng)濾食性魚類起到生態(tài)修復(fù)的作用。這種設(shè)計可降低養(yǎng)殖對水體的污染，提高養(yǎng)殖用水的利用率。此外，水體利用微孔曝氣推水設(shè)備促進水體流動，推動水體流動的同時進行增氧，凈化池的末端水體通過微孔曝氣設(shè)備供水供氧。這種推水方式成本更低，無需維修。微孔增氧設(shè)備的安裝要使得氣流單方向循環(huán)，形成一個有效的循環(huán)形式。同時，這樣的養(yǎng)殖方式可減少水體富營養(yǎng)化產(chǎn)生的不良后果，降低氣泡病等疾病的發(fā)生率。

4.4 污水處理區(qū)

池外污水處理區(qū)利用過濾凈化設(shè)備將集群養(yǎng)殖區(qū)和沉淀排污區(qū)收集的污水進行固液分離，為有機物的進一步利用提供了條件。池外污水處理區(qū)約占池塘總面積的1%左右，利用此區(qū)分離含水糞便，便于將糞便收集。分離的液體含有較高氮磷等物質(zhì)，可通過無土種植等技術(shù)進一步凈化后再流回養(yǎng)殖池塘。

通過以上4個區(qū)域功能的鏈接，使單個養(yǎng)殖池塘形成一個獨立的養(yǎng)殖及凈化生態(tài)系統(tǒng)，為水產(chǎn)養(yǎng)殖的健康養(yǎng)殖及節(jié)能減排提供了技術(shù)保障。

5 池塘分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖模式的優(yōu)點和存在問題

傳統(tǒng)的養(yǎng)魚池塘一般為混養(yǎng)模式［1-2］，主養(yǎng)魚和配養(yǎng)魚均在池塘水層區(qū)自由游動，魚類攝食活動和其他生命活動在整個池塘區(qū)域內(nèi)進行，此模式會對養(yǎng)殖廢物的收集帶來不便，增氧機和微孔增氧很難達到均勻和不留死角，因此，適應(yīng)優(yōu)化養(yǎng)殖模式的池塘分區(qū)式養(yǎng)殖呼之欲出，但需要進行更深入地探討和推廣實施。

池塘分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖模式只是改變了傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖方式，強化了增氧、排污等漁業(yè)設(shè)施，在養(yǎng)殖方法上與中國傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式并無太大差別，“水、種、餌、混、密、輪、防、管”八字精養(yǎng)法同樣適用于池塘分區(qū)式養(yǎng)殖模式。水質(zhì)方面，在魚類集群養(yǎng)殖區(qū)特別要求溶解氧含量要滿足主養(yǎng)魚類生活和生長的需要，氨氮和亞硝酸鹽含量不能積累為害;養(yǎng)殖種類方面，主養(yǎng)種類需要良種，并符合市場需要;餌料方面，主養(yǎng)魚要做到精準投喂，減少殘餌，開發(fā)環(huán)保飼料;混養(yǎng)方面，池塘分區(qū)式養(yǎng)殖模式與傳統(tǒng)模式略有不同，最大差別是用網(wǎng)箱把主養(yǎng)魚與配養(yǎng)魚分隔開來，雖然水在網(wǎng)箱中內(nèi)外相通，但畢竟造成了池塘主養(yǎng)區(qū)水環(huán)境與同一池塘其他區(qū)域存在一定差異;密養(yǎng)方面，池塘分區(qū)式養(yǎng)殖模式在產(chǎn)量設(shè)計上與傳統(tǒng)高產(chǎn)池相當，但是密養(yǎng)區(qū)密度相當大;輪養(yǎng)方面，由于養(yǎng)殖魚類在主養(yǎng)區(qū)起捕收獲更方便快捷，輪養(yǎng)的益處更容易達到;管理方面，池塘分區(qū)式養(yǎng)殖模式與傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖相比更需要科學(xué)管理。

6 養(yǎng)殖實例及養(yǎng)殖產(chǎn)量與經(jīng)濟效益分析

集群養(yǎng)殖區(qū)主養(yǎng)草魚或鯉，也可推廣養(yǎng)殖其他吃食性魚類。水質(zhì)凈化區(qū)可根據(jù)密養(yǎng)區(qū)合理配養(yǎng)鰱和鳙。密養(yǎng)區(qū)可采用類似流水循環(huán)養(yǎng)殖模式，在美國流水循環(huán)養(yǎng)殖斑點叉尾鮰產(chǎn)量可達500 kg/m3。

2013年，在山西運城永濟市伍姓湖灘的永濟市溫流水良種繁育場內(nèi)，選擇一口面積為0．67 hm2的池塘作為對照池，主養(yǎng)草魚，草魚放養(yǎng)量為1200尾/667 m2，配養(yǎng)鯉、鰱和鳙，最后4種魚的平均產(chǎn)量為1139 kg/667 m2，其中草魚的產(chǎn)量為806．6 kg/667 m2。選擇面積為 0．33 hm2和 0．47 hm2各兩口池塘池塘進行池塘分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖試驗，按1500尾/667 m2和1200尾/667 m2兩種放養(yǎng)量模式在網(wǎng)箱內(nèi)投放草魚種進行節(jié)能減排試驗，共設(shè)6只網(wǎng)箱 (其中2口池塘各放2只，另2口池塘各放1只)，池塘水體積 (水深以1．5 m計)與網(wǎng)箱體積之比為55．6∶1，亦即本試驗中密集養(yǎng)殖區(qū)面積與整個池塘面積的比為2．70%，體積比為1．8%。草魚放養(yǎng)規(guī)格平均為90 g/尾，采用32/3#鳳凰浮性飼料進行投喂。放養(yǎng)日期為4月3日，收獲日期為10月30日，試驗時間為180 d。試驗結(jié)果表明，養(yǎng)殖成活率均為95．5%，飼料系數(shù)為1．52。按表1數(shù)據(jù)可算出兩種放養(yǎng)量模式下，2#、3#、4#和7#4個池塘中網(wǎng)箱草魚的收獲量分別為87．5、62、68、50 kg/m3，產(chǎn)量依次為78．1、55．5、60．3、44．8 kg/m3。水質(zhì)凈化區(qū)僅養(yǎng)殖鰱，相應(yīng)鰱總產(chǎn)量分別為1292、1250、1235、1223 kg。平均水深按1．5 m計，對照池產(chǎn)量為1．14 kg/m3;試驗池 2#、3#、4#和 7#的產(chǎn)量依次為 1．37、1．32、1．11、1．09 kg/m3，4 口試驗池產(chǎn)量平均為1．22 kg/m3，即1220 kg/667 m2(池塘)。兩種模式試驗池的平均投資回報率分別為 17．5%和13．5%，而對照池投資回報率為13．6%。

總結(jié)試驗結(jié)果可以得出如下結(jié)論:(1)試驗網(wǎng)箱僅為432 m3，養(yǎng)殖魚類產(chǎn)量卻超過對照池，說明池塘網(wǎng)箱養(yǎng)殖即分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖模式代替普通池塘養(yǎng)殖是完全可行的，并且單產(chǎn)還有很大的提高空間;(2)池塘網(wǎng)箱養(yǎng)殖節(jié)約了水資源，水質(zhì)良好，用藥量小，是一種很好的養(yǎng)殖模式。

用網(wǎng)箱主養(yǎng)吃食性魚類，即使網(wǎng)箱內(nèi)的水與水質(zhì)凈化區(qū)相同，利用水流可內(nèi)外交換，但是主養(yǎng)魚類集群在一起，增加了養(yǎng)殖魚類傳染病暴發(fā)和停電缺氧窒息的風(fēng)險。因此，解決的方案是注射草魚疫苗，配備發(fā)電機以備停電時使用。另外，此模式如何體現(xiàn)節(jié)能降耗，降低成本，尚需進一步的試驗數(shù)據(jù)支持。

表1 試驗池塘集群養(yǎng)殖區(qū)草魚的放養(yǎng)和收獲情況Tab.1 Stocking and yield in grass carp in a high density fish culture zone in a test pond

表2 試驗池塘水質(zhì)凈化區(qū)鰱的放養(yǎng)和收獲情況Tab.2 Stocking and yield for silver carp in water purification zone in a test pond

7 池塘分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖模式應(yīng)用推廣前景

池塘分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖模式是介于室外傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式和工廠化流水養(yǎng)殖模式的中間類型，主要是便于集約化養(yǎng)殖技術(shù)措施的實施，集中增氧、集中管理和起捕收獲，具有廣闊的應(yīng)用前景。但是，以上僅是從理論上對池塘分區(qū)集群式清潔養(yǎng)殖模式的概念、原理和特點加以分析，還需具體研究這種養(yǎng)殖模式的養(yǎng)殖種類選擇、網(wǎng)箱面積大小、各功能設(shè)備的配置、后續(xù)凈化措施、增氧設(shè)備布局、糞便收集與排出等技術(shù)規(guī)程。

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