梁文明

（山西省水產(chǎn)育種養(yǎng)殖科學實驗中心 山西清徐 030400）

基于模塊化的新型循環(huán)流水養(yǎng)殖技術初探

梁文明

（山西省水產(chǎn)育種養(yǎng)殖科學實驗中心 山西清徐 030400）

為緩解山西省水資源短缺現(xiàn)狀，節(jié)約水資源，保護水環(huán)境，促進山西省“節(jié)水生態(tài)、節(jié)能減排”高效漁業(yè)養(yǎng)殖技術和模式的研究試驗及推廣應用。2015年4月至2015年10月，運用“模塊化”理念，在太原市魚種場開展了新型循環(huán)流水養(yǎng)殖技術的試驗研究。通過試驗，循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)各模塊、組件運行正常，達到預期試驗目的。從而為基于模塊化理念的循環(huán)水養(yǎng)殖新模式在山西省的應用做出了有益嘗試，為今后相關試驗研究提供了技術參考，符合山西省水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和轉型發(fā)展的要求。

模塊化；循環(huán)水；節(jié)水生態(tài)；節(jié)能減排；高效漁業(yè)

傳統(tǒng)的池塘養(yǎng)殖以高密度放養(yǎng)、高飼料投喂和高換水頻率的“三高”模式來換取高產(chǎn)、增產(chǎn)，卻帶來了魚類病害頻發(fā)、養(yǎng)殖風險增大、水產(chǎn)品品質下降以及水資源污染等問題。這不但影響漁業(yè)生產(chǎn)效益和水產(chǎn)品質量安全，還造成了環(huán)境污染，浪費了寶貴的水資源。

山西省是全國水資源短缺最為嚴重的省份之一，不但水資源總量匱乏，人均水資源占有量更是捉襟見肘。據(jù)報道，全省水資源多年平均總量為138.1億m3，位居全國倒數(shù)第2；人均水資源量低于500 m3，僅為全國人均水資源占有量的17%。預計到2020年山西省缺水量將超過50億m3。水資源的短缺必將嚴重制約山西省包括水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在內(nèi)的經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展[1]。

鑒于此，發(fā)展“節(jié)水生態(tài)、節(jié)能減排”的高效節(jié)水漁業(yè)養(yǎng)殖模式勢在必行，也是山西省水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的必然選擇。作者從山西省實際出發(fā)，將“模塊化”理念應用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，把整個養(yǎng)殖過程劃分成不同的單元模塊，每個模塊既相對獨立，又緊密聯(lián)系。同時依托各種新技術，探索一種新的循環(huán)水養(yǎng)殖模式，以期改善全省傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖生產(chǎn)方式，使水產(chǎn)養(yǎng)殖能適應生態(tài)友好型的環(huán)境要求和產(chǎn)品多樣化的市場需求。

1 試驗材料

1.1 試驗地點與池塘條件

試驗地點位于山西省太原市晉源區(qū)晉源東門外的太原市魚種場，試驗所用池塘為該魚場的34#池塘。該池塘南北長約80 m，東西寬約50 m，塘口面積約0.4 hm2，深約2.5 m。投料臺位于試驗池塘南側護坡的中點位置，高度與護坡頂部平齊，伸入池塘約6 m。在試驗池塘南北向中線的兩個三等分點上，各放置1臺3 kW葉輪式增氧機，在池塘東北、西南角處各放置1臺1.5 kW水車式增氧機。

水源為地下抽采的井水，周邊無化工廠等污染源，養(yǎng)殖用水符合《國家漁業(yè)水質標準》（GB11607-89）。試驗池塘總進水管口安裝網(wǎng)目大小為100目的篩絹網(wǎng)，防止野雜魚的進入。

2015年4月27日，抽排掉試驗池塘內(nèi)的舊池水，以100 kg/667 m2的用量，使用生石灰干法清塘，晾曬7 d，于2015年5月4日，加注池水至水深1.5 m，其中新舊水各半。整個試驗期內(nèi)，不外排養(yǎng)殖廢水，除補充自然蒸發(fā)散失的水分外，不加注新水。隨后選擇對細菌、病毒、霉菌等殺滅能力強，而對浮游微藻損害較小的二氧化氯對水體進行消毒。

本研究中，試驗池塘被作為整個循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的水處理模塊。

1.2 養(yǎng)殖模塊設施設備完善

本研究中，養(yǎng)殖模塊設置于試驗池塘的岸上。

1.2.1 設置玻璃鋼魚箱放置區(qū)域

在試驗池塘東邊的護坡頂部靠近南側處，平整出一塊面積約300 m2的矩形空地，找平，單層紅磚敷設，細砂水泥灌縫，整體硬化處理后作為岸上養(yǎng)殖模塊玻璃鋼魚箱的放置區(qū)域。

1.2.2 設置退水渠

租用挖機，挖出一條總長約100 m的退水渠，南北長約70 m，穿過魚箱放置區(qū)的南北方向中軸線；東西長約30 m，穿過試驗池塘北側護坡，與池塘貫通。退水渠寬約1.2 m，自南向北、自東向西，由淺變深，最淺處約0.6 m，最深處約1.5 m。

魚箱放置區(qū)域的退水渠采取單磚水泥砌筑工藝處理；區(qū)域外的退水渠內(nèi)全部敷設幅面寬4 m的加厚工程塑料布。

在退水渠由南北轉向東西的拐點處，深挖一個沉淀井，并在其南側設置一個過濾壩，填充聚酯網(wǎng)濾片、陶粒、火山石等濾材，起物理過濾作用，也有助于微生物的附著生長。

1.2.3 放置玻璃鋼魚箱

在魚箱放置區(qū)域，沿退水渠由北向南放置兩列直徑2.5 m×0.8 m的圓形玻璃鋼魚箱，東西對稱排列，東側8個，西側7個。試驗期內(nèi)，每個魚箱從試驗池塘引水循環(huán)利用，水位基本保持在0.6 m左右，在魚箱底部各放置一個直徑1 m深1.5 cm的曝氣盤，曝氣裝置為1臺1.5 kW的羅茨風機。

1.2.4 設置進水、進氣管路

岸上養(yǎng)殖區(qū)域由試驗池塘東側中段為魚箱取水。取水裝置為1臺67 mm口徑的1.5 kW潛水泵，水泵放置在用網(wǎng)目為120目的篩絹網(wǎng)和鋼筋制成的過濾罩內(nèi)，架空于池塘底上方。試驗期內(nèi)，適時調整水泵在水面下的深度，確保抽取到的是養(yǎng)殖水體的中上層水。在岸上養(yǎng)殖區(qū)進水管路的前方，安裝1臺過流式紫外消毒器。進水管選擇內(nèi)徑67 mm的PVC管，明管，主管道長40 m左右；抵達各魚箱的終端進水管，采用內(nèi)徑20 mm的PVC管，沿管體長軸方向均勻的打一排孔，孔徑3 mm，以形成急速水流，推動魚箱中水流轉動。每個魚箱均設置獨立的進水閥門，位于魚箱底部中央的排水孔處套有雙層套管，外層套管直徑0.2 m，其下部整齊排列有孔徑4 mm的排水孔數(shù)百個，與內(nèi)層套管組成虹吸系統(tǒng)完成魚箱的排水排污。利用上進水下排水的循環(huán)方式，形成一個半封閉的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)。

進氣管路采用內(nèi)徑67 mm的UPVC管制作，明管，主管道長約30 m，羅茨風機安裝在預埋件上，放置在魚箱區(qū)南側，空氣由南向北被推送至各魚箱內(nèi)的曝氣盤處。設置完成的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)布局如圖1所示。

1.2.5 設置遮蔽設施

在魚箱放置區(qū)域搭建30 m×8 m×2.5 m（長×寬×高）的可拆卸式鋼架遮蔽棚。

結構：水平棚頂全部覆蓋遮陽網(wǎng)，四立面安裝幅面寬為1.5 m的高速網(wǎng)80 m，北面安裝防火電梯門1個。

用料：立管鋼管內(nèi)徑33 mm，單根長6 m；橫拉桿鋼管內(nèi)徑20 mm，單根長6 m。

圖1 循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)平面示意圖

工藝：按需要切割、焊接鋼管，在立管適當位置焊接短套管，在橫拉桿兩端焊接短插栓，隨后，將插栓插入短套管，分間組合成整個鋼架（如圖2所示），每間長3 m，寬8 m，高2.5 m。

圖2 魚箱放置區(qū)遮蔽棚示意圖

以上所有設備安裝完畢后，通電、加水，進行調試。試運行期間，及時發(fā)現(xiàn)并處理掉個別小問題后，整個循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)準備就緒，等待投放苗種開始試驗。

1.3 試驗苗種來源與放養(yǎng)

試驗所需草金魚苗種全部來自山西省水產(chǎn)育種養(yǎng)殖科學實驗中心清徐基地，為該基地自繁自育，規(guī)格為平均體長約7 cm，平均體重約35 g/尾。選擇無外傷，體質健壯，規(guī)格均一，攝食、游動能力強的個體189.5 kg。于2015年6月19日上午放入玻璃鋼魚箱，平均每箱放養(yǎng)360尾。苗種入魚箱前，要對魚體進行消毒處理，用濃度為2%的食鹽水溶液浸泡6～8 min左右后再放入魚箱。

自河南省滎陽的黃河鯉良種場購買黃河鯉烏仔6萬尾，自太原市魚種場購買白鰱夏花1.5萬尾，花鰱夏花5 000尾，田螺及河蚌收購自周邊的漁民農(nóng)戶。2015年5月13日，魚苗運回后，不能急于下塘。先將魚苗袋置于池塘水面上至少漂浮15～20 min，以消除過大溫差，讓魚苗逐步適應新環(huán)境。隨后再打開袋子，于試驗池塘上風口處，小心地將魚苗放入塘中。

2 試驗方法

2.1 設計思路與技術路線

本研究期望以養(yǎng)殖模塊和水處理模塊為基礎，探索設計一種新的生態(tài)立體循環(huán)水養(yǎng)殖模式，在保證經(jīng)濟效益的基礎上，達到資源節(jié)約、環(huán)境友好的目的。

具體而言，就是構建兩個相對獨立的模塊：養(yǎng)殖模塊，能夠高效利用有限的養(yǎng)殖空間，養(yǎng)殖經(jīng)濟附加值較高的品種，如觀賞鯽魚、泥鰍、黃鱔、甲魚等；水處理模塊，包括池塘及池水中養(yǎng)殖的水生動物、生物浮床、水質前處理設施（雙層過濾網(wǎng)片、過流式紫外消毒器、曝氣增氧盤等）、水質后處理設施（沉井、濾壩等）。

兩大模塊通過流水循環(huán)，實現(xiàn)互聯(lián)互通，既相互獨立，又相互聯(lián)系、相互依賴：池塘中飼養(yǎng)傳統(tǒng)大宗淡水品種，套養(yǎng)一定數(shù)量、比例的白鰱、花鰱等濾食性魚類的苗種，可以清除水體中的小顆粒廢物及殘餌，此外，這些魚類以水體中的有機碎屑和包括藻類在內(nèi)的浮游生物等為食，在有效降低水生動物產(chǎn)生的有機顆粒含量的同時，可將藻類富集的N、P等營養(yǎng)鹽逐步轉換到其體內(nèi)，從而降低水體中的N、P含量；有針對性地定期使用微生態(tài)制劑，有效將水生動物代謝廢物及殘餌等大顆粒有機質轉化為小分子無機營養(yǎng)鹽[2]；栽植在浮床上的水培植物和沉水植物，通過沉淀、吸附、吸收和轉化，可以清除水體中大量的魚類小顆粒糞便及殘餌等懸浮物，同時可以轉化吸收水生動物生長過程中排出的氨氮、亞硝酸鹽、硫化物等代謝廢物，成為植物生長無機營養(yǎng)鹽。生長在試驗池塘岸邊的菖蒲、蘆葦?shù)韧λ参?，也可對養(yǎng)殖水體起到自然凈化的作用；經(jīng)過一次生物凈化的養(yǎng)殖廢水通過水質前處理設施的物理過濾、殺菌及增氧后，達到漁業(yè)養(yǎng)殖水質要求，進入岸上養(yǎng)殖區(qū)供養(yǎng)殖使用。從養(yǎng)殖模塊流出的養(yǎng)殖廢水流經(jīng)沉井及濾壩，再經(jīng)過微生物、田螺、河蚌等第二次生物凈化，并通過聚酯網(wǎng)、陶粒和火山石的再次物理過濾與吸附，即水質后處理，最后又返回池塘重復利用，實現(xiàn)養(yǎng)殖過程中“養(yǎng)殖用水循環(huán)利用、養(yǎng)殖廢水零排放、養(yǎng)殖漁藥零使用”的生態(tài)循環(huán)水養(yǎng)殖模式。本試驗技術路線見圖3。

圖3 基于模塊化循環(huán)流水養(yǎng)殖技術路線

2.2 餌料投喂

選擇合適的餌料，可有效降低餌料系數(shù)；采取合理的投喂策略，可減少殘餌對養(yǎng)殖水體的污染[3]。

2.2.1 投喂草金魚

放魚后3日內(nèi)為適應期，不投喂。自2015年6月22日開始投喂，遵循“四定原則”（定時、定點、定量、定質），每日投喂 4次，時間分別為：7:00、11:00、15:00、18:30，初始投喂量為0.5 kg/（箱·次），之后日投喂量根據(jù)天氣情況、魚的實際攝食情況及魚類的生長情況適時調整。

投喂時，技術人員每次要在固定的位置播撒飼料于魚箱水中，以訓練魚類定點攝食的習慣。

本試驗所使用飼料為粒徑1.5 mm，粗蛋白含量30%的沉性人工配合顆粒飼料。

2.2.2 投喂池塘黃河鯉

投放黃河鯉魚苗前期，每日向試驗池塘中均勻潑灑豆?jié){3次。20 d后，開始由專人馴化魚苗，2周后，待絕大多數(shù)魚苗已適應人工投喂后，開始使用自動投餌機飼喂。同樣按照“四定”原則投喂，每日投喂時間同草金魚，每次連續(xù)開啟投餌機20～40 min，日餌量為魚體重的4%，并根據(jù)天氣變化、魚類攝食及生長情況適時調整。

隨著魚類生長，飼料粒徑按開口料、小破碎、破碎料、Φ1.0、Φ1.5、Φ2.0逐步更換。飼料成分、性狀同草金魚。

試驗期內(nèi)，每隔20d，用復合Vc粉劑拌料飼喂1d，以幫助增強魚類免疫力。

2.3 設置生物浮床

2.3.1 制作浮床

骨架：2 m×1.5 m矩形框架結構，內(nèi)徑50 mm的PVC管粘合而成。

床體：由上下兩層網(wǎng)片組成，上層網(wǎng)目4 cm，能使空心菜植株插入網(wǎng)眼，并支撐其挺立于水面；下層網(wǎng)目2 cm，可防止魚類攝食空心菜。制作好的浮床沿南北走向排列在試驗池塘東西兩側。

2.3.2 培育空心菜苗

空心菜品種選擇竹葉空心菜。購買種子，當氣溫穩(wěn)定在20℃以上時，于本地育苗，面積約30 m2。20～30 d后，當菜苗長到約10 cm高時，移栽至浮床，下塘。

2015年7月13日、7月30日，分兩次共投放浮床56個，按約30株/m2的密度栽植空心菜苗。

2.4 日常管理

試驗期間，岸上養(yǎng)殖區(qū)保持全天24 h流水循環(huán)，在天氣發(fā)生變化、深夜及水體溶氧不足時，開啟魚箱底部的曝氣增氧設備。每次投喂餌料時，關停水循環(huán)30～50 min。定期排污，清洗魚箱。

每日定時巡塘，觀察試驗池塘魚類活動及水質變化情況，定期檢查各設施設備運行狀況，每半月用地刷刷洗潛水泵外的篩絹網(wǎng)過濾罩，定期清理退水渠沉井及濾壩處的沉積物及雜物，確保進、排水通暢。適時開關增氧機。

在養(yǎng)殖高風險期（6月下旬-9中旬），每晚安排專人值班，增加夜間巡查。

堅持做好養(yǎng)殖日志，包括每日天氣情況、日投餌量、魚類活動情況、水循環(huán)、曝氣增氧設施設備開啟情況、用藥情況以及突發(fā)事件等，魚類死亡情況及原因也要記錄在內(nèi)。

2.5 水質管理

試驗池塘大水體作為整個循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的水處理模塊，承擔著凈化岸上養(yǎng)殖區(qū)水質的任務。

試驗期內(nèi)，利用便攜式水質指標檢測設備和工具，對養(yǎng)殖水體的溫度、溶解氧、pH、氨態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、透明度等指標進行監(jiān)測。平均每15 d檢測一次。

依據(jù)水質指標監(jiān)測結果，在試驗池塘定期使用微生態(tài)制劑、底質改良劑等生物制劑，如芽孢桿菌復合制劑、光合細菌及無機單細胞藻類營養(yǎng)素等培育水體中的有益菌群和浮游生物類群，利用有益菌群的繁殖抑制有害菌群的滋生，起到調節(jié)水質的作用。養(yǎng)殖前期每半月一次，中后期每7 d一次。選擇晴好天氣，使用芽孢桿菌復合制劑，降解水體有機物，凈化養(yǎng)殖水環(huán)境，抑制有害菌生長；次日，施用無機單細胞藻類營養(yǎng)素，培育有益浮游生物類群。遇特殊天氣，如陰雨天氣，要在雨前雨后施用抗應激反應Vc制劑和有機酸解毒劑。

此外，合理使用曝氣增氧設施設備，可有效增加養(yǎng)殖水體中的溶解氧濃度，從而促進水體中氨氮的轉化，改善水質[4]。

2.6 病害防治

魚病“可防難治”。在養(yǎng)殖過程中，應始終堅持“預防為主，防治結合”的原則，將魚病消滅在萌芽狀態(tài)。因此，在日常管理中，要注意勤觀察魚類的活動狀態(tài)，特別是在魚類攝食過程中。每次投喂時，應在魚箱或投餌機附近仔細觀察魚類攝食情況5～10 min左右，可及時發(fā)現(xiàn)病害征兆，盡早采取相應措施，防微杜漸。此外，定期對養(yǎng)殖水體進行消毒，抑制細菌和寄生蟲的繁殖，也可有效預防魚類病害。

3 試驗結果

截止試驗結束時，整個循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)總體運行正常、平穩(wěn)，未出現(xiàn)重大技術性故障，養(yǎng)殖模塊與水處理模塊銜接、匹配基本順暢。同時，實現(xiàn)了試驗期內(nèi)，基本不添加新水，養(yǎng)殖廢水零排放和利用生物方法調控水質、防治魚病的預期目標。

3.1 水質監(jiān)測情況

從監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，整個試驗期間，水溫、溶解氧、pH、氨氮、亞硝酸鹽等水質指標均保持相對穩(wěn)定狀態(tài)（見表1），均在苗種正常生長范圍之內(nèi)。

表1 試驗期間養(yǎng)殖水體水質指標監(jiān)測情況

3.2 養(yǎng)殖數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗養(yǎng)殖期自2015年6月19日至2015年9月28日，共 102 d。

岸上養(yǎng)殖區(qū)草金魚產(chǎn)量為308.5kg，凈產(chǎn)量119kg，平均規(guī)格50 g/尾；試驗池塘黃河鯉產(chǎn)量為6 192 kg，平均規(guī)格150 g/尾，花白鰱產(chǎn)量為724.5 kg，平均規(guī)格50 g/尾。草金魚、黃河鯉兩項凈產(chǎn)量合計6 311 kg（詳見表 2）。

表2 試驗結束時循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)產(chǎn)出情況統(tǒng)計

截至試驗結束時，投喂各規(guī)格飼料共計6 960 kg。餌料系數(shù)：6960 kg÷6311 kg≈1.1。

截止試驗結束時，水處理模塊產(chǎn)出空心菜約600 kg。

4 討論與分析

1）試驗期內(nèi)，本試驗中的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)運轉工作正常、穩(wěn)定，所監(jiān)測到的養(yǎng)殖水質指標也保持正常、穩(wěn)定水平，符合漁業(yè)水質標準要求，說明整個循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的設計合理，模塊間銜接緊密，經(jīng)進一步優(yōu)化完善后，可作為循環(huán)水養(yǎng)殖新技術、新模式進行推廣應用。

2）從養(yǎng)殖試驗產(chǎn)出數(shù)據(jù)來看，岸上養(yǎng)殖區(qū)的單位產(chǎn)量高于試驗池塘，這受養(yǎng)殖品種、入塘（箱）規(guī)格、養(yǎng)殖密度、投喂及日常管理等諸多因素影響。找到兩種養(yǎng)殖條件下，產(chǎn)量等數(shù)據(jù)產(chǎn)生差異的主要因素，還有待進一步深入實驗研究的驗證。

5 結語

目前，將“模塊化”理念引入傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖，并與循環(huán)水處理相結合的新型養(yǎng)殖模式在山西省水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)中還不多見。本試驗研究的順利進行，完成并達到預期效果，正是朝著生態(tài)、集約、高效利用有限養(yǎng)殖空間，將循環(huán)水養(yǎng)殖模式應用于山西省池塘養(yǎng)殖中的一次有益嘗試，也邁出了在該領域初探的第一步。

從深度和廣度上，今后都應當繼續(xù)進一步加大在“模塊化”及以生物浮床為基礎的“魚菜共生”等方面的探索研究力度，推而廣之，繼續(xù)推動山西省漁業(yè)產(chǎn)業(yè)轉型升級，向“節(jié)能減排零排放”水產(chǎn)養(yǎng)殖模式的更高層次邁進。

［1］張 卓，鄭德鳳.山西省水資源短缺現(xiàn)狀及對策［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2016，44（12）:279-280.

［2］顧樹庭，杜興偉，楊小猛.低碳·高效的池塘循環(huán)流水養(yǎng)殖系統(tǒng)模塊建設及功能分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2016，44（10）:312-314.

［3］逯云召，傅志茹，孫廣明，于燕光，江曙光，顧中華.半滑舌鰨海水池塘網(wǎng)箱養(yǎng)殖技術［J］.河北漁業(yè)，2016（1）:28-31.

［4］馬立鳴，趙 睿，范毛毛，李 超.新型池塘循環(huán)流水養(yǎng)殖模式初探［J］.中國水產(chǎn)，2016（1）:78-83.

Preliminary Study on a New Type of Circulating Water Aquaculture Technology Based on Modularization

LIANG Wen-ming

In order to relieve the present situation of water shortage，to save water resources，to protect the water environment and to promote the research and application of the“water-saving ecology，energy-saving，emissionreducing”efficient fishery technology and pattern in Shanxi Province.From April to October in 2015，the author of the paper conducted an experimental study of the new circulating water aquacultural technology in the fish breeding farm of Taiyuan City based on the idea of “modularization”.During the experiment，the result of the study turned out as expected with every module of the circulating water aquacultural system running smoothly.Then it makes a beneficial attempt at the application of the new circulating water aquacultural technology based on modularization in Shanxi Province.It will also provide technical reference for relevant studies in the future.At the same time，it conforms to the industrial upgrading and transformation development of the aquacultural industry in Shanxi Province.

modularization；circulating water；water-saving ecology；energy-saving and emission-reducing；efficient fishery

S969

B

1006-8139（2017）02-091-06

2017-02-09

2017-02-25

梁文明（1982-），男，2010年碩士研究生畢業(yè)于安徽師范大學動物學專業(yè)，工程師。