淡水池塘節(jié)能減排生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)研究進(jìn)展

文/董濟(jì)軍 劉 朋 林艷青 陳笑冰 尹相菡

淡水池塘節(jié)能減排生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)研究進(jìn)展

文/董濟(jì)軍 劉 朋 林艷青 陳笑冰 尹相菡

本文主要介紹了池塘綜合養(yǎng)殖技術(shù)、池塘微孔增氧技術(shù)、池塘微生態(tài)制劑使用技術(shù)、人工濕地和池塘水體浮動(dòng)草床水質(zhì)調(diào)控技術(shù)的研究進(jìn)展。利用生物技術(shù)、物理手段對(duì)池塘水質(zhì)進(jìn)行綜合調(diào)控，具有能耗低、操作相對(duì)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展、水生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要的促進(jìn)作用。

2015年，全國(guó)淡水產(chǎn)品產(chǎn)量3290.04萬(wàn)噸，占總產(chǎn)量的49.11%；淡水養(yǎng)殖面積61472.4km2，占水產(chǎn)養(yǎng)殖總面積的72.62%，淡水池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量比2014年增長(zhǎng)5.04%，淡水池塘養(yǎng)殖面積比2015年增長(zhǎng)1.14%。山東省池塘養(yǎng)殖占淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量的75.2%，池塘養(yǎng)殖面積占淡水養(yǎng)殖面積的53%。淡水養(yǎng)殖在連續(xù)多年的高速發(fā)展后，存在的問(wèn)題逐步凸顯，難以適應(yīng)以規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化為特征的現(xiàn)代漁業(yè)發(fā)展的要求。

優(yōu)化養(yǎng)殖模式，利用生物（微生物、水生植物、配養(yǎng)生物）技術(shù)和物理手段修復(fù)養(yǎng)殖水環(huán)境，在改良養(yǎng)殖池塘內(nèi)部環(huán)境的同時(shí)，節(jié)能減排，減輕養(yǎng)殖尾水對(duì)鄰近水域的污染，是促進(jìn)池塘養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的有效措施。本文根據(jù)我國(guó)多年來(lái)的相關(guān)研究，從池塘綜合養(yǎng)殖技術(shù)、池塘微孔增氧技術(shù)、微生態(tài)制劑使用技術(shù)、人工濕地和浮動(dòng)草床生態(tài)調(diào)控技術(shù)等方面進(jìn)行了總結(jié)，以期為將來(lái)深入開(kāi)展該方面的研究積累豐富的資料。

一、池塘綜合養(yǎng)殖技術(shù)

根據(jù)不同物種在生態(tài)位和習(xí)性上的差異進(jìn)行多物種的混養(yǎng)，可充分利用池塘水體空間、提高物質(zhì)利用率，穩(wěn)定整個(gè)養(yǎng)殖池塘的生態(tài)環(huán)境。不同養(yǎng)殖品種以適宜比例混養(yǎng)的養(yǎng)殖模式提高資源利用率的同時(shí)，還可以有效降低養(yǎng)殖過(guò)程對(duì)內(nèi)外環(huán)境造成的污染和破壞，符合生態(tài)、健康、可持續(xù)發(fā)展的養(yǎng)殖理念。

1.魚(yú)魚(yú)混養(yǎng)

根據(jù)不同魚(yú)類生活習(xí)性的差異，開(kāi)展魚(yú)類生態(tài)混養(yǎng)，一是可以充分利用池塘各水層，發(fā)揮立體生產(chǎn)潛力；二是全面合理利用池塘各種飼料資源，提高飼料利用率；三是發(fā)揮魚(yú)類之間的互利關(guān)系，改善池塘生態(tài)環(huán)境。孫云飛等開(kāi)展草魚(yú)混養(yǎng)系統(tǒng)氮磷收支研究發(fā)現(xiàn)：草鰱鯉混養(yǎng)模式可以顯著減少系統(tǒng)氮、磷在底泥中的積累，氮、磷的利用率顯著高于草魚(yú)單養(yǎng)組。宋頎等開(kāi)展草魚(yú)池塘集約化養(yǎng)殖池塘能量收支研究發(fā)現(xiàn)：草魚(yú)∶鰱魚(yú)∶鯉魚(yú)放養(yǎng)密度分別為91.25g/m2∶18.75g/m2∶46.25g/m2和62.08g/m2∶51.98g/m2∶44.37g/m2時(shí)，單位凈產(chǎn)量耗飼料能顯著低于草魚(yú)單養(yǎng)組，能量轉(zhuǎn)化效率較優(yōu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分說(shuō)明了混養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)不論是在經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益方面還是在能量收支和轉(zhuǎn)化效率方面都要顯著高于草魚(yú)單養(yǎng)組。

2.魚(yú)蝦混養(yǎng)

嚴(yán)重的有機(jī)污染和因?yàn)轲B(yǎng)殖品種單一而導(dǎo)致生物修復(fù)的弱化，是造成魚(yú)和對(duì)蝦單一養(yǎng)殖模式下，養(yǎng)殖底質(zhì)、水質(zhì)環(huán)境日益惡化，疾病暴發(fā)的主要原因。魚(yú)蝦混養(yǎng)模式優(yōu)勢(shì)在于：蝦類可以降低水生態(tài)系統(tǒng)對(duì)底質(zhì)的污染程度同時(shí)，放養(yǎng)適當(dāng)比例的濾食性魚(yú)類可以凈化水環(huán)境，降低蝦患病機(jī)率。劉朋等開(kāi)展草魚(yú)、鰱魚(yú)與凡納濱對(duì)蝦混養(yǎng)模式水體營(yíng)養(yǎng)鹽變動(dòng)研究發(fā)現(xiàn)：草魚(yú)0.77尾/m2、鰱0.23尾/m2、凡納濱對(duì)蝦20尾/m2的草魚(yú)混養(yǎng)模式可有效降低水體和底泥中有機(jī)碳的積累。張振東等優(yōu)化草魚(yú)、鰱魚(yú)與凡納濱對(duì)蝦混養(yǎng)模式發(fā)現(xiàn)：草魚(yú)放養(yǎng)密度為0.77尾/m2時(shí)，既可以保證出池規(guī)格(＞1l00g/尾)又不影響收獲產(chǎn)量(＞8400kg/hm2)，同時(shí)飼料轉(zhuǎn)化效率(＞52%)及氮磷利用率(N＞30%，P＞14%)也較高；鰱魚(yú)放養(yǎng)密度為0.23尾/m2或0.45尾/m2，可以起到調(diào)節(jié)水質(zhì)的作用；對(duì)蝦放養(yǎng)密度越大(48.9尾/m2)，底質(zhì)被污染程度越小。魚(yú)蝦混養(yǎng)提高了飼料利用率，凈化了水環(huán)境質(zhì)量，提高了水產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

3．魚(yú)鱉混養(yǎng)

魚(yú)鱉混養(yǎng),是淡水養(yǎng)殖業(yè)提高水體利用率,增加經(jīng)濟(jì)收入的新途徑。從生物學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)講,魚(yú)鱉混養(yǎng)既充分利用了水體的生物學(xué)循環(huán),又能保持生態(tài)系的動(dòng)態(tài)平衡。魚(yú)鱉混養(yǎng)模式優(yōu)勢(shì)在于：鱉用肺呼吸，其換氣行為可以增加池內(nèi)溶氧；鱉可以吃掉病魚(yú)，切斷病原體的傳播途徑，減少病害發(fā)生；節(jié)省飼料，降低能量消耗，達(dá)到節(jié)能減排的目的。據(jù)常培新研究發(fā)現(xiàn)，魚(yú)鱉混養(yǎng)池在7月～8月平均溶氧高于養(yǎng)魚(yú)池35%，在混養(yǎng)達(dá)到有魚(yú)875g/m2和鱉550g/m2的高密度時(shí)，不設(shè)任何增氧設(shè)備，鱉、魚(yú)仍能正常生長(zhǎng)。據(jù)吳永君等報(bào)道，放養(yǎng)中華鱉220只/畝，套養(yǎng)翹嘴鲌1000尾/畝、黃顙魚(yú)2000尾/畝、鰱（學(xué)名）150尾/畝、鳙50尾/畝時(shí)，畝均利潤(rùn)可達(dá)12412.5元。為了提高生態(tài)鱉的成活率、商品規(guī)格及商品質(zhì)量，中華鱉的放養(yǎng)規(guī)格應(yīng)在250g/只以上，放養(yǎng)密度需控制在200只/畝～250只/畝。

二、池塘微孔增氧技術(shù)

“微孔增氧”技術(shù)就是池塘管道微孔增氧技術(shù)，具有增氧區(qū)域范圍廣、溶氧分布均勻、抑制底部有害微生物的生長(zhǎng)等特點(diǎn)，保證池塘水質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定，促進(jìn)了魚(yú)蝦類的生長(zhǎng)。池塘底部微孔增氧技術(shù)較早應(yīng)用于名特優(yōu)水產(chǎn)品的養(yǎng)殖，因其具有節(jié)能、低噪、安全、高效等優(yōu)點(diǎn)，逐步在水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘中有所應(yīng)用，尤其是近年來(lái)微孔增氧技術(shù)作為農(nóng)業(yè)部規(guī)定的主推技術(shù)在全國(guó)得到大力推廣。

李燕等研究發(fā)現(xiàn)，在南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖池中微孔增氧較葉輪式增氧，能有效提高養(yǎng)殖池溶解氧含量，且餌料系數(shù)（1.05）低于葉輪式增氧池塘的餌料系數(shù)（1.16）。楊春娟等通過(guò)開(kāi)展底部微孔增氧對(duì)池塘水體溶氧變化影響的研究發(fā)現(xiàn)，底部微孔增氧技術(shù)相對(duì)于葉輪增氧在提高池塘溶氧和改善地質(zhì)條件兩方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)比發(fā)現(xiàn)微孔增氧與傳統(tǒng)增氧機(jī)相比，可平均節(jié)省電費(fèi)約30%，池塘養(yǎng)殖的魚(yú)、蝦、蟹等發(fā)病率平均降低約15%，魚(yú)類平均畝產(chǎn)量提高約10%，蝦類平均畝產(chǎn)量提高約15%，蟹類平均畝產(chǎn)量提高約20%，綜合效益提高20%～60%，同時(shí)有利于提高養(yǎng)殖動(dòng)物的成活率和生長(zhǎng)速度。

三、池塘微生態(tài)制劑水質(zhì)調(diào)控技術(shù)

微生態(tài)制劑本身含有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，水生動(dòng)物通過(guò)食用微生態(tài)制劑，體內(nèi)可產(chǎn)生生長(zhǎng)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、生長(zhǎng)素、消化酶及各種B族維生素，加強(qiáng)自身的營(yíng)養(yǎng)代謝功能；微生態(tài)制劑能提高養(yǎng)殖水體中有效磷、降低有效氮的水平，改善水體中氮磷的比例；微生態(tài)制劑還可以有效的調(diào)節(jié)養(yǎng)殖水體中微生態(tài)菌群,抑制有害菌群的生長(zhǎng)，改善水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，促使水生動(dòng)物健康、快速的生長(zhǎng)。水產(chǎn)上微生態(tài)制劑以光合細(xì)菌、枯草芽孢桿菌以及EM菌為主。

1．光合細(xì)菌

光合細(xì)菌(photosynthetic bacteria，簡(jiǎn)稱PSB)本身可以進(jìn)行光合作用、有氧呼吸、發(fā)酵及固氮放氫等生理功能，對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化水體可以起到一定的調(diào)控作用。李保珍研究認(rèn)為：使用沼澤紅假單孢菌（Rhodopseudmonas palustris）和球形紅細(xì)菌（Rhodobacter sphaeroides）1∶1混合培養(yǎng)物對(duì)銅綠微囊藻抑制作用最強(qiáng)，培養(yǎng)5天時(shí)，可使銅綠微囊藻生物量降低58.9%。

使用注意事項(xiàng)：光合細(xì)菌宜掌握在水溫20℃以上時(shí)使用。在水溫28℃～36℃，pH偏堿(7.5～8.5)時(shí)，光合細(xì)菌生長(zhǎng)較好?？蛇x在晴天上午進(jìn)行，低溫及陰雨天不宜使用。藥物對(duì)光合細(xì)菌制劑的活體細(xì)菌有殺滅作用，因此不能與消毒殺菌劑同時(shí)使用。水體消毒需經(jīng)過(guò)一周后方可使用。在池塘施用糞肥或化肥時(shí)，配2g～5g光合細(xì)菌效果更為明顯。

2．枯草芽孢桿菌

枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）是一種化能異氧菌，在自然界中廣泛分布?？莶菅挎邨U菌在水體中增殖后產(chǎn)生的許多胞外酶可以把養(yǎng)殖水體和底泥中的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等有機(jī)質(zhì)分解，從而達(dá)到減少底泥生成和降低養(yǎng)殖水體富營(yíng)養(yǎng)化的作用。曾地剛試驗(yàn)證明，在南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖池施用枯草芽孢桿菌后，池水的COD、亞硝酸鹽、H2S濃度比對(duì)照池顯著降低，總堿度顯著上升；仇明在斑點(diǎn)叉尾鮰養(yǎng)殖水體施用芽孢桿菌，能顯著提高斑點(diǎn)叉尾鮰增重率及特定生長(zhǎng)率（P＜0.05），pH下降的幅度比對(duì)照組小，溶解氧值比較高，氨氮和亞硝酸態(tài)氮低于對(duì)照組。說(shuō)明施用枯草芽孢桿菌可以促進(jìn)魚(yú)的生長(zhǎng),改善養(yǎng)殖水體的水質(zhì)狀況，同時(shí)可以有效的穩(wěn)定養(yǎng)殖水體的微生態(tài)結(jié)構(gòu)。

目前用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的枯草芽孢桿菌，產(chǎn)品劑型為固體粉劑，通?；罹吭?前用于水個(gè)/g～2前用于水個(gè)/g，有效期12個(gè)月左右，使用前要活化培養(yǎng)，采用原池水加少量紅糖或蜂蜜，浸泡4h～5h后全池潑灑，潑灑時(shí)同時(shí)開(kāi)動(dòng)增氧機(jī)。

3．EM

EM（復(fù)合微生物制劑）主要由光合細(xì)菌、乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、絲狀菌群等5科10屬80余種有益菌種復(fù)合而成，目前水產(chǎn)上只有7個(gè)～8個(gè)菌種組成，在效果上尚未達(dá)到EM菌的設(shè)計(jì)要求。產(chǎn)品劑型以水劑為主，有效活菌數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為2準(zhǔn)為計(jì)要個(gè)/mL。在水質(zhì)惡化池塘可全池潑灑EM菌，增加溶解氧，降低氨、H2S等有害物質(zhì)，改善水質(zhì)。EM和一般生物制劑相比，它具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能穩(wěn)定、功能齊全的優(yōu)勢(shì)。使用方法主要如下兩種，一是餌料攪拌投喂，二是加等量紅糖后加20倍～100倍干凈水混合后全池潑灑。

為提高光合細(xì)菌和枯草芽孢桿菌等微生物制劑在池塘塘中的使用效果，在生產(chǎn)實(shí)踐中推行枯草芽孢桿菌和光合細(xì)菌交替使用技術(shù)，并按照各自的適宜效應(yīng)時(shí)間和施用濃度使用，采用枯草芽孢桿菌或光合細(xì)菌與沸石粉混合后施入的辦法，這樣可以保持池塘中光合細(xì)菌或枯草芽孢桿菌的有效濃度，同時(shí)利用沸石粉的吸附作用和密度大的特點(diǎn)，吸附微生物制劑進(jìn)入池塘底部，以達(dá)到水質(zhì)和底質(zhì)同時(shí)改善的目的。

四、人工濕地水質(zhì)調(diào)控技術(shù)

人工濕地是由人工建造、可人為控制運(yùn)行的水處理系統(tǒng)。當(dāng)養(yǎng)殖廢水與濕地系統(tǒng)中的土壤、沙礫、植物、微生物等物質(zhì)接觸時(shí)，就產(chǎn)生包括吸附、過(guò)濾、氧化還原、沉淀、離子交換、微生物分解和轉(zhuǎn)化、植物吸收、水分蒸騰等作用和過(guò)程。

史建華等研究發(fā)現(xiàn)，人工濕地系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)殖排放水具有較強(qiáng)的凈化處理能力，BOD5、高錳酸鹽指數(shù)分別降低30%和34%，氨氮、亞硝酸鹽的去除率分別達(dá)到77%、76%以上，池水中的非離子氨含量大大降低。孫成渤等根據(jù)不同生物的功能特性及其相互間的協(xié)同作用，建立了由蘆葦濕地、沉水植被群落、人工基質(zhì)固定化微生物膜、軟體底棲動(dòng)物和濾食性魚(yú)類組成的自凈型多級(jí)生物修復(fù)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，與實(shí)施修復(fù)前的系統(tǒng)相比，N、P、浮游生物、COD、營(yíng)養(yǎng)鹽等去除效果明顯，水質(zhì)情況得到了明顯的改善；董玉峰研究發(fā)現(xiàn)，上行垂直流人工濕地和下行垂直流人工濕地組合的復(fù)合濕地對(duì)TP、TN、NH3-N、NO2--N、CODMn、Chla的平均去除率分別為24.8%、40.4%、27.1%、57.0%、4.7%、71.1%。出水水質(zhì)級(jí)別均優(yōu)于進(jìn)水水質(zhì)，除個(gè)別月份，出水水質(zhì)級(jí)別均為Ⅲ類(GB3838-2002)，達(dá)到了水產(chǎn)養(yǎng)殖用水的要求。金柏等采用膨脹珍珠巖為濾料對(duì)工廠化養(yǎng)魚(yú)池的排除水進(jìn)行過(guò)濾，吸附水中的懸浮固體，同時(shí)利用組合式生物填料降解其中的有機(jī)物質(zhì)，可以使處理后的水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到漁業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

因此，組合濕地—池塘復(fù)合養(yǎng)殖模式能實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖用水經(jīng)過(guò)濕地凈化后再回流到養(yǎng)殖池塘，以達(dá)到養(yǎng)殖用水循環(huán)利用、養(yǎng)殖廢水零排放的目的，顯著提高產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)效益,兼具生態(tài)效益優(yōu)勢(shì),可為我國(guó)漁業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供一種可持續(xù)的池塘養(yǎng)殖新模式。

五、池塘水體浮動(dòng)草床水質(zhì)調(diào)控技術(shù)

浮動(dòng)草床是把水生或濕地植物,甚至改良過(guò)的陸地植物，以浮床作為載體，在養(yǎng)殖水體表面種植，利用水生植物的營(yíng)養(yǎng)吸收作用、遮光效應(yīng)、化感作用等,削減富集于水體中的氮、磷及有機(jī)物質(zhì)，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的，為水生生物提供良好的生存環(huán)境。浮動(dòng)草床技術(shù)能有效抑制水體富營(yíng)養(yǎng)化，同時(shí)亦兼具操作簡(jiǎn)便、成本低、改善景觀環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外水產(chǎn)養(yǎng)殖研究和應(yīng)用方面正越來(lái)越多的受到關(guān)注。

吳黎明等研究了黃昌蒲、西伯利亞鳶尾，與美人蕉3種植物浮床的水質(zhì)調(diào)控作用，發(fā)現(xiàn)黃昌蒲對(duì)溶解性磷酸鹽、總磷、總氮、氨氮的去除效果最好，同時(shí)，3種草床對(duì)這4種污染指標(biāo)的去除速率皆優(yōu)于人工水草；周真明等研究了風(fēng)車草、菖蒲和富貴竹3種浮床植物系統(tǒng)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體中藻類的抑制效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3種浮床植物系統(tǒng)對(duì)葉綠素a和藻類密度的抑制效果非常明顯。

綜合多項(xiàng)研究表明：人工生態(tài)浮床種植水葫蘆、美人蕉、生菜、水蕹菜、水芹、甜心菜等對(duì)池塘水體中的TN、TP、COD、氨氮、硝氮、亞硝氮的含量均有降低作用。除氮磷效果上,低濃度污水中水蕹菜對(duì)氮磷的去除效果優(yōu)于美人蕉；中濃度污水中水蕹菜對(duì)NH3-N的去除效果高于美人蕉，對(duì)NO3-N和TP的去除效果低于美人蕉；高濃度污水中，美人蕉對(duì)所有指標(biāo)的凈化效果均優(yōu)于水蕹菜。水蕹菜在TN質(zhì)量濃度大于30mg／L，TP質(zhì)量濃度大于10mg／L的污水中生長(zhǎng)受到抑制，美人蕉則生長(zhǎng)良好，并取得較好凈化效果。因此，水蕹菜對(duì)低濃度污水的凈化效果較好，美人蕉適合于凈化高濃度污水。張勁等研究表明：紅葉甜菜對(duì)TN的去除率最高，水蕹菜對(duì)TP的去除率最高，美人蕉和水蕹菜對(duì)氨氮的去除率接近100%；同時(shí)，不同的浮床植物在水面的覆蓋率不同，也會(huì)導(dǎo)致其對(duì)水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除率不一樣。一般栽培植物浮床覆蓋率為20%時(shí)比10%和15%處理組對(duì)池塘水體中的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的去除率較高，也更具有經(jīng)濟(jì)效益。

綜上，利用生物、物理技術(shù)對(duì)池塘養(yǎng)殖水環(huán)境進(jìn)行調(diào)控不但能耗低，操作簡(jiǎn)便，同時(shí)對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的保持，水域環(huán)境的改善，以及池塘養(yǎng)殖實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排都有積極的促進(jìn)作用，對(duì)池塘養(yǎng)殖業(yè)的健康和持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。

作者單位：山東省漁業(yè)技術(shù)推廣站