池塘“零排放”圈養(yǎng)模式養(yǎng)殖花試驗(yàn)

楊軍 ，艾健 ，杜其松 ，董艦峰 ，覃雅

（1.宜昌市水產(chǎn)技術(shù)推廣站，湖北 宜昌 443000；2.枝江市天豐長(zhǎng)江土著魚(yú)類(lèi)良種場(chǎng)，湖北 枝江 443200；3.宜昌市夷陵區(qū)農(nóng)業(yè)行政執(zhí)法監(jiān)督管理局，湖北 宜昌 443000）

池塘養(yǎng)殖是中國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要生產(chǎn)方式之一，在中國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中具有極其重要的地位[1]。2016年來(lái)，隨著湖泊、水庫(kù)全面取締圍網(wǎng)、圍欄、網(wǎng)箱養(yǎng)殖，池塘養(yǎng)殖將成為我國(guó)養(yǎng)殖面積最大的養(yǎng)殖方式。但以“進(jìn)水渠+養(yǎng)殖池塘+排水渠”的構(gòu)造及搭配高密度養(yǎng)殖、大量投飼投肥的傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式，造成了養(yǎng)殖水體水質(zhì)惡化、養(yǎng)殖對(duì)象病害頻發(fā)、水產(chǎn)品質(zhì)量安全等諸多問(wèn)題，這些問(wèn)題已嚴(yán)重影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康持續(xù)發(fā)展[2]。要徹底根除制約我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的三大主要問(wèn)題，只有把革新池塘養(yǎng)殖模式作為實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)健康養(yǎng)殖的突破口[3]。如丁建華等[4]構(gòu)建的池塘網(wǎng)箱清潔養(yǎng)殖系統(tǒng)把固定式的水泥槽變換成可活動(dòng)、廉價(jià)和易建造的網(wǎng)箱材質(zhì)，從而提升了該養(yǎng)殖的系統(tǒng)的實(shí)用性。顧兆俊等[5]構(gòu)建的序批式池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)分規(guī)格、分批次高效養(yǎng)殖。梁文明[6]基于模塊化構(gòu)建的新型循環(huán)流水養(yǎng)殖系統(tǒng)與黨子喬[7]報(bào)道的陸基集裝箱循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)相似，把魚(yú)養(yǎng)殖于放置在池塘邊陸基上的養(yǎng)魚(yú)箱中，試驗(yàn)池塘作為整個(gè)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的水凈化系統(tǒng)，同樣具備占地面積小，養(yǎng)殖效率高的特點(diǎn)。何玉明等[8]研究的浮式圓槽流水養(yǎng)殖系統(tǒng)，采用PVC帆布圓形養(yǎng)殖槽，同時(shí)集污裝置設(shè)置在養(yǎng)殖槽的下方，具有建造成本更低，集排污效果更好的優(yōu)點(diǎn)。

目前上述4種以循環(huán)流水養(yǎng)殖系統(tǒng)為基礎(chǔ)改良設(shè)計(jì)的新型養(yǎng)殖系統(tǒng)也存在一些不足，前三者的建造工程和投資成本對(duì)于一般的養(yǎng)殖戶還難以接受，在實(shí)際池塘養(yǎng)殖推廣中還具有一定的困難，并且集污效率還有大幅度提升空間，后者雖然建造成本低，集污效率高，但系統(tǒng)運(yùn)行能耗成本較高，集排污移出的殘餌糞便缺乏適當(dāng)處理，廢棄物的循環(huán)利用或者資源化利用還處于空白。為此，作者在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院何緒剛教授團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)了一種池塘“零排放”圈養(yǎng)模式，該模式是基于“能時(shí)時(shí)打掃池塘衛(wèi)生”理念設(shè)計(jì)的新型池塘養(yǎng)殖模式，主要包括圈養(yǎng)桶、增氧曝氣系統(tǒng)、集排污系統(tǒng)、固液分離及尾水處理系統(tǒng)、外塘水體凈化等設(shè)施，養(yǎng)殖對(duì)象集中管理在圈養(yǎng)桶內(nèi)，養(yǎng)殖尾水經(jīng)過(guò)固液分離塔物理沉淀后，進(jìn)入凈尾水處理系統(tǒng)進(jìn)行脫氮降磷處理，凈化水再回流池塘重復(fù)利用，具有高效集排污及養(yǎng)殖尾水零排放的特點(diǎn)。

2018年，作者在湖北省枝江市漁丫頭水產(chǎn)養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)合作社基地開(kāi)展池塘“零排放”圈養(yǎng)花魚(yú)試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)6個(gè)多月的養(yǎng)殖試驗(yàn)，取得了良好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)將試驗(yàn)情況總結(jié)如下。

1 材料與方法

1.1 圈養(yǎng)系統(tǒng)構(gòu)建

池塘位于湖北省枝江市罐頭嘴村漁丫頭水產(chǎn)養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)合作社基地，面積為24×667 m2，水深3.0 m，進(jìn)排水設(shè)施完備。圈養(yǎng)系統(tǒng)由圈養(yǎng)桶、增氧曝氣系統(tǒng)、集排污系統(tǒng)、固液分離及尾水處理系統(tǒng)、外塘水體凈化系統(tǒng)等設(shè)施等組成。共安裝16個(gè)圈養(yǎng)桶，基本構(gòu)造見(jiàn)圖1，平面布置見(jiàn)圖2。

（1）圈養(yǎng)桶圈養(yǎng)桶為食品級(jí)PE材質(zhì)，上部為圓柱體，高2.0 m，下部為圓錐體，高1.0 m，桶直徑4.0 m。桶壁靠上緣50.0 cm處打多排小孔，孔徑2.0 cm左右，保證桶內(nèi)水體與池水互通。內(nèi)設(shè)固定式防逃網(wǎng)和活動(dòng)式捕撈網(wǎng)隔。下緣連接集污管。用鋼材搭建圈養(yǎng)系統(tǒng)骨架，圈養(yǎng)桶呈2×8排布，鋪設(shè)人行通道，便于工作人員生產(chǎn)操作。

（2）增氧曝氣系統(tǒng)增氧系統(tǒng)由羅茨鼓風(fēng)機(jī)、主氣管、氣閥和微孔曝氣盤(pán)組成。配備3.0 kW、2.2 kW羅茨鼓風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，分別與主氣管相連，主氣管與微孔曝氣盤(pán)相連，微孔曝氣管置于圈養(yǎng)桶內(nèi)。

（3）集排污系統(tǒng)集排污系統(tǒng)由集污漏斗、排污管道和吸污泵組成。集污漏斗即圈養(yǎng)桶圓錐體部分，側(cè)壁傾斜角為45°，表面光滑，集污漏斗底部口徑11.0 cm，糞便剩餌自動(dòng)沉降集中到底部。集污漏斗下口與排污管道緊密相連，利用吸污泵排污。

（4）固液分離及尾水處理系統(tǒng)固液分離及尾水處理系統(tǒng)由固液分離塔和垂直流人工濕地組成。固液分離塔直徑 1.8 m，高 1.9 m，容積 6.0 m3，用于接納養(yǎng)殖尾水，自然沉降糞便殘餌，分離固形廢棄物。固液分離塔中的養(yǎng)殖尾水自然沉淀5.0 h～6.0 h后，打開(kāi)排水閥，上清液自然流出，進(jìn)入垂直流人工濕地，經(jīng)過(guò)短程硝化及厭氧氨化處理后回流至池塘。

（5）外塘水體凈化系統(tǒng)外塘架設(shè)生物浮床，浮床內(nèi)種植空心菜、黃菖蒲、千屈菜等植物；沿岸水體種植苦草、狐尾藻、等沉水植物；放養(yǎng)鰱鳙魚(yú)等濾食性魚(yú)類(lèi)。

于2018年9月19日購(gòu)進(jìn)體質(zhì)健壯、規(guī)格一致、無(wú)病無(wú)傷的花苗種800.0 kg，規(guī)格 12.5 g/尾，共計(jì)64 000尾，共投4個(gè)圈養(yǎng)桶，設(shè)計(jì)4個(gè)放養(yǎng)密度。外塘放養(yǎng)規(guī)格0.5 kg/尾的鰱鳙魚(yú)種，共計(jì)1500.0 kg。具體放養(yǎng)見(jiàn)表1。

表1 圈養(yǎng)桶內(nèi)花苗放養(yǎng)情況

表1 圈養(yǎng)桶內(nèi)花苗放養(yǎng)情況

圈養(yǎng)桶編號(hào)總體質(zhì)量/kg 1# 20 2018.9.19 12.5 500 6.25 10 000 125 2# 20 2018.9.19 12.5 700 8.75 14 000 175 3# 20 2018.9.19 12.5 900 11.25 18 000 225 4# 20 2018.9.19 12.5 1 100 13.75 22 000 275圈養(yǎng)桶有效容積/m3放苗日期/（年.月.日）平均規(guī)格/（g/尾）放養(yǎng)密度/（尾/m3）放養(yǎng)量/（kg/m3）總放養(yǎng)量/尾

1.3 飼料投喂

所用飼料為沙市通威公司生產(chǎn)的泥鰍專(zhuān)用料，飼料蛋白質(zhì)含量40%。遵循“定時(shí)定量”原則，固定在每日 8：00、14：00、18：00 三個(gè)時(shí)間點(diǎn)投喂，并根據(jù)天氣、水溫、攝食情況適量增減，日投喂量一般為魚(yú)體質(zhì)量3%～5%。

1.4 日常管理

1.4.1 圈養(yǎng)系統(tǒng)管理主要包括增氧、集排污、尾水處理和圈養(yǎng)系統(tǒng)維護(hù)等。增氧系統(tǒng)視圈養(yǎng)桶內(nèi)水體溶氧情況適時(shí)開(kāi)啟，保障花溶氧需求。集排污系統(tǒng)在投食后1.0 h打開(kāi)吸污泵，吸出污水進(jìn)入固液分離塔，一般抽污3.0～5.0 min，水由濁變清后即可關(guān)閉進(jìn)入固液分離塔的閘閥，同時(shí)打開(kāi)進(jìn)入池塘的閘閥，繼續(xù)抽取桶內(nèi)水體排入池塘內(nèi)。塔內(nèi)污水經(jīng)5.0～6.0 h自然沉淀后，打開(kāi)上清液排水閥，將上清液導(dǎo)入垂直流人工濕地，經(jīng)微生物處理、曝氣后回流池塘。定期檢查增氧管是否漏氣、微孔曝氣管是否堵塞、防逃網(wǎng)是否破損等。

1.4.2 外塘水質(zhì)管理根據(jù)水質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般在晴好天氣施用氨基酸、芽孢桿菌、光合菌、EM復(fù)合菌等微生態(tài)制劑，使水體處于“肥、活、嫩、爽”狀態(tài)。視池塘水位情況不定期補(bǔ)水，每次補(bǔ)水量不超過(guò)20.0 cm。晴天10：00—15：00開(kāi)啟涌浪機(jī)等增氧機(jī)械，加速水體有機(jī)質(zhì)氧化分解，改良水質(zhì)。不定期采集圈養(yǎng)桶內(nèi)水樣，檢測(cè)氨氮、亞硝酸鹽等指標(biāo)，保障花養(yǎng)殖環(huán)境良好。

1.5 病害防控

2 結(jié)果與分析

2019年3月下旬集中出售，利用桶內(nèi)活動(dòng)式捕撈網(wǎng)格起捕，記錄各圈養(yǎng)桶養(yǎng)成商品花產(chǎn)量數(shù)據(jù)。

2.1 不同密度放養(yǎng)花產(chǎn)量及成活率

1#、2#、3#、4#圈養(yǎng)桶商品花產(chǎn)量分別為812、970、1 036 和 986 kg，平均個(gè)體規(guī)格分別為 86、75、63和51g/尾，平均成活率分別為94.2%、92.4%、91.4%、88.3%，折合產(chǎn)量分別為 40.6、48.5、51.8 和 49.3 kg/m3。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 不同密度放養(yǎng)花產(chǎn)量及成活率

表2 不同密度放養(yǎng)花產(chǎn)量及成活率

圈養(yǎng)桶編號(hào)數(shù)量/尾平均體質(zhì)量/（g/尾）總產(chǎn)量/kg折合產(chǎn)量/（kg/m3）成活率/%1# 9 420 86 812 40.6 94.2 2# 12 930 75 970 48.5 92.4 3# 16 450 65 1 069 53.5 91.4 4# 19 430 51 986 49.3 88.3

2.2 養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益分析

表3 不同放養(yǎng)密度養(yǎng)殖成本

表4 不同放養(yǎng)密度投入產(chǎn)出效益分析

2.3 水質(zhì)凈化效果分析

為探究垂直流人工濕地凈化效果，每月定期采集圈養(yǎng)桶內(nèi)、人工濕地凈化后水樣，檢測(cè)總磷、總氮、氨氮、化學(xué)需氧量（COD）4個(gè)指標(biāo)，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

3 討論

3.1 養(yǎng)殖效益

該試驗(yàn)設(shè)置了4個(gè)放養(yǎng)密度，按照圈養(yǎng)桶編號(hào)1#～4#分別是 500 尾/m3、700 尾/m3、900 尾/m3、1100尾/m3。從表2可以看出，花成活率隨著放養(yǎng)密度增大而減小，但仍維持在88%以上高成活率。單個(gè)圈養(yǎng)桶產(chǎn)量隨放養(yǎng)密度增大而提高，但當(dāng)放養(yǎng)密度超過(guò)一定限度，如4號(hào)圈養(yǎng)桶，因養(yǎng)殖空間有限，養(yǎng)成規(guī)格和成活率下降明顯，單個(gè)圈養(yǎng)桶養(yǎng)殖產(chǎn)量開(kāi)始下降。從表3可以看出，隨著苗種投入密度增大，餌料系數(shù)增加，飼料成本增加，因此圈養(yǎng)桶養(yǎng)殖成本同苗種密度呈正相關(guān)。從表4可以看出，養(yǎng)殖成本隨苗種密度增大而增大，養(yǎng)殖利潤(rùn)在3#圈養(yǎng)桶達(dá)到峰值。即單個(gè)圈養(yǎng)桶投放18 000尾、規(guī)格為12.5 g的花可以取得更佳的養(yǎng)殖效益。

表5 垂直流人工濕地凈化效果

因圈養(yǎng)系統(tǒng)在2018年8月才架設(shè)完畢，2018年9月開(kāi)始試驗(yàn)，至次年3月出售，因冬春季水溫低，花攝食率低、生長(zhǎng)速度較慢，導(dǎo)致養(yǎng)成花規(guī)格偏小，僅51～86g/尾左右，而商品花規(guī)格一般在200g/尾以上。建議實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，養(yǎng)殖周期可設(shè)置為當(dāng)年3月至10月，可增加養(yǎng)成規(guī)格，提高養(yǎng)殖產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)理論設(shè)計(jì)，每667 m2可安裝4～6個(gè)圈養(yǎng)桶，每667 m2利潤(rùn)可達(dá)59 000～88 500元。

外塘放養(yǎng)的鰱鳙魚(yú)為控制浮游動(dòng)植物密度，增強(qiáng)養(yǎng)殖水體自凈能力起到了積極作用，考慮到鰱鳙魚(yú)規(guī)格小數(shù)量少、拉網(wǎng)捕撈人工成本高，因此本試驗(yàn)未將外塘鰱鳙魚(yú)起捕售賣(mài)，未計(jì)入產(chǎn)值。

3.2 垂直流人工濕地水質(zhì)凈化效果

漁業(yè)養(yǎng)殖尾水主要來(lái)源為未被攝食的殘餌和養(yǎng)殖生物的排泄物，在水體指標(biāo)上表現(xiàn)為氨氮、總氮、COD、總磷等數(shù)據(jù)偏高。從表5可以看出，垂直流人工濕地對(duì)氨氮、總氮及化學(xué)需氧量處理效果較好，對(duì)總磷處理效果不佳。10月底向垂直流人工濕地曝氣桶中加入了硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌，并定期補(bǔ)充，在微孔曝氣條件下，硝化細(xì)菌將流入污水中的氨氮，通過(guò)生物硝化作用，轉(zhuǎn)化成對(duì)養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)無(wú)害的硝酸鹽，表現(xiàn)為氨氮指標(biāo)降低；有機(jī)物在富氧條件下，充分氧化分解，表現(xiàn)為COD降低；在關(guān)閉微孔曝氣時(shí)，形成缺氧區(qū)，為反硝化細(xì)菌提供了有利條件，將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦鏊w，表現(xiàn)為總氮指標(biāo)降低。

在富氧條件下聚磷菌會(huì)吸收過(guò)量磷，通過(guò)污泥排出，從而降低尾水中磷含量。但由于本試驗(yàn)尾水先經(jīng)厭氧環(huán)境的固液分離塔，上清液進(jìn)入垂直流人工濕地，缺少除磷條件，因此表現(xiàn)為總磷處理效果不佳。該試驗(yàn)在垂直流人工濕地出水口架設(shè)生態(tài)浮床，利用植物的吸收作用，降低水體總磷含量。

3.3 集排污效果

集排污系統(tǒng)是圈養(yǎng)模式區(qū)別于傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式的關(guān)鍵，集排污效果不佳，會(huì)導(dǎo)致池塘水質(zhì)惡化，影響?zhàn)B殖對(duì)象生長(zhǎng)，引發(fā)疾病。集排污效果主要受養(yǎng)殖設(shè)施結(jié)構(gòu)、水體流速、集污區(qū)構(gòu)造、排污設(shè)備、排污時(shí)間等因素影響。黃鴻兵等[10]在吳江片區(qū)研究長(zhǎng)方形水槽養(yǎng)殖系統(tǒng)時(shí)，采用集污溝結(jié)構(gòu)的養(yǎng)殖系統(tǒng)集排污效果不佳，排污效率僅30%，并隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)，集排污效率進(jìn)一步下降；何玉明等[8]采用圓形水槽下接集污漏斗的養(yǎng)殖系統(tǒng)，固形物排污效率達(dá)90%以上。該試驗(yàn)受條件限制，未計(jì)算討論集排污效率，但從表觀看，養(yǎng)殖尾水排出效果較好。下一步，將探索集排污效率計(jì)算方式，完善圈養(yǎng)系統(tǒng)模式。