中國(guó)淡水養(yǎng)殖裝備發(fā)展和利用情況研究

黃一心 鮑旭騰 趙平

摘 要：回顧了我國(guó)淡水養(yǎng)殖裝備的發(fā)展歷史，結(jié)合調(diào)研介紹了我國(guó)淡水養(yǎng)殖目前裝備的配備和能耗情況，總體來說，我國(guó)淡水養(yǎng)殖裝備取得一定成果，但發(fā)展不均衡，捕撈及輔助裝備嚴(yán)重缺乏，信息化程度也不高，根據(jù)這種情況對(duì)今后的發(fā)展提出了建議。

關(guān)鍵詞：淡水養(yǎng)殖;裝備;利用

幾千年以前，我國(guó)就有水產(chǎn)養(yǎng)殖的記載，春秋時(shí)期的范蠡就編寫出世界第一部養(yǎng)魚專著《養(yǎng)魚經(jīng)》[1]。近幾十年來，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)得到了迅速發(fā)展，成為世界上唯一一個(gè)養(yǎng)殖產(chǎn)量長(zhǎng)時(shí)間、大幅度超過捕撈產(chǎn)量的國(guó)家[2]，淡水養(yǎng)殖更是被美國(guó)生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家萊斯特·布朗稱為對(duì)世界的二大貢獻(xiàn)之一。2019年底，全國(guó)水產(chǎn)品總量64 803 616 t，淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量30 137 441 t，占養(yǎng)殖總產(chǎn)量的46.5%[3]，而在這背后，養(yǎng)殖裝備發(fā)揮了積極重要的作用，是漁業(yè)大幅度增產(chǎn)的重要支撐。雖然，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)取得了很大的成績(jī)，但是到2030年，我國(guó)人口達(dá)到峰值時(shí)，還有很大的水產(chǎn)養(yǎng)殖品的缺口，需要通過發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖來彌補(bǔ)[4]。為了提升我國(guó)養(yǎng)殖生產(chǎn)力水平，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布了《關(guān)于加快水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械化發(fā)展的意見》[5]，指出 “到2025年，水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械化水平總體達(dá)到50%以上” 。

為了解我國(guó)淡水漁業(yè)裝備的配備、能源消耗結(jié)構(gòu)及能源利用水平，2019年，根據(jù)有關(guān)部門的要求，我們到西南、華東、西北、華中進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研，向200多家淡水養(yǎng)殖企業(yè)發(fā)放了調(diào)查問卷，以期為政府制訂漁業(yè)相關(guān)政策與導(dǎo)向提供科學(xué)客觀依據(jù)。

1 中國(guó)淡水養(yǎng)殖裝備發(fā)展歷史

長(zhǎng)期以來我國(guó)的淡水養(yǎng)殖一直以池塘養(yǎng)殖為主，即使到現(xiàn)在出現(xiàn)了許多新的模式如集裝箱、稻田養(yǎng)魚等，但池塘養(yǎng)殖仍是主體，2019年池塘養(yǎng)殖占淡水養(yǎng)殖總產(chǎn)量的74%。因此淡水養(yǎng)殖裝備的研發(fā)也是以池塘養(yǎng)殖為主。廣義的淡水養(yǎng)殖裝備是指在淡水養(yǎng)殖生產(chǎn)中，用于提高效率、改善環(huán)境所使用的各類機(jī)械和儀器;狹義指的是完全或主要用于淡水養(yǎng)殖的機(jī)械和儀器。淡水養(yǎng)殖裝備是淡水養(yǎng)殖業(yè)實(shí)現(xiàn)集約化、規(guī)?；B(yǎng)殖的重要前提和保障。

解放初，我國(guó)淡水養(yǎng)殖裝備幾乎是一片空白。在20世紀(jì)60年代以前，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖上使用的設(shè)備通常是水泵等農(nóng)用設(shè)備。為研究解決我國(guó)水產(chǎn)機(jī)械等領(lǐng)域的重大關(guān)鍵性技術(shù)問題，1962年，經(jīng)國(guó)務(wù)院聶榮臻副總理親自批示同意籌建專門的漁業(yè)機(jī)械儀器研究所，拉開了國(guó)家研究漁業(yè)機(jī)械的序幕。

20世紀(jì)60年代，科研人員借鑒了水力采煤的原理，完成了立式泥漿泵的研制工作，以水力沖泥、泥漿泵抽汲的方法，試驗(yàn)挖塘取得成功。在此基礎(chǔ)上，70年代末，研制完成了“水力挖塘機(jī)組”。該機(jī)組由立式泥漿泵及輸泥系統(tǒng)、高壓泵、水槍及輸水系統(tǒng)和電控箱等組成，泥漿泵配合高壓水槍用于土方開挖、疏浚等，工效高、成本低，被廣泛應(yīng)用于魚池、河道開挖、疏浚、低洼地改造、圍海（湖）造地（田、魚池）等土方工程等[6]。

1972年，研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)齒輪傳動(dòng)、電動(dòng)機(jī)功率為7.5 kW的水產(chǎn)養(yǎng)殖用葉輪式增氧機(jī)[7]。該機(jī)通過倒傘式葉輪在水面的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生水躍，有效地提高了養(yǎng)殖水體中的溶氧量，解決了因水體缺氧造成魚浮頭、甚至窒息死亡的泛池（塘）現(xiàn)象，被漁民譽(yù)為“救魚機(jī)” “增產(chǎn)機(jī)”。增氧機(jī)的推廣應(yīng)用，突破了我國(guó)幾千年來傳統(tǒng)的自然放養(yǎng)、單產(chǎn)提高不快的瓶頸，也是此后二十多年來，我國(guó)對(duì)蝦養(yǎng)殖及淡水養(yǎng)殖業(yè)得到飛速發(fā)展的最關(guān)鍵機(jī)械。

20世紀(jì)80年代以后，養(yǎng)殖機(jī)械得到全面發(fā)展，水下魚塘清淤機(jī)械、射流式增氧機(jī)、水凈化機(jī)、管式槳葉增氧機(jī)、電子水質(zhì)凈化機(jī)、增氧水凈化機(jī)、增氧投飼機(jī)、風(fēng)力增氧機(jī)、自動(dòng)投飼機(jī)等新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，同時(shí)對(duì)設(shè)備的制造材料也進(jìn)行了改進(jìn)，如葉輪增氧機(jī)采用耐腐蝕、重量輕和適合于大批量工業(yè)化生產(chǎn)的塑料葉輪和浮體，不僅提高了生產(chǎn)工效，而且提高了產(chǎn)品的性能。

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著信息化的發(fā)展，研制了在線水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上可自動(dòng)或遠(yuǎn)程對(duì)增氧、投飼設(shè)備進(jìn)行控制，此外包括底質(zhì)改良機(jī)[8]、涌浪機(jī)[9]在內(nèi)的一批新型設(shè)施裝備不斷涌現(xiàn)，太陽能[10]技術(shù)也在各類裝備上得到運(yùn)用，推動(dòng)了養(yǎng)殖向綠色可持續(xù)方向發(fā)展。

2 中國(guó)淡水養(yǎng)殖裝備配備情況

經(jīng)過50多年的發(fā)展，養(yǎng)殖的機(jī)械化水平有了一定的發(fā)展，出現(xiàn)了許多淡水養(yǎng)殖裝備，見表1。

從圖1可以看出，有超過2/3的企業(yè)有增氧設(shè)備，60%的企業(yè)都配備了投飼設(shè)備，而超過一半以上的企業(yè)二種設(shè)備均有。而未配備的原因，主要是因?yàn)檎{(diào)研的許多養(yǎng)殖場(chǎng)主養(yǎng)品種為小龍蝦、鱉等，有的養(yǎng)殖場(chǎng)養(yǎng)殖模式為蝦稻綜合種養(yǎng)、苗種繁育等，對(duì)投飼和增氧需求不大。此外，還有不少養(yǎng)殖場(chǎng)還配備了發(fā)電機(jī)、拌料機(jī)、提升機(jī)、絞肉機(jī)和氣能熱泵等裝備。

信息化技術(shù)也開始運(yùn)用到水產(chǎn)養(yǎng)殖中，有接近25%的企業(yè)使用了在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)養(yǎng)殖用水的溶氧、pH值、水溫和氨氮等進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（圖2）。一些企業(yè)開始結(jié)合自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的情況，來控制增氧等設(shè)備，如當(dāng)養(yǎng)殖池塘的溶氧低于5 mg/L時(shí)，增氧機(jī)將在線自動(dòng)開啟;一些企業(yè)還可以通過手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程觀看數(shù)據(jù)和控制設(shè)備;還有一些企業(yè)自行配備了如無人自動(dòng)噴藥船等設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡塘、投飼、投藥，還可實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)和養(yǎng)殖情況觀測(cè)。

3 中國(guó)淡水養(yǎng)殖能耗情況

從調(diào)研的情況來看，養(yǎng)殖過程中主要使用的能源是電能，少部分企業(yè)會(huì)因配備發(fā)電機(jī)而使用燃油（一些企業(yè)還使用純氧）。因此我們主要針對(duì)電能來調(diào)研。

3.1 不同養(yǎng)殖地區(qū)能耗情況對(duì)比

為對(duì)各地區(qū)的養(yǎng)殖能耗情況有所了解，需要采用同一模式類似的品種進(jìn)行比較，由于大宗淡水魚是我國(guó)淡水養(yǎng)殖的主力軍，在每個(gè)省份都有養(yǎng)殖，而且基本采用的是池塘養(yǎng)殖，因此采用池塘養(yǎng)殖大宗淡水魚池塘養(yǎng)殖能耗情況，對(duì)各地區(qū)進(jìn)行比較。

圖3是4個(gè)地區(qū)單位大宗淡水魚產(chǎn)量的能耗情況，可以看出華中、華東、西南等幾個(gè)地區(qū)的能耗情況差不多，基本在0.30 kW·h/kg以下，而西北偏高一點(diǎn)，達(dá)到0.36 kW·h/kg，可能與西北地區(qū)干燥、養(yǎng)殖周期短有關(guān)。但在具體養(yǎng)殖場(chǎng)中，差別也很大，少的可以僅為0.015 kW·h/kg，而多的可以超過1 kW·h/kg，這可能與設(shè)備的配備、養(yǎng)殖品種和密度以及養(yǎng)殖管理有較大關(guān)系，如養(yǎng)殖青魚和養(yǎng)殖鰱鳙差別會(huì)較大。

圖4是養(yǎng)殖場(chǎng)單位水面的能耗比較，可以看出各地區(qū)有較大的區(qū)別，由東向西呈遞減的趨勢(shì)，而其中華東地區(qū)單位水面面積的能耗是西南地區(qū)的5倍，可能是華東地區(qū)養(yǎng)殖比較發(fā)達(dá)，而且集約化程度也相對(duì)較高，使用設(shè)備較多，因此能耗相對(duì)較高。

3.2 池塘養(yǎng)殖不同品種能耗

由圖5的養(yǎng)殖情況看，不同的品種養(yǎng)殖能耗也非常大，養(yǎng)蝦的能耗最高，是魚類的6～7倍，而黃鱔、甲魚和泥鰍等的養(yǎng)殖能耗較少，可能主要是這些養(yǎng)殖對(duì)象，幾乎不用養(yǎng)殖裝備。

3.3 不同養(yǎng)殖模式下的能耗比較

由圖6看，工廠化流水和循環(huán)槽養(yǎng)殖的能耗較高，這主要因?yàn)檫@些需要設(shè)施設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，因此耗電較多。

4 建議

4.1 要加快對(duì)起捕等設(shè)備的研制

從調(diào)研的情況來看，我國(guó)研發(fā)的養(yǎng)殖裝備，近十年主要還是集中在增氧設(shè)備、投飼設(shè)備上，而起捕設(shè)備幾乎未見。目前養(yǎng)殖場(chǎng)人員年齡大部分在40歲以上，隨著時(shí)間的推移，對(duì)分級(jí)、稱重、捕撈、疫苗注射的裝備需求越來越迫切，因此需要加大對(duì)這些設(shè)備的研制力度，以滿足養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的需求。

4.2 對(duì)不同養(yǎng)殖模式的能耗應(yīng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)

養(yǎng)殖能耗與養(yǎng)殖設(shè)備配備的情況、養(yǎng)殖的品種、養(yǎng)殖的模式以及對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)管理要求都有很大的關(guān)系。對(duì)設(shè)施養(yǎng)殖來說，由于高密度水循環(huán)的要求，其能耗比一般的池塘養(yǎng)殖要高很多，但作為節(jié)地、節(jié)水的一種養(yǎng)殖模式，其優(yōu)點(diǎn)也是明顯的，是未來發(fā)展的一個(gè)方向，因此不能簡(jiǎn)單地以能耗指標(biāo)來對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.3 要加強(qiáng)信息節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用

雖然，目前許多養(yǎng)殖場(chǎng)都使用了機(jī)械設(shè)備，但使用太陽能裝備的不超過5%。同時(shí)，信息化技術(shù)使用的并不普遍，一些設(shè)備的使用是憑借經(jīng)驗(yàn)來開啟關(guān)閉，即使在溶氧完全飽和的情況下，仍然曝氣，容易造成設(shè)備的無效使用，因此應(yīng)采取措施，一方面鼓勵(lì)采用信息化技術(shù)，通過監(jiān)測(cè)水質(zhì)情況控制增氧機(jī)的開停，通過監(jiān)測(cè)魚類的吃食情況控制投飼機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而有效地減少浪費(fèi);另一方面鼓勵(lì)綠色能源的利用，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

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（收稿日期：2021-06-17）