多項技術(shù)集成對養(yǎng)殖池塘水質(zhì)和魚類生長的影響

劉艷輝，劉鐵鋼，楊炳坤，李秀穎，王戰(zhàn)蔚，祖岫杰

（吉林省水產(chǎn)科學(xué)研究院，吉林 長春 130033）

改革開放以來，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在“以養(yǎng)為主”方針的指導(dǎo)下，發(fā)展迅猛，成績斐然。2020年我國水產(chǎn)品總產(chǎn)量6 549.02萬t，其中養(yǎng)殖水產(chǎn)品產(chǎn)量5 226.1萬t，占比79.8%。其中，池塘養(yǎng)殖業(yè)面積303.69萬hm，產(chǎn)量2 537.14萬t，在養(yǎng)殖總產(chǎn)量中占比48.5%，已成為我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的主體，為解決我國城鄉(xiāng)居民“吃魚難”問題、豐富“菜籃子”、增加動物蛋白和保障國家糧食安全等方面作出了重要貢獻。然而，池塘單產(chǎn)的不斷提高，主要是通過加大苗種放養(yǎng)量、飼料投入量和藥物使用量等來實現(xiàn)。養(yǎng)殖投入品的大量使用，導(dǎo)致飼料過剩與殘餌堆積，底泥有機物和營養(yǎng)鹽濃度不斷升高，耗氧因子增加，氨氮、亞硝酸鹽氮等有毒有害物質(zhì)大量積累，最終導(dǎo)致養(yǎng)殖水體惡化，病害多發(fā)，水產(chǎn)品質(zhì)量低下。因此，改變傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式，優(yōu)化調(diào)整池塘綠色生態(tài)養(yǎng)殖，是解決池塘養(yǎng)殖問題的根本途徑。

目前，我國南方各省市大力推廣池塘循環(huán)水養(yǎng)殖、工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖、魚菜共生、多營養(yǎng)層次養(yǎng)殖等新型養(yǎng)殖模式，北方地區(qū)因受氣候條件和自然環(huán)境所限，很多新技術(shù)推廣應(yīng)用難度大。因此，有必要探索一種在北方地區(qū)易于推廣的池塘綠色生態(tài)養(yǎng)殖模式。本研究將近年在北方地區(qū)推廣的池塘底排污、微孔增氧與葉輪增氧聯(lián)合使用、生物絮團技術(shù)等多項技術(shù)集成應(yīng)用，旨在為北方池塘養(yǎng)殖提供先進的養(yǎng)殖模式。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選擇6口面積均為5 469.4 m的試驗池塘（1—6），池塘深均為2.8 m，注水深均為2.5 m。高壓羅茨風(fēng)機功率2.2 kW，增氧盤直徑1.2 m，安裝高度為距離池底30～35 cm，傳統(tǒng)增氧設(shè)備為3.0 kW葉輪增氧機；投餌設(shè)備為360°風(fēng)送投餌機和普通自動投餌機；試驗用水為深井水和水庫水；試驗用碳源為有效成分48%的糖蜜。試驗用魚為建鯉2號、團頭魴“華海1號”、異育銀鯽“中科5號”、長豐鰱、鳙等，均從附近漁場購買夏花，暫養(yǎng)7 d。

1.2 試驗設(shè)計

2021年5月24日—10月17日，在吉林市金源水產(chǎn)良種場開展試驗。1、2、3池塘為試驗池，采用多項技術(shù)集成，安裝底排污設(shè)備，每口池塘配備1臺2.2 kW微孔增氧設(shè)備和2臺3.0 kW葉輪增氧機，360°風(fēng)送投餌機投喂，養(yǎng)殖期間零換水，只補充蒸發(fā)和滲漏水分，每10 d根據(jù)銨態(tài)氮監(jiān)測數(shù)據(jù)，向養(yǎng)殖池中投入糖蜜調(diào)控水質(zhì)，添加量依下式計算：

式中：ΔCH—糖蜜添加量，g；H——平均水深，m；S——養(yǎng)殖水體面積，m；C——銨態(tài)氮（NH-N）質(zhì)量濃度，mg/L。

4、5、6為對照池塘，采用傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式，每口池塘安裝1臺自動投餌機和3臺3.0 kW葉輪增氧機，采用加換新水方法調(diào)節(jié)水質(zhì)。

試驗池和對照池苗種放養(yǎng)種類、規(guī)格、數(shù)量完全相同（表1），日常管理和投入飼料完全相同。試驗池和對照池均于水深0.8 m處安裝溶解氧（DO）自動監(jiān)測探頭，當DO質(zhì)量濃度低于5.0 mg/L時，增氧設(shè)備自動啟動。定期檢查魚類病害情況，發(fā)現(xiàn)死魚及時撈出，并記錄死亡數(shù)量和體質(zhì)量。

表1 每667 m2試驗池和對照池魚類放養(yǎng)情況

1.3 指標測定

1.3.1 水樣采集和測定

從6月5日開始每10 d采集1次水樣，采集時間為10：00，每池選5個采樣點，在水面下60～80 cm處采集水樣1.0 L，5個采樣點水樣混合后取1.0 L。NH-N、亞硝酸鹽氮（NO-N）質(zhì)量濃度用分光光度法測定（Cary60），DO質(zhì)量濃度（監(jiān)測底層數(shù)據(jù)）和pH值用水質(zhì)分析儀（哈希DR900）現(xiàn)場測定。各項水質(zhì)指標均取5個采樣點平均值。

1.3.2 魚類生長性能和飼料利用測定

試驗開始和結(jié)束時分別隨機抽取30尾以上各品種魚，測量平均體質(zhì)量；各品種魚收獲時分別計算質(zhì)量和成活率；根據(jù)各池投飼量計算飼料利用情況。計算方法如下：

（1）攝食魚收獲數(shù)量（尾）=收獲總體質(zhì)量/收獲魚平均規(guī)格；

（2）成活率（%）=收獲魚數(shù)量/放養(yǎng)魚數(shù)量×100%；

（3）攝食魚收獲體質(zhì)量（kg）=鯉收獲體質(zhì)量+鯽收獲體質(zhì)量+魴收獲體質(zhì)量；

（4）飼料系數(shù)=飼料投喂量/（攝食魚收獲體質(zhì)量+攝食魚死亡體質(zhì)量-攝食魚總放養(yǎng)體質(zhì)量）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和繪圖，結(jié)果用“平均值±標準差”表示。

2 試驗結(jié)果

2.1 水質(zhì)指標變化

6月5日—9月13日，試驗池和對照池的底層DO、NH-N、NO-N質(zhì)量濃度和pH值變化見圖1（a）（b）（c）（d）。

由圖1（a）可見，試驗池和對照池底層DO質(zhì)量濃度分別為1.75～2.87 mg/L和1.35～2.48 mg/L，無明顯變化規(guī)律，除7月25日2組池塘DO質(zhì)量濃度非常接近外，試驗池DO質(zhì)量濃度始終高于對照池。

由圖1（b）可見，試驗池和對照池NH-N質(zhì)量濃度分別為1.28～3.45 mg/L和1.12～5.41 mg/L，其中對照池NH-N質(zhì)量濃度一直處于平穩(wěn)上升狀態(tài)，7月5日—9月13日，對照池NH-N質(zhì)量濃度始終顯著高于試驗池（P＜0.05）。

由圖1（c）可見，試驗池和對照池NO-N質(zhì)量濃度分別為0.03～0.14 mg/L和0.03～0.21 mg/L，均呈先升后降的趨勢，7月5日后，對照池NO-N質(zhì)量濃度顯著高于試驗池（P＜0.05）。8月4日后，試驗池NO-N質(zhì)量濃度基本趨于平穩(wěn)狀態(tài)；對照池NO-N質(zhì)量濃度一直小幅緩升，9月3日后緩慢下降。

由圖1（d）可見，試驗池和對照池水體pH值分別為7.34～7.78和7.34～8.44，均呈先升后降趨勢，6月25日—9月13日，試驗池水體pH值顯著低于對照池（P＜0.05）。試驗池水體pH值升降幅度較小，對照池水體pH值波動范圍較大，6月5日—8月4日急劇升高，而后急劇下降，8月14日后趨于平穩(wěn)狀態(tài)。

圖1 試驗池和對照池水化指標變化

2.2 各品種魚生長指標及飼料利用

魚類生長性能和飼料利用詳見表2、3。由表2可見，除魴成活率指標外，試驗池各項指標均顯著高于對照池（P＜0.05）。由表3可見，試驗池魚總產(chǎn)量比對照池提高15.9%，飼料系數(shù)比對照池降低6.1%。

表2 每667 m2魚類生長性能和飼料利用情況①

表3 每667 m2各品種魚總產(chǎn)量和餌料系數(shù)①

2.3 魚病及節(jié)水減排

8月份高溫季節(jié)，由于飼料投喂量大，對照池塘水質(zhì)老化，鯉、鯽均患有細菌性腸炎病和爛鰓病，并有部分魚死亡。通過大量換水和藥物治療，魚病得以控制。試驗池魚類未發(fā)病，鯉、鯽成活率分別比對照池高3.98%和3.94%，魴由于抗病能力較強，養(yǎng)殖期內(nèi)無發(fā)病，試驗池和對照池成活率無顯著性差異（P＞0.05）。

試驗池養(yǎng)殖期間零換水，補充加水8次，每次平均補水深度20 cm，每667 m累計補水量1 067.2 m；對照池補換水11次，每次平均補換水深度30 cm，每667m累計補換水量2 201.1 m，試驗池比對照池節(jié)水51.5%。

3 討論

3.1 多項技術(shù)集成對水質(zhì)的影響

3.1.1 DO質(zhì)量濃度

DO質(zhì)量濃度是衡量養(yǎng)殖水質(zhì)的重要指標，是魚類賴以生存的必要條件，對養(yǎng)殖魚類攝食、飼料利用率、生長和養(yǎng)殖環(huán)境均有很大影響。試驗池使用底排污技術(shù)，可以排出池底過多底泥，減少有機物耗氧；底層微孔增氧和葉輪增氧機聯(lián)合使用，可使氧氣上下同時供給，使底層DO更充足，促進有機物快速分解。本試驗池施用碳源，在生物絮團形成過程中大量耗氧，試驗池底層增氧幅度不大。但從圖1（a）可以看出，試驗池塘溶解氧始終高于對照池，這主要是底排污、底層微孔增氧和傳統(tǒng)增氧技術(shù)共同作用的結(jié)果。

3.1.2 NH-N和NO-N質(zhì)量濃度

水體中NH-N和NO-N質(zhì)量濃度超標是養(yǎng)殖生產(chǎn)中的常見問題，究其原因，一是肥料、餌料、糞便過剩分解出的含氮中間產(chǎn)物；二是DO不足；三是水體中pH值過高。當NH-N質(zhì)量濃度超過5.0 mg/L、NO-N質(zhì)量濃度達到0.1 mg/L時，會破壞魚的鰓組織，使其缺氧，造成死亡。本試驗證明，池塘底排污可自動排出底層沉積物和污水，排出水體中過多的NH-N和NO-N。微孔增氧和葉輪增氧的聯(lián)合使用，可立體增氧，保障底層DO充足，抑制NH-N和NO-N產(chǎn)生。從圖1（b）可以看出，7月5日之后，試驗池塘NH-N和NO-N質(zhì)量濃度顯著低于對照池塘（P＜0.05）。生物絮團對水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要意義在于其對NH-N和NO-N的快速異養(yǎng)轉(zhuǎn)化，降低NH-N和NO-N等有害物質(zhì)濃度。本試驗池塘通過定期監(jiān)測NH-N的質(zhì)量濃度，并根據(jù)NH-N的質(zhì)量濃度調(diào)整碳源添加量，再加上池塘立體增氧和底排污的聯(lián)合作用，使得NH-N和NO-N質(zhì)量濃度始終處于較低水平。

3.1.3 pH值

pH值是水產(chǎn)動物養(yǎng)殖環(huán)境中重要的影響因子，pH值增加，NH-N中分子氨比率增大，毒性增強。養(yǎng)殖水體中添加碳源，形成生物絮團過程需要在堿性條件下進行，因此形成生物絮團過程會降低水體pH值。隨著溫度的升高，浮游植物和水生植物光合作用使碳酸氫根（HCO）轉(zhuǎn)化成碳酸根（CO），pH值升高，這一降一升使得pH值比較穩(wěn)定。

3.2 多項技術(shù)集成對魚類生長及飼料利用的影響

3.2.1 魚類生長

在人工養(yǎng)殖條件下，影響魚類生長的因素主要包括魚類品種、養(yǎng)殖環(huán)境、飼料營養(yǎng)、投飼技術(shù)等。試驗證明，底排污、生物絮團、底層微孔增氧與葉輪增氧聯(lián)合使用等技術(shù)，可提高DO質(zhì)量濃度，降低NH-N、NO-N質(zhì)量濃度和pH值，使魚類在良好的環(huán)境下生活，有利于其快速生長。故試驗池鯉、鯽、魴出池平均規(guī)格和攝食魚總產(chǎn)量分別比對照池提高11.2%，12.4%，16.7%和15.9%。

3.2.2 飼料利用

研究指出，生物絮團技術(shù)可將水體中的NH-N和NO-N等氮素轉(zhuǎn)化為自身菌體蛋白質(zhì)，細菌大量繁殖，進一步通過絮凝作用將水體中的有機碎屑、藻類、原生動物、殘餌等形成絮團，被養(yǎng)殖魚類攝食，提高飼料蛋白質(zhì)的利用率，實現(xiàn)營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)利用，降低飼料系數(shù)，提高魚類成活率。試驗池采用了360°風(fēng)送式投料機，使飼料投撒均勻，投飼面積大，避免魚類攝食擁擠，過多消耗體能，魚類攝食旺盛，提高飼料轉(zhuǎn)化率，故試驗池飼料系數(shù)比對照池降低6.1%。

3.3 多項技術(shù)集成對節(jié)水減排和魚類病害的影響

3.3.1 節(jié)水減排

試驗池塘養(yǎng)殖期間無換水，且10～15 d進行1次底排污，由于采用多項技術(shù)集成調(diào)控，養(yǎng)殖期間DO、NH-N、NO-N、pH值均在正常值范圍內(nèi)。底排污技術(shù)可將池塘底部糞便、有機廢物及底層水排出，經(jīng)消毒處理后固液分離，上清液回流到養(yǎng)殖池塘，固體物質(zhì)作為農(nóng)業(yè)肥料，實現(xiàn)養(yǎng)殖廢棄物回收利用，防止養(yǎng)殖污水造成外源污染，實現(xiàn)節(jié)水減排。試驗池與對照池塘相比較，平均節(jié)水51.5%。

3.3.2 魚類病害

試驗池養(yǎng)殖廢水零排放，底層水質(zhì)經(jīng)消毒處理達標后可循環(huán)利用，整個養(yǎng)殖期間無發(fā)病，成活率均達到90%以上。對照池由于無改水凈水措施，7月中旬后加大了投喂量，致使水質(zhì)惡化，由于底層DO不足，NH-N、NO-N難以分解，養(yǎng)殖中后期發(fā)生了魚病，經(jīng)大量換水、使用藥物后得以控制。但養(yǎng)殖水環(huán)境惡化和大量藥物使用，對魚類生長和水產(chǎn)品質(zhì)量安全造成極大危害。