北京地區(qū)漁農(nóng)綜合循環(huán)利用模式試驗研究

◎ 文/謝吉國 張悅 高薇 馬立鳴 何川

近年來，以魚菜共生為主要技術(shù)手段的漁農(nóng)綜合循環(huán)利用模式在國內(nèi)逐漸興起。為探索該模式在北京地區(qū)的使用效果，作者以大口黑鱸為養(yǎng)殖品種，展開了初步研究，總結(jié)了相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗，為下一步系統(tǒng)性研究和規(guī)范化應(yīng)用漁農(nóng)綜合循環(huán)利用模式提供了參考。

漁農(nóng)綜合循環(huán)利用模式是在溫室大棚條件下，利用不同材質(zhì)的陸基圓形養(yǎng)殖設(shè)施開展水產(chǎn)品養(yǎng)殖，產(chǎn)生的養(yǎng)殖尾水通過管道和動力轉(zhuǎn)移至棚內(nèi)蔬菜種植區(qū)，利用蔬菜的生長消減水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)生的N、P等營養(yǎng)元素，同時實現(xiàn)養(yǎng)殖尾水的凈化和循環(huán)利用。目前，該模式在北京、天津、重慶等地均有不同規(guī)模的應(yīng)用。北京地區(qū)最早于2019年對該模式進行探索，但受相關(guān)農(nóng)業(yè)設(shè)施用地政策等因素的影響，并沒有進行大規(guī)模推廣應(yīng)用，但該模式作為大農(nóng)業(yè)綜合循環(huán)利用的一種創(chuàng)新模式，可在高效利用土地資源、增加農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)、拓展農(nóng)業(yè)經(jīng)營途徑以及促進農(nóng)戶增收等方面發(fā)揮重要作用。

2022年～2023年，為更好總結(jié)漁農(nóng)綜合循環(huán)利用模式的應(yīng)用成效，北京市大興區(qū)畜牧水產(chǎn)技術(shù)推廣站利用一棟1500m2的溫室大棚，以大口黑鱸為養(yǎng)殖品種，展開了研究工作，總結(jié)了相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗。

一、試驗材料

（一）溫室大棚

溫室大棚為下沉式暖棚，長100m、寬15m，弧型頂棚，棚頂最高處7m，最低處1.5m。棚內(nèi)冬季最低溫度18℃，夏季維持在25℃左右，空氣濕度一般維持在50%～60%，棚頂設(shè)有遮光率75%的遮陽網(wǎng)。棚內(nèi)溫度與光照通過大棚棉簾升降控制。

（二）試驗設(shè)施

棚內(nèi)設(shè)有水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)和蔬菜種植區(qū)。其中水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)占地1130m2，12個養(yǎng)殖水槽容積約520m3；種植區(qū)占地530m2，蔬菜種植面積120m2。

1.養(yǎng)殖設(shè)施

棚內(nèi)建有養(yǎng)殖系統(tǒng)2套。每套系統(tǒng)包含有PP板材質(zhì)的直徑6m、壁高1.5m、錐體深30cm的陸基圓形養(yǎng)殖水槽6個，每個水槽配有豎流沉降器1個，同時每套養(yǎng)殖系統(tǒng)配有集成水處理系統(tǒng)（含微濾機、蛋白分離器、紫外殺菌燈、生化槽、濾料為K5填料）1套，水處理能力為30t/h。此外系統(tǒng)還配有40m3的補水池2個、10m3的集污池1個、水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備2套、5.5kW的羅茨風機2臺（用一備一）以及備用發(fā)電機等。

本次試驗使用2套養(yǎng)殖系統(tǒng)共12個陸基圓形養(yǎng)殖水槽，其中11個水槽用于開展大口黑鱸養(yǎng)殖試驗，1個水槽留作備用，每個水槽有效養(yǎng)殖水體42m3，前60d使用6個水槽，分池后使用11個水槽。

2.種植設(shè)施

種植區(qū)建有規(guī)格為5.5m（長）×1m（寬）×1m（高）的蔬菜池22個；蔬菜池內(nèi)配有直徑160mm的排水盲管、格柵板、3cm～5cm粒徑火山石、48孔/m2環(huán)保級EPE材質(zhì)水培定植浮板、定植籃以及水培定植綿等。蔬菜池建設(shè)方式為地下70cm，地上30cm，進、出水口兩端高度差10cm，低的一端底進水，高的一端上出水。進水口沿池底中央鋪設(shè)直徑160mm的排水盲管5m，盲管上方鋪設(shè)格柵板并覆蓋厚度為30cm～50cm的火山石濾材，同時布設(shè)有長度為5m的納米增氧管一根。種植區(qū)的水體循環(huán)流動由4臺（200W，30t/h）低揚程大流量提水泵完成。

（三）放養(yǎng)魚種與飼料

養(yǎng)殖品種原則上需符合市場需求、附加值高且適合北京地區(qū)養(yǎng)殖。本次試驗選擇大口黑鱸為試驗品種，于2022年11月17日投放平均規(guī)格為50g/尾的魚種30000尾，放養(yǎng)密度2500尾/槽。投喂飼料為蛋白質(zhì)含量49%的大口黑鱸膨化飼料。

（四）試驗用水

水源為地下水，水質(zhì)指標均符合《中華人民共和國漁業(yè)水質(zhì)標準》（GB 11607-1989）要求。水源水主要水質(zhì)指標如下：pH值為7.2，氨氮<0.02mg/L，硝酸鹽氮1.36g/L，亞硝酸鹽氮<0.02mg/L，總堿度為510mg/L，總硬度為440mg/L。

（五）種植蔬菜品種

蔬菜選擇原則上要求生物量大、生長迅速、喜肥喜水、對氮肥需求量大，易成活。本次試驗選擇蔬菜品種為空心菜，該品種為扦插生長，且生長過程中需要大量的氮肥，適宜密植培養(yǎng)、易水培、可多次收割，能夠滿足魚類的生長周期內(nèi)水質(zhì)凈化要求。

二、試驗方法

本試驗循環(huán)水設(shè)計方案采用兩條循環(huán)路徑回流至養(yǎng)殖槽，兩條路徑可同時循環(huán)，也可獨立循環(huán)。一條路徑是養(yǎng)殖用水經(jīng)豎流沉降器初次沉降后，依次經(jīng)過微濾機、蛋白質(zhì)分離器、生化槽、紫外消毒等水處理系統(tǒng)，然后回流至養(yǎng)殖槽；另一條路徑是養(yǎng)殖用水經(jīng)豎流沉降器初次沉降后，直接進入蔬菜池凈化，經(jīng)底部沉降，火山石物理過濾、生化過濾及蔬菜凈化吸收后，經(jīng)提水泵流回至養(yǎng)殖槽再利用。豎流沉降器、微濾機、蔬菜池均設(shè)置排污口與集污池相連。集污池收集的魚類殘餌糞便，經(jīng)添加生物制劑，并充分曝氣處理后，作為有機肥混合液由周邊蔬菜大棚就地資源化利用。

（一）水產(chǎn)養(yǎng)殖方法

1.日常飼喂管理

試驗期間，日投餌率為1%～1.5%，每7d～10d打樣抽檢，并結(jié)合攝食情況及時調(diào)整投餌量。每日8:00～9:00、17:00～18:00各投喂一次，每次投喂時間控制在40min以內(nèi)，保證大口黑鱸合理飲食。

2.強化疾病防治

每日對養(yǎng)殖環(huán)境及魚類攝食情況等巡查不少于4次，發(fā)現(xiàn)情況及時鏡檢、解剖，分析發(fā)病原因，做到預防為主，防治結(jié)合，降低發(fā)病風險及損失。此外，養(yǎng)殖期間重點強化鱸魚日常保健，每7d～10d停料半天或者一天，每15d用經(jīng)審批的具有保健功能的藥品拌飼投喂3d～5d，每30d三黃散拌飼投喂3d，增強鱸魚體質(zhì)和免疫力。

3.注重水質(zhì)調(diào)控

目前，亞硝酸鹽指標居高不下是大多數(shù)循環(huán)水養(yǎng)殖的難點，而漁農(nóng)綜合循環(huán)利用模式也屬于循環(huán)水養(yǎng)殖的一種，且新建設(shè)的生化池菌群尚未建立，投產(chǎn)后水體氨氮、亞硝酸鹽短期內(nèi)迅速升高，需每日監(jiān)測水質(zhì)指標的變化。投產(chǎn)后，每2d在晴天上午使用含乳酸菌、芽孢桿菌、硝化菌等經(jīng)審批的復合微生態(tài)制劑進行全池潑灑，有助于蔬菜池、生化池菌群建立。

系統(tǒng)菌群建立后，每日早中晚利用快速檢測試劑盒檢測氨氮及亞硝酸鹽，氨氮0mg/L～0.9mg/L、亞硝酸鹽0mg/L～0.15mg/L，每7d～10d使用一次經(jīng)審批的復合微生態(tài)制劑調(diào)水質(zhì)，并根據(jù)氨氮亞硝酸鹽指標變化及時增加使用次數(shù)。

4.及時排污補水

前期投喂飼料較少，視豎流沉降器內(nèi)殘餌糞便富集程度酌情排污補水。隨著投喂量的增加以及水體氨氮、亞硝酸鹽指標的升高，每日要及時將豎流沉降器沉淀收集的魚類殘餌、糞便排放至集污池，以降低系統(tǒng)負擔。養(yǎng)殖前60d，每次投喂后1h～2h豎流沉降器排污一次，排水量控制不超過豎流沉降器容積1/2，約為0.25m3，每日排污補水2次，第三個月投喂高峰至商品魚出塘，除豎流沉降器每日排污2次外，養(yǎng)殖池每7d進行1次底排污，每次補水5cm。

（二）蔬菜種植方法

本試驗種植空心菜品種為三叉空心菜，種植時需合理安排空心菜育苗、定植、采收時間。原則上在苗種投放前，將育苗至三個分叉的空心菜移栽至48孔浮板進行定植，定植密度48株/m2。植株長至30cm高時，及時采收。采收時在其主徑基部預留1個～2個徑節(jié)生長點，并注意去除過密過長的徑條，利于通風和加強光照。第一茬空心菜在定植后20d收割，后續(xù)每15d左右收割一茬，連續(xù)收割3茬～5茬后，可重新扦插定植。種植過程中發(fā)現(xiàn)長勢過于羸弱或者干枯發(fā)黃的植株，需及時重新扦插定植或者從育苗穴盤重新移栽。

三、試驗結(jié)果

（一）水產(chǎn)品收獲情況

本試驗自2022年11月17日投放魚種至2023年7月15日大口黑鱸商品魚出池，試驗周期240d，共生產(chǎn)大口黑鱸商品魚10207kg，平均規(guī)格達到0.65kg/尾。

（二）蔬菜收獲情況

養(yǎng)殖周期內(nèi)，共生產(chǎn)空心菜560kg，主要以綠色有機蔬菜包的形式通過網(wǎng)絡(luò)零售，售價為50元/kg，銷售額2.8萬元。

（三）飼料消耗情況

養(yǎng)殖周期內(nèi)共消耗大口黑鱸專用人工配合飼料9.6t，平均單價11458元/t，飼料費投入總計11萬元。

（四）水電等情況

1.用電方面

整個系統(tǒng)全部功率約8kW（包括增氧用羅茨風機5.5kW，集成水處理系統(tǒng)2kW，蔬菜池提水泵400W，水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)等弱電100W），養(yǎng)殖全程耗電量為46080kWh，單價0.543元/kWh，電費投入總計2.5萬元。

2.用水方面

整個養(yǎng)殖周期240d，有效養(yǎng)殖水體462m3；豎流沉降器容積0.5m3，共計排污480次，每次排水量控制不超過豎流沉降器容積的二分之一，共耗水1170m3；底排污26次，每次16m3，共計耗水416m3；生化池及蔬菜池共計水量約為201m3；綜上本批次鱸魚養(yǎng)殖全程耗水量約為2249m3。本試驗園區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)暫未收取水費，因此本試驗未計入。

四、分析與討論

（一）水產(chǎn)品養(yǎng)殖結(jié)果分析

本次試驗利用11個水槽，462m3有效養(yǎng)殖水體，經(jīng)過240d的養(yǎng)殖，共生產(chǎn)大口黑鱸商品魚10207kg，平均單產(chǎn)22kg/m3，每個養(yǎng)殖水槽（42m3水體）生產(chǎn)大口黑鱸商品魚928kg。京郊傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式下，大口黑鱸每畝的單產(chǎn)水平約為1250kg/畝，漁農(nóng)綜合循環(huán)利用模式下，每個占地僅18.84m2的水槽養(yǎng)殖產(chǎn)量相當于傳統(tǒng)池塘畝產(chǎn)量的74.2%，極大提升了土地的利用率和養(yǎng)殖生產(chǎn)效率。

（二）餌料系數(shù)分析

本試驗全程投喂蛋白含量為49%的膨化飼料，共投入飼料9.6t，收獲商品魚10207kg，魚種初始重量1500kg，成活率50%，魚體增重9457kg，平均餌料系數(shù)為1.02。試驗過程中，為提高餌料利用率，采取了以下措施：一是每10d打樣1次，測量魚體重量，并根據(jù)情況調(diào)整投餌量，每次投喂后觀察吃食狀態(tài)及剩余餌料情況，對下一餐投餌量進行微調(diào)；二是投喂前根據(jù)水質(zhì)在線監(jiān)測的溶解氧、pH值、水溫等指標以及利用試劑盒快速檢測的氨氮和亞硝酸鹽等水質(zhì)指標，確定是否調(diào)整投喂量；三是定期用中草藥拌餌投喂，嚴格做好保肝護肝工作。

（三）水電消耗分析

經(jīng)測算，本試驗漁農(nóng)綜合循環(huán)利用模式畝均用水量999.6m3，用水量與北京市池塘養(yǎng)殖用水定額標準1000m3/畝一致，但產(chǎn)量可達到池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量的4倍，每萬元產(chǎn)值耗水量僅為51.5m3。本試驗種養(yǎng)系統(tǒng)為首次投產(chǎn)應(yīng)用，試驗過程中發(fā)現(xiàn)采購的豎流沉降器結(jié)構(gòu)不夠科學，排污用水量較大，后續(xù)可通過優(yōu)化豎流沉降器大小及結(jié)構(gòu)，減少排污時排水量以達到進一步節(jié)水效果。

漁農(nóng)綜合循環(huán)利用模式下，增氧機需24h運行，為主要耗電設(shè)備。本試驗系統(tǒng)整體耗電功率為8kW，其中增氧機功率5.5kW，占總耗電量的68%。養(yǎng)殖周期240d，養(yǎng)殖前120d僅使用6個養(yǎng)殖槽，造成前期電力浪費約7920kWh。建議選擇變頻增氧機降低電力成本或合理安排養(yǎng)殖生產(chǎn)，使系統(tǒng)滿負荷運行，同等電力成本可產(chǎn)出更多效益。

（四）效益分析

1.經(jīng)濟效益

本次試驗由試驗點工人兼職負責生產(chǎn)管理，因此人工成本并未納入生產(chǎn)成本之中。試驗總成本32.6萬元，其中：固定資產(chǎn)折舊成本6.6萬元，生產(chǎn)性投入成本26萬元。試驗總產(chǎn)值43.628萬元，其中：商品魚銷售收益40.828萬元，蔬菜銷售收益2.8萬元。試驗純利潤11.028萬元。單茬養(yǎng)殖效益為北京地區(qū)同等規(guī)格大棚年利潤8萬元的137.85%。若通過優(yōu)化飼養(yǎng)周期、適當提高單位水體養(yǎng)殖密度，實現(xiàn)年生產(chǎn)成魚2批，預計年利潤可達到20萬元～30萬元，全部投資回收期預計3年左右，如采用鍍鋅板帆布養(yǎng)殖池，則當年即可收回投資成本。

2.社會和生態(tài)效益

漁農(nóng)綜合循環(huán)利用模式不僅可以可實現(xiàn)魚菜共作，提高土地資源利用率，還實現(xiàn)了“一水兩用”和生產(chǎn)用水的循環(huán)利用，系統(tǒng)收集的魚類殘餌糞便可以被周圍蔬菜大棚及大田作物就地消納，真正實現(xiàn)了養(yǎng)魚不換水、養(yǎng)殖尾水零排放以及農(nóng)藥化肥減量的目的。該模式生產(chǎn)產(chǎn)品具有易捕撈、易采摘和綠色生態(tài)的特點，可以依托中大型城市消費特點，發(fā)展休閑旅游、有機餐飲、觀光采摘等，既豐富了首都菜籃子，滿足不同人群需求，又拓展了農(nóng)村就業(yè)崗位，增加了百姓收入，實現(xiàn)京郊土地資源的充分利用。

目前，漁農(nóng)綜合循環(huán)利用模式尚存在機械化、智能化水平不高，勞動強度大等問題。下一步，我們將通過配置自動補換水設(shè)備、液態(tài)增氧系統(tǒng)，科學管理水體循環(huán)量及養(yǎng)殖茬口等，逐步將單茬養(yǎng)殖單產(chǎn)水平提高至50kg/m3，同時降低勞動強度，提高農(nóng)業(yè)綜合種養(yǎng)效益。此外，根據(jù)北京都市農(nóng)業(yè)特點和消費群體優(yōu)勢，可進一步探索配套基質(zhì)，栽培茄果類、喜肥喜水甘蔗及葉菜類作物，就地處理消納養(yǎng)殖尾水及魚類殘餌糞便，并發(fā)揮休閑采摘生態(tài)農(nóng)業(yè)效益優(yōu)勢，不斷發(fā)展和完善漁農(nóng)綜合循環(huán)利用模式，為首都農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供支撐。