淡水池塘节能减排生态养殖技术研究进展

文/董济军 刘 朋 林艳青 陈笑冰 尹相菡

淡水池塘节能减排生态养殖技术研究进展

文/董济军 刘 朋 林艳青 陈笑冰 尹相菡

本文主要介绍了池塘综合养殖技术、池塘微孔增氧技术、池塘微生态制剂使用技术、人工湿地和池塘水体浮动草床水质调控技术的研究进展。利用生物技术、物理手段对池塘水质进行综合调控，具有能耗低、操作相对简单的优势，同时对水产养殖产业的健康持续发展、水生态环境保护具有重要的促进作用。

2015年，全国淡水产品产量3290.04万吨，占总产量的49.11%；淡水养殖面积61472.4km2，占水产养殖总面积的72.62%，淡水池塘养殖产量比2014年增长5.04%，淡水池塘养殖面积比2015年增长1.14%。山东省池塘养殖占淡水养殖产量的75.2%，池塘养殖面积占淡水养殖面积的53%。淡水养殖在连续多年的高速发展后，存在的问题逐步凸显，难以适应以规模化、产业化、标准化为特征的现代渔业发展的要求。

优化养殖模式，利用生物（微生物、水生植物、配养生物）技术和物理手段修复养殖水环境，在改良养殖池塘内部环境的同时，节能减排，减轻养殖尾水对邻近水域的污染，是促进池塘养殖产业持续稳定发展的有效措施。本文根据我国多年来的相关研究，从池塘综合养殖技术、池塘微孔增氧技术、微生态制剂使用技术、人工湿地和浮动草床生态调控技术等方面进行了总结，以期为将来深入开展该方面的研究积累丰富的资料。

一、池塘综合养殖技术

根据不同物种在生态位和习性上的差异进行多物种的混养，可充分利用池塘水体空间、提高物质利用率，稳定整个养殖池塘的生态环境。不同养殖品种以适宜比例混养的养殖模式提高资源利用率的同时，还可以有效降低养殖过程对内外环境造成的污染和破坏，符合生态、健康、可持续发展的养殖理念。

1.鱼鱼混养

根据不同鱼类生活习性的差异，开展鱼类生态混养，一是可以充分利用池塘各水层，发挥立体生产潜力；二是全面合理利用池塘各种饲料资源，提高饲料利用率；三是发挥鱼类之间的互利关系，改善池塘生态环境。孙云飞等开展草鱼混养系统氮磷收支研究发现：草鲢鲤混养模式可以显著减少系统氮、磷在底泥中的积累，氮、磷的利用率显著高于草鱼单养组。宋颀等开展草鱼池塘集约化养殖池塘能量收支研究发现：草鱼∶鲢鱼∶鲤鱼放养密度分别为91.25g/m2∶18.75g/m2∶46.25g/m2和62.08g/m2∶51.98g/m2∶44.37g/m2时，单位净产量耗饲料能显著低于草鱼单养组，能量转化效率较优。实验结果充分说明了混养生态系统不论是在经济效益、生态效益和社会效益方面还是在能量收支和转化效率方面都要显著高于草鱼单养组。

2.鱼虾混养

严重的有机污染和因为养殖品种单一而导致生物修复的弱化，是造成鱼和对虾单一养殖模式下，养殖底质、水质环境日益恶化，疾病暴发的主要原因。鱼虾混养模式优势在于：虾类可以降低水生态系统对底质的污染程度同时，放养适当比例的滤食性鱼类可以净化水环境，降低虾患病机率。刘朋等开展草鱼、鲢鱼与凡纳滨对虾混养模式水体营养盐变动研究发现：草鱼0.77尾/m2、鲢0.23尾/m2、凡纳滨对虾20尾/m2的草鱼混养模式可有效降低水体和底泥中有机碳的积累。张振东等优化草鱼、鲢鱼与凡纳滨对虾混养模式发现：草鱼放养密度为0.77尾/m2时，既可以保证出池规格(＞1l00g/尾)又不影响收获产量(＞8400kg/hm2)，同时饲料转化效率(＞52%)及氮磷利用率(N＞30%，P＞14%)也较高；鲢鱼放养密度为0.23尾/m2或0.45尾/m2，可以起到调节水质的作用；对虾放养密度越大(48.9尾/m2)，底质被污染程度越小。鱼虾混养提高了饲料利用率，净化了水环境质量，提高了水产品质量和产量，增加了经济效益。

3．鱼鳖混养

鱼鳖混养,是淡水养殖业提高水体利用率,增加经济收入的新途径。从生物学的观点来讲,鱼鳖混养既充分利用了水体的生物学循环,又能保持生态系的动态平衡。鱼鳖混养模式优势在于：鳖用肺呼吸，其换气行为可以增加池内溶氧；鳖可以吃掉病鱼，切断病原体的传播途径，减少病害发生；节省饲料，降低能量消耗，达到节能减排的目的。据常培新研究发现，鱼鳖混养池在7月～8月平均溶氧高于养鱼池35%，在混养达到有鱼875g/m2和鳖550g/m2的高密度时，不设任何增氧设备，鳖、鱼仍能正常生长。据吴永君等报道，放养中华鳖220只/亩，套养翘嘴鲌1000尾/亩、黄颡鱼2000尾/亩、鲢（学名）150尾/亩、鳙50尾/亩时，亩均利润可达12412.5元。为了提高生态鳖的成活率、商品规格及商品质量，中华鳖的放养规格应在250g/只以上，放养密度需控制在200只/亩～250只/亩。

二、池塘微孔增氧技术

“微孔增氧”技术就是池塘管道微孔增氧技术，具有增氧区域范围广、溶氧分布均匀、抑制底部有害微生物的生长等特点，保证池塘水质的相对稳定，促进了鱼虾类的生长。池塘底部微孔增氧技术较早应用于名特优水产品的养殖，因其具有节能、低噪、安全、高效等优点，逐步在水产养殖池塘中有所应用，尤其是近年来微孔增氧技术作为农业部规定的主推技术在全国得到大力推广。

李燕等研究发现，在南美白对虾养殖池中微孔增氧较叶轮式增氧，能有效提高养殖池溶解氧含量，且饵料系数（1.05）低于叶轮式增氧池塘的饵料系数（1.16）。杨春娟等通过开展底部微孔增氧对池塘水体溶氧变化影响的研究发现，底部微孔增氧技术相对于叶轮增氧在提高池塘溶氧和改善地质条件两方面具有明显优势。生产实践中对比发现微孔增氧与传统增氧机相比，可平均节省电费约30%，池塘养殖的鱼、虾、蟹等发病率平均降低约15%，鱼类平均亩产量提高约10%，虾类平均亩产量提高约15%，蟹类平均亩产量提高约20%，综合效益提高20%～60%，同时有利于提高养殖动物的成活率和生长速度。

三、池塘微生态制剂水质调控技术

微生态制剂本身含有大量的营养物质，水生动物通过食用微生态制剂，体内可产生生长发育所需的营养物质、生长素、消化酶及各种B族维生素，加强自身的营养代谢功能；微生态制剂能提高养殖水体中有效磷、降低有效氮的水平，改善水体中氮磷的比例；微生态制剂还可以有效的调节养殖水体中微生态菌群,抑制有害菌群的生长，改善水生态环境质量，促使水生动物健康、快速的生长。水产上微生态制剂以光合细菌、枯草芽孢杆菌以及EM菌为主。

1．光合细菌

光合细菌(photosynthetic bacteria，简称PSB)本身可以进行光合作用、有氧呼吸、发酵及固氮放氢等生理功能，对于富营养化水体可以起到一定的调控作用。李保珍研究认为：使用沼泽红假单孢菌（Rhodopseudmonas palustris）和球形红细菌（Rhodobacter sphaeroides）1∶1混合培养物对铜绿微囊藻抑制作用最强，培养5天时，可使铜绿微囊藻生物量降低58.9%。

使用注意事项：光合细菌宜掌握在水温20℃以上时使用。在水温28℃～36℃，pH偏碱(7.5～8.5)时，光合细菌生长较好。可选在晴天上午进行，低温及阴雨天不宜使用。药物对光合细菌制剂的活体细菌有杀灭作用，因此不能与消毒杀菌剂同时使用。水体消毒需经过一周后方可使用。在池塘施用粪肥或化肥时，配2g～5g光合细菌效果更为明显。

2．枯草芽孢杆菌

枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是一种化能异氧菌，在自然界中广泛分布。枯草芽孢杆菌在水体中增殖后产生的许多胞外酶可以把养殖水体和底泥中的淀粉、蛋白质、脂肪等有机质分解，从而达到减少底泥生成和降低养殖水体富营养化的作用。曾地刚试验证明，在南美白对虾养殖池施用枯草芽孢杆菌后，池水的COD、亚硝酸盐、H2S浓度比对照池显著降低，总碱度显著上升；仇明在斑点叉尾鮰养殖水体施用芽孢杆菌，能显著提高斑点叉尾鮰增重率及特定生长率（P＜0.05），pH下降的幅度比对照组小，溶解氧值比较高，氨氮和亚硝酸态氮低于对照组。说明施用枯草芽孢杆菌可以促进鱼的生长,改善养殖水体的水质状况，同时可以有效的稳定养殖水体的微生态结构。

目前用于水产养殖业的枯草芽孢杆菌，产品剂型为固体粉剂，通常活菌含量在1前用于水个/g～2前用于水个/g，有效期12个月左右，使用前要活化培养，采用原池水加少量红糖或蜂蜜，浸泡4h～5h后全池泼洒，泼洒时同时开动增氧机。

3．EM

EM（复合微生物制剂）主要由光合细菌、乳酸菌群、酵母菌群、放线菌群、丝状菌群等5科10属80余种有益菌种复合而成，目前水产上只有7个～8个菌种组成，在效果上尚未达到EM菌的设计要求。产品剂型以水剂为主，有效活菌数标准为2准为计要个/mL。在水质恶化池塘可全池泼洒EM菌，增加溶解氧，降低氨、H2S等有害物质，改善水质。EM和一般生物制剂相比，它具有结构复杂、性能稳定、功能齐全的优势。使用方法主要如下两种，一是饵料搅拌投喂，二是加等量红糖后加20倍～100倍干净水混合后全池泼洒。

为提高光合细菌和枯草芽孢杆菌等微生物制剂在池塘塘中的使用效果，在生产实践中推行枯草芽孢杆菌和光合细菌交替使用技术，并按照各自的适宜效应时间和施用浓度使用，采用枯草芽孢杆菌或光合细菌与沸石粉混合后施入的办法，这样可以保持池塘中光合细菌或枯草芽孢杆菌的有效浓度，同时利用沸石粉的吸附作用和密度大的特点，吸附微生物制剂进入池塘底部，以达到水质和底质同时改善的目的。

四、人工湿地水质调控技术

人工湿地是由人工建造、可人为控制运行的水处理系统。当养殖废水与湿地系统中的土壤、沙砾、植物、微生物等物质接触时，就产生包括吸附、过滤、氧化还原、沉淀、离子交换、微生物分解和转化、植物吸收、水分蒸腾等作用和过程。

史建华等研究发现，人工湿地系统对养殖排放水具有较强的净化处理能力，BOD5、高锰酸盐指数分别降低30%和34%，氨氮、亚硝酸盐的去除率分别达到77%、76%以上，池水中的非离子氨含量大大降低。孙成渤等根据不同生物的功能特性及其相互间的协同作用，建立了由芦苇湿地、沉水植被群落、人工基质固定化微生物膜、软体底栖动物和滤食性鱼类组成的自净型多级生物修复系统，实验结果证明，与实施修复前的系统相比，N、P、浮游生物、COD、营养盐等去除效果明显，水质情况得到了明显的改善；董玉峰研究发现，上行垂直流人工湿地和下行垂直流人工湿地组合的复合湿地对TP、TN、NH3-N、NO2--N、CODMn、Chla的平均去除率分别为24.8%、40.4%、27.1%、57.0%、4.7%、71.1%。出水水质级别均优于进水水质，除个别月份，出水水质级别均为Ⅲ类(GB3838-2002)，达到了水产养殖用水的要求。金柏等采用膨胀珍珠岩为滤料对工厂化养鱼池的排除水进行过滤，吸附水中的悬浮固体，同时利用组合式生物填料降解其中的有机物质，可以使处理后的水质指标达到渔业用水水质标准。

因此，组合湿地—池塘复合养殖模式能实现养殖用水经过湿地净化后再回流到养殖池塘，以达到养殖用水循环利用、养殖废水零排放的目的，显著提高产值和经济效益,兼具生态效益优势,可为我国渔业转型升级提供一种可持续的池塘养殖新模式。

五、池塘水体浮动草床水质调控技术

浮动草床是把水生或湿地植物,甚至改良过的陆地植物，以浮床作为载体，在养殖水体表面种植，利用水生植物的营养吸收作用、遮光效应、化感作用等,削减富集于水体中的氮、磷及有机物质，达到净化水质的目的，为水生生物提供良好的生存环境。浮动草床技术能有效抑制水体富营养化，同时亦兼具操作简便、成本低、改善景观环境等优点，在国内外水产养殖研究和应用方面正越来越多的受到关注。

吴黎明等研究了黄昌蒲、西伯利亚鸢尾，与美人蕉3种植物浮床的水质调控作用，发现黄昌蒲对溶解性磷酸盐、总磷、总氮、氨氮的去除效果最好，同时，3种草床对这4种污染指标的去除速率皆优于人工水草；周真明等研究了风车草、菖蒲和富贵竹3种浮床植物系统对富营养化水体中藻类的抑制效果，结果发现3种浮床植物系统对叶绿素a和藻类密度的抑制效果非常明显。

综合多项研究表明：人工生态浮床种植水葫芦、美人蕉、生菜、水蕹菜、水芹、甜心菜等对池塘水体中的TN、TP、COD、氨氮、硝氮、亚硝氮的含量均有降低作用。除氮磷效果上,低浓度污水中水蕹菜对氮磷的去除效果优于美人蕉；中浓度污水中水蕹菜对NH3-N的去除效果高于美人蕉，对NO3-N和TP的去除效果低于美人蕉；高浓度污水中，美人蕉对所有指标的净化效果均优于水蕹菜。水蕹菜在TN质量浓度大于30mg／L，TP质量浓度大于10mg／L的污水中生长受到抑制，美人蕉则生长良好，并取得较好净化效果。因此，水蕹菜对低浓度污水的净化效果较好，美人蕉适合于净化高浓度污水。张劲等研究表明：红叶甜菜对TN的去除率最高，水蕹菜对TP的去除率最高，美人蕉和水蕹菜对氨氮的去除率接近100%；同时，不同的浮床植物在水面的覆盖率不同，也会导致其对水体中营养物质的去除率不一样。一般栽培植物浮床覆盖率为20%时比10%和15%处理组对池塘水体中的各项水质指标的去除率较高，也更具有经济效益。

综上，利用生物、物理技术对池塘养殖水环境进行调控不但能耗低，操作简便，同时对周围生态环境的保持，水域环境的改善，以及池塘养殖实现节能减排都有积极的促进作用，对池塘养殖业的健康和持续稳定发展具有重要意义。

作者单位：山东省渔业技术推广站