池塘工业化生态养殖与传统池塘养殖水质比较分析

陆尚明，芦光宇，张莉，樊祥科，邹宏海，张永江

（江苏省渔业技术推广中心，江苏 南京 210036）

我国渔业持续快速发展，水产品总产量连续30年位居世界第一，占全球水产品产量的1/3以上，我国的池塘养殖从20世纪70年代末发展至今，一直沿用传统的进水渠、池塘养殖、排水为主的传统养殖模式，随着养殖规模扩大，养殖品种变化，池塘内累积更多的鱼类代谢物，有机污染越来越多，水质污染不断加剧，减少水产养殖的污染物排放，构建绿色发展、生态发展成为当前的重中之重[1-2]。

工厂化生态养殖，俗称循环水养殖，是一种池塘养殖新模式，与传统池塘养殖模式相比较，新模式在工艺理念、技术装备和养殖方式等方面都具有了重大的革新[3]。池塘工业化生态养殖系统是指利用占池塘面积2%～5%的水面建设具有气提推水充气和集排污装备的系列水槽作为养殖区进行类似于“工厂化”的高密度养殖，并对其余95%～98%的水面进行适当改造后作为净化区对残留在池塘的养殖尾水进行生物净化处理[4]，实现养殖周期内养殖尾水的零排放或达标排放。

两种生产模式不可避免地涉及水质的变化，该文就两种生产模式水质比较分析，浅显地分析其中的变化规律，从而更全面地分析工业化生态养殖模式的水质状况，为该模式的水质调控管理提供参考，为科学生态水产养殖提供一定依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

池塘工业化试验区为江苏省渔业技术推广中心扬中基地的池塘工业化养殖区域，试验面积30×667m2，养殖品种黄颡鱼、鲢等，其养殖体系如图1所示。

图1 池塘工业化养殖体系图

传统池塘养殖试验区为江苏省渔业技术推广中心扬中基地的常规养殖区域，试验面积30×667 m2，养殖品种为黄颡鱼。

1.2 试验设计

1.2.1 水质监测点位设置 在试验池塘进水池、养殖塘口、排水口设置水质监测点位共5个，工业化试验区与传统池塘试验区共用一个进水池，设置监测点位1个；养殖塘口各取监测点位1个；排水口各取监测点位1个。具体如图2所示。

1.2.2 水质监测时间设置 在黄颡鱼养殖季节2月至10月，监测频率每月1次，监测时间为每月22—30日。共进行了9次水质样品采样及检测。

1.2.3 水质监测项目 水温、透明度、pH值、溶解氧、亚硝酸盐氮、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷、共9项。

1.2.4 水质分析方法 水温、透明度、pH值、溶解氧分析采用现场YSI仪器测定；亚硝酸盐采用GB/T 7493分光光度法[5]；高锰酸盐指数采用GB/T 11892高锰酸盐滴定法[6]；氨氮采用GB/T 7479纳氏试剂比色法[7]；总氮采用GB/T 11894碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法[8]；总磷采用GB/T 11893钼酸铵分光光度法[9]。

1.2.5 试验方法 在养殖周期2月至10月期间，每月对试样水质进行混合样采集并检测。由于两种养殖模式进水口为共用水源池，检测数据为变化基数，不做比较；养殖塘口和排水口检测数据进行比较分析。

1.2.6 数据处理 试验所得数据采用Microsoft Office Excel程序处理，运用SPSS 19.0对试验数据进行统计分析[10]。

图2 水质监测点位图

图3 pH值变化比较

2 结果与分析

针对水产养殖的特点，分析项目与养殖密切相关，并为养殖户所重点关注的，对池塘工业化生态养殖与传统池塘养殖水质的pH值、溶解氧、亚硝酸盐氮、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷共7个指标进行比较。（工业化生态养殖试验塘口简称A、传统池塘养殖试验塘口简称B）。

2.1 二种养殖模式pH值的比较

工业化生态养殖试验塘口pH值范围为7.88～8.09，平均值为7.97，2月最小，6月最大。传统池塘养殖试验塘口pH值范围为7.68～8.89，平均值为8.18 mg/L，3月最小，5月最大。变化趋势如图3所示。

2.2 二种养殖模式溶解氧的比较

工业化生态养殖试验塘口溶解氧范围为7.44～9.76 mg/L，平均值为8.63 mg/L，8月最小，4月最大。传统池塘养殖试验塘口溶解氧范围为5.80～8.64 mg/L，平均值为7.28 mg/L，6月最小，3月最大。其中2月A比B高0.97 mg/L，相比增加了13.2%；3月A比B高1.11 mg/L，相比增加了12.8%；4月A比B高1.37 mg/L，相比增加了16.4%；5月A比B高1.14 mg/L，相比增加了15.5%；6月A比B高2.62mg/L，相比增加了45.2%；7月A比B高1.96 mg/L，相比增加了28.8%；8月A比B高0.19 mg/L，相比增加了2.6%；9月A比B高1.42mg/L，相比增加了21.8%；10月A比B高1.31mg/L，相比增加了17.5%；2—10月A均高于B，平均增加值为1.34 mg/L，增加率平均值19.3%；变化趋势如图4所示。

图4 溶解氧变化比较

2.3 二种养殖模式亚硝酸盐氮的比较

工业化生态养殖试验塘口亚硝酸盐氮范围为0.01～0.25 mg/L，平均值为 0.11 mg/L，6 月最小，3 月最大。传统池塘养殖试验塘口亚硝酸盐氮范围为0.07～0.35 mg/L，平均值为 0.17 mg/L，9 月最小，4 月最大。其中2月A比B低0.05 mg/L，相比净化了23.9%；3月 A比 B低 0.04 mg/L，相比净化了13.6%；4月A比B低0.12 mg/L，相比净化了35%；5月A比B低0.08 mg/L，相比净化了39.3%；6月A比B高0.11 mg/L，相比净化了88.1%；7月A比B低0.05 mg/L，相比净化了57.3%；8月A比B低0.03 mg/L，相比净化了30.9%；9月A比B低0.01 mg/L，相比净化了20.6%；10月A比B低0.05 mg/L，相比净化了60.5%；2—10月亚硝酸盐氮监测数值工业化生态养殖试验塘口均低于传统池塘养殖试验塘口，平均净化值为0.06 mg/L，净化率平均值41%；变化趋势如图5所示。

2.4 二种养殖模式高锰酸盐指数的比较

工业化生态养殖试验塘口高锰酸盐指数范围为 4.26～5.77 mg/L，平均值为 5.05 mg/L，9 月最小，3月最大。传统池塘养殖试验塘口高锰酸盐指数范围为 4.72～7.15 mg/L，平均值为 5.94 mg/L，9 月最小，5月最大。其中2月A比B低1.67 mg/L，相比净化了24.7%；3月A比B低1.10 mg/L，相比净化了16.1%；4月A比B低1.70 mg/L，相比净化了26.5%；5月A比B低1.51 mg/L，相比净化了21.1%；6月A比B高0.32 mg/L，相比净化了6.4%；7月A比B低0.12 mg/L，相比净化了2.3%；8月A比B低0.13 mg/L，相比净化了2.6%；9月A比B低0.46 mg/L，相比净化了9.8%；10月A比B低1.58 mg/L，相比净化了25.6%；除6月A高于B，其他月份A均低于B，平均净化值为0.88 mg/L，净化率平均值13.6%；变化趋势如图6所示。

2.5 二种养殖模式氨氮的比较

工业化生态养殖试验塘口氨氮范围为0.13～0.67 mg/L，平均值为0.32 mg/L，6月最小，4月最大。传统池塘养殖试验塘口氨氮范围为0.49～1.23 mg/L，平均值为0.71 mg/L，6月最小，2月最大。其中2月A比B低0.88 mg/L，相比净化了71.2%；3月A比B低0.25 mg/L，相比净化了29.7%；4月A比B低0.21 mg/L，相比净化了24.1%；5月A比B低0.28 mg/L，相比净化了54.2%；6月A比B低0.36 mg/L，相比净化了74%；7月A比B低0.48mg/L，相比净化了60.8%；8月A比B低0.40 mg/L，相比净化了72.6%；9月A比B低0.27 mg/L，相比净化了54%；10月A比B低0.31 mg/L，相比净化了56.2%；2—10月A均低于B，平均净化值为0.38 mg/L，净化率平均值55.2%；变化趋势如图7所示。

图5 亚硝酸盐氮变化比较

2.6 二种养殖模式总氮的比较

工业化生态养殖试验塘口总氮范围为0.25～1.48 mg/L，平均值为1.07 mg/L，4月最小，5月最大。传统池塘养殖试验塘口总氮范围为1.24～2.11 mg/L，平均值为1.71 mg/L，8月最小，5月最大。其中2月A比B低0.75 mg/L，相比净化了40.9%；3月A比B低0.58 mg/L，相比净化了30.4%；4月A比B低1.27 mg/L，相比净化了83.4%；5月A比B低0.63 mg/L，相比净化了29.7%；6月A比B低0.88 mg/L，相比净化了62.4%；7月A比B低0.25 mg/L，相比净化了17.7%；8月A比B低0.19 mg/L，相比净化了15%；9月A比B低0.48 mg/L，相比净化了24.6%；10月A比B低0.77 mg/L，相比净化了38.6%；2—10月A均低于B，平均净化值为0.64 mg/L，净化率平均值38.1%；变化趋势如图8所示。

2.7 二种养殖模式总磷的比较

工业化生态养殖试验塘口总磷范围为0.05～0.18 mg/L，平均值为0.10 mg/L，6月最小，4月最大。传统池塘养殖试验塘口总磷范围为0.08～0.59 mg/L，平均值为0.22 mg/L，8月最小，10月最大。其中2月A比B低0.04 mg/L，相比净化了25.3%；3月A比B低0.08 mg/L，相比净化了48.2%；4月A比B低0.04 mg/L，相比净化了17.1%；5月A比B低0.10 mg/L，相比净化了55%；6月A比B低0.13 mg/L，相比净化了70.3%；7月A比B低0.12 mg/L，相比净化了63.4%；8月A比B低0.07 mg/L，相比净化了46.7%；9月A比B低0.05 mg/L，相比净化了32.1%；10月A比B低0.46 mg/L，相比净化了78.5%；2—10月A均小于B，平均净化值为0.12 mg/L，净化率平均值48.5%；变化趋势如图9所示。

图7 氨氮变化比较

图8 总氮变化比较

3 讨论

目前，国内外对于池塘循环水养殖系统的研究已经有很多[11-13]，该系统的应用也在逐步推广。以上分析表明，池塘工业化养殖的水质均优于传统养殖的水质，水质指标增长率均低于传统的养殖塘口，工业化养殖系统对水体的总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数等有着良好的去除效果，运行期间总氮去除率为17.7%～83.4%，平均去除率38.1%；氨氮去除率在29.7%～74%，平均去除率55.5%；总磷去除率在17.1%～78.5%，平均去除率48.5%；高锰酸盐指数去除率在2.3%～26.5%之间，平均去除率13.6%；亚硝酸盐去除率在13.6%～88.1%，平均去除率41%。经过养殖池塘外塘的鲢鱼养殖，种植水生植物的净化能到达到养殖水质标准[14-15]，减少了养殖过程中的饲料投喂、鱼类粪便、药物使用等造成的水质影响，经净化的养殖尾水能够达到较高的水质标准，减少了养殖过程中由于排放未经净化的养殖尾水对环境造成的影响。池塘工业化养殖系统仅需少量的水交换及补充由于蒸发减少的水量，相比传统池塘大大减少了水资源的浪费。

该试验结果表明，试验期间传统池塘养殖模式的总磷和氨氮含量一直高于工业化养殖模式，工业化养殖模式配有吸污装置，将养殖槽中大量的残饵、粪便排出池塘，减少氮磷对池塘水体的污染，而且工业化养殖模式配有底增氧设备和水生植物，可以增加水体溶氧量，不会因溶氧不足、含氮有机物分解而导致氨氮含量增加。在整个试验期工业化养殖模式的溶解氧含量一直高于传统池塘养殖模式，其原因可能是工业化养殖模式养殖槽内设有底增氧设备来增加水体溶氧含量，也可能是工业化养殖模式浮游植物密度及生物量高于传统池塘[16-18]，且生态粗养区种有水生植物和养殖滤食性鱼类，水质透明度较好[19]，浮游植物的光合作用强于传统池塘养殖模式，因此溶氧含量高于传统池塘养殖模式。

图9 总磷变化比较

在今后的研究和工作中，将重点研究如何提高水产养殖的经济效益，找出养殖水质与养殖效益之间的关系，找出养殖水质各指标对养殖品种的生长的对应关系，如何进一步提高工厂化养殖系统净化能力，进一步优化系统，为推进生态高效的水产养殖模式提供水质方面参考数据。