漏斗形池塘水质生态净化效果研究

张 莉， 张超峰， 郭江涛， 史楠冰＊

（郑州市水产技术推广站， 郑州 450007）

2022年中国淡水养殖产量已达到3303.05万t，70%以上淡水产品采用池塘养殖模式[1]。 耿瑞等[2]通过对10个地区淡水池塘养殖调查发现， 饲料投入占水产养殖总投入的40%～60%。 传统池塘投入大量人工配合饲料是池塘水体氮磷的主要输入源， 未被利用的残饵等有机质无法移出， 被底泥中微生物分解利用产生氮磷等营养盐和有害物质， 大量积累的营养盐引起富营养化等水质恶化问题[3,4]。 养殖过程中有些养殖户为降低成本盲目投入大量水体调节剂、消毒剂、抗生素等不仅直接影响水产品品质，未经处理的养殖废水直接排放污染国家水资源[5]。欧阳佚亭等[6]对24种淡水鱼类的灰水足迹分析模拟预测，2020年中国淡水鱼类的灰水足迹将迹将达到到2.85×1010～4.79×1010，已成为主要的农业污染源。 池塘大量有机污染物，不仅会耗费大批溶解氧，大量累积会造成养殖水产生物饵料系数显著下降， 繁殖能力受到严重抑制[7]。

2020年全国水产技术推广总站开始实施水产绿色健康养殖技术推广“五大行动”。 为推进渔业向生态发展转型，2018年郑州市水产技术推广站创新设计了漏斗形池塘生态循环养殖系统， 经试验和推广后，应用效果良好。 漏斗形池塘改变了传统池塘形状结构，较好解决了池塘残饵粪污排放，净化了池塘环境，利用漏斗形池底便于收集残饵粪污，然后排出池塘，相当于为养殖鱼类建立了一个抽水马桶。2021年该养殖模式遴选为农业农村部健康养殖类农业主推技术。 为不断优化改进该模式生态功能，对漏斗形池塘开展不同方向研究将更有利于生产应用和示范推广。

1 材料与方法

1.1 材料

模拟系统漏斗形池塘上部面积0.5 m2，高0.4 m。鲫鱼平均规格26.67 g/尾，在漏斗形池塘中投放鲫鱼54尾。

1.2 基础条件

选用底部斜坡与水平夹角30°的漏斗形池塘系统模型进行养殖水质生态净化试验， 池内放鲫鱼54尾，平均规格26.67 g/尾，共重1440 g。 模拟池塘净水系统按照“四池三坝”结构设计，用PVC管和50 W水泵连接长100 cm、宽60 cm、深80 cm的PVC桶，桶内放置生物刷、生化棉、活性碳等过滤器材，在漏斗形池外排水口加竖流集污器，减缓水流速度，直接分离收集排出残饵粪污。加热棒保持水温30℃，每天于8:30、11:30、15:30分别投喂直径2 mm的全价配合饲料，每天根据鲫鱼吃食情况，灵活掌握饲料投喂数量，记录每天投喂饲料量；经鲫鱼摄食转化后排出粪便，加之部分末摄食的残饵， 每天收集两次竖流集污器内残饵粪污，混合一起烘干称重并记录；每天测定水质pH值、氨氮、亚硝酸盐。

1.3 残饵粪污的收集处理和称重

早上喂鱼前 （早8:30）， 将一个长约50 cm、宽10 cm、200目尼龙过滤袋在水中浸透，捞出用手抓至不滴水后称重，称重后的尼龙过滤袋套在直径60 mm的竖流集污器管口，尼龙过滤袋口用橡皮筋固定。残饵粪污收集时间周期为白天8:30～17:30一次， 晚上17:30～8:30一次。 下午17:30将收集鱼粪尼龙过滤袋取下（换上新的干净200目尼龙过滤袋），控水至微滴水，尽可能不滴水，尼龙过滤袋一起称重，然后，将尼龙过滤袋内残饵粪污倒至烘盘中， 并放入烘箱，110℃恒温烘干约60 min。 粪便烘干后取出，用1‰的电子天平称重，连续收集7 d，并记录称重结果。

1.4 水质pH值、氨氮、亚硝酸盐的测定

pH值测定是用哈纳沃德HI98196高精度便携式多参数综合水质测定仪现场测定。 水质检测指标中亚硝酸盐和氨氮是运用哈纳沃德HI83399多参数测定仪现场测定。先按选择键选择测量项目；然后现场养殖水体中取水，取一干净比色皿，按刻度标准加入10 mL待测水样，旋紧比色皿擦拭干净放入一起样品室盖好遮光盖，校零。取出比色皿加入测量范围内试剂，放入样品室，按计时键，倒计时结束自动读数。连续测定7 d，并记录测定结果。

2 结果与分析

2.1 粪便残饵称重

连续7天的投饵量和残饵粪污收集量记录结果如图1，由图1可知，每天平均投喂饲料23.19 g，最多投喂24.81 g，最少投喂20.72 g；日收集粪便残饵平均干重4.98 g，最多5.31 g，最少4.45 g，饲料平均转化效率为78.53%，最高转化效率为78.60%，最低转化效率为78.13%。

图1 模拟养殖系统7 d内日投饵量和日粪便残饵集污量

2.2 模拟养殖系统7 d内pH值变化

模拟养殖系统7 d内pH值变化结果记录如图2，由图2可知，模拟养殖系统7 d内pH值变化相对稳定，最高值8.1，最低值8.0，变化幅度仅0.1，系统相对稳定。

图2 模拟养殖系统7 d内pH值变化图

2.3 模拟养殖系统7 d内氨氮变化

模拟养殖系统7 d内氨氮变化结果记录如图3，由图3可知，模拟养殖系统7 d内氨氮值相对较低，最高值仅0.05 mg/L，最低值0.01 mg/L，变化幅度仅0.04，系统相对稳定。 另外，根据最后2 d净化系统至漏斗形模拟池进水口和漏斗形模拟池内水体氨氮测定结果，2 d进水口和池内氨氮相同， 分别为0.03 mg/L和0.05 mg/L，净化系统去除氨氮效率为40%，净化效率相对较高。

图3 模拟养殖系统7 d内氨氮变化图（mg/L）

2.4 模拟养殖系统7 d内亚硝酸盐变化

模拟养殖系统7 d内亚硝酸盐变化结果记录如图4，由图4可知，模拟养殖系统7 d内亚硝酸盐值相对较低，最高值仅0.08 mg/L，最低值0.02 mg/L，变化幅度仅0.06，系统相对稳定。 另外，根据最后2 d净化系统至漏斗形模拟池进水口和漏斗形模拟池内水体亚硝酸盐测定结果，第6 d进水口和池内亚硝酸盐分别为0.003 mg/L和0.005 mg/L， 净化系统去除亚硝酸盐效率为40%， 第7 d进水口和池内亚硝酸盐分别为0.007 mg/L和0.008 mg/L， 净化系统去除亚硝酸盐效率为12.5%，净化效率相对较高。

图4 模拟养殖系统7 d内亚硝酸盐变化图（mg/L）

3 讨论

粪便残饵等悬浮物、pH值、氨氮和亚硝酸盐等是水产养殖重要的理化因子， 其指标的高低直接影响水质的稳定和养殖生物的安全。 漏斗形池塘底部特殊形态能将残饵粪便等污染物移出水体，根据《循环水养殖系统》标准，投喂饲料会产生投喂量25%的残饵粪便， 平均日投饵量23.19 g则可产生粪便残饵5.80 g， 而通过竖流集污器收集粪便残饵平均达4.98 g，粪便残饵收集排出量达85.86%，超过排出率达到80%的预定目标。 模拟养殖系统pH稳定在8.0～8.1之间，为养殖水体最适合pH指标值，氨氮稳定在0.01～0.05之间，亚硝酸盐稳定在0.002～0.008之间，都远低于养殖池塘水质上限，适宜水产养殖动物生长，所以饲料转化效率较高。董兴国[8]等采用基于池塘异位修复技术的水处理系统， 平均总氮去除率为40.13%， 与本试验系统后两天氨氮去除率相近。 因此，在养殖生产中，建议漏斗形池塘配置一定面积的生态净化系统，可稳定养殖水体pH值，并有效降低氨氮和亚硝酸盐，保持较低水平，提高养殖动物饲料转化效率。综上所述，漏斗形池塘循环水养殖模式能够有效将残饵粪便排出养殖池塘，调控水质条件，为养殖对象提供良好生长环境， 是符合水产绿色健康养殖技术推广“五大行动”的绿色技术，实践应用中也取得良好口碑。