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      零排放綠色圈養模式的實踐及發展前景

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      零排放綠色圈養模式的實踐及發展前景

      池塘養殖是我國水產養殖的主要生產方式之一,在漁業生產中具有極其重要的地位。隨著池塘養殖快速發展,“進排水渠+池塘”的傳統養殖模式已凸顯出系列問題,嚴重阻礙了我國水產養殖業可持續發展。近年來,國內出現了很多新技術、新模式,如池塘網箱清潔養殖系統、序批式池塘養殖系統、陸基集裝箱循環水養殖系統、浮式圓槽流水養殖系統等。上述養殖系統集污效率較低,運行成本較高。華中農業大學水產學院研發的池塘“零排放”圈養模式,基于“能時時打掃池塘衛生”的理念,構建了一套新型的池塘圈養系統,并對其結構、排污率、養殖適應性等進行了初步探索。該養殖模式經過3年實踐,取得了顯著的經濟、社會和生態效益。

      1技術原理

      在池塘中構建圈養裝置,把養殖對象圈在圈養桶內養殖,通過圈養桶特有的錐形集污裝置高效率收集殘餌、糞污等廢棄物,經吸污泵抽排移出圈養桶,進入尾水分離塔,固廢在分離塔中沉淀分離、收集后進行資源化再利用。去除固廢后的尾水經人工濕地脫氮除磷后再回流到池塘重復使用,實現養殖尾水的“零排放”,是一種生態、環保、安全、高效的全新綠色養殖技術。該模式可大幅提高池塘養殖容量和效益,有效減少病害發生,實現養殖尾水零排放及固形污物二次利用。

      2系統組成

      2.1養殖、捕撈系統

      圈養桶采用進口食品級PE材料一次成型加工制成,使用壽命長達10年以上,直徑4.0m,上部為高2.0m的圓柱體,下部為高1.0m的圓錐體,有效養殖容積20.0m3。內設固定式防逃網和活動式捕撈網隔,需要分級或捕撈時,升起捕撈網隔即可便捷化起捕。可與集成吸魚泵技術結合,實現機械化捕撈。

      2.2增氧、推水系統

      通過空壓機、羅茨鼓風機或制氧機等與納米增氧管進行微孔增氧。增氧產生的氣泡在圈養系統內形成由四周向中央推送的水流,可將殘餌、糞便等養殖廢棄物推送到圈養系統中央部位,以利于沉降、收集。可加裝推水水泵,利用水流的沖擊形成環流,不僅鍛煉魚類,而且有助于收集剩餌、糞便。

      2.3集、排污系統

      由圈養桶下部圓錐體、尾水管道、吸污泵構成。當殘餌糞便下沉至錐底后,因無魚類擾動自然沉積到排水口附近。當吸污泵開啟,含剩餌、糞便的污水(黑水)會首先被抽出,進入尾水分離塔。抽排完污水(黑水)后,繼續抽出清水(非黑水狀態的養殖尾水,含魚類代謝產物)排到圈養外塘,靠池塘水體的自凈能力降解氮磷。

      2.4固液分離及尾水處理系統

      尾水分離塔直徑1.8m,髙1.9m,容積6.0m3。污水(黑水)入尾水分離塔后,在重力作用下,靜置5~6h,固形物即可充分沉淀至水塔底部,此時可從底部通過水管將固形物排出收集,進一步資源化再利用處理(如發酵制作有機肥,飼養蚯蚓,產生沼氣等)。去除固廢后的上清液流經垂直流人工濕地系統,采用短程硝化+厭氧氨氧化技術進行脫氮除磷處理,處理后的水重新回到池塘中重復使用,實現養殖尾水零排放目標。

      2.5池塘水體自凈系統

      在外塘中通過移植苦草、狐尾藻等沉水植物,以及布設生物刷、架設生物浮床等措施,強化池塘水體的自凈能力,透明度在60.0cm以上。

      3養殖管理

      3.1品種選擇與放養

      適宜圈養的品種有加州鱸、長吻、花、黃顙魚等特色淡水魚及草、青、鯽、鳙等大宗淡水魚類。放養前40d左右,對外塘用生石灰消毒每667m2使用75.0~100.0kg,化漿后全池潑灑,10~15d后再往池塘注水。注水口用60目絹網過濾,至外塘水深1.5~1.8m,并進行設備調試。以加州鱸為例,放養密度以每個圈養桶設計產量1250~1500kg為宜,可放養60~120尾/kg加州鱸魚種2700~3200尾。放養時先將魚種在濃度為2%~3%食鹽水浸泡5~10min,后貼近水面放入圈養桶內,注意調節好運輸水溫與圈養桶水溫,溫差<2℃。

      3.2飼養管理

      根據放養品種選擇飼料,其粒徑大小根據魚體生長適時調整。采用“四定”投飼原則,投飼量應視魚體大小、水溫、天氣、吃食和活動情況等適時調整。

      3.3日常管理

      養殖前期保持圈養桶圓柱體水深1.5m左右,中后期逐漸加高池塘水位,直至圈養桶圓柱體最大水深1.8m,高溫季節保持圈養桶高水位。魚種入桶后,24h不間斷開啟桶底增氧系統,氣量可根據具體情況進行調節。養殖期間,采用水質監測系統,適時開啟增氧設備,維持圈內水體ρ(溶解氧)>4.0mg/L。

      3.4吸污管理

      早晚投喂飼料1.0~1.5h后,開啟吸污泵吸污,抽排污水(黑水)的時間約為3.0~5.0min。抽排完污水(黑水)后,繼續抽排清水(含魚類代謝產物的養殖尾水)0.5~1.0h,清水直接抽排到圈養池塘中或經過人工濕地再流入圈養池塘。

      3.5水質調控

      在池塘凈化處理區適當種植水生植物,通過布設生物刷等措施,強化池塘水體的自凈能力,保持水質肥活嫩爽,保持透明度>60.0cm。

      4運用效果

      4.1推廣情況

      截至2020年底,已在全國11個省市建設了1200多套圈養系統,全方位實踐了圈養模式。其中湖北省800多套,其他省市400多套,主要為江西、江蘇、廣西、海南、四川、湖南、河北、貴州等省份。2018年,枝江市漁丫頭水產養殖專業合作社率先在宜昌地區引進該模式,至2020年底,宜昌市已安裝300多套。

      4.2運用效果

      (1)經濟效益。枝江市漁丫頭水產養殖專業合作社圈養基地2018年建成后共養殖3個品種,宜昌市水產技術推廣站進行了全程技術指導與跟蹤,定期抽樣統計,經濟效益顯著。

      (2)模式對比。不同池塘養殖模式收獲情況。

      (3)生態效益。圈養模式下,當加州鱸密度為200尾/m3時,單位產品耗電量要小于散養模式,而單位產品耗水量無論密度大小,都小于散養模式。

      (4)固形物排出效率。采用測定表觀消化率的方法,測算加州鱸攝食后產生的糞便量,再用收集到固形廢棄物干質量去除糞便量(干質量),來計算固形廢棄物的排出率。結果表明圈養系統的固形物排污效率為(96.5±1.8)%。

      5推廣中存在的問題

      5.1初期投入成本較大

      目前,大部分安裝圈養系統的是老舊池塘,池塘底部淤泥厚,清淤、整平勞動力成本較高。架設成本方面,包括構架、集排污系統、增氧系統、固液分離塔、尾水處理系統設備在內,一套系統4個圈養桶建設成本為6.0萬~10.0萬元,盡管使用壽命10年以上,但與傳統池塘養殖建設成本相比,還是要高出很多,一般養殖戶難以承受,如要形成養殖規模,需要大量資金投入。

      5.2缺乏統一安裝標準

      在示范推廣前期,科研團隊更多注重養殖品種與密度、吸排污效率的試驗示范,對安裝方式沒有進行研發,每個基地除了統一采購圈養桶、固液分離塔之外,其他設施由養殖戶根據自身經濟情況自行采購、自行安裝,建設標準不統一,質量參差不齊。示范推廣后期,科研團隊注重了安裝方式的研發,初步實現了模塊化安裝,建設質量和美觀度得到極大提升。

      6發展前景

      圈養模式是國家農業農村部確立的2019和2020年十大引領性農業技術。該模式實現了養殖尾水“零排放”,養殖環境“零污染”,大幅提升了養殖效益,實現了生態環保與經濟發展的雙贏,發展前景十分廣闊,是“產業結構轉型升級、水產養殖尾水治理、漁業綠色高質量發展”的典范,對推進鄉村振興戰略具有重要意義。從養殖實踐來說,該模式具有節地節水、節能減排、管理方便、捕撈便捷、用藥減量、品質優良等諸多優勢。建議從以下兩個方面推進,以使其具有持久的生命力。

      (1)降低安裝成本。一方面要降低圈養桶、固液分離塔等關鍵設備的制造成本,可在材料選擇、加工工藝方面進一步優化;另一方面,在養殖平臺的構建方面,選擇耐腐蝕、易成型的材料,可直接加工成易拼接的半成品,形成模塊化、標準化構件。

      (2)加快技術集成。可集成在線監測、遠程操縱、飼料風送設備等自動化、機械化、信息化、智能化和可追溯系統,為實現水產養殖工業化奠定基礎,促進傳統養殖模式深度轉型升級。

      參考文獻:

      [1]廖偉堅.池塘圈養模式的綜合效益分析與評價———以大口黑鱸為例[D].武漢:華中農業大學,2020.

      [2]王海鵬.池塘圈養系統構建及其養殖效果研究[D].武漢:華中農業大學,2018.

      作者:楊軍  單位:宜昌市水產技術推廣站

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