对虾节能减排养殖模式李健

实用技术—节能减排责任编辑李振龙《中国水产》2010年第8期43对虾节能减排养殖模式◇李健黄偼孙耀中国水产科学研究院黄海水产研究所　266071进入21世纪以来，我国海水养殖业的发展总体形势良好，产量继续增长，发展态势平稳，同时社会需求继续呈刚性增长，前景看好。同时也面临着前所未有的挑战，如出口市场和国内市场对水产品质量安全的要求空前严格，良种短缺、疾病暴发、环境恶化等问题依然存在。因此，产业发展需要新理念、新技术、新模式的不断创新。其中“如何保证海洋渔业的可持续产出”和“如何保证产出质量”是根本关键，摆脱“依靠扩大规模和大量投入”来提高养殖产量的被动态势，构建我国海水养殖业可持续发展的全新局面是一项具有战略意义的重大举措。对虾是我国主要的水产养殖品种之一，近年来广大科技工作者就对虾的养殖方式进行了广泛研究。据统计我国海水对虾养殖产量达80万吨，中国明对虾、斑节对虾、凡纳滨对虾（南美白对虾）、日本囊对虾（车虾）等是我国海水养殖主导品种。对虾养殖模式主要有：潮间带综合生态养虾，高位池养虾，陆基循环水工厂化高密度养虾等。这些养殖模式对全国对虾养殖业的复苏和发展起到了重要的推动作用。传统的对虾养殖是以开放式水系统、单品种、粗放式、池塘养殖模式为主，具有病害难以控制、有机污染严重、产品质量存在安全隐患、对沿海生态环境破坏严重等弊病。可持续对虾养殖需要从由粗放式养殖向集约化养殖、由开放式养殖向封闭式养殖、由大排大放向水循环利用、由环境污染向保护沿海湿地、由简单管理向精细管理的模式发展。一、传统养殖模式存在以下几方面的不足1.养殖结构和水域利用不合理由于缺乏科学系统的规划，导致沿岸带开发不合理，部分海域污染严重，生物的多样性遭到破坏，优势种群栖息环境被改变，生态和社会效益受到较大的负面影响。对虾养殖大部分集中在近岸水域，特别是集中在港湾内，使得养殖水域布局不合理。从全国的情形看，滩涂和港湾养殖面积已达可养殖总面积的79.95%，山东的滩涂利用率达50％，港湾利用率高达90％以上。片面追求高产量、高产值，忽视长远生态和环境效益的做法，使局部海区开发过度超出养殖容纳量，导致养殖品种个体小型化、死亡率高、产品品质下降、病害频发等问题。我国现行养殖模式形成于上世纪80年代末，缺点是养殖总体布局大多不合理，虾池建筑标准低，开放式进排水系统不利于病害传播控制、能源消耗偏高、不利于病害的控制与预防，养殖池的有机污染积累日趋严重、对沿海湿地破坏严重。2.养殖自污染严重一般认为养殖对虾饵料系数在1.2～1.5之间，即养成1kg对虾需要投喂1.2kg～1.5kg配合饲料。以干物质计算对虾对饲料有机物质的转化利用率在20%左右，约有80%的饲料干物质进入养殖环境中。这些物质以对虾排泄物、残饵等形式进入养殖池塘。与一般养殖鱼类不同，由于对虾通常在游动中抱食啃咬饲料，饲料颗粒因破碎、溶散及丢弃产生很高的浪费率。而对虾肠道短，消化排出快，所以饲料的消化和吸收率也偏低。实验表明对虾养殖投喂饵料只有75%被对虾摄食，其余以残饵（约占15%）、溶解（约占10%）等形式散失在养殖池。对虾摄食的饲料中85%的氮被虾同化，15%通过粪便排放，其中有5%的氮以氨氮形式直接排放，8%以有机氮形式排放。对虾每摄食1kg饲料大约产生0.27kg（干重）粪便、0.25kg悬浮颗粒物和6.12g氨态氮。杨逸萍等在研究人工投饵虾池固体废弃物代谢负荷时发现，30%的饲料不能被虾利用而沉淀于池底。我国沿海地区养虾产量为80万吨，排入海洋环境中的残饵数量也是相当可观的。这些有机污染物一部分转化成浮游植物、原生动物、浮游动物、微生物等生物体进入再循环，一部分以溶解态和固态物质存留水体和底质中。3.养殖池底泥沉积、分解溶出实用技术—节能减排责任编辑李振龙44《中国水产》2010年第8期养殖过程中产生的残饵和粪便等在海底堆积、分解，使沉积物中有机质和硫化物等含量增加，养殖自身污染问题加重。人工投饵虾池的淤泥中含有62%～68%的N，残饵溶出的N、P营养盐是对虾养殖水环境及其邻近海域的主要污染源。有研究发现在鲑鱼网箱养殖区下部沉积物的C和N的通量很小，每年只有约10％的有机物可得到分解，79％的C和88％的N沉积(相当于饲料输入C的23％，N的21％)将积累于底部，无法被生物利用。养殖产生的有机和无机废物可直接引起养殖池塘底质中有机物负荷增加、富营养化现象，如BOD增加、缺氧等。其他的影响还有池塘土壤的酸化、生物多样性降低、病原体增加、水华发生等，最终可能导致对虾养殖失败。4.对近岸环境的影响河口与沿海滩涂的养殖池塘通常是开放养殖系统，而开放式的进排水方式加速了疫病的传播，生产不稳定，池塘(土池)养殖对虾成功率低，一般北方地区低于30%；同时浮游生物过量繁殖时，氨浓度增加伴随溶氧降低；老化池塘植物碎屑和残饵累积致池底恶化，水中有机质偏高，病菌增殖。而对虾养殖过程中大量换出水以及养殖结束排放水富含大量有机物、营养盐和其它有害物质，直接排放到近海水域，远远超过了海水的自净能力，导致海水质量逐年下降、养殖环境急剧恶化、病害大面积暴发与流行，形成污染、发病、滥用药、再污染、再发病的恶性循环。据李卓佳等研究结果，每公顷虾池每年养殖废水污染物质COD的排放量为245.03kg，氮的排放量2.41kg，磷的排放量4.84kg。二、对虾节能减排养殖新模式针对污染严重、病害频发的养殖现状，要保护生态环境、实现健康养殖，就要改变养殖模式。因此，探索新的养虾模式，研究有效的养殖环境修复技术、废水处理技术，保证养虾废水达到排放标准，实现养殖废弃物“零排放”，是对虾养殖业可持续发展的重要举措。1.对虾节能减排养殖原理集约化养殖通过高密度集中饲养和高强度饲料投喂实现高产出。养殖过程自身污染物的输出，主要包括残饵、粪便和排泄物等，这些污染物或者导致养殖系统本身水质恶化，或者通过养殖废水的排放对沿岸水域产生污染效益，甚至导致富营养化。养殖过程的健康与养殖产品的健康同样重要，这已经得到了广泛的认可。研究表明通过生物净化方式处理养殖废水可获得较好的效果，如利用浮游植物或大型海藻可回收废水中的营养盐；利用滤食性贝类如菲律宾蛤和牡蛎等可降低养殖废水中颗粒有机质的含量；利用贝类与大型海藻组合构成的贝、藻系统来处理海水养鱼池排出的废水，贝、藻组合可去除废水中95%以上的氮。利用生物絮团高效健康养殖，产量18t/ha～22t/ha，平均体重16g～18g，饵料系数1.1～1.3，生产成本下降15%～20%。通过微生物的生态功能，构成生态营养链，实现生态营养循环，增强养殖生物消化及免疫机能，改善动物营养，零水交换消除环境污染。Summerfelt等研究发现用人工湿地可去除养殖水体中95%的总悬浮固体和80%～90%的N和P；例如，人工湿地对总悬浮固体含量为7800mg/L的鲑鱼养殖废水的净化效率为30kg/(m2•y)，湿地植物对N、P营养盐的去除率分别为225kg/(hm2•y)和35kg/(hm2•y)。池塘底部最容易缺氧，而虾蟹主要生活在池底。养殖池塘中的粪便和残饵都在池底，产生氧气的浮游植物主要在水的上层。由于上下温差的影响表层水很难对流到池底，这就产生了底部耗氧没有氧气来源，表层造氧却不能有效地供给底部水体，使养殖池底常常出现溶解氧含量在凌晨低于2mg/L现象。水车式增氧对水面以下的水体搅水能力很弱，而且它是将水输入空气中增氧，溶氧能力就低，而微孔增氧是将气体输入水中进行增氧，而且阻力小（节省动力），产生的气泡也小，上升缓慢，气泡在水中和水的接触时间长，溶氧就充分。由实验数据和科学计算我们可以知道：微孔增氧装置在淡水中是水车式增氧机的3倍，在海水中是水车式增氧机的4倍多。因此根据养殖现状和发展趋势，我们提出的对虾节能减排养殖新模式是采用先进的充氧、水体净化、消毒技术和综合生态养殖技术，切断对虾病毒传播途径，建立以工厂化设施养殖、多营养层次池塘养殖和利用沿海湿地封闭循环水的一种综合生态养殖模式。此养殖模式可解决传统开放式养虾水体自身污染问题，维持良好的海洋生态环境，实现对虾高密度健康可持续养殖。2.对虾节能减排养殖新模式主要内容：（1）利用过滤、沉淀、泡沫分离、臭氧、微生物絮团、微藻及人工湿地等措施调控水质，消解废水中氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐及磷酸盐等有害物，排放水符合国家标准，废弃物“零排放”。（2）利用微孔增氧和微气泡射流增氧等新型增氧技术（具节能、高效优点），减少养殖用水、节约能源。（3）利用互利共生、污染物生态控制、营养分级利用等原理建立“对虾—梭子蟹—贝类—鱼类—生物絮团—沿海湿地”等基于生态水平的对虾健康养殖模式，实现节能减排的目的。（4）根据主要水产质量安全危害因素（农渔药残留、环境污染物及鱼贝毒素等）在对虾养殖体系中的形成机制和转归途径，探索调整集约化养殖体系中对虾产品质量安全危害因素转归途径的关键控制点（水域环境、水域水质、饲料接受及养殖生产），建立相应控制技术与模式。3.对虾节能减排养殖新模式技术路线（如下图1）4.对虾节能减排养殖新模式主要特点（1）防病：养殖区是一个与外界海水环境隔离的封闭性循环系统，可有效地防止病原进入，并阻止病害传播。另设有应急排水系统，当个别养殖池塘有病害发生时，将该池塘（病源）从循环系统中隔离，以改善水质环境，防治病害。此外，对虾养殖过程中虾塘始终能保持良实用技术—节能减排责任编辑李振龙《中国水产》2010年第8期45好的水质和底质，在良好的水质环境下，养殖对虾对疾病（包括病毒病和细菌病）抵抗力增强。（2）环保：有研究发现鱼类、贝类和海藻可分别利用饲料氮源的26％、14.5％和22.44％，并沉淀了投喂氮源的32.8％，而排入海域中的氮只有4.25％，氮总利用率比济效益。有研究发现多营养层次养殖可提高饲料利用率，同时显著降低投入与产出比值：由单纯对虾养殖的0.709，降低为生态养殖的综合投入与产出比值0.239。（4）经济：根据青岛、日照地区试验结果，工厂化养殖单产4kg/m2，1000m2车间产量4000kg，商品虾价格40元/单养对虾（20％左右）高出2倍以上，生态效益显著。养殖用水经生物净化和物理处理得以循环利用，实现养殖用水与海区间的零交换，减少对临近海区环境污染，提高海水的利用率，节约水资源。养殖结束时，排放水不处于富营养化状态，体现了环境友好的健康养殖新观点，有利于临近海环境的保护及对虾养殖业的可持续发展。同时该养殖模式更加优化了虾池的生物群落结构，进一步提高了虾池的物质和能量的转化率，更利于虾池生态环境的稳定。（3）高效：整个系统只在对虾养殖区投饵，投入的饵料由全系统各养殖区利用、分解、再循环、再利用。这种通过不同营养级和生态位上各种养殖生物对投入饲料的多层次利用，使饲料利用率得以大幅度提高。在生产对虾产品的同时，还生产出鱼、蟹、贝、藻等产品，增加了经图1为了有效地改进本刊“实用技术”栏目，更好地为读者服务，“实用技术”栏目现征求读者建议。您希望在这个栏目看到什么内容、涉及什么品种、需要哪方面技术及在生产实际中需要解决什么问题？请将您的需求和建议以书面形式发到本刊编辑部，本刊将根据您的需求和建议组织编辑相关稿件，以满足您的需求。联系电话[phone]；传真[phone]；也可发短信至13810183263；发邮件至邮箱：[e-mail]。您的建议就是对本刊的最大支持，在此《中国水产》全体工作人员向您表示衷心的感谢！《中国水产》“实用技术”栏目启事kg，实现产值16万元，利税10万元。池塘生态养殖对虾产量80kg/亩，梭子蟹产量70kg/亩，贝类产量250kg/亩，实现产值1万元/亩，利税5000元/亩。工厂化养殖日换水量由传统养殖模式的50%减少到20%以内，池塘养殖日换水量由传统养殖模式的30%减少到10%以内。养殖排放水达到国家标准，循环利用，实现养殖废弃物的“零排放”，新型增氧技术节约能源40%，每生产1kg商品虾耗电小于2kW。三、展望联合国粮农组织将可持续农业定义为“管理和保护自然资源，实行技术变革和体制改革，以确保当代人