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零排放绿色圈养模式的实践及发展前景

零排放绿色圈养模式的实践及发展前景

池塘养殖是我国水产养殖的主要生产方式之一,在渔业生产中具有极其重要的地位。随着池塘养殖快速发展,“进排水渠+池塘”的传统养殖模式已凸显出系列问题,严重阻碍了我国水产养殖业可持续发展。近年来,国内出现了很多新技术、新模式,如池塘网箱清洁养殖系统、序批式池塘养殖系统、陆基集装箱循环水养殖系统、浮式圆槽流水养殖系统等。上述养殖系统集污效率较低,运行成本较高。华中农业大学水产学院研发的池塘“零排放”圈养模式,基于“能时时打扫池塘卫生”的理念,构建了一套新型的池塘圈养系统,并对其结构、排污率、养殖适应性等进行了初步探索。该养殖模式经过3年实践,取得了显著的经济、社会和生态效益。

1技术原理

在池塘中构建圈养装置,把养殖对象圈在圈养桶内养殖,通过圈养桶特有的锥形集污装置高效率收集残饵、粪污等废弃物,经吸污泵抽排移出圈养桶,进入尾水分离塔,固废在分离塔中沉淀分离、收集后进行资源化再利用。去除固废后的尾水经人工湿地脱氮除磷后再回流到池塘重复使用,实现养殖尾水的“零排放”,是一种生态、环保、安全、高效的全新绿色养殖技术。该模式可大幅提高池塘养殖容量和效益,有效减少病害发生,实现养殖尾水零排放及固形污物二次利用。

2系统组成

2.1养殖、捕捞系统

圈养桶采用进口食品级PE材料一次成型加工制成,使用寿命长达10年以上,直径4.0m,上部为高2.0m的圆柱体,下部为高1.0m的圆锥体,有效养殖容积20.0m3。内设固定式防逃网和活动式捕捞网隔,需要分级或捕捞时,升起捕捞网隔即可便捷化起捕。可与集成吸鱼泵技术结合,实现机械化捕捞。

2.2增氧、推水系统

通过空压机、罗茨鼓风机或制氧机等与纳米增氧管进行微孔增氧。增氧产生的气泡在圈养系统内形成由四周向中央推送的水流,可将残饵、粪便等养殖废弃物推送到圈养系统中央部位,以利于沉降、收集。可加装推水水泵,利用水流的冲击形成环流,不仅锻炼鱼类,而且有助于收集剩饵、粪便。

2.3集、排污系统

由圈养桶下部圆锥体、尾水管道、吸污泵构成。当残饵粪便下沉至锥底后,因无鱼类扰动自然沉积到排水口附近。当吸污泵开启,含剩饵、粪便的污水(黑水)会首先被抽出,进入尾水分离塔。抽排完污水(黑水)后,继续抽出清水(非黑水状态的养殖尾水,含鱼类代谢产物)排到圈养外塘,靠池塘水体的自净能力降解氮磷。

2.4固液分离及尾水处理系统

尾水分离塔直径1.8m,髙1.9m,容积6.0m3。污水(黑水)入尾水分离塔后,在重力作用下,静置5~6h,固形物即可充分沉淀至水塔底部,此时可从底部通过水管将固形物排出收集,进一步资源化再利用处理(如发酵制作有机肥,饲养蚯蚓,产生沼气等)。去除固废后的上清液流经垂直流人工湿地系统,采用短程硝化+厌氧氨氧化技术进行脱氮除磷处理,处理后的水重新回到池塘中重复使用,实现养殖尾水零排放目标。

2.5池塘水体自净系统

在外塘中通过移植苦草、狐尾藻等沉水植物,以及布设生物刷、架设生物浮床等措施,强化池塘水体的自净能力,透明度在60.0cm以上。

3养殖管理

3.1品种选择与放养

适宜圈养的品种有加州鲈、长吻、花、黄颡鱼等特色淡水鱼及草、青、鲫、鳙等大宗淡水鱼类。放养前40d左右,对外塘用生石灰消毒每667m2使用75.0~100.0kg,化浆后全池泼洒,10~15d后再往池塘注水。注水口用60目绢网过滤,至外塘水深1.5~1.8m,并进行设备调试。以加州鲈为例,放养密度以每个圈养桶设计产量1250~1500kg为宜,可放养60~120尾/kg加州鲈鱼种2700~3200尾。放养时先将鱼种在浓度为2%~3%食盐水浸泡5~10min,后贴近水面放入圈养桶内,注意调节好运输水温与圈养桶水温,温差<2℃。

3.2饲养管理

根据放养品种选择饲料,其粒径大小根据鱼体生长适时调整。采用“四定”投饲原则,投饲量应视鱼体大小、水温、天气、吃食和活动情况等适时调整。

3.3日常管理

养殖前期保持圈养桶圆柱体水深1.5m左右,中后期逐渐加高池塘水位,直至圈养桶圆柱体最大水深1.8m,高温季节保持圈养桶高水位。鱼种入桶后,24h不间断开启桶底增氧系统,气量可根据具体情况进行调节。养殖期间,采用水质监测系统,适时开启增氧设备,维持圈内水体ρ(溶解氧)>4.0mg/L。

3.4吸污管理

早晚投喂饲料1.0~1.5h后,开启吸污泵吸污,抽排污水(黑水)的时间约为3.0~5.0min。抽排完污水(黑水)后,继续抽排清水(含鱼类代谢产物的养殖尾水)0.5~1.0h,清水直接抽排到圈养池塘中或经过人工湿地再流入圈养池塘。

3.5水质调控

在池塘净化处理区适当种植水生植物,通过布设生物刷等措施,强化池塘水体的自净能力,保持水质肥活嫩爽,保持透明度>60.0cm。

4运用效果

4.1推广情况

截至2020年底,已在全国11个省市建设了1200多套圈养系统,全方位实践了圈养模式。其中湖北省800多套,其他省市400多套,主要为江西、江苏、广西、海南、四川、湖南、河北、贵州等省份。2018年,枝江市渔丫头水产养殖专业合作社率先在宜昌地区引进该模式,至2020年底,宜昌市已安装300多套。

4.2运用效果

(1)经济效益。枝江市渔丫头水产养殖专业合作社圈养基地2018年建成后共养殖3个品种,宜昌市水产技术推广站进行了全程技术指导与跟踪,定期抽样统计,经济效益显著。

(2)模式对比。不同池塘养殖模式收获情况。

(3)生态效益。圈养模式下,当加州鲈密度为200尾/m3时,单位产品耗电量要小于散养模式,而单位产品耗水量无论密度大小,都小于散养模式。

(4)固形物排出效率。采用测定表观消化率的方法,测算加州鲈摄食后产生的粪便量,再用收集到固形废弃物干质量去除粪便量(干质量),来计算固形废弃物的排出率。结果表明圈养系统的固形物排污效率为(96.5±1.8)%。

5推广中存在的问题

5.1初期投入成本较大

目前,大部分安装圈养系统的是老旧池塘,池塘底部淤泥厚,清淤、整平劳动力成本较高。架设成本方面,包括构架、集排污系统、增氧系统、固液分离塔、尾水处理系统设备在内,一套系统4个圈养桶建设成本为6.0万~10.0万元,尽管使用寿命10年以上,但与传统池塘养殖建设成本相比,还是要高出很多,一般养殖户难以承受,如要形成养殖规模,需要大量资金投入。

5.2缺乏统一安装标准

在示范推广前期,科研团队更多注重养殖品种与密度、吸排污效率的试验示范,对安装方式没有进行研发,每个基地除了统一采购圈养桶、固液分离塔之外,其他设施由养殖户根据自身经济情况自行采购、自行安装,建设标准不统一,质量参差不齐。示范推广后期,科研团队注重了安装方式的研发,初步实现了模块化安装,建设质量和美观度得到极大提升。

6发展前景

圈养模式是国家农业农村部确立的2019和2020年十大引领性农业技术。该模式实现了养殖尾水“零排放”,养殖环境“零污染”,大幅提升了养殖效益,实现了生态环保与经济发展的双赢,发展前景十分广阔,是“产业结构转型升级、水产养殖尾水治理、渔业绿色高质量发展”的典范,对推进乡村振兴战略具有重要意义。从养殖实践来说,该模式具有节地节水、节能减排、管理方便、捕捞便捷、用药减量、品质优良等诸多优势。建议从以下两个方面推进,以使其具有持久的生命力。

(1)降低安装成本。一方面要降低圈养桶、固液分离塔等关键设备的制造成本,可在材料选择、加工工艺方面进一步优化;另一方面,在养殖平台的构建方面,选择耐腐蚀、易成型的材料,可直接加工成易拼接的半成品,形成模块化、标准化构件。

(2)加快技术集成。可集成在线监测、远程操纵、饲料风送设备等自动化、机械化、信息化、智能化和可追溯系统,为实现水产养殖工业化奠定基础,促进传统养殖模式深度转型升级。

参考文献:

[1]廖伟坚.池塘圈养模式的综合效益分析与评价———以大口黑鲈为例[D].武汉:华中农业大学,2020.

[2]王海鹏.池塘圈养系统构建及其养殖效果研究[D].武汉:华中农业大学,2018.

作者:杨军  单位:宜昌市水产技术推广站

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