陸尚明，蘆光宇，張莉，樊祥科，鄒宏海，張永江

（江蘇省漁業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇 南京 210036）

我國(guó)漁業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，水產(chǎn)品總產(chǎn)量連續(xù)30年位居世界第一，占全球水產(chǎn)品產(chǎn)量的1/3以上，我國(guó)的池塘養(yǎng)殖從20世紀(jì)70年代末發(fā)展至今，一直沿用傳統(tǒng)的進(jìn)水渠、池塘養(yǎng)殖、排水為主的傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式，隨著養(yǎng)殖規(guī)模擴(kuò)大，養(yǎng)殖品種變化，池塘內(nèi)累積更多的魚(yú)類代謝物，有機(jī)污染越來(lái)越多，水質(zhì)污染不斷加劇，減少水產(chǎn)養(yǎng)殖的污染物排放，構(gòu)建綠色發(fā)展、生態(tài)發(fā)展成為當(dāng)前的重中之重[1-2]。

工廠化生態(tài)養(yǎng)殖，俗稱循環(huán)水養(yǎng)殖，是一種池塘養(yǎng)殖新模式，與傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式相比較，新模式在工藝?yán)砟睢⒓夹g(shù)裝備和養(yǎng)殖方式等方面都具有了重大的革新[3]。池塘工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)是指利用占池塘面積2%～5%的水面建設(shè)具有氣提推水充氣和集排污裝備的系列水槽作為養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行類似于“工廠化”的高密度養(yǎng)殖，并對(duì)其余95%～98%的水面進(jìn)行適當(dāng)改造后作為凈化區(qū)對(duì)殘留在池塘的養(yǎng)殖尾水進(jìn)行生物凈化處理[4]，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖周期內(nèi)養(yǎng)殖尾水的零排放或達(dá)標(biāo)排放。

兩種生產(chǎn)模式不可避免地涉及水質(zhì)的變化，該文就兩種生產(chǎn)模式水質(zhì)比較分析，淺顯地分析其中的變化規(guī)律，從而更全面地分析工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖模式的水質(zhì)狀況，為該模式的水質(zhì)調(diào)控管理提供參考，為科學(xué)生態(tài)水產(chǎn)養(yǎng)殖提供一定依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

池塘工業(yè)化試驗(yàn)區(qū)為江蘇省漁業(yè)技術(shù)推廣中心揚(yáng)中基地的池塘工業(yè)化養(yǎng)殖區(qū)域，試驗(yàn)面積30×667m2，養(yǎng)殖品種黃顙魚(yú)、鰱等，其養(yǎng)殖體系如圖1所示。

圖1 池塘工業(yè)化養(yǎng)殖體系圖

傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖試驗(yàn)區(qū)為江蘇省漁業(yè)技術(shù)推廣中心揚(yáng)中基地的常規(guī)養(yǎng)殖區(qū)域，試驗(yàn)面積30×667 m2，養(yǎng)殖品種為黃顙魚(yú)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)置 在試驗(yàn)池塘進(jìn)水池、養(yǎng)殖塘口、排水口設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位共5個(gè)，工業(yè)化試驗(yàn)區(qū)與傳統(tǒng)池塘試驗(yàn)區(qū)共用一個(gè)進(jìn)水池，設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)位1個(gè)；養(yǎng)殖塘口各取監(jiān)測(cè)點(diǎn)位1個(gè)；排水口各取監(jiān)測(cè)點(diǎn)位1個(gè)。具體如圖2所示。

1.2.2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)時(shí)間設(shè)置 在黃顙魚(yú)養(yǎng)殖季節(jié)2月至10月，監(jiān)測(cè)頻率每月1次，監(jiān)測(cè)時(shí)間為每月22—30日。共進(jìn)行了9次水質(zhì)樣品采樣及檢測(cè)。

1.2.3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 水溫、透明度、pH值、溶解氧、亞硝酸鹽氮、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷、共9項(xiàng)。

1.2.4 水質(zhì)分析方法 水溫、透明度、pH值、溶解氧分析采用現(xiàn)場(chǎng)YSI儀器測(cè)定；亞硝酸鹽采用GB/T 7493分光光度法[5]；高錳酸鹽指數(shù)采用GB/T 11892高錳酸鹽滴定法[6]；氨氮采用GB/T 7479納氏試劑比色法[7]；總氮采用GB/T 11894堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法[8]；總磷采用GB/T 11893鉬酸銨分光光度法[9]。

1.2.5 試驗(yàn)方法 在養(yǎng)殖周期2月至10月期間，每月對(duì)試樣水質(zhì)進(jìn)行混合樣采集并檢測(cè)。由于兩種養(yǎng)殖模式進(jìn)水口為共用水源池，檢測(cè)數(shù)據(jù)為變化基數(shù)，不做比較；養(yǎng)殖塘口和排水口檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel程序處理，運(yùn)用SPSS 19.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[10]。

圖2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位圖

圖3 pH值變化比較

2 結(jié)果與分析

針對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖的特點(diǎn)，分析項(xiàng)目與養(yǎng)殖密切相關(guān)，并為養(yǎng)殖戶所重點(diǎn)關(guān)注的，對(duì)池塘工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖與傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖水質(zhì)的pH值、溶解氧、亞硝酸鹽氮、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷共7個(gè)指標(biāo)進(jìn)行比較。（工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口簡(jiǎn)稱A、傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口簡(jiǎn)稱B）。

2.1 二種養(yǎng)殖模式pH值的比較

工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口pH值范圍為7.88～8.09，平均值為7.97，2月最小，6月最大。傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口pH值范圍為7.68～8.89，平均值為8.18 mg/L，3月最小，5月最大。變化趨勢(shì)如圖3所示。

2.2 二種養(yǎng)殖模式溶解氧的比較

工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口溶解氧范圍為7.44～9.76 mg/L，平均值為8.63 mg/L，8月最小，4月最大。傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口溶解氧范圍為5.80～8.64 mg/L，平均值為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，平均增加值為1.34 mg/L，增加率平均值19.3%；變化趨勢(shì)如圖4所示。

圖4 溶解氧變化比較

2.3 二種養(yǎng)殖模式亞硝酸鹽氮的比較

工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口亞硝酸鹽氮范圍為0.01～0.25 mg/L，平均值為 0.11 mg/L，6 月最小，3 月最大。傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口亞硝酸鹽氮范圍為0.07～0.35 mg/L，平均值為 0.17 mg/L，9 月最小，4 月最大。其中2月A比B低0.05 mg/L，相比凈化了23.9%；3月 A比 B低 0.04 mg/L，相比凈化了13.6%；4月A比B低0.12 mg/L，相比凈化了35%；5月A比B低0.08 mg/L，相比凈化了39.3%；6月A比B高0.11 mg/L，相比凈化了88.1%；7月A比B低0.05 mg/L，相比凈化了57.3%；8月A比B低0.03 mg/L，相比凈化了30.9%；9月A比B低0.01 mg/L，相比凈化了20.6%；10月A比B低0.05 mg/L，相比凈化了60.5%；2—10月亞硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)數(shù)值工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口均低于傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口，平均凈化值為0.06 mg/L，凈化率平均值41%；變化趨勢(shì)如圖5所示。

2.4 二種養(yǎng)殖模式高錳酸鹽指數(shù)的比較

工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口高錳酸鹽指數(shù)范圍為 4.26～5.77 mg/L，平均值為 5.05 mg/L，9 月最小，3月最大。傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口高錳酸鹽指數(shù)范圍為 4.72～7.15 mg/L，平均值為 5.94 mg/L，9 月最小，5月最大。其中2月A比B低1.67 mg/L，相比凈化了24.7%；3月A比B低1.10 mg/L，相比凈化了16.1%；4月A比B低1.70 mg/L，相比凈化了26.5%；5月A比B低1.51 mg/L，相比凈化了21.1%；6月A比B高0.32 mg/L，相比凈化了6.4%；7月A比B低0.12 mg/L，相比凈化了2.3%；8月A比B低0.13 mg/L，相比凈化了2.6%；9月A比B低0.46 mg/L，相比凈化了9.8%；10月A比B低1.58 mg/L，相比凈化了25.6%；除6月A高于B，其他月份A均低于B，平均凈化值為0.88 mg/L，凈化率平均值13.6%；變化趨勢(shì)如圖6所示。

2.5 二種養(yǎng)殖模式氨氮的比較

工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口氨氮范圍為0.13～0.67 mg/L，平均值為0.32 mg/L，6月最小，4月最大。傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口氨氮范圍為0.49～1.23 mg/L，平均值為0.71 mg/L，6月最小，2月最大。其中2月A比B低0.88 mg/L，相比凈化了71.2%；3月A比B低0.25 mg/L，相比凈化了29.7%；4月A比B低0.21 mg/L，相比凈化了24.1%；5月A比B低0.28 mg/L，相比凈化了54.2%；6月A比B低0.36 mg/L，相比凈化了74%；7月A比B低0.48mg/L，相比凈化了60.8%；8月A比B低0.40 mg/L，相比凈化了72.6%；9月A比B低0.27 mg/L，相比凈化了54%；10月A比B低0.31 mg/L，相比凈化了56.2%；2—10月A均低于B，平均凈化值為0.38 mg/L，凈化率平均值55.2%；變化趨勢(shì)如圖7所示。

圖5 亞硝酸鹽氮變化比較

2.6 二種養(yǎng)殖模式總氮的比較

工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口總氮范圍為0.25～1.48 mg/L，平均值為1.07 mg/L，4月最小，5月最大。傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口總氮范圍為1.24～2.11 mg/L，平均值為1.71 mg/L，8月最小，5月最大。其中2月A比B低0.75 mg/L，相比凈化了40.9%；3月A比B低0.58 mg/L，相比凈化了30.4%；4月A比B低1.27 mg/L，相比凈化了83.4%；5月A比B低0.63 mg/L，相比凈化了29.7%；6月A比B低0.88 mg/L，相比凈化了62.4%；7月A比B低0.25 mg/L，相比凈化了17.7%；8月A比B低0.19 mg/L，相比凈化了15%；9月A比B低0.48 mg/L，相比凈化了24.6%；10月A比B低0.77 mg/L，相比凈化了38.6%；2—10月A均低于B，平均凈化值為0.64 mg/L，凈化率平均值38.1%；變化趨勢(shì)如圖8所示。

2.7 二種養(yǎng)殖模式總磷的比較

工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口總磷范圍為0.05～0.18 mg/L，平均值為0.10 mg/L，6月最小，4月最大。傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖試驗(yàn)塘口總磷范圍為0.08～0.59 mg/L，平均值為0.22 mg/L，8月最小，10月最大。其中2月A比B低0.04 mg/L，相比凈化了25.3%；3月A比B低0.08 mg/L，相比凈化了48.2%；4月A比B低0.04 mg/L，相比凈化了17.1%；5月A比B低0.10 mg/L，相比凈化了55%；6月A比B低0.13 mg/L，相比凈化了70.3%；7月A比B低0.12 mg/L，相比凈化了63.4%；8月A比B低0.07 mg/L，相比凈化了46.7%；9月A比B低0.05 mg/L，相比凈化了32.1%；10月A比B低0.46 mg/L，相比凈化了78.5%；2—10月A均小于B，平均凈化值為0.12 mg/L，凈化率平均值48.5%；變化趨勢(shì)如圖9所示。

圖7 氨氮變化比較

圖8 總氮變化比較

3 討論

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的研究已經(jīng)有很多[11-13]，該系統(tǒng)的應(yīng)用也在逐步推廣。以上分析表明，池塘工業(yè)化養(yǎng)殖的水質(zhì)均優(yōu)于傳統(tǒng)養(yǎng)殖的水質(zhì)，水質(zhì)指標(biāo)增長(zhǎng)率均低于傳統(tǒng)的養(yǎng)殖塘口，工業(yè)化養(yǎng)殖系統(tǒng)對(duì)水體的總氮、總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)等有著良好的去除效果，運(yùn)行期間總氮去除率為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%；總磷去除率在17.1%～78.5%，平均去除率48.5%；高錳酸鹽指數(shù)去除率在2.3%～26.5%之間，平均去除率13.6%；亞硝酸鹽去除率在13.6%～88.1%，平均去除率41%。經(jīng)過(guò)養(yǎng)殖池塘外塘的鰱魚(yú)養(yǎng)殖，種植水生植物的凈化能到達(dá)到養(yǎng)殖水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[14-15]，減少了養(yǎng)殖過(guò)程中的飼料投喂、魚(yú)類糞便、藥物使用等造成的水質(zhì)影響，經(jīng)凈化的養(yǎng)殖尾水能夠達(dá)到較高的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，減少了養(yǎng)殖過(guò)程中由于排放未經(jīng)凈化的養(yǎng)殖尾水對(duì)環(huán)境造成的影響。池塘工業(yè)化養(yǎng)殖系統(tǒng)僅需少量的水交換及補(bǔ)充由于蒸發(fā)減少的水量，相比傳統(tǒng)池塘大大減少了水資源的浪費(fèi)。

該試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)期間傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式的總磷和氨氮含量一直高于工業(yè)化養(yǎng)殖模式，工業(yè)化養(yǎng)殖模式配有吸污裝置，將養(yǎng)殖槽中大量的殘餌、糞便排出池塘，減少氮磷對(duì)池塘水體的污染，而且工業(yè)化養(yǎng)殖模式配有底增氧設(shè)備和水生植物，可以增加水體溶氧量，不會(huì)因溶氧不足、含氮有機(jī)物分解而導(dǎo)致氨氮含量增加。在整個(gè)試驗(yàn)期工業(yè)化養(yǎng)殖模式的溶解氧含量一直高于傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式，其原因可能是工業(yè)化養(yǎng)殖模式養(yǎng)殖槽內(nèi)設(shè)有底增氧設(shè)備來(lái)增加水體溶氧含量，也可能是工業(yè)化養(yǎng)殖模式浮游植物密度及生物量高于傳統(tǒng)池塘[16-18]，且生態(tài)粗養(yǎng)區(qū)種有水生植物和養(yǎng)殖濾食性魚(yú)類，水質(zhì)透明度較好[19]，浮游植物的光合作用強(qiáng)于傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式，因此溶氧含量高于傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式。

圖9 總磷變化比較

在今后的研究和工作中，將重點(diǎn)研究如何提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益，找出養(yǎng)殖水質(zhì)與養(yǎng)殖效益之間的關(guān)系，找出養(yǎng)殖水質(zhì)各指標(biāo)對(duì)養(yǎng)殖品種的生長(zhǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如何進(jìn)一步提高工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)凈化能力，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)，為推進(jìn)生態(tài)高效的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式提供水質(zhì)方面參考數(shù)據(jù)。