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收稿日期：2023-04-28

作者簡介：陳暢（1966—），男，重慶合川人，本科，水產(chǎn)高級工程師，主要從事漁業(yè)技術(shù)推廣和水產(chǎn)健康養(yǎng)殖服務。E-mail：2658083836@qq.com。

陳暢，楊冬莉，盧生華，等.基于菌藻協(xié)同原理的充氣刮泥改底肥水技術(shù)[J].南方農(nóng)業(yè)，2023，17（21）：7-11.

摘 要 養(yǎng)殖池塘淤泥過厚危害養(yǎng)殖生產(chǎn)，而生物改底和化學改底都只是作用于池水和淤泥表面，沒有深入到淤泥內(nèi)部，難以“刮骨療毒”。為解決現(xiàn)有改底措施面臨的難題，重慶市水產(chǎn)技術(shù)推廣總站聯(lián)合重慶鑫鄉(xiāng)科技有限公司，試制出移動充氣刮泥鏈，研發(fā)出基于菌藻協(xié)同原理的充氣刮泥改底肥水技術(shù)。該充氣刮泥技術(shù)能夠形成池塘內(nèi)部生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，減少養(yǎng)殖生產(chǎn)有毒有害物質(zhì)，改善水生動植物生長環(huán)境，減少養(yǎng)殖成本，增加經(jīng)濟效益，為養(yǎng)殖池塘淤泥原位治理提供了新的思路和技術(shù)措施。

關鍵詞 池塘淤泥；菌藻協(xié)同；充氣刮泥；改底；重慶

中圖分類號：S964.2 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.21.002

養(yǎng)殖池塘淤泥嚴重影響池塘生態(tài)環(huán)境和養(yǎng)殖水生動物健康，也給周邊水域環(huán)境造成一定的污染和危害。由于池塘淤泥平常看不見、隨著大雨暴雨排放時也看不見的隱蔽性，使得淤泥治理沒有引起政府和社會高度重視，現(xiàn)有治理措施存在較多的問題和不足。本文分析養(yǎng)殖池塘淤泥資源化減量化的可行性，介紹充氣刮泥鏈的使用方法，闡述改底肥水基本原理和注意事項。

1" 養(yǎng)殖池塘淤泥過厚的產(chǎn)生及危害

1.1" 淤泥的形成及主要特性

淤泥是在靜水或者緩慢的流水環(huán)境中沉積、經(jīng)生物化學作用形成、天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或者等于1.5的黏性土。淤泥具有不同于一般土的特性，其含水率一般大于 40%，并且富含有機質(zhì)。淤泥中的有機質(zhì)主要包括新鮮及分解不充分的動植物殘體、腐殖物質(zhì)及生物殘體的分解物和由微生物再合成的產(chǎn)物等腐殖質(zhì)。

1.2" 養(yǎng)殖池塘淤泥主要來源于飼料

養(yǎng)殖池塘由于水生動物糞便、死亡生物體和消毒、肥水、改底等投入品不斷累積，與池底表面浸潤土壤和伴隨雨水沖刷進入的泥沙等混合在一起，在池底形成一定厚度的淤泥。由于草魚干物質(zhì)占鮮重22.6%～27.5%[1]，排糞量占餌料20%左右[2]，假設養(yǎng)殖草魚餌料系數(shù)為1.5，在年平均667 m2產(chǎn)量1 000 kg的投餌養(yǎng)殖草魚池塘中，每年大約有200 kg餌料成為糞便淤泥。

1.3" 養(yǎng)殖池塘淤泥過厚危害養(yǎng)殖生產(chǎn)

1.3.1" 淤泥過厚壓縮養(yǎng)殖空間

一般養(yǎng)殖池塘淤泥以15～20 cm厚度為宜，也就是投餌養(yǎng)殖1年增加的厚度，過厚則不利于水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)。淤泥的長期累積會使得池塘水深越來越淺，養(yǎng)殖空間越來越小，最終失去養(yǎng)殖功能（見圖1）。池水變淺導致池塘水溫變化增大，餌料生物產(chǎn)量降低，養(yǎng)殖水域環(huán)境不穩(wěn)定、變化大。

1.3.2" 淤泥過厚產(chǎn)生有毒物質(zhì)

淤泥過厚容易產(chǎn)生非離子氨，氨在硝化過程中生成亞硝酸鹽。淤泥中的硫酸鹽還原菌還原硫酸鹽，以及由異氧菌分解硫化物產(chǎn)生硫化氫。非離子氨、亞硝酸鹽、硫化氫是魚類生存、生長過程中的劇毒物質(zhì)，濃度低時使魚類處于不安定狀態(tài)，食欲和抗病力下降，生長速度降低，濃度高時直接導致中毒死亡。如夏秋交替之時遇氣溫陡變，淤泥中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)對流到上層水中，往往造成大面積的死魚后果。

1.3.3" 淤泥過厚引起暴發(fā)病害

淤泥是水生動植物致病菌和寄生蟲的溫床。淤泥過厚時致病菌和寄生蟲大量繁殖，引起養(yǎng)殖水生動物暴發(fā)性死亡。有的寄生蟲如“顎口線蟲”等寄生在養(yǎng)殖水生動物身上，如果烹調(diào)時高溫加熱時間不夠而沒有全部殺死，甚至會在人體寄生，危害人民群眾生命健康。

1.3.4" 淤泥過厚造成倒藻缺氧

淤泥過厚易使某種藻類成為優(yōu)勢種群進而形成水華或者發(fā)生倒藻。淤泥中的有機物氧化分解消耗大量溶氧，導致養(yǎng)殖池塘淤泥、底層水長期處于缺氧狀態(tài)，在黎明前尤為突出。遇到連綿陰雨、氣溫陡變或者氣壓偏低等特殊氣候條件時，容易致使養(yǎng)殖水生動物嚴重缺氧甚至泛塘死亡。

1.3.5" 淤泥過厚降低養(yǎng)殖產(chǎn)量

淤泥過厚導致的水體缺氧、有毒物質(zhì)和病毒增加、有害細菌和寄生蟲大量繁殖，以及藻類過度繁殖產(chǎn)生大量藻毒素等，使得養(yǎng)殖水域環(huán)境惡化，致使養(yǎng)殖水生動物長期處于亞健康狀態(tài)，抵抗力降低，容易感染病害，生長速度減緩，養(yǎng)殖產(chǎn)量降低。

1.3.6" 淤泥過厚降低品質(zhì)效益

淤泥過厚產(chǎn)生的有毒物質(zhì)不斷向水中擴散，出現(xiàn)臭雞蛋氣味、硫磺氣味等，嚴重時甚至出現(xiàn)惡臭。這種水體飼養(yǎng)出的水產(chǎn)品輕者體表黏液很少，鱗片粗糙易脫落，運輸后易死亡，重者變形彎曲，有的甚至出現(xiàn)煤油等異味。此外，淤泥過厚會增加調(diào)水改底藥物、增氧電力等生產(chǎn)支出600～800元/667 m2。

2" 養(yǎng)殖池塘淤泥治理中的問題和不足

2.1" 養(yǎng)殖池塘淤泥治理主要方法

依據(jù)養(yǎng)殖淤泥是否離開養(yǎng)殖池塘，可以將淤泥治理方法劃分為清淤和改底兩種。清淤就是將淤泥搬運離開養(yǎng)殖池塘，也稱淤泥外運。改底的方法有機械翻動、施用微生態(tài)制劑、投放過氧化物、養(yǎng)殖與種植輪作、暴曬、冰凍等，也稱原位治理。

2.2" 養(yǎng)殖池塘淤泥治理工作問題及其原因

2.2.1" 政府和主管部門重視不夠

養(yǎng)殖尾水的污染由于日常看得見、排放擋不?。ò殡S著暴雨洪水排放）等原因而受到廣泛關注，而淤泥由于日?？床灰?、排放也看不見（伴隨著尾水或者暴雨洪水排放）等原因，沒有引起應有重視，多數(shù)地方把水產(chǎn)養(yǎng)殖場污染治理狹隘地等同于尾水治理，沒有把淤泥治理與尾水治理一并考慮，“重水輕淤”現(xiàn)象十分普遍。

2.2.2" 養(yǎng)殖業(yè)主存在認識誤區(qū)

發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖水生動物出現(xiàn)異常，絕大多數(shù)養(yǎng)殖業(yè)主將誘因完全歸結(jié)到養(yǎng)殖用水上面，忽略了某些養(yǎng)殖用水問題的實質(zhì)是淤泥問題，或者是由淤泥引起的養(yǎng)殖用水問題，因而采取的措施多數(shù)是調(diào)水、增氧，對淤泥的改造不夠及時到位。

2.3" 養(yǎng)殖池塘淤泥治理技術(shù)問題和不足

2.3.1" 市售改底產(chǎn)品技術(shù)共性問題

不論是生物改底還是化學改底，投入品都是作用于池水和淤泥表面，沒有深入到淤泥內(nèi)部，多數(shù)是做表面功夫，改到的是“底表”，難以“刮骨療毒”。兩種改底都向池塘投入了一定的物質(zhì)，這些物質(zhì)除轉(zhuǎn)變?yōu)樗a(chǎn)品和氣化到空氣中外，溶解到池水中及沉積為淤泥的，都加大了尾水、淤泥治理壓力。

2.3.2" 市售改底產(chǎn)品技術(shù)性問題

生物改底受溫度、池塘環(huán)境等影響較大，如果池塘環(huán)境惡劣，生物改底產(chǎn)品特別是好氧微生物菌劑也難以發(fā)揮很好作用，而且多次使用后效果會逐漸減弱。化學改底的作用發(fā)生在淤泥表面，相當于對皮膚上的膿瘡噴灑酒精等消炎藥物，難以深入淤泥內(nèi)部發(fā)揮作用。此外，“是藥三分毒”，改底藥物同時也大概率殺滅了有益菌和微生物等。

2.3.3" 清淤（淤泥外運）的不足

無論是機械清淤還是人工清淤，其成本都很高，機械清淤和淤泥外運受池塘邊道路限制很多。集中清除的淤泥無處存放或者需要支付存放費用。清塘出來的淤泥，絕大多數(shù)沒有實現(xiàn)循環(huán)回收利用，大部分隨意堆放在池塘周邊或者附近農(nóng)田土壤中，造成二次環(huán)境污染。有的成片養(yǎng)殖場集中堆放的淤泥，甚至堆滿了排洪溝。

2.3.4" 輪作改底的不足

這是一種養(yǎng)殖兩三年后不再養(yǎng)殖水生動物，而改種糧食/蔬菜，或者種植宿根黑麥等魚用飼草的一種生產(chǎn)方式。這種方式的不足是難以將池水完全排除，植物容易受水澇影響，種植收入低，而且種植生產(chǎn)后底部枝丫等廢棄物較多，使得后續(xù)養(yǎng)殖生產(chǎn)拉網(wǎng)等操作不便。

3" 養(yǎng)殖池塘淤泥資源化減量化分析

3.1" 禁止超標排放物質(zhì)對水產(chǎn)養(yǎng)殖的利弊

容易超標的養(yǎng)殖尾水污染指標主要是氨氮、總氮、總磷和化學需氧量（COD），其中硝酸鹽（NO3-）、總磷、離子氨（NH4+）和化學需氧量對魚類沒有毒害，并且硝酸鹽、磷等還能促進藻類等水生植物生長；非離子氨（NH3）和亞硝酸鹽（NO2-）對魚類有毒害，但在溶氧充足情況下，氨氮會轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽再轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，所以只要有足夠的溶氧，池塘中的氨氮、亞硝酸鹽一般不會造成危害。

3.2" 池塘中氮磷不能有效利用的原因之一是所處位置不同

通過投喂飼料而進入池塘中的氮和磷，除去轉(zhuǎn)化成水產(chǎn)品的部分外，其余部分在池塘中的存在位置是不一樣的，80%以上的氮溶于水中，只有不到20%的氮在淤泥中，而磷則相反，約70%～80%的磷是吸附在淤泥中的。由于養(yǎng)殖場經(jīng)常用生石灰消毒，因此多數(shù)磷是以磷酸鈣鹽形式沉淀在淤泥中或者懸浮于下層水中。氮與磷不在同一位置，導致協(xié)同作用被生物利用的機會不大。

3.3" 攪拌淤泥和增加溶氧可以實現(xiàn)淤泥資源化利用

在養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中攪動淤泥，就像農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的耕田一樣，能夠?qū)⒂倌嗬锩娴牧椎葼I養(yǎng)物質(zhì)釋放到水體中，同時也將硫化氫、甲烷等有害氣體、寄生蟲卵等釋放到水體中。在攪動的同時進行增氧，能夠直接將有害物質(zhì)氧化。淤泥中的磷釋放到水體中，在溶氧充足條件下，與氮等其他營養(yǎng)元素協(xié)同作用，促進藻類等水生植物生長，藻類等水生植物光合作用產(chǎn)生氧氣，進一步改善池塘生態(tài)環(huán)境。

3.4" 攪拌淤泥和增加溶氧能夠減少淤泥體積

蘇健等試驗表明，養(yǎng)殖池塘淤泥中可溶化部分體積為80%，不溶化部分體積占比為20%，不溶化部分為粒徑很細小、光滑的砂粒，約占淤泥總重量的23.8%。用750 W漩渦式風機對1 440 m2、最大水深1.5 m的池塘充氣，每天充氣8 h，共充氣60 d，觀測表明，試驗前31個點淤泥平均深度29.3 cm，試驗后平均深度21.4 cm，減少7.9 cm，淤泥去除率為27%[3]。

4" 充氣刮泥技術(shù)破解淤泥治理難題

為解決現(xiàn)有改底措施面臨的難題，重慶市水產(chǎn)技術(shù)推廣總站聯(lián)合重慶鑫鄉(xiāng)科技有限公司，歷經(jīng)3年調(diào)研和實驗，試制出移動充氣刮泥鏈（見圖2），研發(fā)出充氣刮泥改底肥水技術(shù)，為養(yǎng)殖池塘淤泥原位治理提供了新的思路和技術(shù)措施。

4.1" 充氣刮泥鏈構(gòu)造和操作

充氣刮泥鏈是一種養(yǎng)殖池塘淤泥充氣攪動設備，主要由高壓風機、刮泥鏈、曝氣管等組成。操作時拖動拉鏈繩和曝氣管，使得底部淤泥被攪動，同時啟動高壓風機將空氣壓入曝氣管排出，曝氣管排出的高壓空氣對淤泥和水體增氧，將淤泥層中的有機物質(zhì)、磷酸鹽等吹浮到池水中，增加水體的肥力，將淤泥中的硫化氫、甲烷等有害氣體吹離淤泥和水體，改善池塘養(yǎng)殖環(huán)境（見圖3）。

4.2" 充氣刮泥改底肥水原理

充氣刮泥改底肥水的原理是菌藻協(xié)同，又稱菌藻共生、菌藻互助，是目前污水、污泥處理方面最前沿最熱門的技術(shù)之一。結(jié)合我們的應用，其相互作用機理為：有機物顆粒沖到水面后，與藻類混合，此時藻類產(chǎn)生的氧有助于有機物顆粒上的微生物加快繁殖，進一步分解有機物，分解有機物和從污泥中釋放出來的磷，能為藻類繁殖提供豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，促進藻類的繁殖。藻越長越好，菌也越長越好，藻菌共生共存，相互促進，加速有機物的分解、吸收、轉(zhuǎn)化，同時又很好地抑制菌毒素、藻毒素（見圖4）。

4.3" 充氣刮泥鏈使用效果

4.3.1" 形成池塘內(nèi)部生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)

充氣刮泥釋放出淤泥中的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，消除硫化氫、甲烷等有害氣體，破壞掉致病菌、寄生蟲卵和幼體的生長環(huán)境。淤泥中釋放出的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)與池水中的其他營養(yǎng)物質(zhì)一起，在溶氧、光照充足條件下，生長成為浮游植物，浮游植物吸收營養(yǎng)物質(zhì)時，通過光合作用釋放氧氣，浮游動物吃食浮游植物，鰱鳙等吃食浮游動植物，人類捕食鰱鳙等水生動植物。

4.3.2" 減少養(yǎng)殖生產(chǎn)有毒有害物質(zhì)

充氣刮泥打破了淤泥的封閉狀態(tài)，將長期淤積在淤泥中的硫化氫、甲烷等有害氣體釋放到空氣中，使得亞硝酸鹽等有毒物質(zhì)脫離厭氧環(huán)境并被氧化。淤泥和池水中的氮磷等被藻類等水生植物吸收后，大幅度降低排放尾水中的氮磷等，有的甚至可以做到不排放尾水。

4.3.3" 改善水生動植物生長環(huán)境

充氣刮泥兩三次后，由于藻類等水生植物大量繁殖，池水就能夠達到肥活嫩爽的標準。由于淤泥中的菌、蟲卵等在未完成孵育或者休眠時就被破壞掉生長歷程，會導致其死亡或者被其他動物吞食，使得池塘中致病生物大量減少，水生動物病害基本上不再發(fā)生，以往養(yǎng)殖場常見的水面起油膜、冒氣泡和塘邊零星死魚也不再發(fā)生，白鶴吃魚也極少出現(xiàn)。

4.3.4" 減少養(yǎng)殖成本，提高經(jīng)濟效益

經(jīng)常充氣刮泥后，由于水質(zhì)長期保持肥活嫩爽狀態(tài)，基本上不再需要使用改底藥物和調(diào)水劑。由于沒有病害，養(yǎng)殖場也基本上不再使用消毒殺菌和治病藥物。因為不缺氧，增氧用電也大幅度減少。此外，鰱鳙的產(chǎn)量也比以往翻倍，同時吃食性養(yǎng)殖水生動物生長速度加快。出塘水產(chǎn)品體表黏液豐富，抗應激能力強，耐長途運輸，品質(zhì)更優(yōu)，售價更高。

4.4" 使用充氣刮泥鏈注意事項

1）適用于水深3 m以內(nèi)的池塘。

2）使用時間以晴天上午為宜，陰雨天禁用。

3）第一二次使用前宜全池潑灑抗應激產(chǎn)品和有機酸等解毒劑，淤泥較厚的在使用后10 min內(nèi)再次潑灑解毒劑。為確保養(yǎng)殖水產(chǎn)品安全，每次宜拖刮一半面積。

4）拖刮速度宜慢不宜快，不快過操作者散步的速度，拖刮時宜一拉一松，以便刮泥鏈落入淤泥中。

5）拖刮后啟動水車、葉輪、微孔曝氣等設備增氧，則效果更佳。

6）使用頻率為每10 d左右1次，養(yǎng)殖密度越大、淤泥越厚則間隔時間越短。

7）產(chǎn)品使用后應當進行清潔、消毒，消毒方法為聚維酮碘浸泡30 min，不推薦使用臭氧、二氧化氯等強氧化劑消毒。

5" 結(jié)語

養(yǎng)殖池水、淤泥中的氮磷等超標排放會對水環(huán)境造成不利影響，不排放則會惡化養(yǎng)殖環(huán)境，所以應當減少投入物質(zhì)和排放物質(zhì)，實行循環(huán)利用、原位治理是解決養(yǎng)殖尾水、淤泥污染問題的有效辦法。不向池塘投入生物制劑、化學藥品等，就不會增加池塘負荷和生產(chǎn)成本，這是養(yǎng)殖池塘尾水、淤泥治理必須考慮的重要因素。

使用充氣刮泥鏈改底肥水一段時間后，由于氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量減少，其中某些種類的營養(yǎng)物質(zhì)可能已經(jīng)缺失。按照水桶短板效應理論，這時要想通過浮游植物等提取池水、淤泥中的富余營養(yǎng)物質(zhì)（“長板”），就需要補充缺乏營養(yǎng)物質(zhì)（“短板”），技術(shù)措施是采取類似測土配方施肥的辦法，通過測水配方，定量投入缺少的短板營養(yǎng)物質(zhì)，以保持營養(yǎng)物質(zhì)比例適合浮游植物等生長發(fā)育需要。

通過充氣刮泥釋放淤泥中的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)、消除硫化氫等有害氣體、殺滅致病菌、寄生蟲卵和幼體等，通過增加濾食性魚類養(yǎng)殖密度防止浮游動植物過度繁殖以調(diào)控水質(zhì)，養(yǎng)殖池塘淤泥完全能夠?qū)崿F(xiàn)原位治理，富營養(yǎng)化的物質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)利用。

參考文獻：

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[2]" 謝小軍，孫儒泳.南方鲇的排糞量及消化率同日糧水平、體重和溫度的關系[J].海洋與湖沼，1993（6）：627-633.

[3]" 蘇建，朱長春，羅永忠.池塘水環(huán)境原位修復技術(shù)[J].重慶水產(chǎn)，2020（4）：34-36.

（責任編輯：丁志祥）