
農俠會:三農領域產業社群(資源對接、案例分享、線上課程、線下活動)
01 流水槽循環水養殖
流水槽循環水養殖是利用池塘的小部分面積(2%~5%),或在大水面、稻田附近修建長條形水槽,用于水生生物集中養殖,其他面積構建生態凈化系統,通過智能化管理,實現高效生產的水產養殖模式(見圖1)。該模式運用機械在水槽里造浪造流,借助水流將排泄物集中到槽尾進行收集處理,使傳統的靜水養殖變成流水養殖,并在大水體里形成環形水流,使養殖尾水在池塘、大水面、稻田里得到凈化。
流水槽+池塘是最常見的組合模式,在全國26個省(區、市)分布,其中湖北和江蘇數量最多。目前,全國共有池塘流水槽循環水養殖9211條,總容量為244.7萬m3,代表性養殖種類為草魚、鱸魚和鯉魚等。但是該模式存在氣溫高時增氧效率不高和魚類糞便、殘餌等廢棄物回收效率較低等問題。
02 圈養
圈養主要由圈養桶、增氧系統、集排污系統和凈化系統等組成(見圖2)。養殖對象在圈養桶內飼養,殘餌、糞便等固形廢棄物自然下沉聚集于圈養桶下方錐部排污管口附近,每天定時開啟排污水泵,抽排殘餌、糞便等固形廢棄物至尾水分離塔,沉淀分離后的固形廢棄物可用于制作有機肥等資源化再利用,去除固形廢棄物的上清液再經人工濕地脫氮除磷處理后,回原池重復使用;養殖對象的尿液等代謝廢物,需依靠水體自凈能力加以凈化。
圈養模式最早出現在2016年,2018年進入批量推廣階段。目前全國共有圈養設施約11371個,容量為784.11萬m3,年養殖總產量約為3.61萬t,代表性養殖種類為鯉魚、草魚和鰱魚等。在圈養容量合理、圈養池塘水體自凈能力強化提升前提下,可實現圈養池塘養殖尾水零排放。目前,圈養模式還存在增氧效率不高、基礎理論體系和圈養技術模式尚待完善,機械化程度較低等問題。
03 池塘魚菜共生
池塘魚菜共生是利用魚類與植物的共生互補特性(見圖3),在池塘水面進行無土栽培,將水產養殖和蔬菜種植有機結合,實現池塘“魚-水生植物”生態系統內物質循環,達到傳統池塘養殖的生態化、休閑化和景觀化三化融合效果,是一項可持續發展的生態型農業技術。池塘魚菜共生可實現池塘養殖廢棄物氮、磷等原位減控與消納利用,修復和保育池塘生態環境,提高養殖池塘綜合效益。
池塘魚菜共生代表性養殖種類為鱸魚、草魚和鰱等,代表性種植種類為空心菜、美人蕉、水稻等。重慶市在全國魚菜共生模式發展中處于前列。魚菜共生系統是一個包含動物、植物、微生物的復雜生態系統,對于系統的運行維護管理技術要求較高,目前人工智能在魚菜共生系統中的應用較少。
04 漏斗形池塘循環水養殖
漏斗形池塘循環水養殖又稱“168”模式(見圖4),系統包括設置在土基內的漏斗形魚池、設在漏斗形魚池一側的魚糞分離裝置、水生植物吸收池、生態凈化池等。養殖魚池的漏斗形設計,猶如給養殖的魚類安裝了一個“抽水馬桶”,能及時收集移除75%的魚類糞便,有效凈化養殖水體,改善養殖魚類的生活環境,加快生長速度,提高產品品質。
漏斗形池塘循環水養殖最早出現在河南,現在已推廣到安徽、廣東、浙江、廣西等地。目前全國共有漏斗形池塘循環水養殖設施約1151個,養殖容量為87.8萬m3,代表性養殖種類為鱸魚、黃顙魚等,年養殖總產量約為2.0萬t。漏斗形池塘循環水養殖目前存在的主要問題是池塘建設不規范,配套設施不完善且自動化、智能化水平不高。
05 高低位池塘循環水養殖
高低位池塘循環水養殖將水體分成兩個不同高度的池塘(見圖5),上層池塘為高位池,下層池塘為低位池,在高位池中進行養殖,底部排放產生的廢水,經過一系列的處理后,再送入低位池塘,經過沉淀、植物吸收、微生物氧化等過程,將廢水中的污染物質去除,使其得到凈化,再回流到高位池塘中繼續循環使用。通過這種方式,不僅可以解決污水處理問題,還能夠節約水資源,同時實現水產養殖與環境保護的協調發展,具有良好的經濟效益和社會效益。
目前,全國共有高低位池塘循環水養殖池塘4695個,容量為789.9萬m3,代表性養殖種類為鱸魚、南美白對蝦和鱘魚等,年養殖總產量約為26.0萬t。高低位池塘循環水養殖還存在硬件設施落后,機械化、智能化水平低等問題。
06 池塘和大水面網箱養殖
早期的網箱養殖是以合成纖維網片或金屬網片為材料,裝配成一定形狀和規格的箱體,設置在適宜養魚的水體里進行養殖活動。近年來網箱養殖技術不斷迭代升級,在浙江千島湖、青海龍羊峽等地出現了一批規格大、配備智能化裝備的現代養殖網箱(見圖6)。池塘和大水面網箱養殖利用大水面優越的自然條件、結合小水體密精措施實現高產。
目前,全國共有池塘和大水面網箱養殖設施422.60萬個,容量為2875.9萬m3,代表性養殖種類為草魚、鯉魚和鱘魚等,年養殖總產量約為37.3萬t。池塘和大水面網箱養殖安全性高,但水體流動性差,要控制好養殖密度和投餌量,否則容易引起水域環境污染。
07 室內工廠化養殖
室內工廠化循環水養殖是以循環水養殖系統為核心裝置(見圖7),開展集約化生產的一種養殖模式,具有養殖設施設備先進、管理高效、養殖環境可控、養殖生產不受地域空間限制、養殖產量高、可保障產品質量安全和均衡上市,以及社會、經濟和生態效益良好等特點,是現代水產養殖業的主要發展方向。
目前,我國共有室內工廠化循環水養殖設施約4.9萬套,容量為4946.2萬m3,代表性養殖種類為鱸魚、鱘魚和南美白對蝦等,養殖生產成本在10元/kg~150元/kg,年養殖總產量約為76.0萬t。工廠化循環水養殖存在前期投入較高、工藝復雜,能耗高、對養殖技術和品種要求較高等問題。
08 室內魚菜共生
室內魚菜共生是在蔬菜大棚中建設魚菜共作模式(見圖8)。設施養魚區建設養魚系統養殖名優水產品并對水體凈化循環,蔬菜種植區進行土基蔬菜和水培蔬菜種植。養殖尾水過濾后形成高濃度液肥和低濃度水體兩部分,高濃度液肥發酵后作為蔬菜的有機肥,低濃度水體中營養元素被吸收利用及有害物質被分解后循環再養魚。
目前,全國共有室內魚菜共生約180多個,容量約為534.0萬m3,代表性養殖種類為鱸魚、鯉魚和草魚等,年養殖總產量約為0.9萬t。寧夏固原原州區國家現代農業園區蔬菜大棚基地,10號棚面積800㎡,其中養魚區100㎡、種菜區700㎡。養殖區養殖大口黑鱸全年產值11.9萬元、蔬菜產值6.7萬元,魚菜總產值18.6萬元,生產成本13.4萬元,綜合利潤5.2萬元。
09 集裝箱循環水養殖
集裝箱循環水養殖是利用廢棄集裝箱進行標準化、模塊化、工業化養殖的一種模式(見圖9)。該模式采用定制的20英尺標準集裝箱(養殖水體25m3)為載體,通過綜合應用循環推水、生物凈水、流水養魚、魚病防控、集污排污、物聯網智能管理等先進技術,有效控制養殖環境和養殖過程,實施可控式集約化養殖,實現資源高效利用、循環用水、環保節能、綠色生產、風險控制的目標。
目前,全國共有陸基集裝箱循環水養殖設施約2138個,容量為7.0萬m3,代表性養殖種類為鱸魚、羅非魚和鯉魚等,年養殖總產量約為0.6萬t。當前,陸基集裝箱循環水養殖技術模式還有待進一步優化,系統穩定性需進一步提高,產業配套有待進一步完善,產加銷一體化建設還有待加強。
10 陸基圓池循環水養殖
陸基圓池循環水養殖是一種新型的水產生態健康養殖技術(見圖10),由圓池主體、進排水系統、配套增氧設備、智能化水質監測及控制系統、尾水處理系統等組成,巧妙利用“茶杯效應”高效集污,養殖尾水經多級處理后循環利用,達到零排放目標,實現了經濟效益和生態效益雙贏。該技術踐行綠色發展理念,具有占地面積小、不受地形及地勢影響、不破壞土地性質、集約化智能化程度高、養殖系統自凈能力強等優點。
陸基圓池循環水養殖是一種富有生命力的現代設施水產養殖模式。目前全國共有陸基圓池循環水養殖設施約4.90萬個,容量為8218.2萬m3,代表性養殖種類為鱸魚、羅非魚和南美白對蝦等,年養殖總產量約為13.9萬t。陸基圓池循環水養殖在提高養殖產量和產品品質方面均有較好效果,但是在智能化控制方面亟須進一步完善提高。
11 近海普通網箱養殖
近海普通網箱養殖是指在自然海灣鋪設網箱進行集約化養殖的一種模式(見圖11),具有網箱體積小,投資少、見效快、技術要求低,可養殖種類多,易普及推廣等優點。且它離海岸近,往往在天然避風港灣,受臺風等自然災害的影響小,投資風險較低,容易被養殖者接受。
目前,我國近海普通網箱養殖設施約有59.82萬個,容量為2874.9萬m3,代表性養殖種類為鱸魚、大黃魚和石斑魚等,年養殖總產量約為37.94萬t。但近海普通網箱多為小型板式浮網箱,結構簡單,抗風浪能力差,只能設置于風浪相對平靜的內灣,水體交換能力差,養殖過程中的魚類排泄物,殘餌等長年累月的沉積,加上源源不斷的陸源污染物,水域環境污染日趨惡化,局部海域已成為影響環境的新污染源。
12 近海新型環保網箱養殖
近海新型網箱養殖是將傳統木質漁排升級為塑膠養殖漁排(見圖12),將養殖泡沫浮球升級為塑膠浮球,利用升級改造后的新型網箱在近岸淺水區開展養殖,并配套自動投餌、智能監控等裝置的一種養殖技術。目前我國近海新型環保網箱養殖設施約有32.0萬個,容量為705.5萬m3,代表性養殖種類為大黃魚、許氏平鮋等,年養殖總產量約為13.9萬t。
13 重力式深水網箱養殖
重力式深水網箱養殖是近年來發展迅速的新型網箱養殖(見圖13),一般由網箱框架、高強度網箱、水下監控、自動投餌、自動收魚等設施組成,具有科技含量高、自動化程度高等優點。
目前,我國深水抗風浪網箱養殖設施共有約1.51萬個,容量為3782.3萬m3,代表性養殖種類為大黃魚、金鯧魚和石斑魚等,年養殖總產量約為39.0萬t。重力式深水網箱抗風浪能力較強,與其他深遠海養殖模式相比,造價也相對較低,是當前比較適合大面積推廣的一種養殖模式。但網箱整體結構和網衣強度還需進一步提高。
14 深遠海桁架類網箱養殖
桁架類網箱是近幾年發展起來的深遠海養殖模式(見圖14),通過錨泊方式在相對固定海域開展養殖生產。與重力式深水網箱比較,桁架類網箱能夠布放于離岸更遠的半開放、開放式海域。桁架類網箱具有養殖容量大、抵御海況能力強、智能化水平高、養殖水域較深等特點。
桁架類網箱造型多樣,有全潛式、半潛式、浮式等多種類型。目前,我國共有桁架類深遠海網箱養殖設施共有40個,代表性養殖種類為軍曹魚、許氏平鮋和花鱸等。桁架類網箱造價較貴,對養殖技術要求高。
15 深遠海大型圍欄養殖
深遠海大型圍欄養殖設施一般由樁柱系統和網衣系統等結構組成(見圖15),網衣縛于樁柱上,并于海底嵌合,目前圍欄設施的樁柱主要采用鋼筋混凝土樁和鋼管樁,網衣系統通常采用金屬銅合金網、超高分子量纖維網、PE網、PET網,也有部分工程采用防腐處理后的金屬鐵絲網,網衣的布設有整體布設和分片布設2種模式。
深遠海大型圍欄養殖不僅很大程度上避免了近岸養殖污染等問題,同時提高了養殖魚類的品質,拓展了水產養殖業發展空間。深遠海大型圍欄代表性養殖種類為大黃魚。該模式存在動力環境條件下的結構破壞、底部密封安全、高效起捕以及養殖區淤積問題。
16 養殖工船養殖
養殖工船是近兩年發展起來的一種深遠海養殖模式(見圖16),工船在設計上兼具自航式移動和錨泊固定兩種形態。可航行于中國沿海和近洋,根據魚類養殖特性在選定的錨地之間依據水溫等環境因素自航轉場,選擇水溫水質適合的海區進行養殖生產作業,大幅縮短養殖周期,提高經濟效益。
目前,全國共有4艘養殖工船,其中“國信1號”最廣為人知。“國信1號”設置15個養殖艙,2022年5月下水運營,2022年9月首批工船大黃魚起捕上市,截至目前累計捕獲1000t,產值約1.3億元,魚的品質、條形、口感、營養指標近野生大黃魚。現在存在的主要問題是,養殖工船造價高,成本高,技術要求高,適宜養殖的高價值水產品種少。
來源:本文節選自《現代設施水產養殖發展潛力研究》;原刊于《中國水產》2024年第2期
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