吳麗莉， 劉 艷， 張玲宏＊

（河南省水產(chǎn)技術(shù)推廣站， 鄭州 450008）

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年，河南省水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)到98.06萬(wàn)t，在全國(guó)水產(chǎn)品總產(chǎn)量占比達(dá)到了1.5%，位居全國(guó)第15名。水產(chǎn)養(yǎng)殖不僅成為重要產(chǎn)業(yè)，更在穩(wěn)產(chǎn)保供、促進(jìn)漁民增收和帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面起到了重要作用。 近年來(lái)，傳統(tǒng)的池塘、網(wǎng)箱等集約化養(yǎng)殖方式，出現(xiàn)諸多問(wèn)題，例如疾病暴發(fā)、環(huán)境污染、食品安全等，是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)。 針對(duì)這些問(wèn)題，研發(fā)推廣高度可控、環(huán)境友好型的新型養(yǎng)殖模式變得極為重要， 工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖特點(diǎn)鮮明，養(yǎng)殖密度高、節(jié)約水資源、發(fā)展可持續(xù)等，為河南省水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供重要的參考方向。

1 工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的優(yōu)勢(shì)

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式（RAS），使用先進(jìn)的機(jī)械化、自動(dòng)化設(shè)備監(jiān)測(cè)和控制整個(gè)養(yǎng)殖過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖水體溫度、水質(zhì)等的控制，通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)置，使養(yǎng)殖環(huán)境始終保持在適合養(yǎng)殖品種生長(zhǎng)發(fā)育的狀態(tài)，可以將養(yǎng)殖品種的繁殖、苗種生產(chǎn)、商品魚(yú)養(yǎng)殖等各個(gè)環(huán)節(jié)科學(xué)有序的銜接起來(lái)， 形成完整的生產(chǎn)體系。依靠工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式，養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程可以不受季節(jié)變化的限制，原來(lái)一年一季的生產(chǎn)模式可以達(dá)到一年一季加一批苗種培養(yǎng)，甚至達(dá)到一年二季的生產(chǎn)目的。 截至目前，工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式正處探索階段，現(xiàn)有的主要養(yǎng)殖類(lèi)型包括循環(huán)過(guò)濾式、溫排水式、普通流水式及溫靜水式幾種。

對(duì)比池塘養(yǎng)殖、 網(wǎng)箱養(yǎng)殖等傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式，工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式生產(chǎn)條件可控， 養(yǎng)殖密度高，生產(chǎn)期長(zhǎng)。 通過(guò)對(duì)魚(yú)體生長(zhǎng)所需水溫、溶氧等理化因子的控制，可實(shí)現(xiàn)高密度養(yǎng)殖，同時(shí)擺脫了氣候?qū)λa(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的束縛，延長(zhǎng)了生長(zhǎng)期，進(jìn)一步增加利潤(rùn)空間。

1.1 節(jié)約土地和水資源

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式可以很大程度上節(jié)約土地和水資源（表1），符合現(xiàn)階段水產(chǎn)集約化、高質(zhì)量發(fā)展的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)。

表1 不同水產(chǎn)養(yǎng)殖模式在不同資源使用效率上的比較

1.2 建造地點(diǎn)更加靈活

傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式需要建造在靠近水源，遠(yuǎn)離市場(chǎng)的地方； 工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖提高水資源的利用率，讓水產(chǎn)養(yǎng)殖可以在水資源不豐富、且靠近水產(chǎn)品市場(chǎng)的地方開(kāi)展生產(chǎn)活動(dòng)， 極大的降低水產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)的費(fèi)用，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。

1.3 提高生產(chǎn)效力，改善養(yǎng)殖環(huán)境

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式另一個(gè)特點(diǎn)是可以科學(xué)合理調(diào)配投飼量，降低水產(chǎn)動(dòng)物的餌料系數(shù)，提高飼料的利用效率，減少殘餌造成的水體富營(yíng)養(yǎng)化，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖尾水經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。

2 河南省工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 養(yǎng)殖品種

河南工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖品種包括鱸魚(yú)、羅非魚(yú)、斑點(diǎn)叉尾鮰、黃顙魚(yú)、鯰魚(yú)、虹鱒、鱘魚(yú)和南美白對(duì)蝦等經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的魚(yú)類(lèi)。

2.2 養(yǎng)殖模式

目前， 河南省工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖模式主要包括循環(huán)過(guò)濾式、溫排水式、普通流水式及溫靜水式。其中，基于循環(huán)過(guò)濾模式的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)和魚(yú)菜共生系統(tǒng)是目前工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖中較為普遍、 較受關(guān)注的養(yǎng)殖模式。

循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)是一種通過(guò)綜合利用先進(jìn)的調(diào)控技術(shù)和工廠化生產(chǎn)手段，控制養(yǎng)殖水體環(huán)境，去除水體廢物和有害物質(zhì)（如NO2-和NH3），實(shí)現(xiàn)水體循環(huán)再利用的系統(tǒng)。 它主要由物理過(guò)濾、生物凈化過(guò)濾和殺菌、消毒增氧和自動(dòng)投餌裝置等構(gòu)成（見(jiàn)圖1）。 其中，物理過(guò)濾裝置用于去除水體中的固體殘留物（主要是未消化的殘餌和產(chǎn)生的糞便）；生物凈化過(guò)濾裝置用于將魚(yú)體代謝產(chǎn)生的NH3通過(guò)微生物的硝化作用轉(zhuǎn)變?yōu)镹O3-或通過(guò)微生物的反硝化作用將NO3-轉(zhuǎn)變?yōu)镹2。 相比于傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式，循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)具占地面積小，可無(wú)限拓展，節(jié)約水資源，單位水體產(chǎn)量高等優(yōu)勢(shì)。

圖1 封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)構(gòu)成（改編自Takeuchi）

RAS生物處理過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生增溫效果比CO2大的溫室效應(yīng)氣體N2O；此外，處理后的RAS養(yǎng)殖水體依然存在大量的NO3-和PO43-。 為了減少這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境和魚(yú)體健康的潛在影響， 魚(yú)菜共生系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。 魚(yú)菜共生是水產(chǎn)養(yǎng)殖與蔬菜水培的結(jié)合體 （圖2）； 它利用水培蔬菜生長(zhǎng)吸收養(yǎng)魚(yú)系統(tǒng)廢物（CO2、NO3-和PO43-等）、產(chǎn)生O2的特性，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)和水培蔬菜雙生產(chǎn)的目的。

圖2 維爾京群島大學(xué)魚(yú)菜共生系統(tǒng)布局

2.3 養(yǎng)殖面積、產(chǎn)量和密度

截止2020年底， 河南工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖面積26.08萬(wàn)m3，養(yǎng)殖產(chǎn)量0.21萬(wàn)t，養(yǎng)殖密度5.7 kg/m3。

2006～2020年，河南工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖面積和產(chǎn)量增長(zhǎng)迅速，養(yǎng)殖面積年均增長(zhǎng)率約4%，產(chǎn)量年均增長(zhǎng)約6%。 工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖產(chǎn)量在水產(chǎn)養(yǎng)殖總量中的占比呈現(xiàn)顯著升高的趨勢(shì)，但比例仍十分微小，約占0.2%。在此時(shí)期，水產(chǎn)養(yǎng)殖密度呈現(xiàn)先升高然后下降的趨勢(shì)， 從3.6 kg/m3（2006年） 升至8.2 kg/m3（2011年），隨后又降至5.7 kg/m3（2020年）。

3 生產(chǎn)建設(shè)中的限制性因素

目前，工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展迅速，在養(yǎng)殖理論與技術(shù)方面已逐漸成熟， 例如循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的更新?lián)Q代和日益成熟的管理技術(shù)、 一系列先進(jìn)的控制系統(tǒng)等高新技術(shù)，但同時(shí)也存在諸多問(wèn)題。

3.1 建造成本和運(yùn)行成本高昂

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖建設(shè)和運(yùn)行需要大量的資金投入，加之其回收時(shí)間長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)，讓大部分養(yǎng)殖企業(yè)避而遠(yuǎn)之。 目前， 河南省只有部分資金充足、技術(shù)力量雄厚的生產(chǎn)單位開(kāi)展，普通養(yǎng)殖戶(hù)沒(méi)有大量普及。

3.2 養(yǎng)殖品種差異性缺乏

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖成本高昂的特點(diǎn)迫使其只能選擇養(yǎng)殖生長(zhǎng)周期短、 市場(chǎng)價(jià)值高的名特優(yōu)水產(chǎn)品種，同時(shí)也造成了其與其他養(yǎng)殖模式（如池塘養(yǎng)殖）在養(yǎng)殖品種、市場(chǎng)方面的雷同，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇。

3.3 總體發(fā)展水平仍處于初級(jí)階段

河南工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖目前仍主要以流水養(yǎng)殖和半封閉的循環(huán)水養(yǎng)殖為主， 還沒(méi)有充分實(shí)現(xiàn)工廠化，養(yǎng)殖方式產(chǎn)量低、耗能大、效率低，尾水處理成本高， 技術(shù)密集型的全封閉的循環(huán)水養(yǎng)殖模式占比極少， 推廣力度不足。 若以循環(huán)水最低養(yǎng)殖密度（59.9 kg/m3）評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，河南工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖還有很大的提升空間。

3.4 發(fā)展不平衡

目前，河南工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖在養(yǎng)殖技術(shù)、養(yǎng)殖面積和養(yǎng)殖產(chǎn)量等方面，與沿海省份（如山東、福建）相比還十分落后。

3.5 工廠化生產(chǎn)管理制度標(biāo)準(zhǔn)不健全

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖屬于工業(yè)屬性， 更多的是依靠多專(zhuān)業(yè)的分工合作，精細(xì)化管理需求高。 目前，受限于從業(yè)人員專(zhuān)業(yè)和素質(zhì)方面的不足， 工廠化生產(chǎn)還存在著標(biāo)準(zhǔn)體系不完善、標(biāo)準(zhǔn)水平低、標(biāo)準(zhǔn)更新不及時(shí)、標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)督制度和保障不完善等一系列問(wèn)題。

4 對(duì)策

針對(duì)存在的諸多問(wèn)題， 對(duì)河南工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖未來(lái)的發(fā)展提出以下建議和對(duì)策。

4.1 發(fā)揮科技創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，降低成本

目前， 建造成本和運(yùn)行成本依然是限制工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖應(yīng)用的主要因素。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理被認(rèn)為是工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖面臨的主要問(wèn)題， 借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可在一定程度上降低工廠化的建造成本。 能源消耗是造成工廠化養(yǎng)殖運(yùn)行成本高昂的主要因素；利用新型能源（如地?zé)帷⑻?yáng)能等） 可在一定程度上減少工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖因能量消耗造成的運(yùn)行成本。

4.2 設(shè)置差異化的養(yǎng)殖品種

增加工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖水產(chǎn)品的綠色認(rèn)證，增強(qiáng)消費(fèi)者對(duì)工廠化養(yǎng)殖食品安全性的認(rèn)可度， 開(kāi)發(fā)適合工廠化生產(chǎn)的水產(chǎn)新品牌， 讓產(chǎn)品具備更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，發(fā)揮工廠化養(yǎng)殖模式的優(yōu)勢(shì)。

4.3 規(guī)范和完善標(biāo)準(zhǔn)化管理制度

因水質(zhì)和機(jī)械方面人才隊(duì)伍的缺乏造成的管理不善是限制工廠化養(yǎng)殖發(fā)展的主要因素。因此，需加強(qiáng)相關(guān)人才隊(duì)伍培養(yǎng)，提高從業(yè)人員素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)多專(zhuān)業(yè)的分工合作和精細(xì)化管理。

4.4 增加工廠化養(yǎng)殖的附加值

可在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加水培系統(tǒng)， 增加工廠化養(yǎng)殖的附加產(chǎn)品； 同時(shí)可結(jié)合生物絮團(tuán)技術(shù)在餌料方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)， 減少工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的飼料成本。 生物水培和生物絮團(tuán)技術(shù)的應(yīng)用也有利于降低溫室效應(yīng)氣體的排放，降低環(huán)境污染。