關鍵詞:對蝦;工程化養殖;高位池;小棚養殖;工廠化養殖

　　摘要:通過分析對蝦高位池養殖、如東小棚養殖、工廠化養殖等常見工程化養殖模式的發展現狀，來探討對蝦工程化養殖的發展方向。

　　《內陸水產》是水產科技刊物，旨在繁榮水產科技，普及水產科普知識，提高廣大漁民科學養魚水平。

　　1. 引言

　　我國是世界主要的養蝦大國，對蝦養殖已發展成為我國海水養殖業的支柱性產業。據統計，2018年我國海水養殖對蝦產量達130萬多噸，養殖面積22.3萬公頃以上;其中，南美白對蝦、斑節對蝦、中國對蝦以及日本對蝦是我國主要的養殖品種 [1] 。

　　近二十年來，我國對蝦養殖業取得了快速發展，養殖技術和模式也在不斷改進和更新。當前我國對蝦養殖模式主要有：潮間帶綜合生態養殖、土池養殖、高位池養殖、如東小棚養殖、工廠化養殖等。潮間帶綜合生態養殖和土池養殖主要是依靠潮差納排水實現養殖水質的控制，單位產量較低，且受水域環境質量和氣候條件影響很大;高位池養殖、如東小棚養殖、工廠化養殖是在傳統的粗放式養殖模式上，根據不同的養殖技術要求和目標，針對性地進行了不同程度的工程化改造，發展成為各具特色的對蝦工程化養殖模式。

　　2. 常見工程化養殖模式的發展現狀

　　2.1. 高位池養殖

　　高位池養殖模式又稱提水式精養模式，是目前集約化程度相對較高的對蝦規模化養殖模式之一。20世紀80年代引入我國華南沿海養殖主產區之后發展迅速，據不完全統計，高位池養殖模式目前已經占我國對蝦海水養殖面積的40%以上 [2] 。它具有養殖密度高，人為調控性強的特點，由于它在養殖過程中需要大量排換水，一般多建設在水源供給豐沛的地方。其次，高位池的池底多高于海平面2~10 m，依靠機械提水，且易于排換水，不受潮水因素的影響，通過其便捷的排換水特性可以實現對養殖水質的有效控制，因此養殖經濟效益良好。但該養殖模式在提水、增氧等方面都需要消耗大量電能;前期設施建設成本投入也較傳統土池高;加之大量換水引發的環保壓力和養殖病害風險控制等問題，使得該養殖模式的高風險性也隨之大幅升高。近年來在行業倡導可持續綠色發展的大背景下，該模式也存在著一系列亟待解決的技術瓶頸。

　　申玉春等 [3] 研究發現，高位池對蝦養殖水質在中后期會經常處于嚴重富營養化的狀態。李奕雯等 [4] 研究指出，在凡納濱對蝦海水高位池養殖后期的主要水質因子受天氣變化影響大，且變動幅度大。可見，雖然高位池可以利用大量換水改善養殖水質狀況，但養殖后期若管理不善依然會存在水質惡化，進而影響養殖對蝦的健康生長。對此，針對高位池高密度養殖下的上述問題，胡維安等 [5] 研究提出了一種集合篩網過濾、生化反應、泡沫分離和臭氧殺菌于一體的多功能高位池循環水處理系統，結果顯示，該系統在處理水流量40 m3/h時，水質凈化效率最佳。符瞰等 [6] 研究提出以人工快滲處理工藝對高位池養殖尾水的COD、懸浮物、氨氮和磷酸鹽進行處理，出水水質可達到《污水綜合排放標準》的一級標準。朱林等 [7] 提出以氣浮機對高位池養殖水環境進行處理可達到良好的水質調控效果。可見，在原有高位池系統條件下添加一定量的水處理設施設備，可是實現對養殖水質的有效凈化。此外，還有學者提出以微生物技術對高位池水體生態環境進行調控，胡曉娟等 [8] 研究認為在高位池冬棚養殖過程中科學使用益生菌制劑，可以凈化水質，穩定生態環境。

　　有不少學者都對高位池養殖系統的水環境控制進行了研究探索，但是高位池養殖模式當前面臨的主要問題依然是養殖排換水量大，特別是在養殖后期日換水量甚至可達50%以上。雖然添加一定量的水處理設施設備可對該問題起到一定緩解作用，而由于其前期投入大，經設備處理的水量無法滿足養殖生產實際需求的用水量，這也嚴重限制了相關研究成果在養殖生產一線的應用與規模化推廣。所以，如何有效解決高位池換水量大的問題，研發一種適用于規模養殖生產實際需求的零換水養殖模式和技術，已經成為高位池養殖轉型升級的重要課題之一。

　　2.2. 如東小棚養殖

　　“如東小棚養殖”是近年來華東地區興起的一種基于傳統土池工程化改進的新型對蝦養殖模式，因為在江蘇如東地區得到大規模發展，業內將之命名為“如東小棚養殖” [9] [10] 。它主要是為解決溫度對養殖生產的影響，在養殖池上搭建塑料溫棚進行封閉養殖，溫度較低時還會采用鍋爐提溫的方式進行增溫;養殖池面積一般小于600 m2，養殖水深為0.6~0.8 m;養殖過程中通過持續抽取地下水入池，同時配合溢流管系統，以“細水長流”的方式對養殖水質進行控制。相較傳統的土池和集約化高位池對蝦養殖模式而言，小棚養殖具有入門門檻低、養殖周期短，產量比傳統土池高等特點，近些年來已經成為華東養殖區域的熱點養殖模式之一。

　　然而，小棚對蝦養殖模式在可持續發展方面也存在著一系列亟待解決的問題。一方面是地下水、河水與沿海的水源水質污染不斷加劇，另一方面由于連續的高密度養殖導致生產的風險性升高，池塘老化也日趨嚴重。此外隨著當地養殖的無序擴張，加之大量未經處理的養殖尾水排出，對周邊水域生態環境造成了嚴重的破壞。

　　萬夕和 [9] 提出當前如東小棚的對蝦養殖模式存在地下水資源消耗過大、缺少排污系統、養殖排水量大且未經處理的問題。對此，唐紹林等 [11] 提出應增加水體增氧設備，加深水位，降低放苗密度，修建蓄水池、沉淀池、排污設施等;鄧波 [10] 提出可利用生物絮團技術調控養殖水質，降低養殖換水量;李忠紅等 [12] 在借鑒江蘇如東地區小棚養殖經驗的基礎上，對池塘進行改造，配備了增氧設施，利用生物技術對水質進行調控取得了良好效果。可見，無論是傳統池塘養殖模式，還是高位池精養和如東小棚養殖模式，如何處理好養殖生產和環境保護之間的關系，做到可持續綠色健康發展已成為對蝦養殖產業面臨的首要問題 [13] 。

　　2.3. 工廠化養殖

　　工廠化養殖模式是配備物理化學水處理裝備以及生物凈化裝置，實現養殖用水循環利用的集約化養殖模式。該模式的尾水處理系統主要由沉淀池、過濾系統、氣浮系統、生物凈化系統組成 [14] 。沉淀池主要對蝦殼、對蝦殘體以及排泄物和殘餌等進行分離，也有一些系統會引入旋轉分離器進行液固分離 [15] [16] ;再使用氣浮的方法對養殖水體的懸浮顆粒物進行泡沫分離 [17] ;最后通過生物凈化系統去除養殖尾水中的氨氮、亞硝酸氮、磷酸鹽等可溶性物質。在異位水處理系統中應用微生物技術凈化養殖尾水時，一般會把微生物固定在一個適宜其生長、繁殖的固體環境中，使其形成生物濾器或生物膜 [18] [19] [20] [21] 。與傳統池塘養殖方式相比，工廠化養殖模式在一定程度上實現了封閉式水循環，它的優點在于使用有限的土地和水體資源進行集約化對蝦養殖生產，提高了資源的利用效率。同時，水體的循環使用，可有效預防了外來致病微生物的入侵，有利于實現養殖病害的防控效率。

　　在工廠化零換水養殖系統領域有不少學者都進行了有益探索。Mock等 [22] 研究提出在對蝦集約化封閉跑道池系統中利用氣泵即可實現水循環、曝氣和部分去除廢物的效果。而后隨著生物工程技術、微生物技術、膜技術在對蝦工廠化養殖中的使用，大幅提高了水處理效率，完善了工廠化循環水養殖系統 [23] [24] [25] 。近年來對蝦養殖用水循環利用率可達85%以上 [26] ，例如，德州跑道式循環水養蝦系統主要包括：跑道式養殖池，轉鼓式微濾機、蛋白分離器、生物過濾器、臭氧反應器、水泵和充氧裝置等 [27] ，通過各種設施設備的有效技術組裝，養殖過程基本可達到零換水。其后發展的佛羅里達三階段養蝦系統 [28] ，雖然也取得了較好的養殖效果，但還未完全達到零換水。管崇武等 [29] 研究提出利用移動床生物濾器水處理技術和藻類凈化技術構建凡納濱對蝦循環水養殖系統。韓書煜等 [30] 在原有鮑魚養殖池系統的基礎上，采取分級養殖、水溫控制、機械增氧等措施進行對蝦養殖試驗，取得了良好的養殖效果，但其中不少技術細節還需與規模化生產工藝流程進行有效對接。廖思明等 [31] 利用造波裝置，人工海草，固體污染物去除裝置，過濾裝置，殺菌設備等構建跑道式養殖系統，但養殖過程中還存在對蝦生長緩慢，體型較小等問題。臧維玲等 [32] 將臭氧儀、泡沫分離器和粗濾器等組成室內循環水處理系統，并開展凡納濱對蝦零換水養殖試驗，結果收獲蝦平均體重13.56 g。此外，黃永春等 [33] 、楊菁等 [34] 也進行了相關探索。

　　總體而言，工廠化養殖的前期投資成本高，設施投入主要包括養殖池、大棚，以及在增氧系統、水質處理系統、溫度控制系統、監測系統等，比傳統池塘養殖高出幾倍甚至幾十倍，且養殖過程設備運行與維護費用也較高 [35] 。加之綜合考慮高密度養殖條件下的風險性因素，從而嚴重限制了該模式的規模化應用與推廣。

　　3. 對蝦工程化養殖發展方向

　　3.1. 面臨問題及發展需求

　　當前水產養殖產業正面臨產業結構調整優化和轉型升級的問題。與此同時以高位池為主的對蝦工程化養殖模式的興起，以及華東地區如東小棚養殖模式的出現，都表明了我國對蝦養殖產業的生產模式正在從傳統簡易的池塘養殖向工程化集約型養殖模式發展。這也符合當前和未來對蝦養殖產業可持續養殖的發展要求。早在2013年國務院就印發《關于促進海洋漁業持續健康發展的若干意見》(國發[2013]11號)指出，科學發展海水養殖需要大力推廣可持續的綠色健康水產養殖模式。可見，我國政府對于水產養殖的環保問題越來越重視。因此，優化建立綠色健康的對蝦養殖生產模式已經迫在眉睫。近年來出現了以集約化零換水養殖為核心的環境友好型養殖生產模式。該養殖模式具有環境可控性強、養殖生產效益高、潛在市場需求大等特點，是我國對蝦養殖產業可持續發展的重要方向之一。建立基于零換水的高效養殖生產技術體系，有效解決傳統工程化養殖高投入、養殖系統具體的軟硬件對接，以及相關配套技術與產品的應用等技術性問題，無論從對蝦養殖產業發展的產品和市場，還是從技術層面都有巨大的實際意義。

　　3.2. 關于發展對策及方向的思考

　　我國未來對蝦養殖產業的發展方向應符合國家政策和經濟發展的要求，建立一種可持續的對蝦健康綠色養殖模式。該模式主要有以下幾點要求：一是，節約用水，減少排放。當前我國大部分對蝦養殖都需要通過大量換水來降低水中有害因子對蝦的影響，然而養殖過程中大量換水不僅浪費水資源，增加用水成本，而且還會增加引入致病菌的風險。大量的養殖尾水排入河流或近海都會對周圍環境產生一定的負荷。近年來興起的生物絮團技術為解決對蝦養殖水體有害氮積累、實現養殖水質原位調控，提供了一種切實可行的微生物技術手段。二是，降低能耗和節約成本。當今的工廠化養殖模式，雖然可以進行高密度對蝦養殖生產，但是它所需配套的增氧、增溫、進排水和水處理系統都要消耗大量的電能，而且設備運行的維護管理費用也比較高，使得養殖生產成本大幅增加。因此，如何優化構建工程化養殖系統，降低工程化養殖模式結構成本，構建一種高效節能的工程優化技術方案是未來該養殖模式可持續發展的重要需求。三是，提高養殖成功率和生產穩定性。無論是高位池精養模式，還是近年來備受關注的工廠化、如東小棚養殖模式，它們的養殖成功率和穩定性都在逐年下降，單位面積產量也有所下滑，養殖病害造成的損失不斷升高，對蝦養殖產業面臨的風險逐年增加。因此，有效提高養殖的成功率和生產穩定性是未來對蝦養殖可持續發展的重要動力。

　　4. 總結

　　近十年來，以中國水產科學院南海水產研究所為代表的科研單位，改進和優化了對蝦高位池配套養殖設施，熟化并建立了微生物調控養殖環境技術體系，構建了凡納濱對蝦工程化高效健康養殖技術和模式，并探索了基于生物絮團的對蝦高密度零換水養殖技術，初步改造形成了水體封閉循環的跑道式養殖池系統，為我國南方海水池塘養殖轉型升級提供了有益的技術支撐。

　　對比國內外養殖現狀和發展趨勢，對蝦海水池塘養殖已從單純的追求養殖產量增加，轉向更加注重環境友好和節水減排。對蝦養殖池塘作為人工生態系統，未來研究應從系統論出發，合理優化養殖結構組成，形成養殖功能區塊互補，基于水體微生物生態網絡，建立水質生態調控技術，探索構建符合生態高效的工程化健康養殖技術模式。