想让淡水池塘养殖更成功？来看看水质生物调控技术的实践案例！
_成钰
我国水产养殖以池塘高密度养殖为主，饵料、药物等投入品的大量使用，打破了原有的水体生态平衡，导致养殖水体中氮磷营养盐、有机物、硫化氢等污染物的负荷日渐加重，严重威胁到周边水域环境安全。面对养殖生产与水域生态环境保护日益突出的矛盾，自 2020 年起，全国各地陆续出台了《池塘养殖尾水排放标准》，倒逼水产养殖业转型升级，给水产养殖从业者带了巨大的挑战和考验。因此，如何在养殖过程中有效调控水质至关重要，一方面可直接改善养殖水环境，获得高产优质的水产品，提高养殖经济效益；另一方面可从源头上控制养殖水体污染物的产生，降低污染负荷，对加快推进养殖尾水节水减排、促进水产养殖业转型升级具有重要意义。
在绿色、生态、可持续发展背景下，生物方法调控养殖水质是一大趋势。相比一般的理化方法，生物方法调节水质具备耗能少、节约成本、避免二次污染等优点，有利于形成长期稳定的生态平衡系统。利用不同生物的生物学特性及物质循环规律来调控养殖水质，对改善养殖水环境，减少病害发生及促进水产养殖的健康、可持续发展具有重要意义。水生植物、滤食性水生动物及微生态制剂等对养殖水质的调控和修复作用显而易见，同时带来了较好的经济效益，深受广大养殖户的认可。本文从水生植物、水生动物、微生物等调控水质的原理、应用形式及关键技术进行归纳总结，以期为生态健康养殖的水质调控提供参考。
1.养殖水质调控的关键因素
1.1理化指标
影响养殖水质优劣的物理性因素主要有温度、透明度、水色等，不同养殖对象对水温的要求差异较大，这是源于养殖品种繁多，生物学特性各不相同。一般情况下，养殖水体多数呈豆绿色或浅褐色，透明度30cm为宜。pH和溶解氧是影响水质调控的主要化学因素。一般来说，养殖水体pH总体应控制在6.0~9.0，不同养殖对象对水体 pH 的要求有所不同，鱼类适宜 pH 为 7.5~8.5，蟹类7.6~8.0，虾类 7.8~8.6。溶解氧应保持在 5mg/L 以上，保证养殖对象生存活动的基本需求。除此之外，氨氮、亚硝酸氮、硫化氢等有毒有害物质的含量也应控制在合理的范围内，一旦超标，会造成养殖对象死亡，大大影响养殖效益。因此，在养殖生产过程中，观测理化指标的动态变化是一项重要工作，只有保证这些理化指标在正常的区域范围内，才能稳定养殖产量，保障水产品质量。
1.2生物因素
养殖水质调控过程中的生物因素很多，包含野杂鱼、鱼卵、饵料、藻类及微生物等，其中藻类和细菌的生长情况，直接影响养殖对象的生长发育，很大程度上决定了养殖水体的好坏。藻类生物光合作用释放溶解氧的过程中，还可以吸收养殖水体中过量的氮磷污染物，起到水质净化作用，但“倒藻”的危害也很大，会造成养殖对象缺氧直接死亡，所以养殖 水 体 叶 绿 素 a 通 常 在 50~200mg/m 3 。养殖水体中的细菌包含有益菌和致病菌，当有益菌的数量和种类在水体微生物群落中占主要地位，就可以抑制病原微生物大量繁殖，还能分解残饵、粪便等有害物质，达到改善养殖水质的目的。
2.生物调控养殖水质技术
水生植物、水生动物和微生物是养殖生产过程中调控水质的主体，被广泛应用于池塘水质改良中。因其生物多样性不同，营养层级不同，在水质调控中发挥的作用也不尽相同，所以人们根据水生植物、水生动物和微生物各自的特点，开发了池塘种草、生物浮床、人工湿地、生物絮团、固定化微生物等多项水质调控技术，应用于各类养殖模式中，均获得了较好的水质调控效果。
2.1池塘种草
种草是淡水养殖水质调控的一项重要措施，尤其在虾蟹类养殖中不可或缺。在养殖水体中种植水生植物可以降低氮磷污染物含量，消耗氨氮、亚硝等有害物质，避免水体富营养化；同时还可以利用植物的光合作用提高水中溶解氧含量。鱼类养殖水体中常见水花生、水葫芦、水浮莲，水葱、萍蓬草等水生植物，为鱼类生长提供天然的饵料和代谢活动场所。张迪在黄颡鱼养殖中种植了水葫芦和金鱼藻（各360g/m 3 ），发现水体中总氮、总磷、氨氮去除率可达74%、71%和82%，鱼苗增重率和成活率分别为289%和96%。
虾蟹类养殖池塘水面常种植水花生、水葫芦，池底种植苦草、轮叶黑藻、伊乐藻等沉水植物，改良水质的同时还能促进甲壳动物的蜕壳和生长。徐增洪等发现池塘种草能有效去除虾蟹养殖水体中氨氮，对虾蟹的生长也有显著的影响。相反，主养滤食性鱼类和贝类的池塘就不适合种草，因为水生植物的快速繁殖会降低原水体中浮游生物的生物量，影响滤食动物的正常摄食。因此，在实际养殖生产中应根据养殖对象的不同生活习性，种植有益的水生植物，才能充分发挥水生植物对养殖水质的调控作用。一般来说，水草的种植面积不宜超过池塘水面的 1/3，遇到高温气候，应及时捞除稀疏水草，呈星点分布，以免水草过多腐烂，败坏水质。
2.2生物浮床
生物浮床又称人工生态浮床，是一项高效环保的水产养殖水质调控技术，受到广大学者和养殖生产者的重视。该技术以水生植物为主体，利用浮床植物根部的吸收、吸附作用及微生物协同作用来消减水体中的氮磷等有机污染物，从而对养殖水体进行调控和改良。在池塘浅水处安装浮床床体，床体总覆盖面积一般不超过养殖总水面的 30%，分片安装以 2~4m 2 为宜，多采用聚苯乙烯泡沫浮板或者模块，然后制作浮床框架和浮床基质。浮床框架一般选用 PVC 管、不锈钢管或竹片，铺设海绵、椰子纤维、陶粒等基质，随后栽种植物，株距一般10~20cm，根茎一定要露出一部分在水下，以充分吸收水体中的氮磷营养物质。为防止养殖对象啃食植物根部，每个浮床下面还需固定一张床体大小的密眼网片。最后，根据养殖水体深浅情况采用不同方式固定生物浮床，岸边可以用绳索牵固定，水浅处用钢管桩固定，水深则用重物抛锚固定，这样的生物浮床才能抵御强风暴雨。
浮床植物是生物浮床水质调控技术的主体，根据养殖对象习性和季节气候，选择适应性强、易生根发芽、生长迅速的浮床植物，常见的有空心菜、水芹菜、茨菇、茭白、美人蕉、睡莲、凤眼莲、鸢尾、香蒲等。与池塘种草一样，在生物浮床日常管理中，要适时刈割和打捞，避免植物疯长造成二次污染，同时又要保持相对旺盛的植物生物量，快速有效降解氮磷污染物，从而改良养殖水质，实现良性循环。
2.3套养或混养水生动物
在养殖生产过程中，用于套养或混养的水生动物主要包含滤食性动物、杂食性动物及腐屑性动物。这些水生动物可以滤食养殖水体中的藻类、残饵、粪便等有机碎屑，有效降低水中悬浮颗粒物的含量，使藻类生物量维持在合理范围内，从而对养殖水质进行调控和改善。在主养品种池塘中套养或混养滤食性动物的方式逐渐发展成了一种高效清洁的健康养殖模式，不仅能有效净化养殖水质，还能长期维持养殖生态系统平衡，提高养殖效益。常见的滤食性动物有鲢鱼、鳙鱼、虾蟹类、底栖贝类等。孙云飞发现草鱼（0.38ind/m 2 ）、鲢鱼（0.69ind/m 2 ）和鲤鱼混养（0.55ind/m 2 ）明显降低了养殖水体和底泥中氮磷含量，提高了饲料中氮磷利用率。其他鱼虾、虾贝、蟹贝等混养模式也大多取得了较高的成功率和收益。但在实际生产中，一定要根据主养品种的生物学特性，选择适宜的混养品种和放养密度，以防混养的滤食性动物大量摄食藻类，抢占生态位，大量消耗养殖水体中的溶解氧。
2.4微生态制剂
微生态制剂是一种常见的水质改良剂，在养殖生产中的应用非常广泛。其作用原理是利用微生物自身降解作用，消耗养殖过程中的残饵、养殖对象代谢活动产生的有害物质，抑制病原微生物生长，达到水质改良与修复的效果。常用的微生态制剂有光合细菌、枯草芽孢杆菌及复合微生物EM菌。复合微生态剂包含光合细菌、芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌、硝化细菌等多种有益微生物，水质改良效果优于单一菌种。但微生态制剂在实际使用时也有一定的局限性：①使用方式比较单一，兑水泼洒或者拌料投喂；②适应性不强，容易流失，需要定期添加，同时要注意水温、pH 值、溶解氧等水质指标变化；③不能与消毒剂、抗生素等药物同时使用，需要间隔5天以上。
2.5生物絮团技术
生物絮团技术作为一项生态友好型水质调控技术，在我国水产养殖业转型升级向渔业高质量发展中有广阔的应用前景。该项技术通过向养殖水体中添加有机碳源和充分曝气，促进异养细菌生长繁殖，将水体中氮磷污染物转化为菌体蛋白，与胞外产物、原生动物、浮游生物及有机碎屑形成生物絮团，再被养殖对象摄食，从而起到清洁水体、降低换水量的作用。国内外众多研究都表明了生物絮团技术对氨氮和亚硝酸盐氮有较好的去除效果，是硝化细菌的 5~6 倍。Azim 在罗非鱼-对虾养殖系统中使用生物絮团技术，氮去除率达到70%以上；朱锦裕在罗氏沼虾养殖池塘中培养生物絮团，水中氨氮和亚硝酸氮去除率达54%和21%。
关于生物絮团技术，报道最多、应用最成熟的的水产品种是南美白对虾和罗非鱼，在其他养殖品种中的普及度还不高。相比水生植物、水生动物及微生态制剂等水质调控技术，生物絮团技术在实际生产应用上存在更多的技术难点：①要根据生物絮团技术的原理，选择摄食生物絮团且耐高浓度固体悬浮物的滤食性鱼类或虾类为养殖对象，保证养殖对象可以摄食生物絮团；②严格掌握构建生物絮团的碳源、C/N、曝气等技术关键点。一般来说，在生物絮团构建之初，以葡萄糖、蔗糖、糖蜜等简单糖类为佳，1kg的30%~38%蛋白质饲料，对应添加 0.5~1.0kg 的碳源，控制 C/N9~10，同时不断曝气和搅动水体，保证水体溶解氧 4mg/L 以上；③定期监测水体碱度变化，通过添加碳 酸 氢 钠 ，保 持 碱 度 在 100~150mg/L为宜，大约每1kg饲料对应添加 0.25kg 碳酸氢钠；④定期监测固体悬浮物的含量，在500~1000mg/L为宜。
2.6固定化微生物技术
固定化微生物技术通过物理或化学方法把游离的微生物固定在载体上，使其较长时间高度聚集且保持生物活性，从而增强微生物净水效果，是一项安全、环保、可重复利用的水质净化技术。相比直接使用液体的微生态制剂，固定化微生物技术可以将氮循环细菌、光合细菌等特效降解菌固定到载体上，维持高浓度生物量和生物活性，来提高对养殖水体污染物的降解效率，同时避免优势菌种随水流流失。然而，由于养殖水体大、环境复杂、养殖动物安全性等行业特点，固定化微生物技术在水产养殖上的应用有一定的局限性，常见的是生物膜技术。生物净水栅能有效去除养殖水体中COD、总氮、总磷等，去除率达 60% 以上，对养殖水环境起到很好的调控效果。随着生物膜技术的深入研究和生物载体的开发，人们发现生物膜技术不仅起水质调控作用，还能促进养殖生动物生长，提升养殖效益。在此基础上，池塘生物膜低碳养殖技术应运而生，并应用于南美白对虾、日本鳗鲡池塘养殖中，获得了显著的节水减排、降低饲料系数、增加产量、提高效益等效果。面对养殖尾水达标排放的新要求，如何快速形成成熟的生物膜、提高生物膜稳定性、增强水质调控效果是生物膜技术在池塘养殖中获得广泛应用和推广亟需解决的关键技术问题。
水质调控是养殖生产活动中必不可少的工作，也是实现养殖生产成功的关键。鉴于水生植物、水生动物及微生物的良好水质调控作用，建议养殖户实际运用时根据养殖对象和养殖环境特点，筛选以上介绍的一种或两种水质调控技术联合使用，抓牢几项关键技术点，辅以相应的管理措施，实现对养殖水质的高效控制，提高养殖产量和质量。
参基金项目：2019 年度农业部沿海盐碱地科学观测试验站开放课题（YHS201906）；中国盐城渔业 高 质 量 发 展 研 究 课 题（YC⁃SCYJ2021029）；HUFA 对草鱼热应激损伤的修复作用及信号通路解析（BK20191215）
