封閉循環水養殖哲羅魚試驗

韓式成，張野，曹廣斌，尹家勝，蔣樹義

（中國水產科學研究院黑龍江水產研究所，黑龍江 哈爾濱 150070）

封閉循環水養殖哲羅魚試驗

韓式成，張野，曹廣斌，尹家勝，蔣樹義

（中國水產科學研究院黑龍江水產研究所，黑龍江 哈爾濱 150070）

在水溫15～17℃下，將5 000尾平均體質量（10±3）g的哲羅魚Hucho Taimen幼魚飼養在由24個直徑1 800mm×高1 000mm養殖池組成的封閉循環水系統中，以探索工廠化循環水養殖哲羅魚的主要技術參數。經過8個月的養殖表明：養殖密度達到31.8kg/m3，成活率96%，肥滿度為1.01～1.30，魚的平均體質量增加350g，體長增加21.3cm，魚體生長狀況良好。生物濾器兩天反沖洗一次，有效提高了生物濾器的氨氮轉化效率；紫外線消毒方式有效對系統進行了消毒殺菌；監測表明，系統水處理效果顯著，其中平均濃度維持在（0.56± 0.05）mg/L含量為（0.15±0.05）mg/L平均濃度為（41.86±2.62）mg/L；溶解氧為8.37～9.45mg/L；pH 8.21～8.63。

哲羅魚；循環水養殖；水質；生長

但是開放式流水養殖水資源消耗巨大，流水養殖哲羅魚的換水率為每1.5h交換一次，需要大量的水資源，哲羅魚養殖實際上是以犧牲水資源為代價[10]；加之，開放式流水養殖很難滿足哲羅魚生長對水質的要求，這也使哲羅魚難以大范圍推廣。工廠化循環水養殖系統（Recirculating AquacultureSystems，RAS）通過生物、化學、物理等方法凈化處理養殖用水，循環使用，用水量少、占地面積少、養殖密度高、易于控制生長環境、生長周期短、飼料利用率高、對環境無壓力小、不受外界氣候的影響等[11,12]，目前在歐美等發達國家已普遍應用[13,14]；在我國，曹廣斌等[15]利用循環水養殖系統養殖虹鱒Oncorhynchus mykiss，亦取得較好效果，養殖密度達到38kg/m3。至今為止，平鰈魚類和蝦類在我國已經實現工廠化養殖，鰻鱺Anguilla japonica、河鲀Takifugu、石斑魚Epinephelus sp.等魚類已經初步實現了循環水養殖模式或半循環水養殖模式[16,17]，但哲羅魚的循環水養殖卻鮮有報道。本文概述了工廠化循環水養殖哲羅魚的基本情況，以期為我國工廠化養殖哲羅魚提供參考，促進哲羅魚養殖業的發展。

1 材料與方法

1.1 材料

2014年10月～2015年6月，試驗在黑龍江省肇東市福山村魚類養殖示范基地和黑龍江水產研究所工廠化養殖車間進行。試驗用哲羅魚幼魚5000尾，平均體質量（10±3）g；投喂鮭鱒專用飼料（愛樂飼料），蛋白質含量≥45%，脂類含量≥15%；外源水為井水，水質指標見表1。

表1 水源水質指標Tab.1 The water quality of water supply in the experiment

1.2 方法

自行設計的試驗用工廠化封閉循環水養殖系統由24個直徑1 800mm×高1 000mm的養殖池組成，每個養殖池的養殖水體為2.2m3。試驗期間，將5 000尾哲羅幼魚平均放入各養殖池中，每天6:00和18:00投喂，日投喂量為魚體質量的1.5%，養殖水溫控制在15～17℃。

1.2.1 哲羅魚生長的測定

每月測定一次哲羅魚的生長情況。每次隨機取魚30尾，測量體長和體質量，計算存活率和肥滿度[18]。

其中SR為存活率，K為肥滿度，W為體質量（g），L為體長（cm）。

鋼釬測量土壤厚度[29]。在1 m×1 m樣點內隨機選點，用環刀(200 cm3)法挖取0～10 cm，10～20 cm深度的土壤樣品，稱重，取樣帶回實驗室烘干，測定土壤水分并計算土壤容重值。拍照完成后，于1 m×1 m樣點中心挖出0.5 m×0.5 m×0.2 m(深度)的土壤和碎石，篩分，并稱重細土(<5 mm)和5～20 mm，20～75 mm，75～250 mm，250～600 mm和大于600 mm巖石碎片。多數樣品是無孔的，通過置換水，將石頭的重量轉化為石頭體積，計算樣方內不同粒徑碎石的體積含量。

1.2.2 水質檢測

每隔5d，投喂后2h（8:00和20:00）在沉淀池取樣監測水質，主要檢測氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、水溫、溶解氧和pH等水質參數。亞硝酸鹽的測量采用萘乙二胺分光光度法[19]；其他指標均使用美國YSI-6600v2多參數水質監測儀檢測。

1.2.3 工廠化循環水系統

1.2.3.1 循環水系統

本試驗的工廠化循環水養殖系統主要由養殖池、沉淀池、微濾機、生物濾器、紫外線消毒裝置、增氧設備等組成，能去除殘餌糞便、懸浮物、水溶性有害物，還具有消毒、增氧等功能，具體工藝流程如圖1所示。

圖1 循環水系統流程圖Fig.1 Schematic diagram of a recirculating aquaculture system in the experiment

養殖池排出的水經過總排水管首先進入沉淀池，除去大顆粒污物；再通過微濾機去除殘餌、排泄物等懸浮顆粒物；然后進入生物濾器（生物膜表面微生物的分解代謝活動，將循環水中的和有機物轉化為硝酸鹽）進行生物處理；再經過紫外線消毒及空氣增氧曝氣后重新回到養殖池。采用鼓風機通過沙濾器充氣進行增氧。當系統需要補充新水時，首先進入沉淀池，進行初步沉淀，然后進入微濾機經細沙及固體物過濾，進入生物濾器，循環后進入循環養殖系統。

1.2.3.2 生物濾器功能優化

在循環水養殖哲羅魚過程中，代謝物、糞便和殘餌產生的氨氮、亞硝酸鹽是整個循環水養殖系統中主要的有毒、有害物質，也是重點處理的對象。生物濾器的主要功能是去除水體中的氨氮、硝酸鹽及亞硝酸鹽，利用所填充的濾料為生物載體，表面附著的細菌硝化及反硝化處理養殖水體，使氨氮、亞硝態氮轉化、脫除，達到凈化養殖水體的目的。試驗中使用自行設計的雙層浮球生物過濾器生物處理養殖水體，能夠將濃度分別維持在1mg/L和0.5mg/L以下。研究表明：利用浮球式生物濾器上附著的硝化和亞硝化細菌處理氨氮的效果較為理想，但持續的硝化作用使硝酸鹽不斷積累。硝酸鹽濃度過高會引起魚體色澤和肉質下降，毒性不容忽視[20]。本試驗為保證循環水養殖系統中水質指標在魚類正常生長的范圍內，設計兩天反沖洗一次生物濾器，同時給系統補水，以提高生物濾器氨氮轉化效率；設計日平均換水量約為10%。

1.2.3.3 紫外線殺菌處理

紫外線是一種肉眼看不見的光波，存在于光譜紫端的外側，殺菌力強、殺菌速度快（通常為0.2～5s）、低成本和不產生任何毒性殘留。紫外線能破壞微生物體細胞中DNA或RNA分子結構，造成生長性細胞死亡或再生性細胞死亡，不用任何化學藥物就能殺滅水中的細菌、病毒以及其他致病體，殺菌效率可達99.9%[21]，已廣泛應用于循環水處理。本試驗中，采用自行設計的串聯式254nm的紫外線消毒設備，增加了照射時間，紫外線照射強度為達到30 000μws./cm2；同時定期用1%的鹽水對養殖池進行消毒，取得了較好的效果；在8個月的養殖中，未見哲羅魚大規模死亡。

2 結果與分析

2.1 養殖期間的水質狀況

經過5d的監測發現，工廠化養殖過程中各項水質指標均維持穩定在魚類正常生長需求范圍內（表2）。主要水質指標檢測結果顯示濃度平均維持在（0.56±0.05）mg/L含量為（0.15±0.05） mg/L平均濃度（41.86±2.62）mg/L，溶解氧維持在8.37～9.45mg/L，pH為8.21～8.63。張宇雷等[22]在全封閉循環水養殖系統養殖羅非魚Oreochromis Niloticus6個月，氨氮平均（1.09±0.55）mg/L，亞硝酸鹽平均（0.18±0.15）mg/L，溶解氧為4～9mg/L，pH6.45～7.41，這與本試驗循環水養殖系統中水質相差不大。本試驗中養殖哲羅魚用水為鹽堿水，pH稍高，但整體控制在養殖所需的最佳pH范圍內，解決了工廠化循環水養殖中水體不斷酸化，需不斷向水體中加堿調解pH的問題。

表2 養殖水體的水質Tab.2 Water quality in culture water in the experiment

2.2 魚類的生長

封閉循環水養殖試驗表明，哲羅魚生長速度較快，其體質量和體長生長隨時間延長而增加（圖2），體質量隨時間延長呈線性增長，平均體質量由10g增加到360g；試驗初期，體長增加較快，4個月后，體長增加的速度減慢，體長共增加21.3cm。8個月養殖的成活率為96%，養殖密度達到31.8kg/m3，肥滿度1.01～1.30。徐浩然等[8]利用流水池塘養殖哲羅魚，其肥滿度為0.85～1.35，表明利用循環水養殖哲羅魚，魚體生長良好。圖3為試驗期間哲羅魚體質量（W）與體長（L）之間的關系，其回歸方程為：W=0.012L2.9961（R2=0.996），冪指數為2.9961（近似于3），表明哲羅魚體長與體質量增長基本同步，與尹家勝等[16]研究結果一致。

圖2 哲羅魚的生長曲線Fig.2 Growth curve of Hucho Taimen

圖3 體長與體質量之間的關系Fig.3 Correlation curve between body length and body weight

3 討論

3.1 封閉循環水養殖哲羅魚的優勢

目前，哲羅魚人工養殖以流水式養殖為主，大量消耗水資源，是水資源消耗型生產模式。由于我國淡水資源的缺乏以及哲羅魚對水質的特殊要求，限制了哲羅魚的養殖區域，導致哲羅魚不能大面積推廣。封閉循環水養殖與傳統的養殖模式相比，能夠節約大量水資源且對環境污染小，同時能夠大幅提高哲羅魚養殖密度。對此，許多專家學者做了大量工作，并取得良好效果。有研究表明，開放式養殖虹鱒的水消耗量為每t魚960～1 440m3/d[23]，封閉循環水與流水型養殖模式相比，可節水90%以上，節地高達99%，而且通過污水處理還可以實現節能減排、環境友好型生產[24]。同時，工廠化養殖可大幅提高養殖密度，辛乃宏等[25]在海水石斑魚循環水養殖系統的生產應用中養殖密度達到了25kg/m3，Steve等[26]設計的北極紅點鮭Salvelinus leucomaenis全封閉循環水養殖系統密度達到了100～130kg/m3。在本實驗中，生物濾器兩天反沖洗一次，日平均換水量約為10%，養殖密度達到31.8kg/m3，這表明工廠化循環水養殖系統可成功地應用于哲羅魚養殖，且在養殖用水量與養殖密度方面較傳統的流水式養殖具有較大的優勢。

3.2 系統水處理效果

實現養殖用水的循環利用，水質處理是關鍵，要確保水質在處理后的溶解氧、固體懸浮物等各項指標達到最適合魚類健康生長的要求。根據有關研究[27]，循環水養殖中控制的主要指標為：氨氮小于5mg/L、亞硝酸鹽含量小于0.1mg/L、溶解氧大于6mg/L、pH7.0～8.5。曹廣斌等[15]利用循環水系統養殖虹鱒，循環水體的氨氮≤0.9 mg/L；亞硝酸鹽≤0.1mg/L；硝酸鹽≤56mg/L，懸浮物≤100mg/L；化學耗氧量≤12mg/L。本試驗中循環水處理系統效果顯著，其中濃度平均維持在含量為（0.15±0.05）mg/L，平均濃度（41.86±2.62）mg/L，溶解氧維持在8.37～9.45mg/L，pH8.21～8.63。同時采用自行設計的串聯式254nm的紫外線消毒設備對養殖用水進行殺菌，照射強度達到30 000μws./cm2，在8個月的養殖中，未見哲羅魚大規模死亡，取得了較好的效果。

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Culture Trial of Hucho Taimen in an Industrial Recirculating Water System

HAN Shi-cheng,ZHANG Ye,CAO Guang-bin,YIN Jia-sheng,JIANG Shu-yi
（Heilongjiang River Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Harbin 150070,China）

Juvenile Taimen with body weight of（10±3）g was reared in a closed-recirculating water system consisting of 24 tanks of each 1 800mm in diameter×1 000mm in height at water temperature of 15～17℃for about 8 months to explore the main technical parameters of Hucho Taimen culture in the industrial recirculating aquaculture system.Results showed that the juveniles Taimen had good growth in the industrial recirculating aquaculture system at stocking density of up to 31.8 kg/m3,with survival rate of 96%, condition factor of 1.01～1.30,and increase in average body weight by 350 g and in body length by 21.26 cm.The findings that the bio-filter backwash once every another day increases removal efficiency of ammonia;the ultraviolet ray sterilizes closed-recirculating water system effectively.The monitoring revealed that the system showed significant good effect of water treatment,including maintain oflevel at average（1.09±0.55）mg/L（0.15±0.05）mg/L,（41.86±2.62）mg/L,DO 8.37～9.45 mg/L,and pH 8.21～8.63.

Hucho Taimen;recirculating aquaculture;water quality;growth

2016-07-11

國家科技支撐計劃（2012BAD25B10）；中央級公益性科研院所基本科研業務費專項（HSY201510）.

韓式成（1974-），男，副研究員，從事漁業裝備工程研究.E-mail:hljhsc@126.com

1005-3832（2017）01-0001-05

S955

A