新發(fā)展階段水產(chǎn)養(yǎng)殖的水環(huán)境調(diào)控模式和技術(shù)選擇(中)

謝 駿

(中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所，廣東 廣州 510380)

四、水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)系統(tǒng)管理

水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，包含目標(biāo)動(dòng)物的高生物量(即養(yǎng)殖對(duì)象魚(yú)、蝦、貝、藻等)、充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(主要是飼料投入、施肥的投入)和飼料殘?jiān)?，以支持一系列?fù)雜的有機(jī)體，包括藻類(lèi)、細(xì)菌和原生動(dòng)物以及底棲無(wú)脊椎動(dòng)物等。池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)一直就是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，因此整體養(yǎng)殖就是在進(jìn)行一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定產(chǎn)出的管理過(guò)程，除了管理養(yǎng)殖對(duì)象，同時(shí)還要管理水中的藻類(lèi)、細(xì)菌和原生動(dòng)物以及底棲無(wú)脊椎動(dòng)物等，加之我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖還是一個(gè)多品種綜合養(yǎng)殖為主的多樣性結(jié)構(gòu)，管理難度可想而知。

在進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)管理時(shí)，我國(guó)積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)，形成了“八字”養(yǎng)魚(yú)理論，成為管理的有效手段。但是，隨著養(yǎng)殖集約化程度的飛速發(fā)展，基于傳統(tǒng)養(yǎng)殖水平(“八字”養(yǎng)魚(yú)法的總結(jié)是在20 世紀(jì)50 年代)意義上的“八字”養(yǎng)魚(yú)法在新的階段需要進(jìn)一步拓展，以適應(yīng)新的集約化養(yǎng)殖模式。

1.“八字”養(yǎng)魚(yú)法

1958 年，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)總結(jié)出了一套養(yǎng)魚(yú)豐產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，歸納起來(lái)包括8 個(gè)字，即“水、種、餌、密、混、輪、防、管”，后來(lái)被習(xí)慣稱(chēng)為“八字”養(yǎng)魚(yú)法，并且沿用至今?！鞍俗帧别B(yǎng)魚(yú)法的主要內(nèi)容是：“水”——養(yǎng)魚(yú)的水體環(huán)境條件，包括面積、水深、土質(zhì)、水源水質(zhì)及周?chē)沫h(huán)境等。“種”——要有數(shù)量充足，規(guī)格適合，體質(zhì)健壯符合養(yǎng)殖要求的優(yōu)良魚(yú)種。“餌”——供應(yīng)飼養(yǎng)魚(yú)充足的、營(yíng)養(yǎng)成分完全的飼料，包括施肥培養(yǎng)的天然餌料生物?！盎臁薄獙?shí)行不同種類(lèi)、不同飼養(yǎng)齡與規(guī)格魚(yú)的混養(yǎng)。“密”——合理密養(yǎng)，魚(yú)種的放養(yǎng)密度既要高、又要合理?！拜啞薄啿遁喎?，在飼養(yǎng)過(guò)程中始終保持水體魚(yú)類(lèi)較合理的密度?！胺馈薄龊敏~(yú)的病蟲(chóng)害防治工作?！肮堋薄獙?shí)行精細(xì)的科學(xué)管理工作。“水、種、餌”是養(yǎng)魚(yú)生產(chǎn)的基本因素；“混、密、輪、防”則是養(yǎng)魚(yú)的生產(chǎn)技術(shù)措施；“管”是發(fā)揮主觀能動(dòng)性的人為因素。實(shí)踐證明，凡按“八字”養(yǎng)魚(yú)法的原則養(yǎng)魚(yú)就能獲得高產(chǎn)，為養(yǎng)魚(yú)高產(chǎn)提供了技術(shù)性指導(dǎo)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，并成為我國(guó)養(yǎng)魚(yú)業(yè)的經(jīng)典。

2.對(duì)“八字”養(yǎng)魚(yú)法中“水”的概念拓展

“八字”養(yǎng)魚(yú)法中“水”的概念主要包含養(yǎng)魚(yú)的水體環(huán)境條件，即面積、水深、土質(zhì)、水源水質(zhì)及周?chē)沫h(huán)境等。這是養(yǎng)魚(yú)的先決條件，但是僅僅停留在這樣的認(rèn)知還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，也很難適應(yīng)新階段養(yǎng)殖需要，因此需要進(jìn)一步拓展養(yǎng)魚(yú)里面水概念的內(nèi)涵和外延。大家知道，養(yǎng)殖水中除了養(yǎng)殖生物(魚(yú)、蝦、貝)外，還有藻類(lèi)、微生物和原生動(dòng)物以及浮游生物和底棲無(wú)脊椎動(dòng)物等，我們對(duì)肉眼能見(jiàn)的藻類(lèi)、原生動(dòng)物以及浮游生物和底棲無(wú)脊椎動(dòng)物等有比較直觀的認(rèn)識(shí)，對(duì)于其中的微生物認(rèn)知往往與病害相聯(lián)系，當(dāng)然，近十余年也對(duì)益生菌有了較多的了解，但這些了解還是很有限的。我們還需要了解微生物在養(yǎng)殖池塘中的重要作用。

3.養(yǎng)殖池塘微生物的特征

(1)集約化池塘的一個(gè)基本特征是無(wú)機(jī)氮的富集。只有大約30%的飼料氮輸入是通過(guò)魚(yú)的捕撈回收的(Avnimelech 等，2003)，其余的被釋放到水里。與有機(jī)碳不同的是，有機(jī)碳的很大一部分以二氧化碳的形式釋放出來(lái)，但是大部分氮仍留在池塘中，這導(dǎo)致無(wú)機(jī)氮的積累，通常達(dá)到氨氮和亞硝酸鹽的有毒水平。

(2)藻類(lèi)作用的天花板。常規(guī)池塘中的無(wú)機(jī)氮是通過(guò)藻類(lèi)的活性來(lái)控制的。藻類(lèi)光合作用利用二氧化碳和水來(lái)產(chǎn)生糖分。為了合成蛋白質(zhì)，藻類(lèi)必須從水中吸收無(wú)機(jī)氮，最好是銨。藻類(lèi)的平均碳氮比約為7(Redfield 等，1963)，因此，每7 個(gè)光合碳原子中，就有1 個(gè)氮原子從水中去除并固定在藻類(lèi)生物量中。脫氮能力與初級(jí)生產(chǎn)力有關(guān)，初級(jí)生產(chǎn)力約為3.5克/(米2·天)的碳，因此氮移除能力限制在每天0.5克/米2的氮。然而，這種機(jī)制還會(huì)在陰天或藻類(lèi)崩潰后失效。因此，僅僅依靠藻類(lèi)降低氮受限于藻類(lèi)本身的特征和光合作用的時(shí)長(zhǎng)，在某一地區(qū)基本上是有一個(gè)限定區(qū)域，無(wú)法隨著養(yǎng)殖密度的提高而同步提高。

(3)一般池塘微生物的數(shù)量。池塘水中的細(xì)菌密度平均為1.86×107個(gè)/毫升。細(xì)菌有機(jī)碳含量在3～20 克/厘米3，而日平均初級(jí)生產(chǎn)力為3～7 克/厘米2。據(jù)估計(jì)，浮游細(xì)菌的產(chǎn)量甚至超過(guò)了浮游植物的產(chǎn)量。

(4)一般池塘微生物的地位。藻類(lèi)和細(xì)菌在池塘系統(tǒng)中必然共存，藻類(lèi)作為初級(jí)生產(chǎn)者，細(xì)菌主要作為分解者，循環(huán)利用池塘中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。藻類(lèi)生物量受水體光照強(qiáng)度的限制，而異養(yǎng)細(xì)菌生物量則受有機(jī)基質(zhì)供應(yīng)的限制。在池塘投喂飼料時(shí)，異養(yǎng)微生物種群的作用增加；添加1千克人工配合飼料可產(chǎn)生約125克細(xì)菌生物量。

異養(yǎng)比(HR)定義為：HR＝每天外部碳添加/每天自養(yǎng)同化。魚(yú)塘有魚(yú)1 750 千克/公頃，或每天投喂約35 千克/公頃碳的飼料時(shí)，其HR 為1。當(dāng)HR＞1時(shí)，微生物異養(yǎng)作用占主導(dǎo)地位，池塘主要受細(xì)菌影響。此外，即使在低HR 的池塘中，也存在異養(yǎng)活動(dòng)占主導(dǎo)地位的區(qū)域，如沉積物或堆積碎屑的表面。微生物活性會(huì)影響水質(zhì)，不容忽視。

4.正確對(duì)待池塘中的藻類(lèi)和微生物

在集約化養(yǎng)殖池塘中，養(yǎng)殖密度逐漸提高，養(yǎng)殖飼料投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)20世紀(jì)50年代，同時(shí)異養(yǎng)比(HR)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1，即隨著養(yǎng)殖密度增加，池塘藻類(lèi)的作用相比微生物的作用逐漸下降，養(yǎng)殖密度大約在300 千克/畝是一個(gè)分水嶺，在畝產(chǎn)300 千克前，池塘的水環(huán)境控制者主要是藻類(lèi)，但在畝產(chǎn)500 千克后，池塘水環(huán)境的主要控制者是微生物。我們看到，20 余年來(lái)，我國(guó)微生物制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用水平大幅提高，形成了千億元級(jí)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)。由于起水環(huán)境調(diào)控作用的微生物制劑的前期基礎(chǔ)工作缺乏，沒(méi)有及時(shí)建立相應(yīng)的微生物制劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，造成了泥沙俱下的局面，給養(yǎng)殖水產(chǎn)品質(zhì)量安全帶來(lái)潛在危機(jī)。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部為了水產(chǎn)品質(zhì)量安全，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖調(diào)水微生物制劑產(chǎn)品提出了嚴(yán)格的監(jiān)管意見(jiàn)，使得下一步發(fā)展方向需要重新定位。這里我們需要認(rèn)識(shí)到，單一微生物制劑其實(shí)難以在池塘中發(fā)揮有效作用，目前微生物制劑在池塘中的作用機(jī)制仍然是不清晰的。但是關(guān)于微生物群落管理的基礎(chǔ)理論進(jìn)展有許多可以借鑒的地方，其中以色列科學(xué)家關(guān)于生物絮團(tuán)的研究理念非常有借鑒意義。