我國工廠化循環水養殖產業發展現狀與對策

蔡青霖，黎一嬋，孔令春

（蒼梧縣水產技術推廣站，廣西 梧州 543116）

工廠化循環水養殖，是集水產養殖技術與現代工業及信息化技術于一體的高度集約化養殖模式，可以實現生產效率最高、生態環境保持最佳、動物福利得到加強的目標，綠色、生態、循環、高效，代表著未來水產養殖業發展方向，符合當前我國提倡的節能減排、轉變經濟發展模式的需求。隨著我國漁業現代化水平不斷提高，新技術新材料不斷出現，循環水養殖產業得到了快速發展。現綜合分析我國工廠化循環水養殖產業發展現狀、存在的主要問題以及對策，擬為今后我國工廠化循環水養殖產業的可持續發展提供參考。

1 發展現狀

2018 年我國淡水工廠化養殖水體4 814.2 萬m3，淡水工廠化養殖產量21.3 萬t，主養品種有草魚（Ctenopharyngodon idella）、鰱（Hypophthalmichthys molitrix）、鯉（Cyprinus carpio）、羅非魚（Oreochromis mossambicus）等，福建、山東、浙江是產量最高的省份[1]。當前，我國工廠化養殖模式仍以流水養殖模式為主，僅遼寧、河北兩省地方約有工廠化流水養殖面積320 萬m2，大部分養殖以小規模分散經營為主，水資源和土地利用率不高。近年來循環水養殖企業增長迅速，2014 年時，我國工廠化循環水養殖企業約80 多家，養殖水體不到80 萬m3，到2018年底，我國工廠化循環水養殖總規模約200 萬m2。我國海、淡水工廠化養殖產量發展趨勢見圖1。由圖1可見，我國近些年海、淡水養殖產量的發展趨勢圖，說明工廠化循環水養殖模式具有發展前景及發展潛力。據唐茹霞等[2]對全國14個省份的33 家循環水養殖企業調研，我國當前循環水養殖企業以小型企業為主，一半以上企業養殖水體＜5 000 m3，系統造價＜200 萬元；養殖品種主要為鲆鰈類和蝦類；經濟效益、水處理需求和環保壓力是企業選擇循環水養殖模式的3 個主要原因。工廠化循環水養殖平均單產是傳統流水養殖的3 倍，然而循環水養殖在工廠化養殖中的占比不足3%，發展潛力巨大[3]。

圖1 我國海、淡水工廠化養殖產量發展趨勢

近年來，以循環水處理工藝為主的工廠化養殖成為水產綠色發展的一種新興產業，2019 年農業農村部、生態環境部等十部委聯合發布了《關于加快推進水產養殖業綠色發展的若干意見》，循環水養殖作為水產綠色發展模式的典型代表進入快速發展階段。

養殖模式魚類工廠化養殖主要集中在我國北方地區，當前主要以深井溫棚＋工廠化流水養殖和依托地熱資源的工廠化流水養殖模式為主，工廠化循環水養殖模式發展迅速，但整體占比仍然很小。養殖品種主要有大菱鲆（Scophthalmus maximus）、石斑魚（Epinephelus）、河鲀（Tetraodontidae）等，養殖區域主要集中在山東、河北和遼寧的沿海地區。我國鲆鰈魚類養殖產量自2003 年起持續增長，2009 年鲆鰈魚類年產量達到9.8×106萬t，其中80%是大菱鲆，其后受多寶魚事件影響產量大幅減少。近年來，大菱鲆養殖產業逐漸復蘇。2018 年我國大菱鲆養殖產量約5×106萬t，其中山東、遼寧兩省產量占80%以上。大菱鲆工廠化養殖以流水養殖為主，養殖水體占養殖總水體99%，養殖產量占總養殖量94.5%，循環水養殖不足1%，養殖產量占總養殖量5.5%[1]。近年來，由于食品安全風波和深井模式對地下水資源的破壞，深井溫棚流水養殖模式逐漸被摒棄，工廠化循環水養殖模式成為發展趨勢。目前，我國已經形成了一批具有規?；б娴墓S化循環水養殖龍頭企業，如大連天正、大連富谷，大連德洋水產、煙臺東方海洋等。

在淡水魚類工廠化養殖方面，加州鱸（Micropterus salmoides）是具有代表性的魚類品種，也是規模和產量較大的品種之一。2018 年我國加州鱸產量達43.2 萬t，集中于廣東珠三角、江浙皖、貴川等地，其中廣東是加州鱸的主要養殖地區，占全國養殖總產量的59.81%[1]。加州鱸大規格苗種主要采用工廠化養殖模式，成魚養殖主要采用池塘養殖模式。近年來，采用工廠化養殖模式進行成魚養殖的企業越來越多。工廠化循環水養殖模式一般在4 月投放大規格苗（200 尾/kg），80%的加州鱸當年即可達到400 g/尾以上的商品魚上市規格。目前，這種養殖模式已在江蘇、安徽、浙江等省推廣開來。

2 存在的問題

2.1 病害

工廠化循環水養殖模式存在的主要問題，是循環水養殖過程中養殖魚類病害防控壓力大。養殖魚類病害，是阻礙水產養殖業健康可持續發展的關鍵因素之一，是現階段保障養殖管理安全所面對的緊急解決問題。工廠化循環水養殖新模式，大部分設有相對高效的消毒環節，滿足水產養殖業中的魚苗、水源、餌料沒有特定病原來源以及規范的養殖生產管理操作前提下，工廠化循環水養殖，理論上可防止養殖病害的發生。然而，當前我國工廠化養殖，在整體車間設計和養殖工藝方面的生物安全防控技術研究欠缺，對病原防控重視不夠，在種苗病原檢測、飼料來源、養殖管理等各個環節都存在病原引入的風險，導致養殖過程中，病害時有發生，且一旦發現病害后，短期難以徹底消殺病原，往往會對養殖生產造成巨大損失。

2.2 優良品種缺乏

目前我國工廠化養殖發展迅速，南北方養殖規模日益壯大。然而，工廠化養殖的魚類品種主要有大菱鲆、半滑舌鰨（Cynoglossus semilaevis）和石斑魚，對蝦主要為凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）。適宜北方海淡水養殖的低溫蝦類和中上層游泳性魚類優良品種極為缺乏，而南方適宜養殖的魚類優良品種也很少，特別是適合工廠化養殖的SPF苗種無法保障計劃性供應，限制了工廠化養殖模式的健康可持續發展。因此，需針對我國幅員遼闊、南北方氣候條件差異大的特點，開發適宜工廠化高密度養殖、抗病力強的優質魚蝦品種，滿足產業快速發展需求。

2.3 高投入和高能耗

與池塘、海上養殖等模式相比，工廠化養殖車間構建初期，資本投入高，養殖過程能耗大。以建設1 000 m2標準化循環水養魚車間為例，基礎建設及水處理設備造價約120 萬~150 萬元，對于從事傳統漁業的大部分用戶來講，高昂的投資是制約產業轉型升級的巨大門檻。車軒等[4]基于157 家養殖企業的大量調研結果顯示，工廠化養殖的單產能耗為7.76 kW·h/kg，約是池塘養殖單產能耗的（1.35 kW·h/kg）6 倍。與傳統養殖海、淡水池塘養殖相比，生產成本居高不下，大大降低了產品的市場競爭力，從而使得工廠化養殖自發展以來，只能養殖一些價值高、稀有品種，制約了產業的健康可持續發展。因而，研發循環水養殖新工藝以及輕簡化裝備，減少養殖設施設備的投入，降低運行能耗，成為促進我國工廠化養殖模式健康可持續發展的關鍵。

3 發展對策

工廠化養殖，特別是循環水養殖，以其占用土地、水等資源少、生產過程環境可控、單位水體產量高、排廢量少等優點，已成為今后水產養殖產業發展的方向和我國政策支持及主推模式。2019 年初，農業農村部等十部委聯合發布的《關于加快推進水產養殖業綠色發展的若干意見》，圍繞加強科學布局、轉變養殖方式、改善養殖環境、強化生產監管、拓寬發展空間、加強政策支持及落實保障措施等方面，作出全面部署。明確提出，水產養殖綠色發展，將是我國今后水產養殖的發展方向，推動工廠化循環水、養殖尾水等環保設施設備研發和推廣應用，循環水養殖是養殖產業主推的綠色養殖模式之一。水產養殖的科學布局，養殖模式轉型升級，養殖尾水達標排放等，均列入水產養殖綠色發展的近期和遠期目標中。

3.1 加強基礎研究

我國擁有眾多的養殖對象，不同品種具有不同的發育生長特性、生活習性和環境需求。在集約化養殖條件下，對養殖對象的生理狀況、行為學特征和營養需求、物質與能量的平衡、免疫特性等方面研究，嚴重不足、缺失，系統認識匱乏。工廠化養殖系統的設計、養殖技術工藝、日常養殖管理策略的設定，皆需要在掌控養殖對象生物學特性、生活習性，尤其在高密度養殖下行為特征等條件下得以實現[5-7]，養殖者無法明晰養殖魚類所需的養殖環境條件及其調控依據，無法依據生物行為變化和水環境變化建立精準管理策略，智能化生產及管理體系的構建更無從談起。因此，工廠化循環水養殖的設備和系統優化、養殖技術的提升及管理系統的建立與完善，亟須系統開展相關應用基礎性研究。研究主要養殖生物在不同密度、水質、水流等條件下的應激理化指標以及生長情況，確定應激養殖環境邊界條件和最優生長條件；探明主要品種在高密度養殖條件下的飼料營養標準、投喂周期及其對生長的影響等[8]，為工廠化智能養殖技術工藝體系的構建夯實基礎。

3.2 提升自主研發能力

設施水產養殖作為水產養殖業發展最為迅速的領域，在節約水土資源、實現環境友好生產、提高勞動生產率和提升水產養殖業綜合效益等方面，發揮了重要作用。與此同時，設施水產養殖面臨新常態形勢下“轉方式、調結構”的發展機遇與挑戰，急需高端技術和裝備提供支撐。高效穩定的漁業裝備，可進一步減少水產養殖操作中人力成本、能源成本、維護成本，實現精準操作和管理，提高生產效率。至今，我國農機設備技術基礎研究缺失，系統穩定性和工作效率不高，裝置核心部件和高端產品依賴進口，我國農業產業安全面臨重大挑戰。全力發展智能化農機裝備創造技術，提升農機裝備科研實力、縮小技術差距，支撐現代農業發展，保障糧食和產業安全是核心任務[9]。傳統的循環水養殖系統設備主要包括微濾機、蛋白分離器、生物濾池、臭氧、紫外線殺菌器及增氧裝置，分別執行大型顆粒物分離、細小顆粒物去除、將氨氮轉化為亞硝氮和硝氮的硝化作用、消毒殺菌和增氧任務。雖然上述設備均已國產化，且基本可以滿足循環水養殖的需求，但由于國產設備以仿制為主，設備技術性能不足，最突出的表現是運行穩定性差、能耗高，直接影響養殖水處理效率、養殖水環境、養殖承載力、單位產出，最終影響單位養殖成本、生產效益及養殖模式的示范推廣。如何提高設備運行的穩定性、處理效率和降低能耗是設備提質的關鍵所在[10]。除上述系統設備外，國內配套養殖輔助設備的研制和制造水平與國外的差距更大，國產電腦控制下的定時定量自動投餌系統基本可以滿足生產要求，吸魚泵、分魚機、數魚器等可以大量解放勞動力的自動化機械設備，整機性能差距明顯。

3.3 突破關鍵技術及工藝

工廠化養殖的理想目標是利用盡可能少的資源，生產更多的產品，并對環境造成最小的影響，要實現這樣的目標，養殖水處理及凈化技術工藝是關鍵。生物濾器憑借其硝化效率高，被廣泛應用于循環水養殖系統中，然而硝酸鹽和磷酸鹽在水體中的積累，成為該養殖模式的突出問題。就養殖水處理的各個環節，國際上的研發熱點，是包括去除養殖水體中積累氮鹽的需氧/兼氧反硝化技術、生物絮團技術、微小懸浮物的去除技術、二氧化碳高效去除技術、膜過濾技術、電化學凈化技術硝化與反硝化技術等。上述技術的研發和突破，將解決養殖水環境中的氮磷積累、養殖尾水排放導致的富營養化等產業問題，實現高效生產、環境友好的綠色發展。

3.4 發展智慧漁業

高效、智能、精準養殖是我國水產養殖業未來綠色發展的重要方向，將突破水產養殖物聯網、智能控制、大數據技術、機器人與智能裝備的研究與研制，與基于養殖生物特性的循環水養殖系統相整合，從而構建陸基工廠化“無人”智能漁場。隨著水質監測傳感器國產化、信息數據處理智能化和物聯網平臺的快速發展，可能實現將智能化技術成果落實到工廠化養殖模式當中[11]。然而必須明確的是，只有在充分研究和明晰養殖對象生理狀況、行為特征及其變化規律、生長曲線及能量收支規律，以及養殖生產過程中水環境變化及調控機理，才能集成物聯網大數據采集與分析，構建養殖對象健康監測與評估、養殖過程管理、水質監控、養殖設備操控等為一體的養殖專家管理系統，構建陸基工廠化“無人”智能漁場，實現智慧漁業的目標。