耕水機(jī)在池塘養(yǎng)殖中應(yīng)用效果的比較研究

耕水機(jī)在池塘養(yǎng)殖中應(yīng)用效果的比較研究

林海，張?jiān)瀑F，李旭光，周軍，周剛

（江蘇省淡水水產(chǎn)研究所，江蘇南京 210017）

我國是淡水養(yǎng)殖大國，2010年淡水池塘養(yǎng)殖面積2 377.01千hm2，養(yǎng)殖產(chǎn)量3 828.84萬t，占水產(chǎn)品總產(chǎn)量的71.26%（2010年全國漁業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)公報(bào)）。溶氧是養(yǎng)殖池塘水質(zhì)管理中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其變化是水體理化性質(zhì)和生物學(xué)過程的綜合反映，也是養(yǎng)殖池塘生產(chǎn)性能的重要參數(shù)。夏季是養(yǎng)殖魚類生長的高峰季節(jié),魚類呼吸、殘餌及水中有機(jī)物的分解都要消耗大量溶解氧，僅靠藻類光合作用和空氣溶解等自然增氧遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足集約化池塘養(yǎng)殖對溶氧的需求，因此需要頻繁使用機(jī)械輔助增氧。

目前使用較多的幾種增氧機(jī)械中，除傳統(tǒng)的葉輪式增氧機(jī)外，還有微孔增氧和耕水機(jī)。葉輪式增氧機(jī)能滿足增氧和水層水體交換的需要，在常規(guī)池塘養(yǎng)殖中使用最為廣泛，微孔增氧則主要用于蝦蟹養(yǎng)殖水體的底層增氧。而耕水機(jī)是一種專門針對水層循環(huán)交換使用的涌浪機(jī)，能在較小范圍內(nèi)形成“流水”快速改善水質(zhì)，就水體交換而言,耕水機(jī)替代葉輪式增氧機(jī)可有效降低養(yǎng)殖能耗和養(yǎng)殖成本。

為此，筆者研究了日照條件下養(yǎng)殖池塘表層水及底層水溶氧量、水溫的變化，對葉輪式增氧機(jī)（3 000 W）和耕水機(jī)（60 W）兩種不同增氧機(jī)械條件下養(yǎng)殖水質(zhì)變化指標(biāo)進(jìn)行了分析比較。旨在為適時(shí)、合理、經(jīng)濟(jì)地使用養(yǎng)殖機(jī)械進(jìn)行水體溶解氧的調(diào)控提供借鑒，為節(jié)能高效的新型漁業(yè)增氧機(jī)械的大面積推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 設(shè)備與材料

耕水機(jī)主要由防護(hù)罩、機(jī)電總成、拉桿、浮桿連接板、浮桿、耕板、浮球及耕板等組成，主要工作原理是利用耕水機(jī)耕板以低能耗驅(qū)動(dòng)水體產(chǎn)生大范圍的運(yùn)動(dòng)和立體循環(huán)，表層水以“耕水機(jī)”為中心緩緩向四周流動(dòng)，底層水源不斷地提升進(jìn)行補(bǔ)充，帶動(dòng)整池水體的緩慢循環(huán)流動(dòng)，周而復(fù)始，整個(gè)水體都能與空氣接觸，通過曝曬、空氣接觸、紫外線照射、藻類光合作用等途徑使整個(gè)水體的載氧量增加，進(jìn)而分解有害物質(zhì)，增加天然餌料，改善水體環(huán)境，“流水不腐‘也就是這個(gè)道理。試驗(yàn)塘所用的耕水機(jī)主要工作參數(shù)為額定功率60 W，工作電壓220 V，轉(zhuǎn)速6～8轉(zhuǎn)/min，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

1.2 試驗(yàn)塘選擇

2016年4—10 月，選擇南京浦口某河蟹養(yǎng)殖優(yōu)秀示范戶4口塘，養(yǎng)殖用水源、池塘底質(zhì)均相同，增氧方式依次為微孔增氧（微孔組）、葉輪增氧機(jī)增氧（普通組）和無人工增氧（對照組），水深1.2 m，面積為10×667 m2，均為主養(yǎng)河蟹、套養(yǎng)青蝦、鱖魚的養(yǎng)殖模式。各組均放養(yǎng)規(guī)格蟹種700只/667 m2。水草以種植伊樂藻、輪葉黑藻為主，黃絲草和苦草為輔。投喂飼料均以顆粒料為主、谷物為輔。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 現(xiàn)場測定現(xiàn)場測定主要采用HACHHQ40d多功能水質(zhì)測定儀，對養(yǎng)殖池塘進(jìn)行水溫和溶氧的常規(guī)日常測定，結(jié)合養(yǎng)殖關(guān)鍵時(shí)期進(jìn)行48 h全程測定溶氧和水溫變化。按照同方位、同距離原則，每個(gè)養(yǎng)殖池塘不少于6個(gè)檢測點(diǎn)，同一監(jiān)測點(diǎn)分水體表層、水下（50 cm）、水下（100 cm）3個(gè)不同水層。

1.3.2 水樣采集與測定2016年4—9月河蟹養(yǎng)殖季節(jié)，每月采集各塘口水樣1次，時(shí)間選擇養(yǎng)殖蝦、蟹易缺氧時(shí)間段，分別為6∶00和16∶00。在試驗(yàn)塘口按“S”型設(shè)5個(gè)采樣點(diǎn)，采集水面下20 cm，取水樣1 000 mL，4℃保存。

亞硝酸鹽氮（NO2-N）采用分光光度法測定、氨氮（NH3-N）采用水楊酸分光光度法測定、高錳酸鉀鹽指數(shù)采用堿性高錳酸鉀氧化法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

將所測的溶解氧、溫度數(shù)據(jù)分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差處理，然后計(jì)算溶解氧均勻度和溫度均勻度。對測得的水質(zhì)數(shù)據(jù)用SPSS 11.0進(jìn)行t檢驗(yàn)分析。

式中∶M1為溶解氧均勻度，單位%；M2為溫度氧均勻度；S1為溶解氧標(biāo)準(zhǔn)差；S2為溫度標(biāo)準(zhǔn)差為n個(gè)測量點(diǎn)的溶解氧平均數(shù)，單位mg/L；為測量點(diǎn)的溫度平均數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對水體溶解氧的影響

試驗(yàn)塘（微孔增氧、耕水機(jī)）和對照塘（葉輪機(jī)械增氧）溶解氧均勻度變化如圖1所示，從圖中可以看出，試驗(yàn)塘溶解氧均勻度后期一直高于對照塘，并且試驗(yàn)塘溶解氧均勻度在85.0%～95.0%之間，其中耕水機(jī)池塘水體中的溶解氧分布比較均勻，表底層溶解氧質(zhì)量濃度最大差值為1.65 mg/L；對照塘溶解氧均勻度在50.9%～94.4%之間，表底層溶解氧質(zhì)量濃度最大差值為3.08 mg/L。說明應(yīng)用耕水機(jī)使表層高溶度溶解氧充分向底層低溶解氧層擴(kuò)散，增加了底層溶解氧的含量，提高試驗(yàn)塘溶解氧均勻度。

從圖2中連續(xù)48 h兩個(gè)晝夜監(jiān)測可以看出，各塘口溶解氧均出現(xiàn)晝夜起伏變化，但機(jī)器運(yùn)行24 h后，試驗(yàn)塘平均溶解氧含量略高于對照塘，這說明試驗(yàn)塘只開啟耕水機(jī)能夠代替增氧機(jī)增加水中溶解氧質(zhì)量濃度的需求。結(jié)合整個(gè)養(yǎng)殖過程，試驗(yàn)塘應(yīng)用耕水機(jī)充分利用水體自身增氧，溶解氧質(zhì)量濃度最高達(dá)到15 mg/L以上，且一直維持在比較高的水平。而微孔增氧雖增氧速度快，應(yīng)急效果好，但出于節(jié)能節(jié)約成本考慮，不宜長時(shí)間使用，因此易導(dǎo)致養(yǎng)殖水體溶氧起伏變化大。

圖1 各處理池塘溶解氧均勻度對比圖

2.2 對水溫的影響

試驗(yàn)塘（耕水機(jī)）和對照塘（葉輪增氧）溫度均勻度變化如圖5所示，整個(gè)養(yǎng)殖周期內(nèi)，試驗(yàn)塘溫度均勻度明顯高于對照塘。試驗(yàn)塘水體溫度均勻度趨勢平穩(wěn)，均勻度最高達(dá)到99.8%，最低為96.9%，表底層最大溫差為1.2℃；而對照塘表底層溫差較大，溫度均勻度最高達(dá)到98.0%，最低為92.8%，最大溫差在2.8℃。由以上分析可知使用耕水機(jī)能夠提高水體溫度均勻度，減小水體表底層溫差現(xiàn)象。

圖2 各處理池塘平均溶解氧質(zhì)量濃度對比圖

圖3 養(yǎng)殖期各處理池塘溶解氧均勻度對比圖

在夏季高溫季節(jié)，底層水溫達(dá)30℃以上，易導(dǎo)致水質(zhì)惡化、蝦蟹食欲不振、蛻殼不遂、發(fā)病率高，啟用耕水機(jī)能有效增加水體流動(dòng)，提高水溫均勻度，一定程度上減少高溫、逆溫層對蝦蟹生產(chǎn)帶來的不利影響。

2.3 水質(zhì)的影響

由表1河蟹養(yǎng)殖周期的每月水質(zhì)監(jiān)測分析可知，試驗(yàn)組（耕水機(jī)）總氮、總磷、CODMN較高于對照組（葉輪增氧），分析可能由于試驗(yàn)組運(yùn)行耕水機(jī)后，促進(jìn)了池塘底層沉積物中有機(jī)物質(zhì)的分散、分解，表現(xiàn)為有機(jī)負(fù)荷增加。但試驗(yàn)組中的氨氮除8月份外，其余生產(chǎn)季節(jié)均低于對照組，說明耕水機(jī)有利于使池塘的水體變成“活水”，水體的不斷流動(dòng)、攪動(dòng)有利于抑制氨氮等有害物質(zhì)的生成。

3 小結(jié)

3.1 良好的水體攪拌能力

開機(jī)后約24 h，全池水溫均勻度已達(dá)97.8%，溶氧均勻度已達(dá)97.5%。耕水機(jī)的運(yùn)行能使整個(gè)水體的溫度趨于一致（均勻），消除溶氧在水體中水平和垂直分布上的不均勻性，直接改善養(yǎng)殖水的溫度、溶氧和水質(zhì)。耕水機(jī)的機(jī)械作用是攪動(dòng)、曝氣，并產(chǎn)生環(huán)流效應(yīng)，使表層和底層的水體進(jìn)行交換，溶解氧較高的上層水體到了下層，帶來豐富的溶氧；底層的低溶解氧水體被帶到上層，進(jìn)行光合作用、曝氣，從而達(dá)到水體溶解氧的均勻合理分布，打破水體分層的現(xiàn)象。

3.2 一定的改善水質(zhì)效果

通過耕水機(jī)的攪動(dòng)和曝氣功能，增加了中下層水體與光照的接觸，有利于浮游植物光合作用和微生物作用，比傳統(tǒng)增氧設(shè)備更能構(gòu)建水體底部良好的微生物群落，促進(jìn)異養(yǎng)菌繁殖，加快有害物質(zhì)的氧化分解。既提高了水體自凈能力，也減少了養(yǎng)殖尾水中有機(jī)污染物。

圖4 試驗(yàn)塘和對照塘溫度均勻度對比圖

圖5 兩種增氧方式下池塘溶解氧均勻度變化

表1 兩種增氧方式下水質(zhì)變化

3.3 良好的經(jīng)濟(jì)性

以試驗(yàn)10×667 m2池塘為例，一臺(tái)3 kW葉輪增氧，日開機(jī)2 h，每667 m2水面日消耗電費(fèi)0.36元；耕水機(jī)60 W，運(yùn)轉(zhuǎn)24 h，每667 m2日均電費(fèi)0.09元（按0.6元/kWh計(jì)）。僅電費(fèi)開支耕水機(jī)就減少了3/4。耕水機(jī)的使用，不僅能滿足日常水體溶氧的需求，還能有效節(jié)省能耗，有效減低養(yǎng)殖成本，可謂經(jīng)濟(jì)環(huán)保。