淡水池塘養(yǎng)殖增氧技術(shù)及設(shè)備的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

淡水池塘養(yǎng)殖增氧技術(shù)及設(shè)備的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)*

劉文珍 徐節(jié)華 歐陽敏

(江西省水產(chǎn)技術(shù)推廣站，江西南昌330046)

池塘養(yǎng)殖是一個(gè)人工營(yíng)養(yǎng)型生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，到了養(yǎng)殖后期，大量的殘余餌料、排泄物以及尸體等沉積，會(huì)造成池塘養(yǎng)殖水體中氨氮、亞硝酸鹽等的濃度快速升高，再協(xié)同低水平的溶氧量，從而導(dǎo)致養(yǎng)殖生物抵抗力減弱，引發(fā)病害產(chǎn)生。早在20世紀(jì)90年代，美國(guó)的BoydCE教授就在其研究中提出溶解氧的調(diào)控在池塘養(yǎng)殖中已成為水產(chǎn)養(yǎng)殖管理中最重要的措施之一。溶解氧在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中的重要性，除了表現(xiàn)為對(duì)養(yǎng)殖生物有直接的影響外，還對(duì)餌料生物的生長(zhǎng)以及水中化學(xué)物質(zhì)存在形態(tài)有重要的影響，因而又間接影響到養(yǎng)殖生產(chǎn)。一方面，好氧微生物降解殘余餌料、水生生物排泄物等有機(jī)物質(zhì)需大量氧氣。另一方面，養(yǎng)殖生物在自身新陳代謝中也需要氧氣。因此，水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘中大多都配有增氧系統(tǒng)，以維持池塘良好的水質(zhì)環(huán)境，促進(jìn)養(yǎng)殖生物的生長(zhǎng)。

目前，池塘增氧一般分為物理增氧、化學(xué)增氧和生物增氧。機(jī)械增氧是物理增氧的一種方式，是指借用機(jī)械設(shè)備向養(yǎng)殖水體中提供高含氧量的水體或通過水體與空氣有效接觸向水體不斷補(bǔ)充氧氣的方式來增加水體中的溶解氧;化學(xué)增氧是指人為投向養(yǎng)殖水體中的化學(xué)制劑遇水后，發(fā)生化學(xué)作用釋放氧氣，提高水體中溶解氧的含量，化學(xué)增氧劑一般為過氧碳酸鈉、過氧酰胺、過氧化鈣和過氧化氫等;生物增氧是指水體中浮游植物光合作用，吸收水體中的二氧化碳，釋放氧氣來達(dá)到水體增氧的目的。其中機(jī)械增氧方式采用最多。

1 我國(guó)增氧設(shè)備的主要類型及研究進(jìn)展

隨著國(guó)內(nèi)漁業(yè)總產(chǎn)值在全國(guó)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的增長(zhǎng)，近些年來，我國(guó)水產(chǎn)業(yè)養(yǎng)殖逐步向高產(chǎn)量發(fā)展。水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量的逐年上升與水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化有密切關(guān)系，特別是增氧機(jī)的廣泛使用是密不可分的。徐皓等在中國(guó)漁業(yè)能源消耗測(cè)算中，推算池塘養(yǎng)殖中增氧年耗電量達(dá)40.3億千瓦時(shí)，占池塘養(yǎng)殖總能耗的54.6%?？梢哉f增氧機(jī)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)漁業(yè)現(xiàn)代化不可缺少的基本裝備。

我國(guó)增氧設(shè)備的研究開發(fā)始于上世紀(jì)七十年代。增氧機(jī)械經(jīng)過30多年的研究與發(fā)展，已逐漸成為一種成熟的養(yǎng)殖裝備，王興國(guó)等研究了養(yǎng)殖水體增氧技術(shù)及方法，蔣樹義等研究了水產(chǎn)養(yǎng)殖用增氧機(jī)的增氧機(jī)理和應(yīng)用方法。目前，在池塘養(yǎng)殖中常見的機(jī)械增氧模式有葉輪式增氧、水車式增氧、噴水式增氧、射流式增氧、微孔管式增氧、螺旋槳式增氧機(jī)等。

1.1 葉輪式增氧機(jī)

葉輪式增氧機(jī)是目前使用最多的增氧機(jī)，開發(fā)至今已有近40年，主要由電動(dòng)機(jī)、減速箱、葉輪、支撐桿、浮球和電機(jī)罩等組成，通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)能夠較大范圍的攪動(dòng)水體，形成中上層旋流，增大水和空氣的接觸面積，不僅擴(kuò)大了氣液界面的表面積，而且氣液間的雙膜變薄，使中上層的增氧均勻，達(dá)到增氧、攪水和曝氣的目的，一般適用于水深在1.5米以上的大面積池塘。

多年來，對(duì)于如何提高葉輪增氧機(jī)效率的研究有很多，1993年，朱松明研究了通過局部增氧提高葉輪增氧機(jī)效率。黃志恒研究發(fā)現(xiàn)，葉輪式增氧機(jī)能滿足魚類應(yīng)急氧需求，其試驗(yàn)結(jié)果表明，葉輪式增氧機(jī)具有較強(qiáng)的水體攪拌能力，它在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可使其周圍附近的溶解氧快速增加。魚類有趨氧性，當(dāng)溶解氧很低而使呼吸受到抑制時(shí)，魚本能地游動(dòng)到溶解氧比較高的水域以暫時(shí)解決缺氧的問題。因此，葉輪式增氧機(jī)具有應(yīng)急增氧的功能。

顧海濤等通過研究葉輪式增氧機(jī)的性能發(fā)現(xiàn)，近10年來葉輪式增氧機(jī)的增氧能力和動(dòng)力效率值呈下降趨勢(shì)。因此不斷的涌現(xiàn)出一些改良設(shè)備，如涌浪機(jī)就是近年來研制和推廣的一種新型池塘養(yǎng)殖增氧機(jī)械，為葉輪式增氧機(jī)的更新?lián)Q代產(chǎn)品。其工作機(jī)理是利用浮體葉輪中央提水并共振造浪向四周擴(kuò)散，提高陽光對(duì)水體的光照強(qiáng)度促進(jìn)水體藻類的生長(zhǎng)，充分發(fā)揮和利用池塘的生態(tài)增氧能力。但其在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用尚少，管崇武等進(jìn)行了涌浪機(jī)在高位池凡納濱對(duì)蝦高密度養(yǎng)殖條件下增氧情況的研究，并進(jìn)行了不同天氣狀況下與水車增氧機(jī)增氧效果的對(duì)比，試驗(yàn)表明涌浪機(jī)在晴好天氣下增氧能力遠(yuǎn)超同功率水車增氧機(jī)，但在陰雨天和夜間涌浪機(jī)的增氧效果較差，因此在實(shí)際應(yīng)用中需與其他增氧方式相結(jié)合使用，將會(huì)取得較好的效果。

1.2 水車式增氧機(jī)

水車式增氧機(jī)是電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)車葉的運(yùn)轉(zhuǎn)，然后葉片拍擊水面，實(shí)現(xiàn)車葉的擊水和攪水作用，增加表層的水體與空氣的接觸，具有較好的增氧效果，適用于水體較淺的池塘。水車式增氧機(jī)有單車、多車之分，它主要由電動(dòng)機(jī)、減速裝置、支架、浮體、葉輪5部分組成。水車式增氧機(jī)也具有一定的應(yīng)急增氧能力，但水車式增氧機(jī)提水及攪拌深度為1m左右，對(duì)1.5m以下的底層水體幾乎沒有增氧作用。水車式增氧機(jī)的顯著特點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可形成一股較大的定向水流，對(duì)喜好水流的養(yǎng)殖魚類較為適合。對(duì)于水車式增氧機(jī)的針對(duì)性研究不多，李振安研究了三角葉片水車式增氧機(jī)。

1.3 噴水式增氧機(jī)

噴水式增氧機(jī)是利用潛水電機(jī)將水噴向空中，然后散開落下，使水與空氣接觸達(dá)到增加溶氧的目的。噴水式增氧機(jī)可以在較短時(shí)間內(nèi)迅速提高表層水體的溶氧，同時(shí)具有觀賞效果，適用于公園和旅游區(qū)等觀賞魚類的淺水小池塘。

1.4 射流式增氧機(jī)

射流式增氧機(jī)是由淺水泵和射流管配套組合而成，工作時(shí)，水泵噴出來的高速流水通過射流器，在射流器喉管附近的空氣加速進(jìn)入噴射擴(kuò)張器，從而在喉管附近產(chǎn)生負(fù)壓，空氣和水混合達(dá)到增氧的目的。因?yàn)檫@種增氧機(jī)在水下沒有轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械裝置，不會(huì)傷害魚體，所以適合養(yǎng)魚密度大的深水魚池以及育苗池增氧使用。射流式增氧機(jī)水體攪拌能力較弱，但其運(yùn)行時(shí)作用于較深水體，具有噪聲低、引起的水流紊流程度小等優(yōu)點(diǎn)。

周建來等研究了雙側(cè)吸氣射流增氧機(jī)射流器噴嘴內(nèi)吸氣作用如何達(dá)到最佳效果，吳世海做了射流自吸式增氧機(jī)的優(yōu)化試驗(yàn)，門濤等采用SC/T6009－1999評(píng)價(jià)了射流式增氧機(jī)的性能，結(jié)果表明，射流式增氧機(jī)對(duì)于下層水體具有良好的增氧效果，能使1.5m水深處溶氧值提高31.0%;利用產(chǎn)生的水流攪拌水體，使上下水層進(jìn)行交換，避免水體溶氧量分層分布，并且水體曝氣也可改善水質(zhì)。

1.5 微孔曝氣增氧機(jī)

微孔曝氣增氧機(jī)，又稱微孔管式增氧機(jī)、底充式增氧機(jī)，是一種池塘底充氧技術(shù)，是近年來發(fā)展起來的一種新型增氧機(jī)，將高分子微孔管均勻的布設(shè)在池塘底部，利用空壓機(jī)將空氣壓入微孔管道，然后在池塘的底部以連續(xù)不斷的微小氣泡溢入水體，氣泡破裂后使空氣彌散溶解到水體中，不僅具有很好的增氧效果，帶動(dòng)水體上下對(duì)流，減少溫躍層，氧躍層的產(chǎn)生，同時(shí)也可以將池塘底部的有害物質(zhì)帶走，適用于深水池塘。

對(duì)于微孔曝氣增氧機(jī)，各地研究人員做了大量的應(yīng)用試驗(yàn)。楊笑談等針對(duì)微孔曝氣增氧在北方池塘養(yǎng)殖中的應(yīng)用做了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明，開啟微孔增氧設(shè)備后，池塘底部溶氧水平有0.2－2mg/ L的提升，亞硝酸鹽、氮磷明顯減少，表底層差異顯著減小，消除躍層作用明顯，底質(zhì)環(huán)境得到改善，比上一年增產(chǎn)33.3%。并首次將這個(gè)系統(tǒng)大面積應(yīng)用于北方冰下越冬池塘中。劉鵬飛等、戴恒鑫等、俞愛萍都針對(duì)池塘河蟹養(yǎng)殖中使用微孔增氧進(jìn)行了研究，并得出結(jié)論該技術(shù)對(duì)蟹池底層增氧效果明顯，能改善水質(zhì)，提高產(chǎn)量，增加效益。安徽省甘小順經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在高密度池塘養(yǎng)殖中，若是單用微孔增氧，結(jié)果在正常天氣情況下魚群也大量浮頭，若是與葉輪式增氧機(jī)配合使用，能很好的起到增氧、降氨氮等作用。2009年福建省水產(chǎn)技術(shù)推廣總站在三元區(qū)淡水池塘養(yǎng)殖中進(jìn)行了微孔增氧技術(shù)的試驗(yàn)示范，試驗(yàn)表明微孔增氧不僅可以直接向水體輸送氧氣，還能通過充氣促進(jìn)池塘水體上下交換，可對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘經(jīng)過改造后水深為2～3m的池塘底層進(jìn)行增氧，可保持水質(zhì)，提高魚類成活率、規(guī)格和產(chǎn)量。2010年徐州市水產(chǎn)科學(xué)研究所在彩鯽苗種培育試驗(yàn)中進(jìn)行了微孔增氧技術(shù)的試驗(yàn)示范，取得了良好的效果。

但是，微孔曝氣增氧機(jī)不具有應(yīng)急增氧功能:微孔曝氣設(shè)備原是污水好氧生物處理系統(tǒng)中一個(gè)重要的工藝設(shè)備，在城市污水和工業(yè)廢水處理廠廣泛應(yīng)用。當(dāng)水底曝氣增氧時(shí)，充足的氧可轉(zhuǎn)化水底微生物分解物，使水體自我凈化功能得到恢復(fù)，減少氨氮、硫化物、亞硝酸鹽等有害物質(zhì)的產(chǎn)生，使水體生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)。但實(shí)測(cè)結(jié)果表明，因運(yùn)行時(shí)曝氣作用于整個(gè)養(yǎng)殖水體而增氧緩慢，沒有形成水流，曝氣式增氧機(jī)對(duì)水體沒有攪拌作用。因此，該型式增氧機(jī)的“面增氧”工作方式在養(yǎng)殖水體缺氧時(shí)沒有應(yīng)急增氧作用;當(dāng)晴好天氣需要進(jìn)行上層水體富氧層與下層水體欠氧層交換攪拌時(shí)，其也沒有提水及攪拌能力。因此，微孔曝氣增氧機(jī)單獨(dú)使用時(shí)，不合適四大家魚等常規(guī)魚種的養(yǎng)殖。因此，最好能配合其他增氧機(jī)一起使用。

目前，微孔增氧機(jī)已經(jīng)列入了《國(guó)家支持推廣的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品目錄》，獲農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼，主要設(shè)備:羅茨風(fēng)機(jī)(空壓機(jī)、滑片泵等)、微孔增氧盤(增氧管)、截止閥、排氣閥、支架、通氣主管、輔管、軟管、接頭等設(shè)備組成，另外配閥門定時(shí)開關(guān)，水質(zhì)檢測(cè)儀器等。

1.6 螺旋槳式增氧機(jī)

目前，在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)用較多的是葉輪式、水車式、噴水式和射流式增氧機(jī)等，這幾種增氧機(jī)在增氧方面都能起到不錯(cuò)的作用與效果，但是以上幾種增氧機(jī)在某些方面還是存在不足之處。例如葉輪式增氧機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的噪聲很大，水車式增氧機(jī)和射流式增氧機(jī)的市場(chǎng)占有率相對(duì)較少，前者主要應(yīng)用于養(yǎng)蝦、養(yǎng)鰻等水產(chǎn)品養(yǎng)殖中，后者主要是在特種水產(chǎn)品的養(yǎng)殖和工廠化養(yǎng)殖中應(yīng)用的較多，主要的缺點(diǎn)表現(xiàn)在增氧能力方面與動(dòng)力效率方面功效較差。螺旋槳式增氧機(jī)就是在以上幾種增氧機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造而產(chǎn)生的。它的原理是將空氣通過螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的負(fù)壓吸入水中，并在高速水流的沖擊下破碎成微小的高密度霧狀氣泡擴(kuò)散至水體的中下層，這樣，就極大地增加了氣—液傳質(zhì)界面，且使氣泡在水中停留的時(shí)間長(zhǎng)，溶氧時(shí)間增加，使得空氣能與水體充分混合，同時(shí)，氣泡暴烈時(shí)產(chǎn)生大量負(fù)離子，起到充分溶氧和凈化水質(zhì)的作用。另一方面，由于螺旋槳的強(qiáng)大的推力，水流可將氧氣送到35米開外的水中，形成動(dòng)態(tài)富氧水流環(huán)繞整個(gè)水體，大流量的過飽和水流既促成水體中的高效率氧氣交換，又形成模擬生態(tài)水流，將富氧水送至水體的各個(gè)角落，使死水變成活水。

1.7 其他增氧方式

傳統(tǒng)的增氧技術(shù)(如葉輪式、水車式增氧機(jī))雖然對(duì)表層增氧效果較好，但存在增氧能力有限、底層增氧量低、增氧不均勻、能耗大、噪聲大等諸多問題。

耕水機(jī)健康養(yǎng)殖技術(shù)是通過機(jī)器漿輪翼的旋轉(zhuǎn)，生成圍繞及其中心上升的循環(huán)水流和擴(kuò)展到水面的水流，將水體底部的水引導(dǎo)提升到水面，經(jīng)吸收氧氣和陽光后再循環(huán)回水底。使水體充分暴曬于紫外線下，消除多種有害菌類和氣體，通過水體的循環(huán)使水質(zhì)明顯改善、水體顏色明顯變淺，水體溶氧總含量增多，上、中、下各層溶氧均勻度顯著提高，魚群浮頭現(xiàn)象明顯減少。同時(shí)促進(jìn)水體中的有益藻和浮游生物的生長(zhǎng)，形成完善的食物鏈，降低了餌料投放量，提高了餌料利用率，達(dá)到生態(tài)健康養(yǎng)殖的要求。

生物凈化方法是指利用生物的生命代謝活動(dòng)來降低存在于環(huán)境中有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害化，從而使受到污染的生態(tài)環(huán)境能夠部分或完全恢復(fù)到原初狀態(tài)的過程。它包括利用植物、動(dòng)物和微生物吸收、降解、轉(zhuǎn)化水體和底泥中的污染物，使污染物的濃度降低到可接受的水平，或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，亦或?qū)⑽廴疚锓€(wěn)定化，以減少其向周邊環(huán)境的擴(kuò)散。不過，目前各種生物凈化方法優(yōu)缺并存，使用單一的生物凈化方法難以達(dá)到全面凈化水質(zhì)的效果，比如，利用生物膜法能將水中有機(jī)物和氨氮分別降解、氧化為毒性相對(duì)較低的硝酸鹽，使養(yǎng)殖水體得到一定程度的凈化，但會(huì)導(dǎo)致硝酸鹽的大量積累和溶氧及pH值的顯著降低。因此，敬小軍等提出并構(gòu)建了由水生高等植物、濾食性貝類和生物刷搭配的集成生物凈化系統(tǒng)，通過三者所具有的不同水質(zhì)凈化功能，達(dá)到水質(zhì)凈化和廢棄物再循環(huán)利用的目的。楊帆等提出了利用水生植物增氧系統(tǒng)處理方法，建立了預(yù)測(cè)螺旋藻增氧效果的數(shù)學(xué)模型，該模型具有較高的預(yù)測(cè)可靠性，研究結(jié)果也表明螺旋藻增氧效果好。

另外，為適應(yīng)工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的需要，一些新的增氧技術(shù)越來越受到重視:陳友光等研究了純氧曝氣錐的增氧規(guī)律，證明純氧增氧的氧氣利用率較高。張宇雷等研究了低壓純氧增氧裝置的工作性能、影響因素及試驗(yàn)條件。國(guó)外增氧技術(shù)的研究主要是利用富(純)氧增氧，在對(duì)水庫、湖、河等增氧中，使用這種增氧方式效果良好。富(純)氧增氧的氧源采用高壓氧氣、液氧或現(xiàn)場(chǎng)制備的富氧，通過改變氣源，增加氣液接觸面積，提高增氧效率，降低能耗。同我國(guó)占絕大多數(shù)的機(jī)械式增氧設(shè)備相比，富(純)氧增氧設(shè)備具有省電、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，增氧效率高等優(yōu)點(diǎn)。賈惠文等介紹了一種用于工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的純氧增氧設(shè)備，利用射流器將水和純氧混合后射入混合罐中，增加氧氣與水的接觸時(shí)間，并設(shè)有未溶解氧氣的回收裝置。通過在線自動(dòng)檢測(cè)溶解氧的變化，對(duì)射流器的主要尺寸進(jìn)行優(yōu)選，確定理想尺寸。通過溶解氧的變化監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，證明了純氧增氧比空氣增氧具有更大的優(yōu)勢(shì)。

劉松等提出了超重力機(jī)增氧方式，它利用旋轉(zhuǎn)可調(diào)的離心力場(chǎng)代替常規(guī)重力場(chǎng)，使得氣液兩相的相對(duì)速度大大提高，相界面更新加快，生產(chǎn)強(qiáng)度成倍提高，極大地強(qiáng)化了氣液傳質(zhì)過程。研究表明，用超重力機(jī)進(jìn)行水體增氧，測(cè)得溶解氧濃度最大值達(dá)25.92mg/L，比水車式增氧機(jī)高出許多，體現(xiàn)出超重力技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的廣闊應(yīng)用前景。

這些研究為開發(fā)新型增氧設(shè)備奠定了基礎(chǔ)。

1.8 混合增氧方式

不少養(yǎng)殖池塘利用裝備結(jié)構(gòu)和增氧機(jī)理上的差異，在同一養(yǎng)殖水域安裝兩種不同的增氧設(shè)備，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、配合使用、混合增氧，取得了較為理想的增氧效果。如在翹嘴紅鮊混養(yǎng)塘中，采用耕水機(jī)平衡增氧為主，葉輪式增氧為輔的混合增氧方式，同比增產(chǎn)11.3%。

此外，有些養(yǎng)殖場(chǎng)把耕水機(jī)與底層微孔增氧設(shè)備或葉輪式與水車式增氧機(jī)配合使用，能取得較好的效果。魏珂等在探究南美白對(duì)蝦池塘養(yǎng)殖中合理的機(jī)械增氧模式時(shí)得出結(jié)論，在南美白對(duì)蝦池塘養(yǎng)殖中，立體增氧模式明顯優(yōu)于單一增氧模式，尤以底充式和水車式結(jié)合的立體增氧模式效果最好。黑龍江牡丹江水產(chǎn)技術(shù)推廣站利用增氧劑和機(jī)械增氧相結(jié)合的方法進(jìn)行增氧，可以很好的解決越冬鯉魚大批死亡的問題。

2 增氧機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

水體溶解氧的調(diào)控是健康養(yǎng)殖系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。養(yǎng)殖水體普遍采用的增氧方式按照氧源劃分為空氣源增氧和氧氣增氧。對(duì)于空氣源增氧已有的標(biāo)準(zhǔn)是SC/T6009－1999《增氧機(jī)增氧能力試驗(yàn)方法》，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了增氧機(jī)的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法和結(jié)果計(jì)算方法，適用于增氧機(jī)的增氧能力和動(dòng)力效率的檢測(cè)。SC/T6010－2001《葉輪增氧機(jī)通用技術(shù)條件》和SC/T6017－1999《水車式增氧機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種增氧機(jī)的形式、基本參數(shù)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志和包裝等。

3 增氧機(jī)的使用原則

廣大水產(chǎn)養(yǎng)殖戶使用增氧機(jī)的目的有兩個(gè):一是增加水體中溶解的氧，一般用于夜間，因?yàn)橐归g水體表面光合作用少，水體中含氧量會(huì)明顯下降;二是促進(jìn)上下水層的水體交換，一般用在白天，因?yàn)榘滋斐靥林幸话悴粫?huì)存在缺氧問題，而此時(shí)開啟增氧機(jī)的目的基本是為了增加上、下水層的水體交換，改善池底水質(zhì)環(huán)境。

李曼、雷永富和于建萍等均研究了水中溶解氧的變化規(guī)律和增氧機(jī)的使用方法，總結(jié)了“三開三不開”和“六開三不開”的使用原則。主要如下:

(1)晴天中午開。在夏秋季節(jié)的中午，由于池塘的水溫比較高，飼料的大量投喂會(huì)使水中有機(jī)物多、水質(zhì)過肥、浮游植物豐富、透明度降低，導(dǎo)致池塘上下層的溶氧差別過大，這時(shí)應(yīng)該開啟增氧機(jī)1－2小時(shí)，使水體的上下層的水溫和溶氧能夠達(dá)到一致;

(2)陰天次日清晨開機(jī)。水體中的溶氧經(jīng)過一夜的消耗，清晨前后的溶氧量最低，如果恰逢陰天，光合作用不強(qiáng)，此時(shí)必須開啟增氧機(jī)，增加水體的溶氧;

(3)連綿陰雨天半夜開機(jī)。在連綿的陰雨天氣，白天由于光照強(qiáng)度不足，浮游植物的光合作用弱，導(dǎo)致池塘溶氧低。在夜間，有機(jī)物的分解和其它的生物體大量消耗水體中的溶氧，一般在半夜或清晨1～2點(diǎn)，局部或者全池的魚類會(huì)出現(xiàn)浮頭現(xiàn)象，這時(shí)應(yīng)該及時(shí)開增氧機(jī)，一直到魚類不浮頭時(shí)停機(jī);

(4)天氣變化發(fā)現(xiàn)魚類浮頭立即開機(jī)。

(5)其他情況。魚類生長(zhǎng)旺季天天開機(jī);低溫時(shí)節(jié)不必開機(jī);陰雨天白天不開機(jī);晴天傍晚不開機(jī)。

4 智能化增氧設(shè)備的發(fā)展

從以往的研究可以看出，各研究機(jī)構(gòu)和研究人員對(duì)于增氧機(jī)的研究大都在于如何提高增氧機(jī)機(jī)械性能和傳授使用經(jīng)驗(yàn)，但對(duì)于現(xiàn)代漁業(yè)生產(chǎn)中如何科學(xué)、合理的使用增氧機(jī)械，降低能耗卻很少進(jìn)行較為嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)的研究，車軒等在中國(guó)主要水產(chǎn)養(yǎng)殖模式能耗調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，估計(jì)由于養(yǎng)殖控制技術(shù)落后，造成增氧機(jī)械約有40%的時(shí)間處于“空”運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

因此對(duì)于目前池塘養(yǎng)殖中大量使用的主要養(yǎng)殖裝備池塘增氧機(jī)械，就如何提高使用效率，降低生產(chǎn)能耗的研究是十分必要的，這也將為新型的池塘增氧機(jī)械和增氧節(jié)能方式、方法的研究和開展池塘精準(zhǔn)化、智能化增氧研究提供現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。韓世成等早在2004年就結(jié)合養(yǎng)殖池塘生物增氧的實(shí)際要求，研究了一種池塘增氧機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能模擬人工對(duì)增氧機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行適時(shí)控制，可根據(jù)用戶的實(shí)際需要任意設(shè)定增氧時(shí)間與自動(dòng)重復(fù)啟動(dòng)間隔時(shí)間，在斷相、過載的情況下能自動(dòng)切斷電源，對(duì)增氧機(jī)電機(jī)起到保護(hù)作用。

但是由于無法準(zhǔn)確判斷溶氧含量，人工控制增氧機(jī)仍然存在著一定的盲目性，難以達(dá)到既讓溶氧適度又能節(jié)約電能的目的，缺氧現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，殘酷的教訓(xùn)觸目驚心!要有效地解決魚塘增氧問題，就應(yīng)該發(fā)展智能式增氧機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)自檢測(cè)自控制開關(guān)的增氧機(jī)。該控制系統(tǒng)可大大方便人們的使用。近年來，朱明瑞、朱又錦、劉星橋、俞紅杰和孫道宗等對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖中溶解氧的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了大量的研究，劉興國(guó)等在池塘溶氧控制方面，已開展了具體的研究和實(shí)踐，研究的溶解氧控制系統(tǒng)可控制下限為3mg/L，上限為5mg/L，并已在池塘養(yǎng)殖中得到實(shí)際運(yùn)用，基本能滿足池塘溶氧監(jiān)測(cè)和控制的需要。王建喜等提出了一種對(duì)溶解氧濃度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的智能無線傳感網(wǎng)絡(luò)小型節(jié)點(diǎn)，并以此進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建，包括監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、硬件結(jié)構(gòu)及軟件流程的總體方案設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水體含氧量，具有增氧機(jī)自動(dòng)開機(jī)、關(guān)機(jī)以及超限聲光報(bào)警等功能，并可以與公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)大面積工廠化養(yǎng)殖的遠(yuǎn)程監(jiān)控。該系統(tǒng)節(jié)能效果明顯，具有重要的實(shí)用價(jià)值。并且已經(jīng)有企業(yè)將此申請(qǐng)專利且投入實(shí)踐生產(chǎn)，如鄭州漁工電子科技公司研發(fā)了魚塘全自動(dòng)增氧控制器(溶解氧自動(dòng)測(cè)控儀)并申請(qǐng)專利，能連續(xù)監(jiān)測(cè)池塘的溶解氧和水溫，當(dāng)溶解氧降低時(shí)，增氧機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)溶解氧升高時(shí)，增氧機(jī)停止。

近幾年，水產(chǎn)養(yǎng)殖面積不斷擴(kuò)大、單位面積產(chǎn)量不斷提高，結(jié)構(gòu)持續(xù)調(diào)整，在這樣的背景下，機(jī)械增氧技術(shù)也呈現(xiàn)了新的變化趨勢(shì)，增氧設(shè)備向節(jié)能低耗、高效可控方向發(fā)展。混合機(jī)械增氧技術(shù)得到應(yīng)用與發(fā)展，微孔曝氣增氧技術(shù)迅猛發(fā)展，科研人員在不斷的探索新的增氧技術(shù)。當(dāng)然增氧技術(shù)及設(shè)備的高速發(fā)展，有利有弊，在近幾年水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)發(fā)展的形勢(shì)下，大量的新生企業(yè)加入增氧機(jī)生產(chǎn)行列，造成國(guó)內(nèi)增氧機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量有所下滑，這需要我國(guó)科研人員和企業(yè)共同努力促進(jìn)高質(zhì)量低耗能增氧機(jī)的開發(fā)。