蔡青霖，黎一婵，孔令春

（苍梧县水产技术推广站，广西 梧州 543116）

工厂化循环水养殖，是集水产养殖技术与现代工业及信息化技术于一体的高度集约化养殖模式，可以实现生产效率最高、生态环境保持最佳、动物福利得到加强的目标，绿色、生态、循环、高效，代表着未来水产养殖业发展方向，符合当前我国提倡的节能减排、转变经济发展模式的需求。随着我国渔业现代化水平不断提高，新技术新材料不断出现，循环水养殖产业得到了快速发展。现综合分析我国工厂化循环水养殖产业发展现状、存在的主要问题以及对策，拟为今后我国工厂化循环水养殖产业的可持续发展提供参考。

1 发展现状

2018 年我国淡水工厂化养殖水体4 814.2 万m3，淡水工厂化养殖产量21.3 万t，主养品种有草鱼（Ctenopharyngodon idella）、鲢（Hypophthalmichthys molitrix）、鲤（Cyprinus carpio）、罗非鱼（Oreochromis mossambicus）等，福建、山东、浙江是产量最高的省份[1]。当前，我国工厂化养殖模式仍以流水养殖模式为主，仅辽宁、河北两省地方约有工厂化流水养殖面积320 万m2，大部分养殖以小规模分散经营为主，水资源和土地利用率不高。近年来循环水养殖企业增长迅速，2014 年时，我国工厂化循环水养殖企业约80 多家，养殖水体不到80 万m3，到2018年底，我国工厂化循环水养殖总规模约200 万m2。我国海、淡水工厂化养殖产量发展趋势见图1。由图1可见，我国近些年海、淡水养殖产量的发展趋势图，说明工厂化循环水养殖模式具有发展前景及发展潜力。据唐茹霞等[2]对全国14个省份的33 家循环水养殖企业调研，我国当前循环水养殖企业以小型企业为主，一半以上企业养殖水体＜5 000 m3，系统造价＜200 万元；养殖品种主要为鲆鲽类和虾类；经济效益、水处理需求和环保压力是企业选择循环水养殖模式的3 个主要原因。工厂化循环水养殖平均单产是传统流水养殖的3 倍，然而循环水养殖在工厂化养殖中的占比不足3%，发展潜力巨大[3]。

图1 我国海、淡水工厂化养殖产量发展趋势

近年来，以循环水处理工艺为主的工厂化养殖成为水产绿色发展的一种新兴产业，2019 年农业农村部、生态环境部等十部委联合发布了《关于加快推进水产养殖业绿色发展的若干意见》，循环水养殖作为水产绿色发展模式的典型代表进入快速发展阶段。

养殖模式鱼类工厂化养殖主要集中在我国北方地区，当前主要以深井温棚＋工厂化流水养殖和依托地热资源的工厂化流水养殖模式为主，工厂化循环水养殖模式发展迅速，但整体占比仍然很小。养殖品种主要有大菱鲆（Scophthalmus maximus）、石斑鱼（Epinephelus）、河鲀（Tetraodontidae）等，养殖区域主要集中在山东、河北和辽宁的沿海地区。我国鲆鲽鱼类养殖产量自2003 年起持续增长，2009 年鲆鲽鱼类年产量达到9.8×106万t，其中80%是大菱鲆，其后受多宝鱼事件影响产量大幅减少。近年来，大菱鲆养殖产业逐渐复苏。2018 年我国大菱鲆养殖产量约5×106万t，其中山东、辽宁两省产量占80%以上。大菱鲆工厂化养殖以流水养殖为主，养殖水体占养殖总水体99%，养殖产量占总养殖量94.5%，循环水养殖不足1%，养殖产量占总养殖量5.5%[1]。近年来，由于食品安全风波和深井模式对地下水资源的破坏，深井温棚流水养殖模式逐渐被摒弃，工厂化循环水养殖模式成为发展趋势。目前，我国已经形成了一批具有规模化效益的工厂化循环水养殖龙头企业，如大连天正、大连富谷，大连德洋水产、烟台东方海洋等。

在淡水鱼类工厂化养殖方面，加州鲈（Micropterus salmoides）是具有代表性的鱼类品种，也是规模和产量较大的品种之一。2018 年我国加州鲈产量达43.2 万t，集中于广东珠三角、江浙皖、贵川等地，其中广东是加州鲈的主要养殖地区，占全国养殖总产量的59.81%[1]。加州鲈大规格苗种主要采用工厂化养殖模式，成鱼养殖主要采用池塘养殖模式。近年来，采用工厂化养殖模式进行成鱼养殖的企业越来越多。工厂化循环水养殖模式一般在4 月投放大规格苗（200 尾/kg），80%的加州鲈当年即可达到400 g/尾以上的商品鱼上市规格。目前，这种养殖模式已在江苏、安徽、浙江等省推广开来。

2 存在的问题

2.1 病害

工厂化循环水养殖模式存在的主要问题，是循环水养殖过程中养殖鱼类病害防控压力大。养殖鱼类病害，是阻碍水产养殖业健康可持续发展的关键因素之一，是现阶段保障养殖管理安全所面对的紧急解决问题。工厂化循环水养殖新模式，大部分设有相对高效的消毒环节，满足水产养殖业中的鱼苗、水源、饵料没有特定病原来源以及规范的养殖生产管理操作前提下，工厂化循环水养殖，理论上可防止养殖病害的发生。然而，当前我国工厂化养殖，在整体车间设计和养殖工艺方面的生物安全防控技术研究欠缺，对病原防控重视不够，在种苗病原检测、饲料来源、养殖管理等各个环节都存在病原引入的风险，导致养殖过程中，病害时有发生，且一旦发现病害后，短期难以彻底消杀病原，往往会对养殖生产造成巨大损失。

2.2 优良品种缺乏

目前我国工厂化养殖发展迅速，南北方养殖规模日益壮大。然而，工厂化养殖的鱼类品种主要有大菱鲆、半滑舌鳎（Cynoglossus semilaevis）和石斑鱼，对虾主要为凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）。适宜北方海淡水养殖的低温虾类和中上层游泳性鱼类优良品种极为缺乏，而南方适宜养殖的鱼类优良品种也很少，特别是适合工厂化养殖的SPF苗种无法保障计划性供应，限制了工厂化养殖模式的健康可持续发展。因此，需针对我国幅员辽阔、南北方气候条件差异大的特点，开发适宜工厂化高密度养殖、抗病力强的优质鱼虾品种，满足产业快速发展需求。

2.3 高投入和高能耗

与池塘、海上养殖等模式相比，工厂化养殖车间构建初期，资本投入高，养殖过程能耗大。以建设1 000 m2标准化循环水养鱼车间为例，基础建设及水处理设备造价约120 万~150 万元，对于从事传统渔业的大部分用户来讲，高昂的投资是制约产业转型升级的巨大门槛。车轩等[4]基于157 家养殖企业的大量调研结果显示，工厂化养殖的单产能耗为7.76 kW·h/kg，约是池塘养殖单产能耗的（1.35 kW·h/kg）6 倍。与传统养殖海、淡水池塘养殖相比，生产成本居高不下，大大降低了产品的市场竞争力，从而使得工厂化养殖自发展以来，只能养殖一些价值高、稀有品种，制约了产业的健康可持续发展。因而，研发循环水养殖新工艺以及轻简化装备，减少养殖设施设备的投入，降低运行能耗，成为促进我国工厂化养殖模式健康可持续发展的关键。

3 发展对策

工厂化养殖，特别是循环水养殖，以其占用土地、水等资源少、生产过程环境可控、单位水体产量高、排废量少等优点，已成为今后水产养殖产业发展的方向和我国政策支持及主推模式。2019 年初，农业农村部等十部委联合发布的《关于加快推进水产养殖业绿色发展的若干意见》，围绕加强科学布局、转变养殖方式、改善养殖环境、强化生产监管、拓宽发展空间、加强政策支持及落实保障措施等方面，作出全面部署。明确提出，水产养殖绿色发展，将是我国今后水产养殖的发展方向，推动工厂化循环水、养殖尾水等环保设施设备研发和推广应用，循环水养殖是养殖产业主推的绿色养殖模式之一。水产养殖的科学布局，养殖模式转型升级，养殖尾水达标排放等，均列入水产养殖绿色发展的近期和远期目标中。

3.1 加强基础研究

我国拥有众多的养殖对象，不同品种具有不同的发育生长特性、生活习性和环境需求。在集约化养殖条件下，对养殖对象的生理状况、行为学特征和营养需求、物质与能量的平衡、免疫特性等方面研究，严重不足、缺失，系统认识匮乏。工厂化养殖系统的设计、养殖技术工艺、日常养殖管理策略的设定，皆需要在掌控养殖对象生物学特性、生活习性，尤其在高密度养殖下行为特征等条件下得以实现[5-7]，养殖者无法明晰养殖鱼类所需的养殖环境条件及其调控依据，无法依据生物行为变化和水环境变化建立精准管理策略，智能化生产及管理体系的构建更无从谈起。因此，工厂化循环水养殖的设备和系统优化、养殖技术的提升及管理系统的建立与完善，亟须系统开展相关应用基础性研究。研究主要养殖生物在不同密度、水质、水流等条件下的应激理化指标以及生长情况，确定应激养殖环境边界条件和最优生长条件；探明主要品种在高密度养殖条件下的饲料营养标准、投喂周期及其对生长的影响等[8]，为工厂化智能养殖技术工艺体系的构建夯实基础。

3.2 提升自主研发能力

设施水产养殖作为水产养殖业发展最为迅速的领域，在节约水土资源、实现环境友好生产、提高劳动生产率和提升水产养殖业综合效益等方面，发挥了重要作用。与此同时，设施水产养殖面临新常态形势下“转方式、调结构”的发展机遇与挑战，急需高端技术和装备提供支撑。高效稳定的渔业装备，可进一步减少水产养殖操作中人力成本、能源成本、维护成本，实现精准操作和管理，提高生产效率。至今，我国农机设备技术基础研究缺失，系统稳定性和工作效率不高，装置核心部件和高端产品依赖进口，我国农业产业安全面临重大挑战。全力发展智能化农机装备创造技术，提升农机装备科研实力、缩小技术差距，支撑现代农业发展，保障粮食和产业安全是核心任务[9]。传统的循环水养殖系统设备主要包括微滤机、蛋白分离器、生物滤池、臭氧、紫外线杀菌器及增氧装置，分别执行大型颗粒物分离、细小颗粒物去除、将氨氮转化为亚硝氮和硝氮的硝化作用、消毒杀菌和增氧任务。虽然上述设备均已国产化，且基本可以满足循环水养殖的需求，但由于国产设备以仿制为主，设备技术性能不足，最突出的表现是运行稳定性差、能耗高，直接影响养殖水处理效率、养殖水环境、养殖承载力、单位产出，最终影响单位养殖成本、生产效益及养殖模式的示范推广。如何提高设备运行的稳定性、处理效率和降低能耗是设备提质的关键所在[10]。除上述系统设备外，国内配套养殖辅助设备的研制和制造水平与国外的差距更大，国产电脑控制下的定时定量自动投饵系统基本可以满足生产要求，吸鱼泵、分鱼机、数鱼器等可以大量解放劳动力的自动化机械设备，整机性能差距明显。

3.3 突破关键技术及工艺

工厂化养殖的理想目标是利用尽可能少的资源，生产更多的产品，并对环境造成最小的影响，要实现这样的目标，养殖水处理及净化技术工艺是关键。生物滤器凭借其硝化效率高，被广泛应用于循环水养殖系统中，然而硝酸盐和磷酸盐在水体中的积累，成为该养殖模式的突出问题。就养殖水处理的各个环节，国际上的研发热点，是包括去除养殖水体中积累氮盐的需氧/兼氧反硝化技术、生物絮团技术、微小悬浮物的去除技术、二氧化碳高效去除技术、膜过滤技术、电化学净化技术硝化与反硝化技术等。上述技术的研发和突破，将解决养殖水环境中的氮磷积累、养殖尾水排放导致的富营养化等产业问题，实现高效生产、环境友好的绿色发展。

3.4 发展智慧渔业

高效、智能、精准养殖是我国水产养殖业未来绿色发展的重要方向，将突破水产养殖物联网、智能控制、大数据技术、机器人与智能装备的研究与研制，与基于养殖生物特性的循环水养殖系统相整合，从而构建陆基工厂化“无人”智能渔场。随着水质监测传感器国产化、信息数据处理智能化和物联网平台的快速发展，可能实现将智能化技术成果落实到工厂化养殖模式当中[11]。然而必须明确的是，只有在充分研究和明晰养殖对象生理状况、行为特征及其变化规律、生长曲线及能量收支规律，以及养殖生产过程中水环境变化及调控机理，才能集成物联网大数据采集与分析，构建养殖对象健康监测与评估、养殖过程管理、水质监控、养殖设备操控等为一体的养殖专家管理系统，构建陆基工厂化“无人”智能渔场，实现智慧渔业的目标。