“工业化循环水养虾是利用工业化手段，人为控制池内水环境，为对虾创造一个较好的生存、生长和生活条件。在虾病肆虐的当下，全程可控的工业化循环水养殖是一个新的思路和方向。”

凡纳滨对虾是世界三大经济虾种之一，现在已经成为世界第一大养殖虾种。目前中国二十多个省市自治区均养殖凡纳滨对虾，这已经成为我国水产养殖的支柱性产业。

近日，由中科院海洋所实验海洋生物学重点实验室研究员孙建明牵头的“全封闭工厂化循环水养殖凡纳滨对虾技术研究与示范”项目召开验收会。孙建明告诉《中国科学报》记者：“我们充分发挥产学研结合优势，历时一年半，攻克矩形养殖池高效集污、死虾及虾壳自动收集、生物氧化塔量化设计与过程调控等难题，通过工艺技术和设备的创制与改进，实现了凡纳滨对虾全封闭循环水养殖技术的新突破。”

建立工业化循环水养殖新思路

数据显示，2012年我国的凡纳滨对虾养殖达到高峰，但自2013年开始持续下滑，2014年以来我国对虾养殖成功率频频出现问题，例如占养殖总量80%以上的南方主产区连续3年暴发大面积病害，山东部分精养区域发病率70%。目前中国正式从对虾净出口变成了净进口国，每年须进口100万吨虾产品。

孙建明表示，我国对虾养殖产业由于受气候变化、虾苗质量、病害连片暴发等因素的制约，“基本是靠天吃饭，无计划性和稳定性可言，养殖产量已无稳定的提升空间”。

经过多年的发展，池塘养殖、高位池养殖、“水泥池＋温室大棚”式工厂化养殖、盐碱地养殖、淡水养殖和稻田养殖成为中国凡纳滨对虾养殖的主流技术，但是这样的方式让养殖尾水无序排放给环境带来了巨大压力。

中国对虾养殖产业已经走到了“十字路口”，市场需要新的技术和变革。

面对这样的情况，孙建明开始探索一条全封闭工厂化循环水养殖对虾的路径。“工业化循环水养虾是利用工业化手段，人为控制池内水环境，为对虾创造一个较好的生存、生长和生活条件。在虾病肆虐的当下，全程可控的工业化循环水养殖是一个新的思路和方向。”孙建明表示。

2017年5月开始，孙建明和团队成员利用实验生态学原理，对废弃的海参育苗车间进行了循环水改造，建立了人工可控的循环水对虾养殖生态系统。

攻关对虾养殖和水处理技术

利用循环水养鱼，孙建明积累了二十余年的技术经验。在项目开展过程中，他发现对虾养殖有着独特性。

孙建明说：“首先养殖过程中对虾每天大量蜕皮，会造成池内回水和排污系统堵塞；其次对虾养殖投饲料量大，约是同等养鱼生物量的4倍，产生的污物多，水处理系统负载较高；最后对虾个体较小，不耐水流冲击，所需水流速度要小，不利于排污。”

针对这些问题，项目组开始进行技术改造，第一步就是要把污物聚积到特定区域。

孙建明告诉记者，相较于鱼类循环水养殖中所采用的八角池或圆形池，目前养对虾的长方形水泥池无法通过养殖池进水的推流力量产生涡漩水流，使污物集聚。

“因此我们在长方形池四角曝气，养殖池的四角形成气暮，减少死角对旋转水流的阻力与摩擦力；同时通过上升气泡形成的上升水流和池壁的反作用力，使池水定向流动，在池内形成旋转的水流，带动水体中的颗粒沉降至池底中心，形成长条形沉积带，这样就让污物聚集到了特定区域。”孙建明说。

2017年11月，团队养出了第一茬对虾，但是产量和效果却不尽如人意。“循环水养虾为了防止虾逃逸，一般会在回水口处加设防逃网，但对虾的大量脱皮会严重地堵塞回水口，使得养殖水无法循环。之前一直都靠人工潜水到养殖池进行更换，但这不是长久之计。”孙建明表示。

经过多次实验，研究团队决定采用“改堵为疏”的技术，研制出一款“虾皮、死虾和污物排除”的设备。他们将池底的回水管口改成长条形，开口宽度可以根据虾体大小进行调整，能让虾皮通过。与此同时，他们在池内上层设置集污槽，槽内设有防虾逃逸框，框的网孔大小可以调整，养殖户可以定期将“漏网之虾”捞回池内。

在传统循环水养殖中，回水流速恒定，导致排污效果不好。如果加强排污效果就需要加大进水量，这不但耗费能源，也加大了系统各种设备的负载。据此，团队提出了“自动间歇式回水技术”，加大池内水位与排水口的位差，形成短时间内大量回水，加大排水口的吸力。

孙建明表示，该项技术可根据养殖过程的实时情况，利用计算机来智能控制排水间隔和排水时长，达到快速清污的目的。

为了降低水体浊度，团队又提出了变流式循环水养殖技术，通过变频器控制循环泵流量，在不同的养殖阶段和池水不同浊度时采用不同的循环量。

“变流循环水养殖技术与间歇式回水技术的联动，不但能实时清除池内的颗粒有机物，还能节约能源，从源头降低氨氮和亚硝酸盐的产生，保证养殖水的水质。”孙建明说。

新技术市场前景广阔

在项目过程中，研究团队对676立方米水体的老旧闲置养殖车间进行了改造。经过92天的养殖，他们得到了一个喜人的结果：对虾平均体长达10.19厘米，平均单产为12.92公斤/立方米，饵料系数1.01。

孙建明解释道：“饵料系数1.01就意味着投喂一斤饲料，对虾就能长一斤肉，这大大超过了目前国际上的标准。”

在我国北方地区，有传统养殖车间1400万平方米以上，这些养殖车间有近三分之一以上处于闲置或半闲置状态，正在运行的养殖车间所采用的养殖工艺多为流水或换水方式，已经成为目前我国环境整治的重点行业。但是，这个项目保留了原有厂房和养殖池，与新建循环水养殖车间相比，为企业节省了三分之二投资。

孙建明还为记者算了一笔经济账：以养殖水体364立方米每套为例，每套改造费用为39.37万元人民币，单茬可产虾4367千克；以售价46元/千克计，产值为20万元，每年生产5茬，总产值将达到100万元；利润率以50%计，每年利润总额可达50万元。这就意味着当年投资不但能收回投资费用，而且略有盈余。

“未来，我们将进一步提升工程量化设计水平，达到标准化、智能化。同时着手建立行业规范，建立示范点，开办养殖培训班，为对虾养殖做好技术服务，使水产养殖业得到可持续发展。”孙建明表示。