稻田陆基生态渔场：基于稻渔综合种养的设施渔业研究进展

稻田陆基生态渔场：基于稻渔综合种养的设施渔业研究进展

李奎等

在池塘养殖过程中，在养殖技术不当、过分追求产量等因素影响下，会造成饲料过剩和大量粪便积累在池塘底部，进而严重破坏池塘水质。且由于空间和资源的限制，传统水产养殖很容易积累废物代谢物，造成由细菌病原体引起的水产养殖系统疾病的暴发。水基与陆基系统相结合，能够将养殖水体与其周边土地上的生产活动相结合，生产效率和生态效率更高。从20世纪90年代开始，我国学者陆续尝试了采用浮床种稻原位修复以及稻田人工湿地异位修复等方式净化修复富营养化水体。

稻渔综合种养系统中水生生物的活动能疏松稻田表面土壤、增加溶氧、促进气体交换、改善土壤通透性，其排泄物也能起到较好追肥作用，稻渔共作土壤以及水中氮、磷元素比水稻单作都有所增加，水和土壤资源利用更合理，具有较好的净化养殖环境污染的效果。

陆基生态渔场构建技术模式将资源生态、生态学原理、多营养级养殖等理论整合到一起，实现水产养殖高效、生态、节水、有机等众多目标，是一种高效的多营养层次的综合养殖模式。在此系统中，水生植物为鱼、虾、蟹等水生生物提供饲料和肥料，水生生物在养殖过程中的肥水又成为种植业生产中的肥源，在减少稻田施肥量、改善稻田水质的同时，不影响水稻产量，这种水产养殖尾水用于灌溉稻田的方式已被广泛应用。

图1 稻渔—精养池塘复合养殖

一、稻渔—养殖池塘复合养殖

稻田湿地是一种高效节能、环境友好、经济效益显著的水质净化修复系统。以稻田湿地为处理单元的循环水养殖系统，能够有效地将水中氮、磷和有机物负荷控制在正常范围内。池塘异位生态养殖模式主要原理为将池塘养殖尾水排入某人工构建单元（如生物池），通过生物净化作用再将水体引入池塘用于养殖。塘田联作模式将池塘养虾与稻田种植结合，利用虾塘为水稻提供肥料，而稻田净化养殖水，是生态互利的一种渔农种养新模式。与越南和孟加拉国稻田养虾模式相比，塘田联作模式使得养虾和种稻环节既相互关联又相对独立，更易操控，更有利于发展规模化农业。国内有关专家对稻渔综合种养模式和池塘养殖之间的有机融合进行多次探索实践（见图1）。

一是中国水产科学研究院长江水产研究所和长江大学等单位参照涝渍的排水方法对稻田进行生态工程改造，形成了基于稻田异位修复的稻田—池塘复合循环水养殖系统，通过稻田对多余营养物质的循环利用降低了池塘水中营养物质的含量，可以有效控制池塘富营养化。

二是上海海洋大学等单位以水稻田或水生蔬菜种养殖池塘作为净化系统，将甲鱼、河蟹、克氏原螯虾等高密度养殖产生的富营养盐进行循环利用。

三是中国水产科学研究院南海水产研究所等单位利用池塘和稻田的环境共性和虾、稻的生态差异，开展罗氏沼虾—水稻塘田联作模式，虾塘为水稻提供肥料，而稻田净化养殖水，显著提升了养殖中、后期罗氏沼虾的养殖水体空间和饵料物质利用率，而且养殖水体中NH 4 + -N、NO 3 - -N、NO 2 - -N、PO 4 3- -P、COD及颗粒物浓度明显降低。

四是河海大学等单位构建以稻田湿地为处理单元的循环水养殖鱼塘，在不更换养殖用水的情况下，有效控制水体污染物浓度，并且不会加重稻田湿地沉积物中氮素及有机碳浓度。

五是中国水产科学研究院淡水渔业研究中心等单位将稻田湿地与浮筏水稻水培相结合，用于处理集约化鱼塘的富营养化出水，建立池塘规模水培体系，废水处理能力较为有效。

六是有学者在越南研究了稻田减少施肥量对鱼塘污水净化和鱼塘出水灌溉水稻产量的影响，发现降低20%的正常施肥量可以在不影响水稻产量的情况下改善稻田水质，并节约5700m 3 /ha淡水。

以宁夏回族自治区银川市科海生物技术有限公司应用陆基生态渔场构建技术开展稻蟹共生和水产养殖耦合系统（稻田776亩；池塘290亩）为例，该系统实现了养殖污染资源化、养殖废水零排放，水稻和水产品优质化、品牌化生产。整个系统中养殖面积约占总面积的27%，每生产1kg水稻，可同期产出0.67kg鱼。稻蟹—池塘耦合系统中稻蟹共作系统对氮的利用率（45%～73.59%）显著高于单一稻渔共作模式下氮利用率（27.42%～40.05%），池塘养殖系统对磷的利用率（21%～21.3%）显著高于单一池塘养殖模式下磷的利用率（9.78%～13.81%）。2021年，该系统的鱼类产量为123.23t，水稻产量312.72t，中华绒螯蟹产量为7.17t，合计使用饲料204t。2021年，鱼塘养殖系统饵料系数平均为1.93，按2021年鱼种购买均价16元/kg，成鱼收购均价24元/kg计算，鱼塘平均利润约为12.80万元/ha。按2021年市场收购均价河蟹70元/kg，稻谷3.23元/kg计算，稻蟹共作田平均产值为3.35万元/ha，平均利润为1.49万元/ha。

二、稻渔—池塘工程化循环水复合养殖

池 塘 工 程 化 循 环 水 养 殖 模 式（In—Pond Raceway System，IPRS）最初由美国奥本大学设计，将传统池塘开放式“散养”模式创新为新型的池塘循环流水“圈养”模式，可以使整个水体处于循环流水状态，改善池塘的水质指标，提升养殖水环境，并收集鱼类排泄物和残饵，简称流水槽养殖。将流水槽养殖模式和稻渔综合种养相结合，形成良性闭合循环体系，有助于解决流水槽养殖尾水处理技术短板、稻渔综合种养效益提升与绿色发展新要求的瓶颈问题（见图2）。

图2 稻渔—池塘工程化养殖

“稻渔综合种养+生态循环水”系统，能将流水槽系统的残饵、鱼类排泄物等集中收集后，通过高压排污泵吸、排入稻虾综合种养系统中，使废弃物变成水稻生长所需的生物肥料并繁育浮游生物作为虾的饵料，利用水稻生长对养殖尾水进行循环净化，净化处理后水体回用于流水槽中供鱼类生长，实现稻渔综合种养内循环，从而达到水资源循环使用、营养物质多级利用的目的，提升了流水槽水质。

2017年开始，宁夏回族自治区水产技术推广站等单位在贺兰县广银米业稻渔空间基地、灵武市金河渔业专业合作社两个国家级稻渔综合种养示范基地和贺兰县科海渔业专业合作社光明渔村基地，开展“集中式”和“分散式”两种“稻田镶嵌流水槽生态循环综合种养”模式试验。将流水槽养鱼和稻田养蟹（渔）有机结合，可收集残饵和鱼体粪便30%～40%，将其运输至稻田中净化后再流回流水槽，形成大循环，每亩可节约有机肥用量70kg，有效提高了土地产出率和资源利用率，实现了水体循环利用。

为研究稻蟹共作—池塘内循环流水养殖耦合系统中稻蟹共作田对池塘内循环流水养殖系统的净化效果，笔者于2021年对一耦合系统中池塘内循环流水养殖系统、稻蟹共作田、生态沟渠系统进出水口及中间水体进行水质检测。研究表明，池塘内循环流水养殖系统中溶解氧变化范围在3.59mg/L～11.30mg/L，磷酸盐变化范围在0～0.129 mg/L，pH变化范围在8.43～9.03。稻蟹共作—池塘内循环流水养殖耦合系统可提高水体溶解氧水平，自净大部分溶解性磷酸盐，降低约91.79%的氨态氮、71.15%的亚硝态氮，对池塘内循环流水养殖尾水进行净化，更利于鱼类生长，是一种较为理想的生态养殖模式。

三、稻渔—陆基圆筒循环水复合养殖

陆基圆筒循环水养殖是以塑料、帆布、玻璃钢等材料为载体，通过特定工艺和材料组装成可供水产养殖的场所，应用到池塘、水库（湖泊）或稻田等不同养殖模式中，集成循环水养殖配套设施建设、微孔增氧、底排污及水处理等技术体系，从而进行水产动物养殖的一种方式。陆基圆筒循环水养殖+稻渔共作将“圆筒循环水养鱼”和“稻渔综合种养”二者相结合，形成了水产品养殖+水稻种植的新式综合种养模式（见图3）。

图3 盐碱地稻渔—对虾温棚设施养殖

2021年，宁夏回族自治区水产技术推广站为探索陆基玻璃钢设施养鱼+稻渔共作生态循环综合种养技术，根据全区渔业产业结构优化调整“主推品种2+3”工作要求，选择斑点叉尾鮰和中华绒螯蟹（河蟹）为研究对象，在贺兰县旭日养殖专业合作社进行了陆基玻璃钢设施养殖斑点叉尾+稻蟹共作模式试验研究，取得较好生态效益、经济效益和社会效益。

2020年，内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗树林召镇东海心村的“稻渔梦工厂”引进陆基生态渔场构建技术，实施盐碱地改良稻渔综合种养项目，已改良开发600亩盐碱地，其中，450亩用来种植水稻和稻田养蟹，150亩开展对虾、黄河鲤鱼、鲈鱼等水产养殖。

四、稻渔—工厂化循环水复合养殖

工厂化循环水养殖模式（Recirculating Aquaculture System，RAS）是在相对封闭的空间内，通过充氧曝气、物理化学法、生物法等手段，实现废水中养殖对象排泄物、饲料残留物、残余药物的降解去除，在尽可能少补充新鲜水体的情况下实现水体循环再利用。近年来，随着工厂化循环水养殖迅速发展，高密度养殖方式使得残饵和水产品排泄物等在水中分解转化为营养盐，未经严格控制和处理就会导致水体富氧化。根据湿地理论，模拟湿地构造人工湿地工程，发现将人工湿地水处理技术与工厂化集约式养殖模式相结合，可明显降低水体中的NH 4 + -N和NO 2 - -N含量，有效实现养殖尾水达标排放或多级循环利用，促进经济效益和社会效益双丰收。

此外，将工业化流水养殖与稻渔综合种养进行结合，把工业化鱼池搬到稻田边，新建活动式钢结构“连体温棚”田头工业化鱼池，配套相应的水稻田，池中养鱼、耕地种稻，尾水入田净化，沟中养螺蛳、泥鳅、克氏原螯虾等，田间种植水稻和水生蔬菜，发展复合型循环农业新模式，可以实现一地两用、一水两用。

贺兰县晶诚水产养殖有限公司通过发展“设施养鱼+稻渔共作”生态循环综合种养新模式，主养殖南美白对虾、斑点叉尾鮰、加州鲈工厂化等名特水产品，2022年，水产品年产量40万kg。工厂化循环水养殖产生的富营养化废水循环出来，过滤后排放至稻蟹共作田，通过稻蟹共作田大循环为水稻提供营养物质，从而减少化肥使用量，而循环水养出来的加州鲈鱼产量和销售价格也会相应提高。

总而言之，稻渔共作系统是一种高效人工湿地生态系统，可以实现养殖污水循环净化后重复利用，形成稻渔—水产养殖耦合系统则可以实现节水、节肥等多种生态功能，是稻渔综合种养的新兴模式。根据养殖规模和实际生产条件，可以实现稻渔系统与鱼菜共生、池塘工程化养殖、高位池或圆桶养殖、工厂化循环水养殖等多种集约化养殖的有机结合。基于稻渔综合种养的设施渔业将成为我国淡水生态养殖未来一个重要发展方向，有利于促进以家庭农场为单位的我国小农户践行低投入、高产出、高品质的高值渔业生产模式，助力我国渔业高质量发展。

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