我国鲟鱼养殖设施的现状与发展对策
《渔业现代化》杂志 2016年6期 作者：张海耿， 倪 琦， 刘 晃
(农业部渔业装备与工程技术重点实验室，中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海 200092)
我国鲟鱼养殖设施的现状与发展对策
张海耿， 倪 琦， 刘 晃
(农业部渔业装备与工程技术重点实验室，中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海 200092)
我国鲟鱼养殖始于20世纪90年代，其人工养殖的历史较短，并且设施化养殖基础薄弱，养殖模式研究尚处于起步阶段。鲟鱼的养殖方式仍以粗放型养殖模式为主，易受地域、天气等因素的影响，限制了该产业的可持续发展。文中简述了我国鲟鱼设施化养殖的种类，对比了鲟鱼流水养殖、网箱养殖和工厂化循环水养殖的优缺点，详细分析了鲟鱼设施化养殖的工艺流程及养殖过程中使用的设施设备，阐述了设施化养殖的技术要点，指出了目前鲟鱼设施化养殖过程中存在问题，总结了鲟鱼设施化养殖的对策，明确了今后鲟鱼产业的发展方向。
鲟鱼；养殖设施；水处理；养殖技术
鲟鱼是现存起源最早的脊椎动物之一。鲟鱼的经济价值较高，是世界上著名的高端养殖鱼类品种。由于过度捕捞、环境破坏和人类活动等原因，世界范围内天然的鲟鱼资源急剧减少。我国自20世纪90年代开始从国外引进鲟鱼鱼苗，而后开始了鲟鱼的人工繁殖与规模化生产。目前，国内除西藏外均已开展鲟鱼养殖[1]。养殖对象主要包括西伯利亚鲟、小体鲟、俄罗斯鲟、杂交鲟和匙吻鲟等品种。2015年我国的鲟鱼养殖产量达到了9.08万t[2]，成为世界第一大鲟鱼养殖生产国。然而，我国鲟鱼人工养殖的历史相对较短，设施养殖基础薄弱，养殖模式研究尚处于起步阶段，主要的养殖方式以粗放型为主，易受地域、天气等因素的影响，进而限制了该产业的可持续发展。
随着国内水产养殖生产力水平的提升，以鲟鱼保护生物学研究为依托，国内开始对鲟鱼设施化养殖进行相关的研究，包括养殖模式、养殖水处理设施设备及养殖技术等，构建了多个珍稀濒危物种鲟鱼类设施化养殖基地，如三峡集团长江中上游鱼类保育中心、长江口中华鲟自然保护区崇明基地等。本文分析了我国鲟鱼养殖设施的现状及发展对策，以期为鲟鱼设施化养殖模式的构建及运行提供技术参考。
1 鲟鱼设施化养殖模式
鲟鱼设施化养殖是指采用工程技术手段，使养殖环境相对可控，进行高效生产的一种现代养殖方式，该模式对养殖技术和操作管理要求较高。设施化养殖模式主要包括流水养殖、网箱养殖和工厂化循环水养殖。目前，苗种生产主要以工厂化循环水养殖方式为主，成鱼养殖则以池塘和网箱养殖方式为主[3]。
1.1 流水养殖
是以无污染的泉水或江河水等为水源，通过机械提水或利用地形的自然落差，使鱼池中水体保持适宜的流速和流量，水流从进水口进入，从排水口流走，养殖水不重复使用。该养殖模式的优点是投资成本低，便于操作管理，缺点是易受外界环境影响，可控性较差，养殖外排水污染环境。流水养殖模式主要集中于浙江、四川、北京、河北等地，其养殖产量超过鲟鱼总养殖产量的40%。
1.2 网箱养殖
是利用水库、大型河道等大水体良好的生态区域，结合网箱内小水体密集养殖的一种养殖方式，优点是收获方便、产量高，缺点是污染水体环境，易受外界环境影响。网箱养殖模式主要集中于华东和华中等地，如湖北省清江鲟鱼网箱养殖区和浙江省衢江区鲟鱼特色精品园。
1.3 工厂化循环水养殖
是近年来发展起来的，它集成了众多的设施和设备，采用水温调控、生物净化和杀菌消毒等多种技术手段，使养殖对象处于一个相对可控的生态环境中[4]。该养殖模式优点是养殖水质高效可控，可实现养殖对象的健康生长及低废水排放等需求，缺点是运行成本相对较高。目前，该养殖模式主要集中于上海、湖北和浙江等地，以鲟鱼亲鱼的繁育及鱼子酱的批量生产为主，成鱼工厂化循环水养殖产量占鲟鱼总产量的比例相对较低。
2 养殖工艺流程与设施设备
2.1 养殖条件
(1)水源与水质。鲟鱼养殖一般以无污染的江河、湖泊、水库、深井水等为水源，水质应符合鲟鱼养殖要求。水源水进入养殖池前应进行预处理。影响鲟鱼生长的水质因子主要包括水温、水流速度、溶氧、氨氮和盐度。
水温对鲟鱼的生长与繁殖具有重要作用。中华鲟人工繁殖研究表明，在保证营养的前提条件下，水温是促进中华鲟性腺发育与繁殖的必要条件[5]。大部分鲟鱼只有在10℃以下的低温水培育较长时间才能促进其性腺发育成熟[6-7]。溶氧水平会影响鲟鱼的生长：当溶氧<3 mg/L时，施氏鲟肝脏和脾脏中HSP70基因显著升高，进而引起匙吻鲟死亡[8]；当溶氧≥14 mg/L时，也会对西伯利亚鲟鱼的肝脏功能产生一定的影响，刺激肝脏提高抗氧化应激酶活力[9]。
大部分鲟鱼为洄游性鱼类，因此生活周期经历较大的盐度变化，盐度对其生殖、生长和发育有至关重要的影响。俄罗斯鲟幼鱼对盐度的耐受性要低于成鱼，而在盐度发生一定程度的变化时，鱼体也会产生一定变化以适应环境[10]。鲟鱼主要通过鳃以氨态氮形式将氨排出体外，少部分通过尿液以尿态氮的形式排出体外。因此，当外界环境氨氮浓度过高时，中华鲟排出的氨氮将变少，进而影响机体的正常生理功能。
(2)养殖车间。养殖车间一般选址于交通便利，公共配套设施齐全，生态环境良好的区域。养殖车间分为操作管理区，养殖区和水处理区三部分。为减少机械运行噪声，便于管理，可将养殖区与水处理区分开布置，形成相对独立的养殖车间和水处理车间。车间多为一层，单跨或多跨，屋顶采用拱形或三角形坡顶，并具有一定的抗风、抗压、密闭和保温性能。
(3)鱼池。鲟鱼鱼池的设计应满足养殖品种的生长需要，不同养殖品种和规格的鲟鱼，其鱼池结构有所差别。若饲养大规格商品鲟鱼时，鱼池常选择椭圆形或八角形，鱼池面积不宜过小，水深以1.8～2 m为宜。常见的鲟鱼鱼池形状有圆形、椭圆形、矩形圆角和八角形等。鱼池材质常选用混凝土、砖混、玻璃钢等。若选择圆形池或矩形圆角池，鱼池池底采用中间低四周高的锅底形结构，坡度约为1∶10，排水口设于池中央。为实现最佳集排污效果，鱼池的半径与池深之比(径深比)选择5∶1到10∶1[11-12]。采用循环水养殖系统饲养时，一般采用底排结合、表层水溢流的双排水模式去除鱼池中颗粒物及油膜。
2.2 关键设施设备
(1)固液分离设备。鲟鱼粪便呈弥散形，比较难以收集和去除，故对养殖系统中的固体分离设备提出了更高的要求。在鲟鱼工厂化循环水养殖系统中，常用的固液分离设备包括竖流式固液分离器、转鼓式微滤机和履带式过滤器，滤网网目在180目左右，并定期开启自清洗装置。
(2)生物降解设备。鲟鱼属于亚冷水性鱼类，常规的生物滤器如固定床生物滤器及移动床生物滤器在低温工况下其硝化性能相对较低，可配置具有超高比表面积填料的流化床生物滤器，其硝化性能显著优于常规生物滤器，特别是在低温或海水等寡营养工况下显示出一定的优越性[13-14]。
(3)杀菌消毒设备。杀菌消毒常采用臭氧杀菌和紫外线杀菌。臭氧的适宜添加量在海水鱼中有过相关研究[15]，但对鲟鱼的影响还鲜有报道，在添加时需严格监控氧化还原电位(ORP)值及鲟鱼的状态。
2.3 养殖辅助设施与设备
(1)增氧与控温设备。常用的增氧方式包括空气增氧和液氧增氧。空气增氧一般采用风机加曝气盘的形式；液氧增氧常采用低压纯氧混合器，在气液比为1∶100时，对氧气的利用率约为70%左右[16]。目前，工厂化养殖领域的控温方式主要包括锅炉加热、空调冷热机组、板式换热器等种类，根据养殖需要视情况配置。
(2)水质监测与自动控制设备。水质在线监测主要对养殖水体中的溶氧、pH、ORP值和温度等进行实时监测，并将所测数据上传至服务器，服务器根据专家系统初始设定值对上传数据进行判断并做出反应，如pH自动调控系统[17]。循环水养殖系统的自动监测、报警与调控，对于保障养殖对象的舒适性及安全性具有重要作用。
2.4 鲟鱼设施化养殖技术
(1)养殖密度。不同的鲟鱼养殖模式，其适宜的养殖密度各不相同，同一养殖模式下不同规格的鲟鱼，其适宜的养殖密度也有所差别。一般来说，工厂化循环水养殖密度最高(50 kg/m3以上)，网箱养殖密度次之，流水养殖密度最低[18]。养殖密度对鲟鱼的生长影响较大，密度过高对史吻鲟的生长具有消极作用[19-20]，特别是在流水条件下，密度大，杂交鲟特定生长率和日增重及摄食率显著降低[21]；而在网箱养殖工况下，从生长效率角度考虑，30 尾/m3产量最高，从经济效益角度考虑，60 尾/m3产量最高[22]。
(2)投饲策略。投饲策略主要包括投饲率和投饲频率。不同鲟鱼规格，在不同的养殖模式及养殖环境下，其投饲策略也各不相同，确定适宜的投饲策略有助于提高鲟鱼的养殖产量及饲料利用率，减少对养殖环境的污染[23]。一般来说，随着鲟鱼规格的增大，其投饲率逐渐降低。鱼类摄食水平对鱼体生化成分的影响会使其摄食-生长模型发生变化，大部分鱼类的湿重生长-摄食关系为曲线关系[24]。有研究表明，适当增加投饲频率可提高俄罗斯鲟的消化酶活力[23]。不同的水温条件下，投饲策略也有所变化[25]。在流水养殖条件下，增加投饲率，达氏鳇的相对增重率、特定生长率先升高后降低，当投饲率为2.0%时，达氏鳇的增重率和特定生长率最高[26]。
(3)疾病防控。鲟鱼病害的发生是多种因素共同作用的结果，如病原体、水环境和鲟鱼机体抵抗力等因素，若水环境发生不利于养殖对象生活的变化时(如温度突变、水质恶化、有毒物质、致病生物侵袭等)，或机体因其他原因(如机械损伤、饥饿等)不能适应环境条件时，都会引起病害的发生。随着鲟鱼养殖业的快速发展，鲟鱼疾病的种类也在不断增多，这在一定程度上限制了该产业的发展。鲟鱼设施化养殖过程中出现的病害可以分为病毒性、细菌性、真菌性及寄生虫等，以细菌性疾病为主，在湖北、江西、河南等地的鲟鱼养殖场都有细菌性疾病的暴发和流行[27]。因此，鲟鱼人工养殖的病害风险防控应从病原、机体抵抗力和环境等方面入手，以预防为重点，建立免疫防控、药物防控和生态防控的综合防控规程，加强养殖过程中的饲养管理，为鲟鱼养殖营造一个良好的生态环境。
3 问题与对策
3.1 存在的问题
(1)鲟鱼工厂化循环水养殖模式研究不够深入。鲟鱼的生长繁殖受养殖管理、饲料、营养、病害、防治等多种因素的影响[28]。国内对鲟鱼工厂化循环水养殖过程中的基础理论研究较为欠缺；对苗种培育、商品鱼饲养以及珍惜濒危物种的保护，尚未摸清养殖系统中污染物的转化规律及引起的环境效应，尤其是在养殖过程中，环境因子(温度、氨氮、溶氧、盐度、进水流速等)的变化对养殖对象的生物学影响及其应答机制尚未完全了解；满足鲟鱼工厂化循环水养殖的关键环境参数需进一步摸索；适合鲟鱼的水处理设施设备和养殖工艺模式也需进一步研发和完善。
(2)尚未形成科学合理的鲟鱼养殖方式。大部分地区的鲟鱼养殖从苗种培育到商品鱼养成采用同一种养殖模式，没有按鲟鱼规格分阶段进行饲养。在苗种培育及亲鱼性腺发育阶段，鲟鱼易受外界环境因子的影响，如果一直不可控，可能会降低鲟鱼苗种的成活率，也会影响鲟鱼亲鱼的性腺发育，进而影响养殖户的经济效益。
(3)鲟鱼设施装备的工业化水平较低。目前，鲟鱼设施化养殖过程中设施装备的工业化水平较低，特别在鲟鱼苗种培育、濒危物种成鱼繁育、北方鲟鱼越冬等养殖过程中，传统孵化设施和养殖设施无法满足养殖对象的生境需求，限制了鲟鱼产业的进一步发展[29]。
3.2 对策
(1)加强产业基础应用研究。根据鲟鱼的生物学、生理学、生态学和行为学特性，全面研究鲟鱼在设施化养殖过程中的生长规律，探讨鲟鱼工厂化循环水养殖模式构建与鲟鱼生物学响应等方面的基础理论与应用研究；研发多种设备来调控养殖水环境，将养殖对象所产生的应激与胁迫反应降低到最小程度，创建最佳的生境需求。特别是中华鲟等国家一级保护动物，今后需深入探讨其在可控水体下完成生活史关键阶段(如性腺发育与繁殖、苗种培育)的环境需求以及病害防控措施，建立科学合理的可控水体调控参数模型，构建适合鲟鱼的工厂化循环水养殖模式。
(2)完善鲟鱼养殖模式。根据鲟鱼不同阶段的生长特性，构建不同的养殖模式。在苗种培育及亲鱼性腺发育环节，应采用可控性较高的工厂化循环水养殖模式，而在鲟鱼生长的其他阶段，可采用流水养殖或网箱养殖。随着国家对水资源及环境保护的重视，高效、可控、节能环保的工厂化循环水养殖模式是未来水产养殖业的发展趋势，今后设施化水平较低的流水养殖模式可能会有所减少。在网箱养殖过程中，需注意设施设备的安全，今年清江地区的泄洪对当地的鲟鱼网箱养殖户造成了巨大的损失。
(3)提升鲟鱼养殖设施化水平。为提高鲟鱼养殖的产业化水平，研发适合鲟鱼养殖的孵化及水处理设施。对传统的养殖场与设施需逐步加以改造，利用现代生物技术、自动化设备、废水资源化处理等新技术实现养殖环境的可控、可调，变粗放型为集约型，变分散零星经营为适度规模经营，建立健康养殖规范操作体系，提升鲟鱼养殖的设施化水平，进而突破鲟鱼产业发展面临的瓶颈。
鲟鱼养殖产业正逐渐成为我国淡水养殖产业一个新的增长点、渔业产业结构调整和渔民转产转业的一个主攻方向，发展鲟鱼设施化养殖对促进我国水产养殖业的发展具有十分重要的意义[30]。今后鲟鱼产业的发展将以工业化理念为指导、节能减排为目标，因地制宜地科学规划、合理布局高效养殖模式，加速提升鲟鱼养殖产业的设施化水平，推动国内鲟鱼等冷水性渔业的现代化进程及可持续发展。
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Status and development strategies of sturgeon aquaculture facilities in China
ZHANG Haigeng, NI Qi, LIU Huang
( Key Laboratory of Fishery Equipment and Engineering，Ministry of Agriculture，FisheryMachineryandInstrumentResearchInstitute，ChineseAcademyofFisherySciences，Shanghai200092，China)
Starting in 1990s, sturgeon aquaculture in China is relatively short in terms of history, with facility aquaculture foundations being very week, and researches into cultivation models still in its infancy. Sturgeon aquaculture is dominated by extensive culturing patterns and is subject to such factors as geography and weather, which has limited the sustainable development of this industry. This paper briefly described the cultured species in sturgeon facility aquaculture, compared the advantages and disadvantages of flowing water culture, cage culture and recirculating culture modes, analyzed the technological processes, facilities and technical points during sturgeon farming, pointed out the problems existing in sturgeon facility aquaculture, and summarized the developing strategies for sturgeon culture, pointing out the development direction for sturgeon industry.
sturgeon, aquaculture facilities, water treatment, aquaculture technique
10.3969/j.issn.1007-9580.2016.06.013
2016-07-11
2016-11-10
国家重点基础研究发展计划(2015CB150703)；中国水产科学研究院基本科研业务费专项(2015A02PT01)
张海耿(1986—)，男，助理研究员，硕士，研究方向：循环水养殖及渔业设施设备。E-mail: zhanghaigeng@fmiri.ac.cn
S969
A
1007-9580(2016)06-065-05