水族箱网箱的设计要点(水库网箱生态、高效养殖技术研究及应用)

Posted 2023-05-30

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水族箱网箱的设计要点(水库网箱生态、高效养殖技术研究及应用)

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新型生态投饵网箱，实现网箱箱体结构系统的创新，组装了鱼粪收集系统。与传统网箱养殖相比，单口网箱产量提高到1.25万公斤，管理成本降低50%以上，减少了鱼病发生，同时鱼粪回收率达到80%左右，养殖效益十分显著

图1 深水方形生态环保网箱立体图（10000mm）

1 前言

我国水库资源非常丰富，已建成水库86353座，总水面超过200万公顷，占淡水水面的11.5%。2008年水库鱼产量达241.54万吨，约占全国淡水鱼产量的11.63%。可见，水库网箱养殖是水产业生产的重要形式。但目前在实施的网箱养殖中，往往忽略确保实现“资源节约、环境友好”的生态、健康、集约养殖原则，投饵网箱养殖产生的鱼粪和残饵的散失直接引起耗氧和有机物污染，水体中氮、磷元素超负荷，导致富营养化。如果长期忽略该问题，将影响养殖水体生态系统的良性循环。针对以上问题，为大、中型农用灌溉水库与发电水库发展持续健康渔业，确保水域“生态安全”和水产品“质量安全”，通威股份公司技术中心与罗甸星火生态养殖公司成立《生态环保水产品养殖网箱》课题组，立项研究生态环保的大网箱，将传统网箱进行更新改造，在吸收运用国内外共性技术的基础上创新设计、科学组装并与生物净化系统、生态、健康、集约养殖技术结合，控制养殖污染中的关键环节。目前国内外关于收集网箱养殖中散失的残饵和鱼粪方面的报道较少。本研究从根本上解决了传统投饵网箱养殖水产品造成的有机物污染问题。

图2 深水方形生态环保网箱平面解剖图（10000mm）

2 生态、健康、集约养殖模式的设计

新设计的水库网箱，是生态、健康、集约的养殖模式，一方面通过物理净化技术的支撑，实现网箱箱体结构系统的创新，即在网箱的悬浮装置和内、外箱箱衣下面，科学组装收集鱼体排泄物与散失残饵的收集系统，包括漏斗支管架、漏斗型鱼粪收集器、振动筛动装置、积粪袋、积粪袋外套、锚、起粪环、起粪铰链、滑轮等；另一方面充分利用生物本身的净化除污能力进一步减少污染，即是在内箱主养名优淡水水产品的同时，内、外箱之间放养一些滤食性、杂食性鱼类和“信号鱼”，起到净化残饵和清除网上附着生物的作用；并在网箱外3-100m的范围建设浮岛种植水生植物（水生花卉，如睡莲、水生蔬菜如水芹菜等），进一步改善水质。

图3 圆形环保深水大网箱结构图

2.1 环保网箱的设计

本实验设在龙滩水库。根据龙滩水库常年平均水温为24℃，最高水温为32℃，最低水温为16℃，溶氧相对稳定的特点，同时兼顾抵抗大风大浪的冲击，确保网箱安全，设计内箱平面积为100m2，水深为6m；外箱净面积为144m2，水深7m，并由20个油桶浮载3000公斤；钢架选用直径4cm，管壁厚度0.4cm，长度为6m的镀锌管焊接而成，钢管之间为直连接，并采用“#”字型加固，每个网箱之间间隙3-5m，连接并加固。为解决大网箱在一个养殖周期内换网洗网难的问题，在确保养殖安全、增大换水量、提高溶氧度的前提下，在制作网片时扩大了网眼，制作了内网网眼为5cm，外网网眼为6cm的无节抗紫外线网片。在集粪系统的设计、制作过程中，除了考虑系统的形状、结构、材质外，更为重要的是它的功能，为确保系统的高效回收率，经过三次模拟试验观察效果、不断改进，再进行中试成功后才确定了网箱结构。

2.1.1 第一次模拟试验

第一次模拟试验(2009年7月24日)在形状和材料上进行初步探讨，制作了环保生态水产品养殖网箱，按设计网箱原型的五千分之一，制备模拟环保生态小网箱。模拟小网箱通过在广口瓶中模拟水产养殖动物排便发现，大部分模拟粪便漏到模拟环保生态小网箱外。因材料选择和形状的原因，初次试验失败。

2.1.2 第二次模拟试验

第二次环保生态网箱模拟试验(2009年7月27日)在吸收第一次模拟试验的基础上，按设计网箱原型的三千三百分之一，制备模拟小网箱和采集鱼粪系统，并对网箱漏斗材料、制作形状和大小等方面进行了优化。通过观察鱼在玻璃水族箱养殖环境中，模拟水产养殖动物排便发现，大部分粪便沉积在模拟集粪漏斗壁上，进入集粪筒很少，第二次试验未取得理想效果。

2.1.3 第三次模拟试验

第三次模拟试验，在集粪漏斗上创新安装振动筛动装置，通过起动振动筛动装置后，观察到90%鱼粪进入集粪筒并沉积在筒底部，证明第三次模拟环保生态小网箱收集鱼粪的效果相当好。

2.1.4 第四次中试试验

在鲤鱼成鱼网箱（5×5×3m）底部，安装上口为5×5m的集粪漏斗，并在集粪筒底部2m处安装起粪环和起粪铰链，结果证明80%鱼粪进入集粪筒.通过水下摄像头观察，仍有少量鱼粪从网箱下部周边漂浮出网外，沉降库中。发现此情况后，为改进设计制作生产性集粪漏斗提供了理论支撑。

2.1.5 生产性环保网箱的结构

在模拟和中试集粪网箱后，确定了两种新型生态养殖环保网箱，网箱和鱼粪收集系统成品结构如下：

（1）方形深水环保网箱材料和规格（设计人：通威股份有限公司高级技术顾问吴宗文）如图1、2所示，内箱长10m、宽10m、高6m，32支纱抗紫外线聚乙烯线5cm无结网片制成。外箱长12m、宽12m、深7m，32支纱抗紫外线聚乙烯线6cm网目无结网片制成。

（2）圆形环保深水大网箱规格与结构圆形环保网箱由内箱100m2、外箱138.5m2，净面积38.5m2等二种规格网箱和底部联结漏斗形鱼粪搜集器组成（见图3），其中：内箱规格：直径为11.28×深6（单位：m），用32纱聚乙烯网线，制作成网眼5cm的无结网片网箱。外箱规格：直径为13.28×深7（单位：m），用32纱聚乙烯网线，制作成网眼6cm的无结网片网箱。

（3）漏斗形鱼粪收集器漏斗集粪器：长12 m、宽12 m 、深7 m，用筛绢布（每平方cm40目），制成上口直径为13.28m，高为7m、下口为50cm的漏斗形鱼粪搜集器

（4）集粪筒和外套集粪桶直径50cm，高15m；材料用筛绢布（每平方cm60目），制成上口直径为50cm，高为15m。在集粪筒下面2m左右，安装用20目聚乙烯网布制作的外套，防止起粪时挂伤集粪筒，提高集粪筒使用寿命。

（5）起粪环起粪环，用6园钢材焊接成直径50cm的圆套在集粪外套上。

2.1.6 网箱的安装和使用

（1）所述悬浮装置：泡沫浮球，或者金属浮桶支撑并与网箱上的网箱架连接。

（2）所述淡水水产品的新型环保“深水生态健康养殖大网箱”：均由内、外网箱构成，箱体呈圆筒形或方型，内网箱位于外网箱内部。内、外网箱上方与悬浮装置上的网箱架连接，内、外网箱下方四角，均吊锚石。养殖网箱的外箱底部下方与集粪漏斗上口间距1m，作水流通道，水流通道下面挂有集粪漏斗管架，支撑漏斗型鱼粪收集器。

（3）所述漏斗型鱼粪收集器：漏斗型鱼粪收集器上方四周和集粪漏斗支管架，均大于养殖网箱的外箱边缘，独立的漏斗箱架，与悬浮装置上的网箱架连接，底部下口与积粪袋上口紧密连接。

（4）所述振动筛动装置：振动、筛动环，位于漏斗型鱼粪收集器的外周的中部，并连接成像人体的“腰带”，由振动、筛动环和铰链或者滑轮组成。上与悬浮装置交替连接，并固定在养殖网箱浮架上，备起粪前拉动振动、筛动环用。起粪前，通过铰链拉动“腰带”起到振动、筛动作用，使“漏斗型鱼粪收集器上沉积的鱼粪”，下滑落入积粪袋底。

（5）所述积粪袋：积粪袋长度以能拉出水面为原则，积粪袋上端与漏斗型鱼粪收集器下口紧密连接，下端口捆固，并套上积粪袋外套。

（6）所述积粪袋外套：套于积粪袋下端，下端内与积粪袋底部连接，外与锚石连接，上口与积粪袋外周上的起粪环紧密连接。

（7）所述起粪环：与积粪袋下端积粪袋的外套连接，按一定的收集周期（如每1-2天）通过起粪铰链或者滑轮，拉起起粪环，把沉积于积粪袋底部，浓度相对较大的鱼粪浆液等，与积粪袋中，起粪环上部浓度较底的鱼粪浆液，从起粪环处分隔、断开，把底部至起粪环处。 2.2 内外网箱之间的鱼种放养在确保水产养殖生态安全、增大换水量、提高溶氧度的前提下，科学运用鱼类食物链原理，在外箱内养殖滤食性和刮食性鱼类，一方面解决了大网箱在一个养殖周期内换网洗网难的问题，另一方面起到了净化水质，充分利用饵料，实现资源节省与环境友好的效果。

2.3 绿色植物浮岛的设计

在网箱边缘3-100m的范围建设浮岛种植水生植物（水生花卉如睡莲、水生蔬菜如水芹菜等）。

3 应用试验

2009年7月28日- 10月30日在贵州罗甸龙滩水库将新设计的生态环保养殖模式应用于生产，进行中试试验，并与传统网箱的养殖效果进行了对比。

3.1 材料和方法

3.1.1 养殖水域

贵州罗甸龙滩库区主要环境特点：库容大（有效库容达四十多亿立方米）；水面大（罗甸龙滩库区有效库容水面达十一多万亩）；水面消落区大（消落区落差百米左右，面积万亩左右），库深年变幅50-100m（库区主河道）；水体交换量大（年交换3次以上）；表层在暴风雨时风浪较大、但在非洪水季节的晴天，用重庆水文公司的流速仪测得0.5-20m水层，流速为零；水体透明度高（1.2-5m）；溶氧高（5-15mg/L）、在连续2-3天阴雨天后网箱外溶氧仅3mg/L；温跃层变化不大，日照较长（1350小时/年），总之具有有利于温水性鱼类生长的良好水质状况和自然环境条件。

3.1.2 网箱设置

网箱布局设置与水位涨落的流向相对应。为方便管理和操作，网箱布局按“非”字型设置框架，框架上安装网箱。根据岁月最大水位落差及风浪的冲击力和鱼排自身承重力的要求，设置固定柱、固定索及附属设施。鱼种放养前15-20天对箱体（网衣）进行浸泡，放养前10天进行网体安装，让网衣上着生藻类而变得柔软光滑，便于鱼种入箱。网箱下水前要检查网片有无破损，缝合处是否牢固结实。对照组和实验组均为双层网，内层网衣的网目5cm，外层网衣的网目为6cm，网衣高出水面50cm，网箱的敞口面大小与框架大小相匹配，网衣上端用聚乙烯绳索固定在框架的固定管上。箱与箱间距3m。为防网箱变形，将事先准备好的砖头或沙瓶沉入网箱底部四角。试验网箱为双层敞口式套网，内箱与外箱间距1m。

3.1.3 鱼种

鱼种全部来自水产良种场并符合出口卫生标准，选集群于捆箱中下部体质壮、体表光滑鱼种，根据实验所需，提前购进并培育。斑点叉尾鮰苗于4月28日购自湖南良种场，约6万尾，其规格为每尾38-40g， 8月6日以每尾150g的规格放入试验内箱。淡水鲨鱼苗于6月19 日购自广州良种场，约5万尾水花，8月17日以每尾60g的规格鱼种放入试验内箱，外箱配养滤食性和刮食性鱼种，并按科学饲喂。鱼种起运前停食两天，运到放养时间应在温度最低的早上或下雨与多云的时候，鱼种放养前用3-5mg/L聚维酮碘浸泡10-15min。或用2-3‰福尔马林浸泡5-10min之后放入养殖网箱。

3.1.4 试验分组

方形深水网箱和传统网箱，以养殖斑点叉尾鮰为主，各网箱放养鱼种品种、数量和比例具体如下：内网放养100克/尾斑点叉尾鮰，120尾/m2×100m2=1.2万尾。外网箱44m2，混养630尾，14尾/m2，鳙鱼500克/尾，通威单性罗非鱼100克/尾，8尾/m2×44m2=362尾。20尾/m2×44m2=880尾红鲤鱼作“信号鱼”，便于巡查及时发现网箱破损情况。

3.1.5 饲养管理

饲料投喂：选用通威生产的斑点叉尾鮰等鱼类专用饲料定时、定点、定量投喂。饲料蛋白质为34%左右，饲料新鲜，日投饲量占鱼体重3-5%，具体视天气、水温、溶氧、pH值及鱼摄食状态等情况而调节，每天上下午各投一次，高温期、越冬期投饲量减少。对照组网箱使用人工投喂，试验组网箱使用投饵机投喂，外网不投喂饲料。注意观察摄食情况做好记录。

巡检网箱：观察信号鱼的数量，发现破网及时维补更换，严防逃鱼。检查网箱附着物的多少，若网箱附着物太多，影响水体交换，可采取手工刷洗，水压龙头冲洗或更换网箱。每天做好管理记录，详细记载天气、水温、日投饲量、鱼的摄食生长、防病治病和死亡情况，以便科学饲养和经验总结。每天及时清除集污桶内残饵鱼粪。

鱼病防治：鱼种起运前5-7天内要严格杀虫灭菌；运输途中水体里加入一定量的水溶性维生素，达到减少应激的目的；鱼种入箱前要消毒处理；在试验过程中，根据鱼病发生季节指导养殖户正确诊断疾病，用药开处方，防止盲目用药，在饲料中加入适量的中草药与维生素合剂，外用二氧化氯、溴氯海因等消毒剂泼洒，做好鱼病防治工作。建立养殖试验档案详细记录、

统计表：对每一个组的每一个试验方案设计一个统计表，进行定期（15天）统计，分析一次。鱼粪收集与处理：每天提取鱼粪1-2次，并转运放置，备进一步加工利用。

水生水化指标检测：为确保检测水生、水化指标的准确性，专项建立水生、水化实验室，特别购买检测水生、水化指标的器材、药品，特意聘请了贵阳师范大学博士后李秋华，四川西农大学本科生周永红，四川省原良种场研究生何蕾，对养殖网箱内外和上下游周边2000m水域流定点、定时（每两小时一次）、定水层（0.5m、3m、7m、15m、30m）采样检测、分析水生指标水温、溶氧、pH值、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、总磷等，水化指标浮游植物的八大类、浮游动物的四大类以及它们的可消化种类。

3.2 试验结果与分析

3.2.1 生长、存活与饵料系数

新型环保网箱的养殖效果，与传统网箱比较，斑点叉尾鮰同比增重量增加27-32.2%，饵料系数降低15.49%，死亡率下降10.7%，每公斤鱼的饲料成本下降15.6-20%，单口网箱产量提高到1.25万公斤，管理成本降低50%以上（见表1），减少了鱼病发生。同时鱼粪回收率达到80%左右。鱼粪还可开发生物肥料，变废为宝。实现养殖水体生态系统良性循环。

3.2.2 经济效益

在深水大网箱（100m2、容积550m3）下面1m左右，安装鱼粪残饵收集系统，成本2600-2800元/套。但由于安装了集粪系统，一方面，将残存在网箱内的鱼粪及饲料残饵进行有效收取，较好地解决了传统养殖技术中鱼粪对水体污染的问题，保护了水体，维护了生态；另一方面，将鱼粪及饲料残饵收取，减少了有机质分解耗氧，避免了水体的富营养化，为鱼类的生存、生长创造了有利的生态环境。与传统未安装集粪系统的网箱相比，鱼体增重多27.0-32.2%，死亡率低11.4-25.8%，饵料系数低15.6-19.9%，每公斤鱼的饲料成本降低15.6-20.0%，养斑点叉尾鮰可多盈利5700元/箱（见表2、3）。

3.2.3 鱼粪的利用价值

经通威品管部分析，鱼粪中的营养组成成分（干物质）：粗蛋白质10-13％、粗脂肪0.9-1.6％、粗纤维24-26％、钙4.1-5.7％、磷2.50-3.36％（其中水溶磷0.03%）、K: 0.058% ，纤维11.2-19.0%（其中性洗涤纤维9%），还有铁、铜、锌、钾、铬等微量元素，二十余种氨基酸（天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、异亮氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、氨、组氨酸、精氨酸、脯氨酸、色氨酸）等（AOAC，1995）。

可根据不同植物生长要素的营养元素，外加营养平衡剂进行加工制成高效、绿色、无公害的有机生物肥，其利用价值每吨可达2500元以上，而加工成本每吨只需350元左右。一口深水大网箱年收集鱼粪约1吨，将其加工制成有机生物肥可值2500元，实现了废物综合利用。

3.3 结论

本研究集养殖、生态环保、废物综合利用为一体，实现了生态、经济、社会三大效益的统一，符合渔业产业发展方向，具有良好的发展前景。完成了以下开发内容：

（1）对环保投饵网箱养殖技术的创新，探索出龙滩库区最佳养殖模式，达到养殖生态、环保、经济效益的最大化。

（2）对集粪系统的材质进行改进；对集粪系统的生产制作工艺进行更新；对集粪系统的人工提粪装置进行创新成机械装置，提高鱼粪和残饵的收集率。

（3）将收集的鱼粪进行水、粪快速分离，运用现代生产工艺，研制加工成绿色有机生物肥，提高鱼粪的利用率。

但在该课题的立项科研报告中，未把鱼粪的深度开发列入这次研究内容。建议今后就此方面做进一步探索。

4 致谢

水利部、中科院水工程研究中心胡传林研究员对本文提出宝贵修改意见。

参考文献（略）

作者：

通威国家级企业技术中心吴宗文陈齐勇

贵州黔西通威公司罗华

贵州罗甸星火水产养殖公司张雨熙高廷富

内江职业技术学院吴小平

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