我国鲆鲽类产业工业化与循环水养殖技术

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    面对我国鲆鲽类产业存在的水源、产品安全、及环境调控等制约性问题，鲆鲽类循环水工厂化养殖正在逐步发展起来，其应用水平也在不断推进。工厂化循环水养殖技术的发展特点，主要表现在规模化扩张和对应特定品种等方面，这是实现工业化生产的前提，因为所有的工业化生产都是以特定品种和规模化为基本条件

□文/中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所所长 徐皓

    徐皓，研究员，长期从事渔业装备与工程技术的科研、推广工作，熟悉渔业装备与工程学科的国内外发展趋势。现任农业部第八届科学技术委员会委员、中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所所长，农业部渔业装备与工程重点开放实验室主任等职务。
    近年来主要发表了《渔业装备研究的发展和展望》、《新型顺流式网箱的研究》、《加强水产机械化工程学科建设，推动渔业现代化》、《渔业装备与工程科技发展战略研究》、《我国水产养殖设施模式发展研究报告》、《渔业装备与工程学科发展报告（2005-2006）》和《我国渔业节能减排基本情况研究报告》等论文，参与编写《中国水产科学发展报告（2005-2007）》
    目前正在主持的项目包括：国家科技支撑计划课题“淡水鱼工厂化养殖关键设备集成与高效养殖技术开发”、农业结构调整重大技术专项“鱼类繁育环境全人工控制系统研究”、农业部948课题“高比表面积节能型生物过滤设施技术”、“上海市标准化生态型水产养殖场设计”等。

    工业化是社会发展的一个进程，而在鲆鲽类养殖产业工业化的进程中，循环水养殖是一个重要的系统平台。
产业发展要求与工业化
    “优质、高效、生态、安全”是现代水产养殖业发展的基本要求。优质是现代社会进步对食品品质更高的要求；高效则是整个生产系统的低资源、低成本以及集约化生产；生态则是现代社会发展的根本要求，包括环境的问题，生产系统的问题；安全问题包括药残和有害物质残留等，是社会转型期产品品质控制的基点。
    我国目前水产养殖业的产业水平比较低，品质问题相对安全不是很突出，当我们的产业水平发展到一定程度以后，品质问题更在安全问题之上。在安全保障与品质提升方面，水产养殖产品的种质与健康养殖生境是关键。在构建生态型健康养殖生产系统时，如何重视低碳与减排的问题也是需要考虑的。
    我国水产养殖行业正在面临着生产方式转变的发展要求，转变生产方式也是鲆鲽鱼养殖业发展的现实要求。鲆鲽类养殖经历了近20年的发展，形成了最大规模的海水鱼养殖品种之一，它的产量、集约化程度、产业链都反映出了它的规模化养殖程度。但是按照生产方式转变的要求来看，还是存在着生产方式粗放的问题。这种生产粗放的问题实际上已经在制约着产业的提升。

▲高密度循环水养殖系统（青岛通用水产养殖有限公司提供）
鲆鲽类产业存在的制约性问题
    一是“水”的问题
    优良的水环境是集约化健康养殖的前提。“设施大棚+井”的养殖模式对水源的依赖性非常高。目前的水源主要有地下海水、自然海水和卤水兑淡水几种。在调研中我们发现，在很多地区生产系统的水源问题越来越突出，特别是地下水的抽取，水井越来越深、供水量越来越小。目前实际生产上，山东地区日换水6-8次，辽宁等地1-2次，而理想的鲆鲽类养殖换水要求为日换水量3.5-20次，400克/尾鱼17-20次，水供应量不足的问题非常的严重。
    二是“安全”问题
    产品安全是整个产业立足于社会的基本前提。需要水才能保障健康养殖的环境，当水出现问题的时候，健康养殖就出现问题了，鱼的免疫力就会下降，不得不使用药物，生产中慢慢地形成一种“药物依赖”的问题，最终导致消费者信心下降。因此2006年多宝鱼事件对产业的损害依然历历在目。
    三是“环境”问题
    从某种程度上来说，水产养殖的发展是以自然资源和环境为代价的，对环境成本的占有最终是要偿还的。首先是水资源，以养殖密度来看，目前比较成熟的养殖系统，养殖密度为20kg /m2，倒过去推算的话，按照健康养殖的要求，如果每天换20次水，商品鱼2年养殖用水量达到140万m3/t，整个产业目前的年产出8.67万吨，将使用近1200亿立方的水。
    水是有代价的，国家已经出台了《水资源费征收使用管理办法》，要对水资源的开采利用收取水资源费，除了农业种植业，以及一些非经营性的产业不收水资源费，其包括水产养殖在内的许多产业都是征收对象。对水产养殖业，有的地区是象征性的收，有的地区是暂缓收。如果要征收，以山东省的管理办法，开采地下水的收费为0.45元/吨，以此价格， 每吨鱼的成本一下子增加了63万，每公斤要增加630元。如果真的有一天要对鲆鲽类养殖产业收取水资源费的话，那就没法生产了。另一个是地下水位下降的问题。由于大量的开采地下水，有的地区地下水位明显下降，开采井的深度不断地加深，有的企业已经到了采水量无法保障的境地。再次是富营养排放问题。现在这种模式的排放，会对沿海海域环境造成直接的影响。
    四是“调控”问题
    工厂化生产就是要增加人为调控能力，尽可能地摆脱自然条件对生产系统的约束。目前的养殖生产模式装备设施相对简陋，调控能力非常低。现有的手段主要是增氧、换水和调温。如何来增加我们的调控能力，保障健康养殖条件，同时也是提高水资源利用效率关键。工厂化循环水养殖系统就是一个具有相对比较全面调控能力的生产系统。
    因此，推进鲆鲽类养殖生产方式转变的关键是增强水质调控能力、提高设施利用率、节水减排节能以及延长产业链。增强水质调控能力就是提升水质净化装备水平，也就是机器化、装备化的问题；提高设施利用率就是提高设施系统的产能，是工业化的问题；节水减排节能也就是提高水资源利用效率，是可持续发展的问题；产业链就是产业化。
    机器化、工业化、产业化加上可持续化，就是十六大报告中指明的新型工业化道路的内涵。我国的第一波工业化浪潮开始于上世纪的五十、六十年代，现在是第二波工业化浪潮，第二波工业化浪潮区别于第一波的就是“新型”两个字，就是可持续的理念。我们需要以工业化的理念来发展鲆鲽类养殖产业。
    工业化是现代社会发展的进程，人类以农业化实现了从狩猎文明到农耕文明的转变，现在的中国正在以工业化来实现从农耕文明到工业文明的转变。我们现在正处在中国第二次工业化的浪潮当中，现代农业也正处在农业工业化的启动阶段，农业生产方式转变的重点就是生产方式的工厂化以及经营方式的产业化。
    水产养殖生产的工厂化，其途径就是工程化。整个水产养殖产业的发展，从最早的池塘养殖到设施化的大棚养殖，将来要发展工厂化循环水养殖，在这发展过程中，工程化程度不断的在提高，工程化养殖生产方式的发展进程不断推进。
    工程化养殖，不是单一的工程、装备、设施的概念，从现代工程意义上讲，工程化养殖是建立在工程学的基础上的，重要的是强调生物生产技术与现代装备技术的系统性的集成，它是一个系统性的生产平台。现代科技已经发展到相当高的水平，现代生产系统已经很难用单一的技术去解决整体性的问题，必须要建立一个系统的平台，使它实现最佳的整体性效益。农业工程和工业工程不一样，它的系统构建更有难度，要求更高，如何围绕着“保障生产品质、提高生产效率、减低资源消耗、控制污染排放”来建立水产养殖系统工程，显得非常重要。
    精准化是工程化养殖的重要目标，就是通过精准化来不断提升生产系统的调控能力和经济性。工程化首先要以生产系统的构建为前提，要了解，生产系统的应用条件，首先是特定的环境条件参数，气候极限参数等，然后是与特定品种相关的参数，如溶氧、水温、水质标准，另外还要把握特点品种的应急状态、最佳生长状态、福利状态等，把它们作为整个系统构建的边界条件参数。在这个前提下确定投入品控制的下限，比如饲料营养的下限、渔药剂量的下限、增氧量的下限。然后来构建精准化的调控方式，比如对溶氧的调控，对水质的判断以及对投喂的调控。在此基础上，再构建全过程的质量管理模式。由此来不断提升整个系统的精准化程度，提高整个系统的经济性。
    鲆鲽类养殖产业相对于其它养殖业，尤其是海水鱼类养殖业，是具备发展工业化、发展工厂化的条件的。因为鲆鲽类养殖产业具有一定的产业规模，不断延伸的产业链，而且有较高的设施化水平和较高的组织化程度。推进鲆鲽类养殖产业的工业化，首先是生产系统的工程化构建，其次是促进产业化经营的规模和水平。

▲循环水养殖车间全景（青岛通用水产养殖有限公司提供）
循环水养殖技术应用水平
    我国的工厂化循环水养殖，发展至今已有三十多年的历史。上世纪70年代我国开始发展工厂化循环水养殖，主要是为了提高产量，解决当时计划经济时代吃鱼难的问题。到了80年代后，特别是改革开放初期，鳗鱼养殖产业大规模发展，引进了一批循环水养殖技术及装备。到了九十年代末期或者说是本世纪初期，现代农业示范项目的建设也带动了一批淡水工厂化循环水养殖的发展。现在以鲆鲽类养殖为代表的循环水工厂化养殖正在发展起来，正在不断地推进循环水养殖技术的应用水平。工厂化循环水养殖技术的发展特点，主要表现在规模化扩张和对应特定品种等方面，这是实现工业化生产的前提，因为所有的工业化生产都是以特定品种和规模化为基本条件。
    我国的工厂化循环水养殖还存在着装备设施落后、技术研究和产业应用脱节的问题，在装备研发与应用方面、装备系统应用与管理方面、技术系统集成与生物技术方面还存在脱节的问题。国外循环水养殖的发展背景，首先是鱼价相对昂贵，而能源便宜，如电费；再是劳动力成本高，需要以高效生产来弥补；另外发达国家在水资源和排放方面有很高的要求，迫使生产系统提高建设水平。发达国家的水循环养殖发展水平高，其本质是经济利益驱动和环保法律制约。
    国外循环水养殖先进技术的特点，一是技术研究方面相对成熟，包括基础模型、微生物强化、反硝化技术、藻基生物转化、酸碱度平衡、新装备研发、数字化环境监控、自动化投喂控制、机械化生产作业等；在系统构建方面也做得非常好，尤其是针对一些特定的养殖品种，在设施优化、行为与生境优化还有工程经济性分析方面做得相当全面。二是生产工艺相当完善，针对特定的品种有完整的操作规程、管理软件和阶段式的生产模式，形成了工业化的管理体系。
现在养殖设备改造推进的建议
    推进鲆鲽鱼工厂化养殖，第一是要强化循环水养殖技术研究，奠定发展基础。借鉴国际先进技术，研发自主技术装备，突破关键技术，提升我们的装备水平，是非常重要的。
    第二是发展工程化技术系统，构建生产技术平台，推进养殖生产精准化，以工业化的理念来构建养殖生产系统。针对特定品种，构建特定模式、运行状态、生产工艺来提高产能，再通过设施化、设备化、工艺化来推进工厂化养殖。重点建立对应系统运行的最佳养殖密度、对应生长需要的最低营养投入、对应健康养殖的水质控制参数、对应生产系统的科学管理规范。
    第三是生产系统建设，现有设施改造与新系统构建并行，形成集成示范的效应改造现有的设施系统。以发展原位调控技术促进现有设施升级，提高水体的利用率，达到节水减排效果；以发展异位调控技术支撑系统性改建和新建，实现循环水养殖。推进鲆鲽类水循环养殖的节水减排，需要形成规范化技术，以指导企业逐步升级。（本刊原创稿件，转载须注明出处，违者必究！）