耕水机在池塘养殖中应用效果的比较研究

林海，张云贵，李旭光，周军，周刚

（江苏省淡水水产研究所，江苏南京 210017）

我国是淡水养殖大国，2010年淡水池塘养殖面积2 377.01千hm2，养殖产量3 828.84万t，占水产品总产量的71.26%（2010年全国渔业经济统计公报）。溶氧是养殖池塘水质管理中的一项重要指标，其变化是水体理化性质和生物学过程的综合反映，也是养殖池塘生产性能的重要参数。夏季是养殖鱼类生长的高峰季节,鱼类呼吸、残饵及水中有机物的分解都要消耗大量溶解氧，仅靠藻类光合作用和空气溶解等自然增氧远远不能满足集约化池塘养殖对溶氧的需求，因此需要频繁使用机械辅助增氧。

目前使用较多的几种增氧机械中，除传统的叶轮式增氧机外，还有微孔增氧和耕水机。叶轮式增氧机能满足增氧和水层水体交换的需要，在常规池塘养殖中使用最为广泛，微孔增氧则主要用于虾蟹养殖水体的底层增氧。而耕水机是一种专门针对水层循环交换使用的涌浪机，能在较小范围内形成“流水”快速改善水质，就水体交换而言,耕水机替代叶轮式增氧机可有效降低养殖能耗和养殖成本。

为此，笔者研究了日照条件下养殖池塘表层水及底层水溶氧量、水温的变化，对叶轮式增氧机（3 000 W）和耕水机（60 W）两种不同增氧机械条件下养殖水质变化指标进行了分析比较。旨在为适时、合理、经济地使用养殖机械进行水体溶解氧的调控提供借鉴，为节能高效的新型渔业增氧机械的大面积推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 设备与材料

耕水机主要由防护罩、机电总成、拉杆、浮杆连接板、浮杆、耕板、浮球及耕板等组成，主要工作原理是利用耕水机耕板以低能耗驱动水体产生大范围的运动和立体循环，表层水以“耕水机”为中心缓缓向四周流动，底层水源不断地提升进行补充，带动整池水体的缓慢循环流动，周而复始，整个水体都能与空气接触，通过曝晒、空气接触、紫外线照射、藻类光合作用等途径使整个水体的载氧量增加，进而分解有害物质，增加天然饵料，改善水体环境，“流水不腐‘也就是这个道理。试验塘所用的耕水机主要工作参数为额定功率60 W，工作电压220 V，转速6～8转/min，顺时针旋转。

1.2 试验塘选择

2016年4—10 月，选择南京浦口某河蟹养殖优秀示范户4口塘，养殖用水源、池塘底质均相同，增氧方式依次为微孔增氧（微孔组）、叶轮增氧机增氧（普通组）和无人工增氧（对照组），水深1.2 m，面积为10×667 m2，均为主养河蟹、套养青虾、鳜鱼的养殖模式。各组均放养规格蟹种700只/667 m2。水草以种植伊乐藻、轮叶黑藻为主，黄丝草和苦草为辅。投喂饲料均以颗粒料为主、谷物为辅。

1.3 试验方法

1.3.1 现场测定现场测定主要采用HACHHQ40d多功能水质测定仪，对养殖池塘进行水温和溶氧的常规日常测定，结合养殖关键时期进行48 h全程测定溶氧和水温变化。按照同方位、同距离原则，每个养殖池塘不少于6个检测点，同一监测点分水体表层、水下（50 cm）、水下（100 cm）3个不同水层。

1.3.2 水样采集与测定2016年4—9月河蟹养殖季节，每月采集各塘口水样1次，时间选择养殖虾、蟹易缺氧时间段，分别为6∶00和16∶00。在试验塘口按“S”型设5个采样点，采集水面下20 cm，取水样1 000 mL，4℃保存。

亚硝酸盐氮（NO2-N）采用分光光度法测定、氨氮（NH3-N）采用水杨酸分光光度法测定、高锰酸钾盐指数采用碱性高锰酸钾氧化法测定。

1.4 数据处理

将所测的溶解氧、温度数据分别进行标准差处理，然后计算溶解氧均匀度和温度均匀度。对测得的水质数据用SPSS 11.0进行t检验分析。

式中∶M1为溶解氧均匀度，单位%；M2为温度氧均匀度；S1为溶解氧标准差；S2为温度标准差为n个测量点的溶解氧平均数，单位mg/L；为测量点的温度平均数。

2 结果与分析

2.1 对水体溶解氧的影响

试验塘（微孔增氧、耕水机）和对照塘（叶轮机械增氧）溶解氧均匀度变化如图1所示，从图中可以看出，试验塘溶解氧均匀度后期一直高于对照塘，并且试验塘溶解氧均匀度在85.0%～95.0%之间，其中耕水机池塘水体中的溶解氧分布比较均匀，表底层溶解氧质量浓度最大差值为1.65 mg/L；对照塘溶解氧均匀度在50.9%～94.4%之间，表底层溶解氧质量浓度最大差值为3.08 mg/L。说明应用耕水机使表层高溶度溶解氧充分向底层低溶解氧层扩散，增加了底层溶解氧的含量，提高试验塘溶解氧均匀度。

从图2中连续48 h两个昼夜监测可以看出，各塘口溶解氧均出现昼夜起伏变化，但机器运行24 h后，试验塘平均溶解氧含量略高于对照塘，这说明试验塘只开启耕水机能够代替增氧机增加水中溶解氧质量浓度的需求。结合整个养殖过程，试验塘应用耕水机充分利用水体自身增氧，溶解氧质量浓度最高达到15 mg/L以上，且一直维持在比较高的水平。而微孔增氧虽增氧速度快，应急效果好，但出于节能节约成本考虑，不宜长时间使用，因此易导致养殖水体溶氧起伏变化大。

图1 各处理池塘溶解氧均匀度对比图

2.2 对水温的影响

试验塘（耕水机）和对照塘（叶轮增氧）温度均匀度变化如图5所示，整个养殖周期内，试验塘温度均匀度明显高于对照塘。试验塘水体温度均匀度趋势平稳，均匀度最高达到99.8%，最低为96.9%，表底层最大温差为1.2℃；而对照塘表底层温差较大，温度均匀度最高达到98.0%，最低为92.8%，最大温差在2.8℃。由以上分析可知使用耕水机能够提高水体温度均匀度，减小水体表底层温差现象。

图2 各处理池塘平均溶解氧质量浓度对比图

图3 养殖期各处理池塘溶解氧均匀度对比图

在夏季高温季节，底层水温达30℃以上，易导致水质恶化、虾蟹食欲不振、蜕壳不遂、发病率高，启用耕水机能有效增加水体流动，提高水温均匀度，一定程度上减少高温、逆温层对虾蟹生产带来的不利影响。

2.3 水质的影响

由表1河蟹养殖周期的每月水质监测分析可知，试验组（耕水机）总氮、总磷、CODMN较高于对照组（叶轮增氧），分析可能由于试验组运行耕水机后，促进了池塘底层沉积物中有机物质的分散、分解，表现为有机负荷增加。但试验组中的氨氮除8月份外，其余生产季节均低于对照组，说明耕水机有利于使池塘的水体变成“活水”，水体的不断流动、搅动有利于抑制氨氮等有害物质的生成。

3 小结

3.1 良好的水体搅拌能力

开机后约24 h，全池水温均匀度已达97.8%，溶氧均匀度已达97.5%。耕水机的运行能使整个水体的温度趋于一致（均匀），消除溶氧在水体中水平和垂直分布上的不均匀性，直接改善养殖水的温度、溶氧和水质。耕水机的机械作用是搅动、曝气，并产生环流效应，使表层和底层的水体进行交换，溶解氧较高的上层水体到了下层，带来丰富的溶氧；底层的低溶解氧水体被带到上层，进行光合作用、曝气，从而达到水体溶解氧的均匀合理分布，打破水体分层的现象。

3.2 一定的改善水质效果

通过耕水机的搅动和曝气功能，增加了中下层水体与光照的接触，有利于浮游植物光合作用和微生物作用，比传统增氧设备更能构建水体底部良好的微生物群落，促进异养菌繁殖，加快有害物质的氧化分解。既提高了水体自净能力，也减少了养殖尾水中有机污染物。

图4 试验塘和对照塘温度均匀度对比图

图5 两种增氧方式下池塘溶解氧均匀度变化

表1 两种增氧方式下水质变化

3.3 良好的经济性

以试验10×667 m2池塘为例，一台3 kW叶轮增氧，日开机2 h，每667 m2水面日消耗电费0.36元；耕水机60 W，运转24 h，每667 m2日均电费0.09元（按0.6元/kWh计）。仅电费开支耕水机就减少了3/4。耕水机的使用，不仅能满足日常水体溶氧的需求，还能有效节省能耗，有效减低养殖成本，可谓经济环保。