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北欧国家工厂化循环水养殖不同物种的现状和未来前景(上)

2019-02-25

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摘要

近年来,循环水养殖系统(RAS)越来越受到关注,其不仅可以加强鱼类生产,同时也能对环境的影响降至最低。

 

在过去的20至30年间,北欧国家对不同养殖物种设计、建造和运营陆基循环水养殖方面积累了大量的实践经验。本文结合国外研究报告和发表的文献,以及国外厂商实践经验,对北欧国家饲养的大西洋鲑、虹鳟、欧洲鳗(安圭拉鳗)、梭鲈、北极红点鲑、鲟鱼、罗非鱼和欧洲龙虾进行详细的分析,目的是为国内的循环水养殖方面提供参考经验。

工厂化循环水养殖

虽然水产养殖产量在世界大部分地区迅速扩大,但除了挪威之外,北欧国家(丹麦、法罗群岛、芬兰、冰岛和瑞典)的水产养殖产量或多或少地停滞不前甚至略有下降。部分原因是由于自然环境条件的差异,长时间的低温期对高纬度地区的集约化水产养殖生产提出了挑战,严格的环境法规、淡水的有限供应、专注于废水处理和养殖管理改进减缓了该行业的增长速度,这些问题在未来将受到全球范围的高度关注。开发具有低成本高效益、经济上可行的水产养殖方法,以最大限度地减少对环境的影响,同时确保最佳的饲养条件是未来水产养殖业的重点解决问题之一。

 

陆基密集型循环水养殖作为缓解这些挑战的重要手段,在增产和水循环利用方面具有相当大的潜力。持续原有技术改进和新技术的研发,强化后的RAS不仅可以减少水的消耗,并能显着降低水体污染程度,可以通过控制温度以及必要的水质参数,如溶解氧、二氧化碳、氨、亚硝酸盐、硝酸盐、pH、盐度和悬浮固体等,维持良好的饲养条件以优化水生动物的生长和提高饲料利用率,还可以在RAS中培养多样化的高附加值物种,是确保该行业可持续发展的先决条件之一。

工厂化循环水养殖

鲑鱼养殖

1、目前状态

大西洋鲑鱼是北欧国家中产量最高的物种,挪威是迄今为止最大生产国。2010年产量接近100万吨,除冰岛和法罗群岛的额外产量外,其他北欧国家养殖鲑鱼的产量有限。其目前主要是在海上的网箱中进行养殖,传统的是在陆地系统和湖泊网箱中产生的,目前只有不到10%的鲑鱼养殖场实施了循环水养殖,许多人正在转为循环水养殖,大多数新建的养殖场都施行循环水养殖模式。鲑鱼循环水养殖日益增加是由于:

1)淡水资源的限制,特别是在生长季节的干旱期;

2)与进水水质相关的问题,因为大多数水体具有相对较软的水(低钙),需要用石灰或硅酸盐来增加碱度;

3)需要紫外线进行杀菌消毒;

4)需要去除高浓度的二氧化碳(地下水);

5)与开放式的养殖系统相比,RAS能提供恒温和优质水环境条件。

 

后者令全年的生产更快、更灵活,包括寒冷季节。通过利用RAS技术,在春、夏和秋季,鲑鱼可以在海水网箱中生长。未来可以将它们扩大到陆地上,这样做可以缩短整体生产时间(在高度可控的条件下饲养),减少海虱感染的问题(较小的幼鱼特别容易受到伤害),并扩大生产区域。

 

2、饲养条件

有许多不同的饲料可用于大西洋鲑鱼苗的优化,但饲料转化率(FCR)通常较低,即约0.7-0.8。经过研究发现,传统的养殖塘转移到海水网箱后,在RAS中饲养的鲑鱼生长得更好,存活率高于传统饲养的鲑鱼;这可能与RAS中的最佳温度条件有关。

 

3、现有的RAS设置

大多数养殖场采用单通道流通系统(含氧化),部分再利用系统或RAS。挪威鲑鱼RAS养殖场数量正在迅速增加,但这些系统如何影响鲑鱼生产行业的表现和收益以及它们对环境的影响的信息是分散的。大多数带有生物过滤器的循环水养殖系统使用圆形罐、微筛选过滤(微滤机)和氧化技术来提高承载能力。移动床生物过滤器似乎优于固定床生物过滤器和滴滤器。移动床生物过滤器通常更紧凑,使用具有更大比表面积(500-800m2/m3)的介质,不需要反洗,更容易操作和维护。

 

4、未来的挑战和前景

未来几年,鲑鱼行业可能会采用几种新方法来改善整体流程,降低投资和运营成本。在挪威,预计每年将建造6-8个新的密集型循环水养殖场,同时将现有的流通系统改造为循环水养殖系统。总体规划是开发更大的循环水养殖场。鉴于挪威鲑鱼产业的目标是在未来10年内实现200万吨的年产量,因此能力建设具有高度优先性。

工厂化循环水养殖

虹鳟鱼

1、现状

除大西洋鲑鱼外,虹鳟鱼是北欧国家产量最高的品种,2010年总产量为105600吨。直到最近,大部分都在陆地上使用传统的淡水养殖和海水网箱中进行。然而,越来越多的丹麦淡水养殖场被重建为所谓的鳟鱼+农场模式,这一概念的特征在于增加了水质净化装置和再循环处理技术;通过这样,农民获得了运营优势,在增加产量的同时,仍然可以遵守严格的国家环境立法和与欧盟水环境相关的法规要求。

 

2、饲养条件

Model-Trout-Farm(鳟鱼养殖场模式)中温度波动通常小于开放式系统中的温度波动,目前已观察到极端值为1.6和21.0°C(冬季与夏季)。在对8个Model-Trout-Farm进行测量的全年平均温度为10.6°C,而丹麦的地下水温度约为7-8°C。再循环流量内的水质参数在八个监测值之间,总氨氮(TAN)平均为2.4mg/L(平均最小/最大浓度分别为0.3和7.5mg/L)。根据Model-Trout-Farm养殖户的说法,这种pH浓度下,通过观察发现对鱼没有任何影响。NO2-N平均为0.15mg/L(平均最小/最大浓度分别为0.1和1.7mg/L),NO3-N平均为7.2mg/L。

 

3、现有的RAS设置

循环水养殖中鱼类喂食通常是使用各种自动投喂装置。每年使用超过230吨MT饲料的农场代表最高的创新程度,具有最高的饲料负荷(≥0.21kg饲料/m3补充水),最高再循环程度(≥95%)。与使用(未经处理的)地表水相比,地下水的使用减少了维持生物安全的问题。此外,确保全年温度波动减少,最大限度地降低将疾病引入系统的风险,并消除从河流中引入污染或劣质水的风险。

 

4、未来的挑战和前景

Model-Trout-Farm(鳟鱼养殖场模式)的运营成本可能高于传统的养殖方式,其需要高效的管理和需要受过良好教育的员工。因此必须不断优化和运营农场,以确保永久的高产量以实现经济可行性。在循环水系统中,氮的去除效率低于磷和有机物质,目前是鳟鱼养殖场的主要挑战,在很大程度上阻止了它们进一步增加其产量,因此需要通过反硝化改善。

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