南美白对虾恒温生态循环水高效养殖系统（TBF-RAS）探讨

南美白对虾恒温生态循环水高效养殖系统（TBF-RAS）探讨

一、【摘要】：南美白对虾的本源需求追溯；南美白对虾恒温生态循环水高效养殖系统设计的技术基础（结合RAS循环养殖系统与BFT生物絮团生态养殖系统之核心技术，运用到南美白对虾高密度工厂化生态养殖上）；系统的工艺流程设计；系统的硬件组成；系统的技术特点与亮点；系统的优点与前景（系统的投资、效益）；系统价值实现的难点与风险。

       【关键词】：工厂化；自动恒温；生态循环；全程可控；绿色健康

二、前  言：

中国传统的南美白对虾养殖模式，基本上还停留在露天塘养殖、高位池养殖、大棚锅炉水泥池养殖等几个方向上。而在南美白对虾工厂化生态循环水高密度养殖模式上，却鲜见真正能稳定连续取得成功的案例。

我们传统的几种养殖模式，一直都存在着几个难以逾越的难关。比如露天塘养殖的靠天收必然要面对的环境气候灾害、低密度、超低成功率问题，高位池大换水养殖的赌气候、赌苗、赌密度、赌药、赌市场价格问题，大棚锅炉水泥池养殖必然出现的大排大放、高污染、病害控管难、产品质量不过关等问题，加上虾农为了无限度降低养殖成本，导致的假苗、假药、劣质饲料问题，几十年来一直像噩梦一样，伴随着中国广大虾农。再结合当前国家新的环保政策要求零排放、禁抗、绿色生态健康的实际要求，中国传统的南美白对虾养殖行业，已经真正地进入了日暮途穷，无以为继的时代。

难道我们中国的南美白对虾养殖行业，真的没有希望了吗？

其实这是一个十足的伪命题。一棵树长歪了，未必是树本身的问题，你得客观的从种苗、环境、土壤、营养、病害、阳光、管理多个方面去客观考量。同样道理，中国的南美白对虾养殖业，发展成今天这个样子，我们不能片面的去下结论，而是要回归到这条虾真正的本源需求角度，来寻找我们走出这个困境的答案。

 三、南美白对虾恒温生态循环水高效养殖系统（以下简称系统）

（一）南美白对虾的本源需求追溯

1、南美白对虾的生理习性及在中国的发展

南美白对虾(Penaeus vannamei Boone),又称凡纳滨对虾、白肢虾、白对虾。属于节肢动物门甲壳纲十足目对虾科对虾属，原产于南美太平洋沿岸的水域,以厄瓜多尔沿岸的分布最为集中,是当今世界养殖虾类产量最高的三大品种之一。平均寿命至少可以超过32个月。成体最长可达24cm，甲壳较薄，正常体色为浅青灰色，全身无斑纹。

南美白对虾适应能力强，自然栖息区为泥质海底，水深0～72m，能在盐度0～40‰的水域中生长，2～7cm的幼虾，其盐度允许范围为2～78‰。能在水温为15～38°C的水域中生存，生长水温为15～38°C，最适生长水温为22～32°C。对高温忍受极限43.5°C（渐变幅度），对低温适应能力较差，水温低于18°C，其摄食活动受到影响。要求水质清新，溶氧量在5mg/L以上。适应的pH为7.0～8.5，要求氨氮含量较低。可生活在海水、咸淡水和淡水中。刚孵出的浮游幼体和幼虾在饵料生物丰富的河口附近海区和海岸泻湖软泥底质的浅海中的低盐水域（4～30‰）觅食生长，存在望朔效应（初一、十五集中蜕壳）。

1988年7月，南美白对虾由中国科学院海洋研究所从美国夏威夷引进我国，1992年8月人工繁殖获得了初步的成功。南美白对虾人工养殖生长速度快，60天即可达上市规格；适盐范围广（0－40‰），可以采取纯淡水、半咸水、海水多种养殖模式，从自然海区到淡水池塘均可生长，从而打破了地域限制，且具耐高温，抗病力强；食性杂，对饲料蛋白要求在35%及以上。是“海虾淡养”的优质品种，使其养殖地域范围很广，我们国内绝大多数省份都有养殖。

2、南美白对虾的核心需求（最佳生长需求指标）

   温度：25-30°C（温度急剧变化易造成应激现象）；溶解氧：5mg/L以上；PH:7.0-8.5；适应水体：咸淡水均可；水质：鲜活清亮（需要光照与菌藻结构合理），氨氮与亚盐要低；营养：高蛋白，杂食性；病害：无弧菌、病毒、寄生虫；残杀率：不高，可高密度养殖。

（二）系统设计的技术基础

1、RAS循环养殖技术、BFT生物絮团养殖技术与ZAT自动恒温技术

   RAS，是循环水养殖系统(Recirculating Aquaculture Systems,RAS)的缩写简称；

   BFT，是生物絮团技术(Biofloc Technology,BFT) 的缩写简称。

   目前，RAS系统，在鱼类的工厂化养殖中已经应用的非常成熟，但在温水生长型的南美白对虾工厂化养殖中，却效果普遍不佳；BFT系统，在南美白对虾的工厂化养殖中最高产量在7-10斤/m3的水平，虽然成本不高，但是效益不怎么显著。

对南美白对虾的养殖而言，这两种技术系统，各有优点，同时也各存缺点。RAS系统在水质净化处理方面是足够优秀的，但是在营养结构的高效供给、DO溶解氧的高位保持、水质的活性（菌藻的多样性）维护与氨氮亚硝酸盐的处理上效果都明显不足；BFT系统， 生物絮团技术，利用微生物的新陈代谢作用对氨氮、亚盐、重金属、农残、抗生素、二噁英等废物高效处理,并将部分有益成分转化成营养基，达到二次利用之目的。正好可以解决RAS系统的不足，但是其水质生态平衡比较脆弱，一旦养殖密度太高，生态平衡很容易崩溃，这个硬伤直接导致BTF系统的经济效益不高。

ZAT自动恒温技术：利用电力高效能热泵技术、钛合金防腐技术、多模块智能切换技术、远程GPS智能在线管理技术、冷热自动变频转换节能技术等前沿科技所研发出来的正丰源自动恒温高能热泵系统，来替代传统农业养殖领域中的燃煤、燃油锅炉系统，一方面可以减少废气污染排放，另一方面可以实现节能环保降低运行费用；还可以完全解决养殖中温差变迁造成的各类灾害与养殖产品的生长速度问题。

2、ZAT（自动恒温）+RAS+BFT复合技术：利用RAS系统作为前导，过滤掉养殖水体中80%的残饵粪便，并对水体定期进行杀菌消毒（既能对水体中的病害定期处理，又能顺便解决水体中的菌藻周期性的新陈更）替；BFT系统作为系统工艺的后半部分，利用BFT系统强大的生化降解与络合能力，来帮助RAS系统解决水体中的氨氮亚盐问题、营养结构多样性问题、溶解氧含量保持问题；再利用自动恒温技术作为基础，解决水体中有益菌藻、水产动物的生长环境热量量化补充问题。当ZAT技术、RAS技术与BFT技术真正结合成一个有机整体系统的时候，从理论高度讲，能够将单位水体的白对虾养殖密度与产量提高到纯生物絮团技术养殖系统的五倍以上。

 （三）系统的流程工艺设计

 1、 流程设计：从南美白对虾养殖池 排出底水，首先流经自动一级反冲洗微滤机+高效深层过滤砂缸（固液分离，可有效过滤去除残饵粪便、有害藻类、悬浮污物，;可高效反冲排污，过滤效率高，操作便捷，运行成本低；根据需要可以设计成粗放过滤50-80目、 精细过滤100-200目或兼而有之的复合过滤50-200目），到二级蛋白分离器+臭氧消毒机组合（强效分解有机质，解决水体富营养化问题），再到三级活性炭净化过滤器（再次过滤、吸附、解毒净化，同时补充养殖水体中菌藻类微生物必须的碳源），再流到四级高效生物曝气塔或生化组合设施（微生物复合菌群补给、增氧脱气——消除氨氮、微生物络合降解净化——降解亚硝酸盐、分解重金属、降解抗生素、降解农药残留等），再到五级恒温营养调节池或塔（温度偏离自动补偿、营养微调、病害管控——大复方中草药与靶向微生物投放），最后经六级溶氧锥高效增氧组合（根据养殖溶氧需求不同，分空气与纯氧两种选择）后，回流到养殖池，完成本次循环处理。在整个循环流程中，一级与二级之间预留磁能环装置（杀菌消毒、水质改良——矿物质离子化分解磁化、重金属处理）接入口，所有养殖系统补充水体与养殖水体（定期，一般3-7天）都必须经过磁能环的处理之后方可进入。固液分离出来的残饵粪便，有两种处理方法，一是为给食腐鱼类（比如罗非、泥鳅、海参、家鱼等），二是发酵低温烘干后作为农业种植的生物菌肥使用。利用水质在线监测系统，实现养殖水体主要数据实时监控。

2、 系统硬件组成与功效解析

自动恒温冷热双效远程GPS源高能热泵养殖主机：可以实现全自动温度偏差调节，双效恒温。

磁能环装置：可以实现杀菌消毒、水质改良、增加溶氧、矿物质分子团营养离子化等功能。

自动反冲微滤机：自动过滤水中悬浮物及颗粒物，并能实现自动反冲洗功能。

高效深层过滤砂缸：可有效过滤去除有害藻类、悬浮污物，水体浊度≤0.2NTU;可高效反冲排污，过滤效率高，操作便捷，运行成本低。

可修复活性炭净化过滤器：有效去除氨氮、亚硝酸盐、重金属、农残、抗生素、二噁英等有害物质，延长活性炭使用周期使水质优化健康。

新型蛋白分离器+臭氧复合杀菌装置：去除有机蛋白物及99%有害细菌。

复合曝气补氧溶氧锥：高效提高水体溶解氧，使水体鲜、活、嫩、爽，大大提高成活率和产率，使苗更绿色健康。

稳态菌巢生态净化系统（塔）：通过特定的稳态菌巢结构，让特定结构复合生态菌群大量繁殖衍化，以达到高效处理养殖水体中的氨氮、亚盐、重金属离子、抗生素、农残、二噁英等有毒有害物质，并稳定PH值、水体活性、生物絮团与营养结构。

水质在线监测系统：实现养殖水体主要参数在线检测，比如温度、溶解氧、PH值等。

 3、系统配套的技术体系与配套产品平台

一套完整的集苗料药功能定制平台、种苗标粗技术、成品养殖管理技术、环境灾害控管技术、营养构建与管理技术、大复方中草药+靶向微生物结合病害防控技术、产品市场营销渠道建设为一体的操作与管理技术管理体系。

 （四）技术特点与亮点

1、技术特点：养殖水体实现真正自净循环；微滤机、高速砂滤高效物理截污；磁能环+新型蛋白分离器+复合臭氧消毒杀菌、分解有机蛋白质；生化塔复合曝气脱气；稳态菌巢生化调节；增氧机+溶氧锥高溶氧供氧；高能双效养殖主机自动调温、恒温；磁能环装置利用高频磁能技术结合臭氧进行水体复合杀菌消毒、水质改良；利用活性炭净化解毒、吸附与过滤水体，并同时给水体补充碳源，使养殖水体稳定、高效、绿色，保持水质鲜、活、嫩、爽，整个养殖过程全程绿色健康养殖。

2、技术亮点：可以实现自动排污、溢流、补水、生态自净、脱气、增氧，自动恒温，高溶氧、水质改良、杀菌消毒、营养构建、自动补水，整个养殖过程基本不会形成任何的环境污染与人为性的不健康隐患。该系统可高密度健康养殖，指标：15-25kg左右/m³；水体交换量1次/24h；蒸发补水量≤1-5%/24h。

 （五） 系统优势与前景

1、高科技（新技术含量高、高度智能自动化管理）、高投入、高效率、高产出、高回报最多一年可以养殖五到六造南美白对虾（这里按照年产五造计算），按标准的养殖车间800M3养殖水体的年亩产量在8-10万斤，正常全年虾价的平均利润为20元/斤（35条/斤规格的南美白对虾年平均虾价35元/斤）来计算，单车间的年毛利润约在160-200万元。而一条标准以养殖车间的综合投资也就约200万元，基本上可以实现当年收回全部投资成本，系统主体的使用寿命年限约10年左右；

2、全生态节能环保（全程使用电力高能热泵系统替代燃煤或燃油锅炉）、无公害（养殖全程水质可控、全生态营养、用传统中草药替代抗生素与化学制剂、无毒无污染）、零排放（污染的废水、废气零排放），养殖水体系统内循环养殖模式；

3、智能型中央控制管理模式：全系统高度智能化、自动化运行管理，整个养殖流程实现数据化、量化控制与管理。

1、 真正实现养殖产品的反季节、跨地域生产与销售。

2、 真正实现投资、建设、生产、技术管理、营销模块化的双赢型分工协作模式。投资方，只需要调研产业市场前景、投资、提供需要的空间环境设施、需要培养的管理与操作人员、运行资格手续、合适的水电源；剩下来的养殖硬件设备产品提供与安装维护，苗、料、动保产品的质量管控与供给，养殖管理技术、产品营销渠道均由专业的平台与机构提供与委派；

3、 系统硬件设备的规范化、模块化，以及部分高科技产品的引用，让全套的系统养殖管理技术，真正实现了全程数据化分解、实时在线测控，为本项技术与系统未来的大范围复制，创造了必要条件；

6、本系统的生产与管理技术模式，完全切合当前中国未来二十年的经济发展布局与政策法规推动方向。随着中国新的经济结构调整方向出台，未来二十年，将全面倾向大力发展生态节能环保、绿色智慧循环农业，且定位为国策；中国因一带一路发展战略，必须与国际接轨的迫切需求；再加上中国当前环境（包含大气、地表地下水体、土壤）无仍然严重，十四亿的人口压力、资源匮乏、人均耕地面积稀少的现状；等等。以上列举的多种因素均能说明，未来中国的新型农业，必然是工厂化、节能、生态环保、零排放、无公害、高效率、高密度、高科技（智能化、自动化）的集成型农业；

7、真正实现生产全流程质量可控：无公害（全面使用微生态结构营养与氨基酸类矿物质营养、使用微生态制剂与大复方的中草药制剂全面替代抗生素与带毒附残留的化学制剂）、零排放（使用高能热泵全面替代燃煤燃油锅炉、养殖水体采用内循环生态净化与杀菌处理、主要的水质全程实时监控）；

8、养殖成功率可达80-90%，投资风险无限降低：系统的结构组成虽然较复杂，但是因为养殖全流程的技术数据化与智能化高效管理系统的应用，作为投资人的管理与操作，却能够真正实现省心省力，简单运行；再加上苗料药的质量控管环节，由正丰源生物科技全程监管与供应；养殖与管理技术，均由专业平台与机构全部无偿提供。因此，投风险可以无限降低。

（六） 系统建设价值实现的难点与风险

 1、 技术管理难点：

1）养殖管理技术数据的量化与在线实时数据采集管控问题；

2）全生态、无公害、零排放的技术管控与实现途径；

3）系统化养殖流程中的营养结构管理，养殖病害管控和预防，养殖环境灾害与人为过失灾害的管控和预防，温度、溶氧、PH值、氨氮、亚盐、弧菌盐度、等水质技术参数的同步管理与调节；

2、系统建设与操作运行的难点：

1）与投资方有关的高资金投入落地与高回报之间的风险管控问题；

2）养殖技术人员与操作人员以及养殖场的所有相关人员的行为规范化管理问题；

3）苗料药的质量风险与产品在不同季节与地区的价格风险问题；

4）养殖水质净化系统与恒温系统、恒氧系统、智能控制系统、给进排水与电源系统、通风换气系统等设备的协调与管理问题；

四、结束语：

传统农业生产模式，限于技术与传统思维，配套的工业水平，成为历史，这是一种不可阻挡的必然；

现代农业生产模式，虽然起源于传统，但是它的技术积累层次、配套工业科学技术的进步，超越传统农业，这已经是现实。它蕴含的巨大产能与效率、生产技术的日新月异、环保效应层次、新能源技术、生态健康技术等的飞跃性发展，都充分的说明了这一点。

那么，我们未来的农业生产模式，又将会是一个什么样子呢？