基于菌藻协同原理的充气刮泥改底肥水技术

养殖池塘淤泥严重影响池塘生态环境和养殖水生动物健康，也给周边水域环境造成一定的污染和危害。

由于池塘淤泥平常看不见、随着大雨暴雨排放时也看不见的隐蔽性，使得淤泥治理没有引起政府和社会高度重视，现有治理措施存在较多的问题和不足。

本文分析养殖池塘淤泥资源化减量化的可行性，介绍充气刮泥链的使用方法，阐述改底肥水基本原理和注意事项。

1养殖池塘淤泥过厚的产生及危害
1.1
淤泥的形成及主要特性
淤泥是在静水或者缓慢的流水环境中沉积、经生物化学作用形成、天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或者等于1.5的黏性土。

淤泥具有不同于一般土的特性，其含水率一般大于40%，并且富含有机质。

淤泥中的有机质主要包括新鲜及分解不充分的动植物残体、腐殖物质及生物残体的分解物和由微生物再合成的产物等腐殖质。

1.2
养殖池塘淤泥主要来源于饲料
养殖池塘由于水生动物粪便、死亡生物体和消毒、肥水、改底等投入品不断累积，与池底表面浸润土壤和伴随雨水冲刷进入的泥沙等混合在一起，在池底形成一定厚度的淤泥。

由于草鱼干物质占鲜重22.6%～27.5%[1]，排粪量占饵料20%左右[2]，假设养殖草鱼饵料系数为1.5，在年平均667m 2产量1000kg
的投饵养殖草鱼池塘中，每年大约有200kg 饵料成为粪便淤泥。

1.3养殖池塘淤泥过厚危害养殖生产
1.3.1
淤泥过厚压缩养殖空间
一般养殖池塘淤泥以15～20cm 厚度为宜，也就是投饵养殖1年增加的厚度，过厚则不利于水产养殖生产。

淤泥的长期累积会使得池塘水深越来越浅，养殖空间越来越小，最终失去养殖功能（见图1）。

池水变浅导致池塘水温变化增大，饵料生物产量降低，养殖水域环境不稳定、变化大。

1.3.2
淤泥过厚产生有毒物质
淤泥过厚容易产生非离子氨，氨在硝化过程中生成亚硝酸盐。

淤泥中的硫酸盐还原菌还原硫酸盐，以及由异氧菌分解硫化物产生硫化氢。

非离子氨、亚硝酸盐、硫化氢是鱼类生存、生长过程中的剧毒物质，浓度低时使鱼类处于不安定状态，食欲和抗病力下降，生长速度降低，浓度高时直接导致中毒死亡。

如夏秋交替之时遇气温陡变，淤泥中产生的有毒物质对
收稿日期：2023-04-28
作者简介：陈畅（1966—），男，重庆合川人，本科，水产高级工程师，主要从事渔业技术推广和水产健康养殖服务。

E-mail ：*****************。

陈畅，杨冬莉，卢生华，等.基于菌藻协同原理的充气刮泥改底肥水技术[J ].南方农业，2023，17（21）：7-11.
基于菌藻协同原理的充气刮泥改底肥水技术
陈畅1，杨冬莉2，卢生华3，高雅英1，刘晓莉1
（1.重庆市水产技术推广总站，重庆401120；2.重庆农业广播电视学校，
重庆401120；3.重庆鑫乡科技有限公司，重庆400039）
摘要养殖池塘淤泥过厚危害养殖生产，而生物改底和化学改底都只是作用于池水和淤泥表面，没
有深入到淤泥内部，难以“刮骨疗毒”。

为解决现有改底措施面临的难题，重庆市水产技术推广总站联合重庆鑫乡科技有限公司，试制出移动充气刮泥链，研发出基于菌藻协同原理的充气刮泥改底肥水技术。

该充气刮泥技术能够形成池塘内部生态循环系统，减少养殖生产有毒有害物质，改善水生动植物生长环境，减少养殖成本，增加经济效益，为养殖池塘淤泥原位治理提供了新的思路和技术措施。

关键词
池塘淤泥；菌藻协同；充气刮泥；改底；重庆
中图分类号：S964.2
文献标志码：B
DOI ：10.19415/ki.1673-890x.2023.21.002
流到上层水中，往往造成大面积的死鱼后果。

1.3.3淤泥过厚引起暴发病害
淤泥是水生动植物致病菌和寄生虫的温床。

淤泥过厚时致病菌和寄生虫大量繁殖，引起养殖水生动物暴发性死亡。

有的寄生虫如“颚口线虫”等寄生在养殖水生动物身上，如果烹调时高温加热时间不够而没有全部杀死，甚至会在人体寄生，危害人民群众生命健康。

1.3.4淤泥过厚造成倒藻缺氧
淤泥过厚易使某种藻类成为优势种群进而形成水华或者发生倒藻。

淤泥中的有机物氧化分解消耗大量溶氧，导致养殖池塘淤泥、底层水长期处于缺氧状态，在黎明前尤为突出。

遇到连绵阴雨、气温陡变或者气压偏低等特殊气候条件时，容易致使养殖水生动物严重缺氧甚至泛塘死亡。

1.3.5淤泥过厚降低养殖产量
淤泥过厚导致的水体缺氧、有毒物质和病毒增加、有害细菌和寄生虫大量繁殖，以及藻类过度繁殖产生大量藻毒素等，使得养殖水域环境恶化，致使养殖水生动物长期处于亚健康状态，抵抗力降低，容易感染病害，生长速度减缓，养殖产量降低。

1.3.6淤泥过厚降低品质效益
淤泥过厚产生的有毒物质不断向水中扩散，出现臭鸡蛋气味、硫磺气味等，严重时甚至出现恶臭。

这种水体饲养出的水产品轻者体表黏液很少，鳞片粗糙易脱落，运输后易死亡，重者变形弯曲，有的甚至出现煤油等异味。

此外，淤泥过厚会增加调水改底药物、增氧电力等生产支出600～800元/667m2。

2养殖池塘淤泥治理中的问题和不足2.1养殖池塘淤泥治理主要方法
依据养殖淤泥是否离开养殖池塘，可以将淤泥治理方法划分为清淤和改底两种。

清淤就是将淤泥搬运离开养殖池塘，也称淤泥外运。

改底的方法有机械翻动、施用微生态制剂、投放过氧化物、养殖与种植轮作、暴晒、冰冻等，也称原位治理。

2.2养殖池塘淤泥治理工作问题及其原因
2.2.1政府和主管部门重视不够
养殖尾水的污染由于日常看得见、排放挡不住（伴随着暴雨洪水排放）等原因而受到广泛关注，而淤泥由于日常看不见、排放也看不见（伴随着尾水或者暴雨洪水排放）等原因，没有引起应有重视，多数地方把水产养殖场污染治理狭隘地等同于尾水治理，没有把淤泥治理与尾水治理一并考虑，“重水轻淤”现象十分普遍。

2.2.2养殖业主存在认识误区
发现养殖水生动物出现异常，绝大多数养殖业主将诱因完全归结到养殖用水上面，忽略了某些养殖用水问题的实质是淤泥问题，或者是由淤泥引起的养殖用水问题，因而采取的措施多数是调水、增氧，对淤泥的改造不够及时到位。

2.3养殖池塘淤泥治理技术问题和不足
2.3.1市售改底产品技术共性问题
不论是生物改底还是化学改底，投入品都是作用于池水和淤泥表面，没有深入到淤泥内部，多数是做表面功夫，改到的是“底表”，难以“刮骨疗毒”。

两种改底都向池塘投入了一定的物质，这些物质除转变为水产品和气化到空气中外，溶解到池水中及沉积为淤泥的，都加大了尾水、淤泥治理压力。

2.3.2市售改底产品技术性问题
生物改底受温度、池塘环境等影响较大，如果池塘环境恶劣，生物改底产品特别是好氧微生物菌剂也难以发挥很好作用，而且多次使用后效果会逐渐减弱。

化学改底的作用发生在淤泥表面，相当于对皮肤上的脓疮喷洒酒精等消炎药物，难以深入淤泥内部发挥作用。

此外，“是药三分毒”，改底药物同时也大概率杀灭了有益菌和微生物等。

2.3.3清淤（淤泥外运）的不足
无论是机械清淤还是人工清淤，其成本都很高，图1养殖池塘过厚淤泥
机械清淤和淤泥外运受池塘边道路限制很多。

集中清除的淤泥无处存放或者需要支付存放费用。

清塘出来的淤泥，绝大多数没有实现循环回收利用，大部分随意堆放在池塘周边或者附近农田土壤中，造成二次环境污染。

有的成片养殖场集中堆放的淤泥，甚至堆满了排洪沟。

2.3.4轮作改底的不足
这是一种养殖两三年后不再养殖水生动物，而改种粮食/蔬菜，或者种植宿根黑麦等鱼用饲草的一种生产方式。

这种方式的不足是难以将池水完全排除，植物容易受水涝影响，种植收入低，而且种植生产后底部枝丫等废弃物较多，使得后续养殖生产拉网等操作不便。

3养殖池塘淤泥资源化减量化分析3.1禁止超标排放物质对水产养殖的利弊
容易超标的养殖尾水污染指标主要是氨氮、总氮、总磷和化学需氧量（COD），其中硝酸盐（NO3-）、总磷、离子氨（NH4+）和化学需氧量对鱼类没有毒害，并且硝酸盐、磷等还能促进藻类等水生植物生长；非离子氨（NH3）和亚硝酸盐（NO2-）对鱼类有毒害，但在溶氧充足情况下，氨氮会转化为亚硝酸盐，亚硝酸盐再转化为硝酸盐，所以只要有足够的溶氧，池塘中的氨氮、亚硝酸盐一般不会造成危害。

3.2池塘中氮磷不能有效利用的原因之一是所处位置
不同
通过投喂饲料而进入池塘中的氮和磷，除去转化成水产品的部分外，其余部分在池塘中的存在位置是不一样的，80%以上的氮溶于水中，只有不到20%的氮在淤泥中，而磷则相反，约70%～80%的磷是吸附在淤泥中的。

由于养殖场经常用生石灰消毒，因此多数磷是以磷酸钙盐形式沉淀在淤泥中或者悬浮于下层水中。

氮与磷不在同一位置，导致协同作用被生物利用的机会不大。

3.3搅拌淤泥和增加溶氧可以实现淤泥资源化利用
在养殖生产过程中搅动淤泥，就像农业生产上的耕田一样，能够将淤泥里面的磷等营养物质释放到水体中，同时也将硫化氢、甲烷等有害气体、寄生虫卵等释放到水体中。

在搅动的同时进行增氧，能够直接将有害物质氧化。

淤泥中的磷释放到水体中，在溶氧充足条件下，与氮等其他营养元素协同作用，促进藻类等水生植物生长，藻类等水生植物光合作用产生氧气，进一步改善池塘生态环境。

3.4搅拌淤泥和增加溶氧能够减少淤泥体积
苏健等试验表明，养殖池塘淤泥中可溶化部分体积为80%，不溶化部分体积占比为20%，不溶化部分为粒径很细小、光滑的砂粒，约占淤泥总重量的23.8%。

用750W漩涡式风机对1440m2、最大水深1.5m的池塘充气，每天充气8h，共充气60d，观测表明，试验前31个点淤泥平均深度29.3cm，试验后平均深度21.4cm，减少7.9cm，淤泥去除率为27%[3]。

4充气刮泥技术破解淤泥治理难题为解决现有改底措施面临的难题，重庆市水产技术推广总站联合重庆鑫乡科技有限公司，历经3年调研和实验，试制出移动充气刮泥链（见图2），研发出充气刮泥改底肥水技术，为养殖池塘淤泥原位治理提
供了新的思路和技术措施。

图2移动充气刮泥链
4.1充气刮泥链构造和操作
充气刮泥链是一种养殖池塘淤泥充气搅动设备，主要由高压风机、刮泥链、曝气管等组成。

操作时拖动拉链绳和曝气管，使得底部淤泥被搅动，同时启动高压风机将空气压入曝气管排出，曝气管排出的高压空气对淤泥和水体增氧，将淤泥层中的有机物质、磷酸盐等吹浮到池水中，增加水体的肥力，将淤泥中的硫化氢、甲烷等有害气体吹离淤泥和水体，改善池塘养殖环境（见图3）。

图3
移动充气刮泥链作业
4.2
充气刮泥改底肥水原理
充气刮泥改底肥水的原理是菌藻协同，又称菌
藻共生、菌藻互助，是目前污水、污泥处理方面最前沿最热门的技术之一。

结合我们的应用，其相互作用机理为：有机物颗粒冲到水面后，与藻类混合，此时藻类产生的氧有助于有机物颗粒上的微生物加快繁殖，进一步分解有机物，分解有机物和从污泥中释放出来的磷，能为藻类繁殖提供丰富的营养物质，促进藻类的繁殖。

藻越长越好，菌也越长越好，藻菌共生共存，相互促进，加速有机物的分解、吸收、转化，同时又很好地抑制菌毒素、藻毒素（见图4）。

有机颗粒
吸收可溶性营养物质
机械吹搅
阳光
利用氧分解有机颗粒
污泥
CO 2
O 2
生成可溶性
物质
光合作用
产氧
菌
CO 2
微藻
图4
菌藻协同改底肥水原理
4.3
充气刮泥链使用效果
4.3.1
形成池塘内部生态循环系统
充气刮泥释放出淤泥中的氮磷等营养物质，消除
硫化氢、甲烷等有害气体，破坏掉致病菌、寄生虫卵和幼体的生长环境。

淤泥中释放出的氮磷等营养物质与池水中的其他营养物质一起，在溶氧、光照充足条件下，生长成为浮游植物，浮游植物吸收营养物质时，通过光合作用释放氧气，浮游动物吃食浮游植物，鲢鳙等吃食浮游动植物，人类捕食鲢鳙等水生动植物。

4.3.2
减少养殖生产有毒有害物质
充气刮泥打破了淤泥的封闭状态，将长期淤积在
淤泥中的硫化氢、甲烷等有害气体释放到空气中，使得亚硝酸盐等有毒物质脱离厌氧环境并被氧化。

淤泥和池水中的氮磷等被藻类等水生植物吸收后，大幅度降低排放尾水中的氮磷等，有的甚至可以做到不排放尾水。

4.3.3
改善水生动植物生长环境
充气刮泥两三次后，由于藻类等水生植物大量繁殖，池水就能够达到肥活嫩爽的标准。

由于淤泥中的菌、虫卵等在未完成孵育或者休眠时就被破坏掉生长历程，会导致其死亡或者被其他动物吞食，使得池塘中致病生物大量减少，水生动物病害基本上不再发生，以往养殖场常见的水面起油膜、冒气泡和塘边零星死鱼也不再发生，白鹤吃鱼也极少出现。

4.3.4
减少养殖成本，提高经济效益
经常充气刮泥后，由于水质长期保持肥活嫩爽状态，基本上不再需要使用改底药物和调水剂。

由于没有病害，养殖场也基本上不再使用消毒杀菌和治病药物。

因为不缺氧，增氧用电也大幅度减少。

此外，鲢
鳙的产量也比以往翻倍，同时吃食性养殖水生动物生长速度加快。

出塘水产品体表黏液丰富，抗应激能力强，耐长途运输，品质更优，售价更高。

4.4
使用充气刮泥链注意事项
1）适用于水深3m 以内的池塘。

2）使用时间以晴天上午为宜，阴雨天禁用。

3）第一二次使用前宜全池泼洒抗应激产品和有机
酸等解毒剂，淤泥较厚的在使用后10min 内再次泼洒解毒剂。

为确保养殖水产品安全，每次宜拖刮一半面积。

4）拖刮速度宜慢不宜快，不快过操作者散步的速度，拖刮时宜一拉一松，以便刮泥链落入淤泥中。

5）拖刮后启动水车、叶轮、微孔曝气等设备增
氧，则效果更佳。

6）使用频率为每10d左右1次，养殖密度越大、淤泥越厚则间隔时间越短。

7）产品使用后应当进行清洁、消毒，消毒方法为聚维酮碘浸泡30min，不推荐使用臭氧、二氧化氯等强氧化剂消毒。

5结语
养殖池水、淤泥中的氮磷等超标排放会对水环境造成不利影响，不排放则会恶化养殖环境，所以应当减少投入物质和排放物质，实行循环利用、原位治理是解决养殖尾水、淤泥污染问题的有效办法。

不向池塘投入生物制剂、化学药品等，就不会增加池塘负荷和生产成本，这是养殖池塘尾水、淤泥治理必须考虑的重要因素。

使用充气刮泥链改底肥水一段时间后，由于氮磷等营养物质大量减少，其中某些种类的营养物质可能已经缺失。

按照水桶短板效应理论，这时要想通过浮游植物等提取池水、淤泥中的富余营养物质（“长板”），就需要补充缺乏营养物质（“短板”），技术措施是采取类似测土配方施肥的办法，通过测水配方，定量投入缺少的短板营养物质，以保持营养物质比例适合浮游植物等生长发育需要。

通过充气刮泥释放淤泥中的氮磷等营养物质、消除硫化氢等有害气体、杀灭致病菌、寄生虫卵和幼体等，通过增加滤食性鱼类养殖密度防止浮游动植物过度繁殖以调控水质，养殖池塘淤泥完全能够实现原位治理，富营养化的物质能够实现循环利用。

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