汉中水循环养殖系统

循环水养殖系统
一、水产养殖系统
　　水产养殖之内容包括：以水体生产水生物与水产品之处理及销售；而水产养殖之目标除了经济有效地生产水产品外，必须注意产品不可含有对消费者有害之成分，生产过程亦不可对环境造成危害。为达此目的，需采用健康之种苗、给予适当之食物及设法控制养殖池生态系统，使能维持于良好而稳定之状态，并能符合水产养殖生物之需求；另一方面不可用药而残留于产品中，亦不可排放废水污染环境或排出养殖生物影响原有环境生态。
　　水产养殖池为一包含养殖生物、轮虫、原生动物、藻类及细菌等生物之生态系统 (Meyer and Brune, 1982)。传统式或粗放式水产养殖池为开放性系统，很少投放人工饵料，池水由海水涨退潮或闸门控制更换，流入池中之有机物或无机营养盐类，可促进细菌、原生动物、轮虫及藻类等微生物之生长，进而成为养殖生物之食物。传统式养殖系统，与周围大环境生态系统相通，养殖生物密度亦低，因此池水水质尚可保持稳定，养殖鱼虾生长良好。
　　水产养殖池中各类生物各有其功能。细菌可将有机物分解为无机盐类，以完成碳、氮、硫等物质之循环。原生动物及轮虫等浮游动物除可摄食有机碎屑及细菌外，亦可滤食藻类。藻类可行光合作用，吸收水中氨氮及二氧化碳，并放出氧气，此为水中溶氧主要来源之一。上述生物，除藻类行光合作用时可产生氧气外，其它生物之新陈代谢作用及藻类夜间之呼吸作用，皆会消耗水中溶氧；因此溶氧为养殖池生态系统稳定性控制之重要参数。
　　高密度养殖池，养殖生物密度高，必需投放饲料才能维持养殖生物之生长；但添加之饲料与天然饵料生物品质不同，养殖生物摄食、消化及吸收效率不一，残饵及排泄物积存于养殖池中。养殖池中积存残饵及排泄物，将加速各种生物之新陈代谢速率，迅速消耗水中溶氧或累积高浓度之氨氮；如此，将使养殖池变为鱼虾无法生长之生态环境。
　　使养殖池之水质及微生物相产生变化之因素很多，除光照、水温、气压与风速等天候因素外，尚有养殖鱼虾种类与大小等特性及换水率、投饲量与水车打气等池塘管理技术。上述因素对污染物产生率及污染物去除率皆有影响，也因而控制养殖池之水质及生物相变化。
　　天候因素可影响室外养殖池中藻类及溶氧浓度(Meyer and Brune, 1982)。 饲料投入养殖池后，部分为鱼虾摄食、消化、吸收并合成细胞质，以增加鱼虾体重。但部分饲料未为鱼虾摄食而成为残饵，部分未消化吸收而由粪便排出，部分则于氧化产生能量时消耗损失并产生氨等污染物。某些试验报导每公斤重鱼每日投放 8.4 g 饲料 (粗蛋白 471 g/kg；氮 75.4 g/kg；能量 20.4 KJ/kg) 时，鱼所摄食之饲料，以粪便排出者占 48 %，非粪便性损失占 25 %，用以生长者占 27 %；而摄食之氮成分，由粪便排出者占 33 %，非粪便性损失占 34 %，用以生长者占 33 %。若每公斤重鱼每日投放 16.8 g 饲料，则鱼所摄食之饲料，以粪便排出者占 57 %，非粪便性损失占 22 %，用以生长者占 21 %；而摄食之氮成分，由粪便排出者占 39 %，非粪便性损失占 35 %，用以生长者占 26 % (Bovendeur et al., 1987)。因此摄食量加倍时，成长率并未加倍。
　　高密度养殖池池水之水质，随养殖时间之增长而逐渐呈优养化现象；池中之微藻及细菌等微生物大量繁殖，池水之 pH 值、溶氧、有机物及氨氮浓度产生变化(Lukowicz, 1982)。水质因一天二十四小时间天候之变化、一周间投饵及操作管理之变化或季节不同时天候之变化而呈周期性变动(Lukowicz, 1982; Poxton and Allouse, 1987 )。
　　残余饲料及排泄物所致细菌、藻类等微生物之大量繁殖，对水质变化之影响很大。Lukowicz (1982)于室外试验高密度鲤鱼养殖时，发现水质变化幅度之大小与浮游植物之浓度成正比；当前一日之水温由 32 ℃ 降为 18.5 ℃ 时，第二日藻类即大量死亡，水中溶氧亦由 20 mg/l 降为 0.6-1.1 mg/l，纵使于中午光合作用较强时，溶氧亦只有 2 mg/l。Lukowicz (1982)之试验结果，亦显示水中氨浓度之变化与水温及光照有关，于较高之温度及光照度下，硝化菌及藻类之活性较大，水中氨氮浓度可降低至无法测知之程度，而于阴天时，氨浓度可升高至 20 mg/l。
　　养殖池水之有机物及细菌浓度亦常有变化。Wickins (1985)以水循环系统养虾并研究水中有机物之累积情形，结果显示：不换水之系统，经 56 天后，水中无机碳含量由 25 mg/l 降为 2 mg/l (碱度降低)，pH 值亦由 8.2 降为 6.6。水质变化之原因，在于水中有机物浓度增加时，加速细菌之繁殖。细菌量变化范围为 7×103 - 2.5×107/ml。根据 曾 (1991)之研究，饲料残留于水中时，可溶性有机物于两小时内即全部溶出。每公升水中含 5 g 吴郭鱼饲料时，溶出有机物浓度可达 600 mg-COD/l。残饵于水中为细菌分解后，将溶出更多有机物。
养殖池水质急剧变化时，常有池水 pH 值过高或过低、藻类大量生长后又大量死亡、氨氮浓度升高、有机物浓度增加、细菌密度提高、浮游动物大量繁殖及溶氧不足等现象。上述水质不稳定现象，常使养殖鱼虾致病，甚至于死亡。根据 Poxton et al. (1982) 之报告：适合鱼虾生长之溶氧浓度约为 5 mg/l，而##之 pH 环境为 6.5 - 8.5。pH 值之变化除可直接影响鱼虾之生化反应外，亦可使氨及氰化物等物质之毒性改变。根据秦 (1986) 之研究结果：氨对草虾无节幼虫、眼幼虫、糠虾期及后期幼虫之 24-hr LC50 值分别为 0.54、0.73 及 1.794.41 mg-NH3-N/l；氨对草虾苗之安全浓度为 0.11 mg-NH3-N/l。亚硝酸对草虾苗之安全浓度为1.36 mg-NO2- -N/l。徐 等(1993)综合多年试验结果，提出水产养殖用水水质标准如表-1所示，需求生化需氧量(BOD5)为2 - 4 mg/l以下，氨氮为0.1 - 1.0 mg/l以下，悬浮固体物为25 - 40 mg/l以下。

表-1、水产用水水质标准 (徐等， 1993)
项目 一级标准 二级标准
溶氧量 mg/l 5.5 4.5
生化需氧量 mg/l 2 4
pH 值 6.5-8.5 6.0-8.5
悬浮固体物 mg/l 25 40
大肠菌类 /100 ml <5000 <10000
氨氮 mg/l 0.1 1.0
硫化氢 mg/l 0.05 0.05
氰化物 mg/l 0.001 0.01
酚类 mg/l 0.001 0.001
阴离子界面活性剂 mg/l 0.5 0.5
磷 mg/l 0.01 0.01