创新型渔光互补循环水养殖系统：多级水处理设计与微生物生态机制解析

《Aquaculture》：Innovative aquaculture-photovoltaic recirculating aquaculture system: Design, performance and microbial ecological mechanisms

本文提出了一种集成光伏发电与多级水处理（沉淀-曝气-吸附-暗化-砂滤）的渔光互补循环水养殖系统（AP-RAS），通过7个月实验证明该系统在维持NH4+、NO2?、TN等水质参数显著低于传统RAS的同时，使大口黑鲈特定生长率（SGR）达0.87%/天，产量12.6 kg/m3。高通量测序揭示变形菌门（Proteobacteria）等核心菌群驱动污染物降解，实现了能源自给与生态调控的协同优化。

　　

生长性能分析

实验初期大口黑鲈平均体重为74.63±5.3克，经过8周养殖后增至130.72±40.677克，16周时达到168.51±6.80克，最终均重为190.59±21.87克。配对t检验显示各阶段增重均具统计学显著性（P<0.05），表明系统能持续支持鱼类健康生长。

养殖生产力对比

投饵量（FI）的持续上升趋势（图4a）反映出代谢需求增强或食欲改善。与传统流水养殖系统相比，本系统的特定生长率（SGR）（图4c）达到0.87±0.03%/天，与常规循环水养殖系统（RAS）表现相当。水质调控方面，暗化区与吸附区对硝酸盐（NO₃^?）去除及颗粒物沉降效果尤为突出。

系统结论

AP-RAS通过多级水处理工艺（沉淀→曝气→吸附→暗化→砂滤）实现工程-微生物协同增效。核心菌群变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidota）和放线菌门（Actinobacteriota）通过时空异质性调控驱动系统稳定，为高密度养殖提供了低碳足迹解决方案。

作者贡献声明

阮卓浩：原始撰文、方法论、资金获取、数据整理；徐靖轩：可视化、软件、调查、形式分析；姚华佳：可视化、软件、调查、形式分析；尹鹏：可视化、软件、资源、概念化；赵继琛：验证、监督、方法论；陈晓莹：验证、监督、方法论；郭强：资源、调查；欧洪瑞：资源、项目管理；曾伟伟：资源、项目管理；黄文：监督、项目指导。

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。

致谢

本研究受广东省农业科学院人才计划（R2022YJ-YB3014、R2020YJ-QG001、R2022PY-QY008）资助。