零排放多营养级综合循环水养殖系统(IMTA-RAS)对凡纳滨对虾集约化养殖的设计与性能研究

针对传统对虾养殖存在的高污染、低生物安全性等问题，越南研究人员创新性地设计了集成凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)、尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)及两种海藻的多营养级综合循环水系统(IMTA-RAS)。124天养殖实验显示，该系统实现氮磷高效利用(45.9%N/27.6%P)、零水交换，单位产量达6.9 kg·m-2对虾，为可持续水产养殖提供新范式。

　　

在越南湄公河三角洲，凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖业正面临严峻的可持续发展挑战。该地区贡献了全国80%的产量，但传统流水式养殖(FT)每日需交换10%水量，每生产1kg对虾就排放49.6g氮和14.4g磷，导致严重环境污染。更棘手的是，频繁的水交换加速了病原体传播，迫使养殖者大量使用抗生素。尽管生物絮团技术(BFT)和循环水系统(RAS)等新技术被提出，但其高昂的能耗和技术门槛阻碍了推广应用。

为此，研究人员受荷兰"城市化三角洲"项目资助，开发了创新性的多营养级综合循环水系统(IMTA-RAS)。该系统巧妙整合了食物链各营养级生物：上层养殖SPF(无特定病原)凡纳滨对虾，中层放养能分泌抑菌物质的尼罗罗非鱼，底层则栽培两种具有营养提取功能的海藻——刚毛藻(Cladophora glomerata)和细基江蓠(Gracilaria tenuistipitata)，形成封闭的物质循环。

研究采用三组平行系统进行124天养殖实验，主要技术包括：1) 多参数水质在线监测(温度、pH、DO等)；2) 基于生物量的种间配比优化技术；3) 营养盐收支分析法；4) 病原体PCR检测技术。样本来源于经严格检测的SPF虾苗和本地采购的鱼苗、藻种。

温度、pH和溶解氧
数据显示，尽管投喂量高达89.4%干物质(DM)，系统仍保持稳定：水温29.4-30.7°C，pH 7.5-8.8，溶解氧>5 mg·L^-1。特别值得注意的是，罗非鱼黏液与海藻生物活性物质的协同作用，有效抑制了弧菌(Vibrio)增殖。

水质
与传统系统相比，IMTA-RAS展现出卓越的缓冲能力。pH日波动仅0.5单位，远低于引起生物应激的临界值。海藻对氨氮(NH₃-N)的去除率达76%，而罗非鱼通过摄食残饵将饲料转化率提升至40.3%DM。

生产性能
系统单位面积产量创下新纪录：对虾6.9 kg·m^-2(存活率62.2%)，罗非鱼3.1 kg·m^-3，两种海藻均超5 kg·m^-2。营养盐回收数据显示，45.9%的氮和27.6%的磷被转化为生物产品，大幅降低环境负荷。

讨论与结论
该研究证实IMTA-RAS兼具经济与环境效益：1) 通过营养级联利用，使水交换量降为零；2) 生物防控减少90%化学药剂使用；3) 单位水体的综合产值提升3.2倍。特别值得注意的是，系统在34°C高温下仍保持稳定，这对应对气候变化具有重要意义。研究为湄公河三角洲提供了一条可推广的转型路径——用生态工程替代传统高污染模式，实现"蓝色增长"目标。未来研究可进一步优化种间配比，并评估在台风等极端天气下的韧性表现。