一种工厂化稻渔生态循环种养的系统及方法

本发明涉及农业养殖与种植，具体涉及一种工厂化稻渔生态循环种养的系统及方法，尤其是一种将设施化养殖与水稻立体种植相结合的零排放循环种养系统及方法。

背景技术：

1、稻渔综合种养是一种将水稻种植与水产养殖相结合的生态农业模式，具有提高土地利用率、减少化肥农药使用、提升农产品品质等优势。然而，传统的稻渔种养模式多依托自然池塘或稻田进行，存在以下不足：

2、第一，传统稻渔种养模式对自然环境的依赖性强，受季节、气候、地域等因素制约，难以实现全年候、工厂化生产。

3、第二，传统养殖模式下，水体交换主要依赖自然水源补充和排放，水资源消耗量大，且养殖尾水未经有效处理直接排放，易造成周边水体富营养化等面源污染问题。

4、第三，现有的一些循环水养殖系统虽然实现了水体的循环利用，但往往将养殖与种植分离，未能形成真正的生态循环闭环。例如，公开号为cn107787903a的中国专利文献公开了一种鱼虾蔬菜水稻循环种养方法，但其系统结构复杂，水处理环节多，运行成本较高。

5、第四，现有稻渔种养系统中的水处理单元多为单一功能设备，缺乏将物理过滤、生物净化、消毒杀菌、增氧等多重水处理技术有机集成的系统方案。

6、因此，开发一种将设施化、智能化技术与传统稻渔种养模式结合，实现环境可控、资源循环利用、零污染排放的工厂化稻渔生态循环种养系统及方法，具有重要的现实意义和应用价值。

技术实现思路

1、发明目的

2、本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种工厂化稻渔生态循环种养的系统及方法，旨在解决以下技术问题：

3、（1）提供一种集养殖、水处理、种植于一体的闭环生态循环系统，实现养殖尾水的零排放循环利用；

4、（2）通过物理过滤、生物净化、消毒杀菌、增氧等多重水处理技术的有机集成，提高水处理效率和水质稳定性；

5、（3）通过高密度养殖与立体种植的结合，提高土地利用率、水资源利用率和单位面积产出效益；

6、（4）通过模拟流水环境和洁净水体的养殖条件，提升水产品的品质和口感。

7、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

8、1.系统构成

9、本发明提供的一种工厂化稻渔生态循环种养系统，主要包括：养殖池、纳米气泡机、臭氧机、发酵袋、竖流沉淀桶和种植池。

10、所述养殖池为高水位养殖池，其底部为锥形结构，便于固体废弃物的沉降和收集。养殖池内设有推水装置（如推水机或循环水泵），用于使养殖水体保持持续流动状态，模拟流水环境。

11、所述纳米气泡机通过管道引入到养殖池内的养殖水体中，用于向养殖水体中持续通入纳米气泡，提高水体溶氧量。纳米气泡的直径为50-600nm，气泡密度为107-109个/ml。

12、所述竖流沉淀桶的输入端通过输入管道与养殖池底部连通，用于接收养殖池底部排出的养殖尾水，并进行固液分离沉淀。竖流沉淀桶为锥形底部结构，底部设有排污口。

13、所述臭氧机与竖流沉淀桶相通，用于向竖流沉淀桶内通入臭氧，对尾水进行消毒杀菌，分解水体中的有机污染物和病原微生物。

14、所述竖流沉淀桶底部的排污口通过管道连接发酵袋的输入端。发酵袋为厌氧发酵袋，用于对竖流沉淀桶排出的沉淀物进行厌氧发酵处理，将有机物转化为可被植物吸收的营养物质。

15、所述发酵袋的输出端通过输出管道通入种植池内部。种植池为低水位种植池，池内设有浮板立体种植装置，浮板上种植水稻。水稻根系直接浸入水体中，吸收尾水中的氮、磷等营养物质，既为水稻提供肥料来源，又起到进一步净化水质的作用。

16、所述种植池的输出端通过回流管道与养殖池连通，形成完整的水体循环回路。回流管道上设有水质监测装置和流量控制阀，用于实时监测回流水质并调节回流量。

17、2.系统工作方法

18、本发明提供的一种工厂化稻渔生态循环种养方法，包括以下步骤：

19、步骤一：高密度养殖

20、在养殖池内高密度养殖水生动物，养殖密度为50-150千克/立方米。通过纳米气泡机向养殖水体中持续通入纳米气泡增氧，使水体溶氧量保持在5mg/l以上。通过推水装置使养殖水体保持持续流动，模拟流水环境，增加水生动物的运动量。

21、步骤二：尾水预处理--竖流沉淀与臭氧消毒

22、养殖池底部的养殖尾水在重力作用下通过输入管道进入竖流沉淀桶。在竖流沉淀桶内，固体颗粒物在重力作用下沉降到底部，实现固液分离。同时，臭氧机向竖流沉淀桶内通入臭氧，对尾水进行消毒杀菌，氧化分解水体中的有机污染物和亚硝酸盐等有害物质。

23、步骤三：生物净化--厌氧发酵

24、竖流沉淀桶底部的沉淀物通过排污口排入发酵袋。在发酵袋内，沉淀物在厌氧条件下进行发酵，发酵温度为25-35℃，发酵时间为7-15天。厌氧微生物将有机物分解转化为小分子有机酸、氨氮、硝酸盐等可被植物吸收的营养物质。

25、步骤四：种植净化--水稻吸收

26、发酵袋内发酵产生的上清液通过输出管道引入种植池。种植池内采用浮板立体种植方式种植水稻，水稻根系悬浮于水体中，直接吸收水体中的氮、磷等营养物质。水稻的生长获得了充足的有机肥料，同时对尾水进行了深度净化。

27、步骤五：水体回流循环

28、种植池净化后的水体达到养殖水质标准后，通过回流管道返回养殖池1循环利用。由此形成完整的资源闭环，实现“养鱼不换水，种稻少施肥”的生态循环目标。

29、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

30、1、生态环保

31、本发明通过竖流沉淀、臭氧消毒、厌氧发酵、植物吸收等多重水处理环节的集成，实现了养殖尾水的闭环循环利用和零排放。系统运行过程中不向外界排放养殖尾水，消除了水产养殖的面源污染问题，符合绿色低碳农业的发展要求。

32、2、资源高效

33、本发明将养殖与种植有机融合在同一系统中：高水位养殖池采用高密度养殖，平均养殖量可达50-150千克/立方米；种植池采用浮板立体种植方式，不占用额外土地。养殖尾水中的营养物质被水稻吸收利用，既减少了化肥投入，又降低了水资源的消耗。

34、3、品质提升

35、本发明通过推水装置使养殖池内的水体始终保持流动状态，模拟流水环境。水生动物在高溶氧、流水环境中运动量较大，肌肉更紧实、纹理更细腻。同时，通过多重水处理环节，养殖水体始终保持洁净状态，水产品没有泥腥味，品质显著提升。

36、4、智能化可控

37、本发明通过水质监测装置实时监控循环水体的各项指标，并通过流量控制阀精准调节水体循环流量，实现了养殖环境的智能化、精准化控制。

1.一种工厂化稻渔生态循环种养的系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的工厂化稻渔生态循环种养的系统，其特征在于，所述养殖池（1）为高水位养殖池，池内设有推水装置，用于使养殖水体保持持续流动状态。

3.根据权利要求1所述的工厂化稻渔生态循环种养的系统，其特征在于，所述种植池为低水位种植池，池内设有浮板立体种植装置，所述浮板立体种植装置上种植水稻。

4.根据权利要求1所述的工厂化稻渔生态循环种养的系统，其特征在于，所述竖流沉淀桶（5）为锥形底部结构，其底部设有排污口，所述排污口通过管道与所述发酵袋（4）的输入端连通。

5.根据权利要求1所述的工厂化稻渔生态循环种养的系统，其特征在于，所述回流管道上设有水质监测装置和流量控制阀。

6.一种工厂化稻渔生态循环种养方法，采用权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的工厂化稻渔生态循环种养方法，其特征在于，步骤（1）中所述养殖池（1）内的养殖密度为50-150千克/立方米。

8.根据权利要求6所述的工厂化稻渔生态循环种养方法，其特征在于，步骤（1）中所述纳米气泡的直径为50-600nm，气泡密度为107-109个/ml。

9.根据权利要求6所述的工厂化稻渔生态循环种养方法，其特征在于，步骤（3）中所述厌氧发酵的温度为25-35℃，发酵时间为7-15天。

10.根据权利要求6所述的工厂化稻渔生态循环种养方法，其特征在于，所述水生动物为鱼类、虾类或蟹类中的一种或多种。