據(jù)統(tǒng)計，1950年全國水產(chǎn)品總量僅有91萬噸，至2023年我國的水產(chǎn)品總量達6800多萬噸，占世界水產(chǎn)總量的40％，遙遙領(lǐng)先于其他國家，是名副其實的世界第一水產(chǎn)大國。中國水產(chǎn)品的快速增加得益于水產(chǎn)養(yǎng)殖的快速發(fā)展。2023年全國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量達5500多萬噸，占世界水產(chǎn)養(yǎng)殖總量的60％。中國人均水產(chǎn)品占有量達48．63Kg，是世界平均水平2倍還多。水產(chǎn)養(yǎng)殖不僅解決了中國人“吃魚難”，還實現(xiàn)了“連年有魚”。美國著名經(jīng)濟學(xué)家Lester Brown在《誰來養(yǎng)活中國》（1994）中寫到“當(dāng)代中國對世界的最大貢獻是計劃生育和水產(chǎn)養(yǎng)殖“。目前，水產(chǎn)品已占國民所需動物蛋白的30％，據(jù)FAO預(yù)測，到2035年中國對水產(chǎn)品的需求將達到1億噸以上。所以，大力發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖對保障國家食物安全意義重大。

池塘養(yǎng)殖是中國水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要方式，目前，全國池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量已達2700多萬噸，尤其是內(nèi)陸池塘養(yǎng)殖占淡水漁業(yè)產(chǎn)量的73．4％；池塘養(yǎng)殖的快速發(fā)展使我國的養(yǎng)捕比達到77：23，成為唯一養(yǎng)殖超過捕撈的大國，為世界漁業(yè)資源保護和水產(chǎn)品保供做出了杰出貢獻。我國的池塘養(yǎng)殖經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段。1980年之前以自然養(yǎng)殖方式為主，產(chǎn)量很低。1985年以后為解決“吃魚難”，全國興起了池塘養(yǎng)殖熱潮，但這時期的池塘養(yǎng)殖主要以追求產(chǎn)量為主，方式粗放。1990年以后，隨著養(yǎng)殖規(guī)模和密度的不斷增加，養(yǎng)殖病害、藥殘等問題爆發(fā)，人們開始重視池塘健康養(yǎng)殖和環(huán)境管理等問題，但由于 “大國小農(nóng)”式的養(yǎng)殖方式難以改變，我國的池塘養(yǎng)殖科技水平開始落后于后起的先進國家。2010年以來，隨著養(yǎng)殖空間嚴(yán)重擠壓、環(huán)保要求不斷提高、食品安全備受關(guān)注以及天然漁業(yè)資源衰退等問題日益突出，解決池塘綠色高效發(fā)展問題成為必須解決的課題！

為解決這些難題，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機械儀器研究所劉興國研究員帶領(lǐng)團隊圍繞塘養(yǎng)殖的重大技術(shù)需求開展研究。他們針對養(yǎng)殖生態(tài)機制不清，開展池塘生態(tài)系統(tǒng)研究，建立池塘調(diào)控途徑。針對養(yǎng)殖水污染難題，從飼料源頭減排開始，突破水質(zhì)管控、尾水治理等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)水全程管控。并在此基礎(chǔ)上，對應(yīng)不同養(yǎng)殖對象特點，建立提質(zhì)增效示范模式，在全國示范推廣，推進池塘養(yǎng)殖轉(zhuǎn)型升級。

他們針對池塘養(yǎng)殖生態(tài)過程機制不清，難以精準(zhǔn)調(diào)控的問題。通過研究建立了池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)“網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”關(guān)系模型，發(fā)現(xiàn)了制約池塘CNP循環(huán)的重要過程－“氨氧化 （AOM）和硝化 （NOB）互作機制”及其關(guān)鍵影響因素，建立了基于微生物調(diào)控的池塘物質(zhì)能量驅(qū)動途徑。并利用上述模型，查明了造成水產(chǎn)養(yǎng)殖污染的成因，發(fā)現(xiàn)了高密度養(yǎng)殖過程中飼料長期持續(xù)投入是導(dǎo)致水體CNP失衡的起因，而水質(zhì)惡化、藍(lán)藻爆發(fā)是魚病發(fā)生和品質(zhì)下降的誘因；而大量換水，則帶來尾水排放污染。基于以上研究，建立了養(yǎng)殖容量計算方法，制定了評估標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)了池塘養(yǎng)殖環(huán)境因子模型，為池塘養(yǎng)殖環(huán)境精準(zhǔn)調(diào)控提供了技術(shù)方法，創(chuàng)立了以“人工投入與光合作用雙驅(qū)動”為核心的池塘養(yǎng)殖生態(tài)工程，出版了《池塘養(yǎng)殖生態(tài)工程》等重要學(xué)術(shù)專著，為我國池塘升級改造提供了系統(tǒng)性工程理論支撐。

同時，他們針對傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖飼料投喂浪費大，在國內(nèi)率先研發(fā)了池塘養(yǎng)殖精準(zhǔn)投喂技術(shù)，開發(fā)了“水產(chǎn)精準(zhǔn)化智能投喂系統(tǒng)”等軟硬件，減少飼料浪費2％以上，實現(xiàn)了飼料源頭管控。針對養(yǎng)殖過程水質(zhì)惡化，我們創(chuàng)建了以生物基等關(guān)鍵技術(shù)為核心的池塘水質(zhì)“原位調(diào)控”技術(shù)，實現(xiàn)了水體CNP平衡調(diào)控，養(yǎng)殖1kg大宗魚耗水量從3m3下降到0．6m3，藍(lán)藻水華發(fā)生率從80％下降到不足20％。入選2020中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村十大新技術(shù)。針對養(yǎng)殖尾水排放污染難題，一是研究摸清了池塘養(yǎng)殖尾水排放的規(guī)律特征，編制了國內(nèi)首個《主要水產(chǎn)養(yǎng)殖品種排放系數(shù)表》，開發(fā)了池塘水質(zhì)全程監(jiān)控評估軟件，研發(fā)了漁農(nóng)結(jié)合、底泥資源化利用等尾水資源化利用技術(shù)，實現(xiàn)尾水中50％以上氮磷等再利用。研發(fā)了多功能復(fù)合生態(tài)溝渠、池塘復(fù)合人工濕地等池塘尾水高效處理技術(shù)及設(shè)施，創(chuàng)建了池塘異位生態(tài)水處理系統(tǒng)，實現(xiàn)了達標(biāo)排放。成為全國養(yǎng)殖尾水治理的主要技術(shù)，入選了2021農(nóng)業(yè)農(nóng)村部主推技術(shù)。

他們還針對池塘設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)空白，系統(tǒng)研究了魚蝦蟹池塘構(gòu)建參數(shù)、池塘建造關(guān)鍵技術(shù)、制訂了國內(nèi)首部池塘設(shè)施要求行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)了全國池塘設(shè)施改造，池塘水面占地比例從50％提升到70％，使用壽命從15年提升到30年。獲全國農(nóng)牧漁業(yè)豐收獎一等獎。針對傳統(tǒng)自然池塘環(huán)境影響大的難題，研發(fā)了分隔、分級序批等新型設(shè)施化池塘，引領(lǐng)了國內(nèi)流水槽養(yǎng)殖、分階段養(yǎng)殖的快速發(fā)展，入選2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部十大引領(lǐng)性農(nóng)業(yè)技術(shù)。針對池塘養(yǎng)殖機械化水平低，他們研制了池塘養(yǎng)殖高效智能設(shè)備。發(fā)明的涌浪機，提高增氧范圍30 m以上，成為近10年全球最暢銷的增氧機之一。發(fā)明的太陽能移動增氧機減少增氧機裝機數(shù)量50％，被評為上海市高新技術(shù)產(chǎn)品項目。發(fā)明的太陽能水質(zhì)改良機提高魚產(chǎn)量25％，2015年被《科學(xué)美國人》評價為“一臺小機器解決池塘養(yǎng)殖大問題”。發(fā)明的太陽能臭氧機能有效處理池塘底質(zhì)且無臭氧殘留，2022年被全國農(nóng)機化總站評定為輕簡化設(shè)備。針對池塘養(yǎng)殖投喂設(shè)備智能化水平低、飼料浪費大，開發(fā)了國內(nèi)最早的池塘養(yǎng)殖智能管控系統(tǒng)，實現(xiàn)關(guān)鍵生產(chǎn)過程智能管控， 示范區(qū)池塘機械化水平從28．85％提升到50％，發(fā)明的倉式投飼機和智能管控系統(tǒng)，裝備了全國最大的“光明萬畝智慧養(yǎng)殖場”等150多個池塘養(yǎng)殖場，節(jié)省勞動力70％，入選2022全國農(nóng)業(yè)高新技術(shù)成果等。

他們創(chuàng)建了六個符合全國池塘養(yǎng)殖需求的綠色高效模式，改變了池塘養(yǎng)殖的生產(chǎn)方式，極大的推動了·池塘養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展。截止到2020年12月底，他們已在全國24省區(qū)應(yīng)用，直接設(shè)計改造池塘養(yǎng)殖場1500余座，累計規(guī)劃面積超53萬公頃，技術(shù)輻射超過100萬公頃（占全國池塘1／3），改造后平均效益提高20％以上。他們設(shè)計的300 多家養(yǎng)殖企業(yè)獲批農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“水產(chǎn)養(yǎng)殖健康示范場”，2個國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（漁業(yè)）產(chǎn)業(yè)園獲批國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園；支撐創(chuàng)建了“黃河谷大鯉魚”、“誠一鮮鯇”等10多個優(yōu)質(zhì)品牌，切實解決了池塘產(chǎn)業(yè)難題，推動了產(chǎn)業(yè)科技進步，并為池塘未來發(fā)展指明了方向。