可控与持续生态养殖新技术原理
1.池塘生态系统物质循环
a、碳（c）的生态循环
生物的营养物质包括蛋白质,脂肪和糖类，都含有碳元素。c的生态循环有二种：通过同化作用，合成鱼虾的体重部份，即生长。通过异化作用，使有机碳水化合物转化成co2。
碳的第一去向增加了养殖产量；碳的第二去向使水中的co2增加。co2是藻类进行光合作用的必须物质，并能增加水体的缓冲能力。产生多余的co2，由水体直接散逸至大气中。
co2不具毒性。因此，在碳的循环，不会对水体及鱼虾造成危害。
b、氮（n）的生态循环
氮是蛋白质的重要组成元素，鱼虾大部份肌肉是由蛋白质构成的。饲料中蛋白质的含量相对较大，一般为40%左右。鱼虾摄食蛋白质后，在消化系统中分解为氨基酸而被吸收，经同化作用重新合成新的蛋白质，修补细胞组织，构建体质，增加体重。蛋白质转化为鱼虾身体的一部份，形成产量。因此，氮的第一个循环和碳一样，被固定在鱼虾体内。
鱼虾所摄食的饲料，尚有少量未完全消化的蛋白质，以排泄物的形式进入池塘生态系统。同时有少量饲料蛋白质散落或溶解于水中（即残铒），这些蛋白质被异营养型细菌所利用，迅速分解，同样产生氨（nh3），进入池塘生态系统。
蛋白质也是能量来源之一。构成动物体重的蛋白质亦能再次分解成氨基酸，通过异化作用，由蛋白质变成氨（nh3），同时释放能量，氨（nh3）随排泄物进入养殖池塘生态系统。
因此，构成蛋白质的有机态氮通过氮的生物性异化作用，转化成一种氮态化合物——氨(nh3)。氨在池塘生态系统中存在二种方式：分子态氨（nh3）和离子态铵（nh4+）。前者有毒，后者无毒，受水中各种因素的影响，二者互相转化。
氨态氮（即氨氮nh3）继续在水中循环，一部份被藻类所利用，促进藻类生长繁殖。大部份被异养型硝化细菌转化成亚硝酸盐（no2—），再经亚硝化细菌转化成硝酸盐（no3—），硝酸盐（no3—）经反硝化细菌再进一步转化成游离氮（n2），逸出水体进入大气。
由上可知：进入池塘的有机氮（n）元素，经过同化作用，被固定在生物体内，形成产量；经过异化作用，在池塘中产生了氨（nh3）或铵（nh4+），亚硝酸盐（no2—），硝酸盐（no3—）及氮气（n2）。
氨（nh3）和亚硝酸盐（no2—）毒性很大，对鱼虾有强烈毒害作用，必须通过水质管理来控制其浓度，否则后患无穷。
c、硫（s）的生态循环
硫是含硫蛋白质的组成部分，通过与氮元素相同的方式进入水体，其循环对池塘生态系统，产生很大影响。
含硫蛋白质被鱼虾摄食后,经胃蛋白酶及胰脏蛋白水解酶消化作用，形成含硫氨基酸被吸收，同化成生物体，即形成产量。一般而言：同化成生物体的含硫蛋白质中的硫元素，在生物体内重复循环，不会排出体外。硫元素的循环有二种结果。一是受水中好气细菌分解产生硫酸盐，溶解于水中或沉淀池底。二是受水中嫌气细菌分解产生硫化氢（h2s）。
硫酸盐无毒，多发生于富氧水体，硫化氢（h2s）剧毒，有臭鸡蛋味，易产生于缺氧水体。硫化氢（h2s）常沉积于池塘底部。
d、磷（p）的生态循环
养殖水体中磷的生态循环，与硫相似。磷元素在饲料中是必不可少的，占有一定含量。饲料中的磷，一部份经过同化作用固定在鱼虾体内，形成体重。其余部份随排泄物进入池塘生态系统。
未被消化吸收进入池塘生态系统的无机磷，经细菌的磷化作用产生磷酸，磷酸与某些金属离子结合，形成磷酸盐，沉积池底。
磷酸盐不具毒性，微溶于水，不会对鱼虾造成危害。
此外，其它微量元素如：钙、镁、铁、锌、钴、铜、锰、硒等，虽然在生态系统中也很重要，但它们在生态循环途径中，不足以对池塘生态系统造成危害，在此不作讨论。
以上分析得出结论：在投喂人工饲料的鱼虾养殖中，池塘生态系统中产生了氨氮（nh3）、亚硝酸盐（no2—）和硫化氢（h2s）等有毒物质，同时产生了大量的有机物（粪便）等有害物质。
氨氮（nh3）、亚硝酸盐（no2—）和硫化氢（h2s）等对水动物的危害，主主要表现在：通过鳃部进入体内，破坏鳃表皮，降低体内离子浓度（na+、k+）和离子交换功能，使生物体内多种酶的活性受到抑制，增加鳃的通透性，并降低血液的携氧能力，导致免疫抗病能力、生殖能力和生长速度下降，增加疾病易感性。
2. 高强度集约化养殖对水体环境的影响
a、 高强度投喂饲料的后果
集约化、高强度养殖是现代水产养的特点,也是获得利润的手段。提高养殖密度，必然大量投喂饲料，使得水体残存铒料增加，生物排泄粪便增多。这些物质在一定的时间未被消耗或排出，导致了大量堆积，这些物质被称为污染物。污染物产生各种有毒有害成份，同时给病原微生物生存创造了有利的条件，并直接为病原微生物的繁殖提供营养和能量，致使病原微生物大量滋生。另一方面，污染物大量消耗水中氧气，直接造成水体溶氧（do）减少或缺乏，导致养殖动物产生应激，免疫能力下降。直接或间接危害养殖动物健康。
b、强制性施用消毒剂的负面影响
池塘生态系统是一个平衡体系，有缓冲效应。一旦平衡被破坏，病原微生物会大量繁殖，趁虚而入，侵袭养殖动物，临床表现为感染或发病。此时消毒是唯一杀灭病原微生物的方法。但消毒剂不分清红皂白对生态系统内的所有微生物进行统杀。频繁和超量使用消毒剂，大量污染物特别是被杀灭的微生物尸体引起池塘生态系统二次污染。所有的污染物由于缺乏分解者（硝化细菌、亚硝化细菌）而被堆积起来，有害物质——氨氮、亚硝酸盐含量急剧上升。
3. 池塘生态系统修复技术
由于人工高强度的投入，打破了自然池塘生态系统平衡，为了使生态系统循环途径顺畅，就必须使用人工方法，在被破坏的池塘生态系统中投入适量的水质改良剂(生态物质)，通过水质改良剂对污染物有效的吸附、氧化、分解、转化途径，达到降低、消除污染物的目的，在更高层次上建立新的、平衡的池塘生态系统。
b、 水质改良剂的成份及功能
水质改良剂主要包括非生物性矿物类、化工类和有益微生态制剂类。
矿物类主要包括沸石、高岭土、有机释土、海泡石、活性硅藻土、澎润土、蒙脱石、腐植酸等。这类物质具有非常特殊的物理结构，有许多微孔，表面积极大，吸附能力强。通过吸附和络合，降低有机污染物、毒氨（nh3-n）、亚硝酸盐（no2-n）、硫化氢（h2s）含量，同时向水中释放生物活性物质和微量元素，加速有害物质转化。
化工类主要包括絮凝剂及表面活性剂等。表面活性剂的主要作用是改变养殖用水的分子结构和物理功能。
有益微生态制剂包括光合细菌（psb）、芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、硝化细菌、放线菌、em菌等。
微生物菌群以有机污染物、毒氨（nh3-n）、亚硝酸盐（no2-n）、硫化氢（h2s）作为能源，进行氧化、氨化、亚硝化、硝化、硫化、固氮等一系生物化学反应，达到消除生态系统中的有机污染物、毒氨（nh3-n）、亚硝酸盐（no2-n）、硫化氢（h2s）等有害物质的目的，降低化学耗氧量（cod）和生物耗氧量（bod），形成优势种群，抑制病源菌生长。维持水质稳定。
总之，有益微生态制剂在池塘生态系统中，有如下作用：①快速繁殖为优势种群，抑制致病菌和有害藻类繁殖，平衡水体体藻相和菌相；②分解残饵、粪便