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

池塘養(yǎng)殖是中國水產養(yǎng)殖的主要方式，目前，全國池塘養(yǎng)殖產量已達2700多萬噸，尤其是內陸池塘養(yǎng)殖占淡水漁業(yè)產量的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)資源保護和水產品保供做出了杰出貢獻。我國的池塘養(yǎng)殖經歷了不同的發(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”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)殖空間嚴重擠壓、環(huán)保要求不斷提高、食品安全備受關注以及天然漁業(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，中國水產科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所劉興國研究員帶領團隊圍繞塘養(yǎng)殖的重大技術需求開展研究。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，突破水質管控、尾水治理等關鍵技術，實現(xiàn)水全程管控。并在此基礎上，對應不同養(yǎng)殖對象特點，建立提質增效示范模式，在全國示范推廣，推進池塘養(yǎng)殖轉型升級。

他們針對池塘養(yǎng)殖生態(tài)過程機制不清，難以精準調控的問題。通過研究建立了池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)“網絡拓撲結構”關系模型，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”及其關鍵影響因素，建立了基于微生物調控的池塘物質能量驅動途徑。并利用上述模型，查明了造成水產養(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)投入是導致水體CNP失衡的起因，而水質惡化、藍藻爆發(fā)是魚病發(fā)生和品質下降的誘因；而大量換水，則帶來尾水排放污染�；�于以上研究，建立了養(yǎng)殖容量計算方法，制定了評估標準，研發(fā)了池塘養(yǎng)殖環(huán)境因子模型，為池塘養(yǎng)殖環(huán)境精準調控提供了技術方法，創(chuàng)立了以“人工投入與光合作用雙驅動”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》等重要學術專著，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，在國內率先研發(fā)了池塘養(yǎng)殖精準投喂技術，開發(fā)了“水產精準化智能投喂系統(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)殖過程水質惡化，我們創(chuàng)建了以生物基等關鍵技術為核心的池塘水質“原位調控”技術，實現(xiàn)了水體CNP平衡調控，養(yǎng)殖1kg大宗魚耗水量從3m3下降到0．6m3，藍藻水華發(fā)生率從80％下降到不足20％。入選2020中國農業(yè)農村十大新技術。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，編制了國內首個《主要水產養(yǎng)殖品種排放系數(shù)表》，開發(fā)了池塘水質全程監(jiān)控評估軟件，研發(fā)了漁農結合、底泥資源化利用等尾水資源化利用技術，實現(xiàn)尾水中50％以上氮磷等再利用。研發(fā)了多功能復合生態(tài)溝渠、池塘復合人工濕地等池塘尾水高效處理技術及設施，創(chuàng)建了池塘異位生態(tài)水處理系統(tǒng)，實現(xiàn)了達標排放。成為全國養(yǎng)殖尾水治理的主要技術，入選了2021農業(yè)農村部主推技術。

他們還針對池塘設施標準化技術空白，系統(tǒng)研究了魚蝦蟹池塘構建參數(shù)、池塘建造關鍵技術、制訂了國內首部池塘設施要求行業(yè)標準，指導了全國池塘設施改造，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、分級序批等新型設施化池塘，引領了國內流水槽養(yǎng)殖、分階段養(yǎng)殖的快速發(fā)展，入選2019年農業(yè)農村部十大引領性農業(yè)技術。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產品項目。發(fā)明的太陽能水質改良機提高魚產量25％，2015年被《科學美國人》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且無臭氧殘留，2022年被全國農機化總站評定為輕簡化設備。針對池塘養(yǎng)殖投喂設備智能化水平低、飼料浪費大，開發(fā)了國內最早的池塘養(yǎng)殖智能管控系統(tǒng)，實現(xiàn)關鍵生產過程智能管控， 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全國農業(yè)高新技術成果等。

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)殖的生產方式，極大的推動了·池塘養(yǎng)殖產業(yè)發(fā)展。截止到2020年12月底，他們已在全國24省區(qū)應用，直接設計改造池塘養(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。他們設計的300 多家養(yǎng)殖企業(yè)獲批農業(yè)農村部“水產養(yǎng)殖健康示范場”，2個國家現(xiàn)代農業(yè)（漁業(yè)）產業(yè)園獲批國家現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)園；支撐創(chuàng)建了“黃河谷大鯉魚”、“誠一鮮鯇”等10多個優(yōu)質品牌，切實解決了池塘產業(yè)難題，推動了產業(yè)科技進步，并為池塘未來發(fā)展指明了方向。