清华大学水利系教授段云岭是一名结构工程和水处理方面的专家，参与过三峡工程、天津供水工程等重大项目，在结构计算与安全监测方面也是成绩斐然。2018年，临近退休的他却转换赛道，一头扎进宁夏的一个小村庄“跨界”养虾。他用6年时间，成功研发出了利用循环水养殖南美白对虾的养殖模式。
段云岭和他养殖的南美白对虾。
从辛苦养了3个月最后只捞出一盘虾，到实现对虾亩产1500公斤，这位“跨界”养虾的清华教授是如何做到的？6年时间，段云岭和他的团队都经历了什么？
“低估了这事的难度”
“我是一不小心搞上水产养殖的。”段云岭原本是结构工程和水处理方面的专家，之所以和养虾结缘，还得从2018年说起。
几年前，为丰富当地水产养殖品类，银川市贺兰县常信乡四十里店村的养殖户引进了鲜嫩可口的南美白对虾饲养。然而，南美白对虾的成活率低、尾水处理难、设备维护成本高等问题使养殖户频频犯难，心生退意。于是，2018年，当地政府联系到在水处理方面经验丰富的段云岭。
“其实，我对水产养殖的了解很少。我们不会养虾，也不会养鱼，只会研究水，你要愿意让我们做，我们就试试。”段云岭心想，如果能做成，不仅能节约黄河水资源、改善水环境，还能增加农民收入。只是他自己也没想到，当初说的这一试，就是6年多时间。
此前，段云岭曾参与国家原油战略存储、三峡工程等多个国家重点项目，也曾参与水环境治理项目，但这次的任务还是让他有点发怵：“我可以采用很多方式改善水环境，但要用食品安全的标准养虾，难度很大。”
段云岭教授。
2019年，段云岭带着团队来到四十里店村，深入养殖户家中，了解当地的养殖现状。
“养殖水竟然都是黑棕色的。”第一次见到虾塘时，段云岭被眼前的一幕吓了一跳。当地养殖户大多采用大塘养殖技术，依赖频繁换水维持水质。这种方式在南方水系丰富的地区较为常见，但宁夏这样一个水资源匮乏的地区通常无水可换，偶尔换水还对环境造成了巨大压力。
此外，段云岭还发现，当地一些养殖户尝试了小塘室内养殖模式，虽然不依赖频繁换水，但虾的死亡率异常高。通过测量水质，段云岭发现养殖废水中的污染物，如氨氮、有机物等严重影响了水体环境，尤其是在养殖密度较高时，水体的自净能力不足，水质恶化明显。
“起初我们以为只要处理好养殖尾水，让各项指标达标就行。”段云岭回忆道。然而，经过一系列水处理程序后，他发现养殖虾的收益甚至还不够支付水处理的电费，“虽然有准备，但还是低估了这事的难度”。
段云岭决定从头学习水产养殖知识。他带领团队查阅了大量文献，走访了多个养殖基地，向当地的养殖户请教虾的养殖经验。
第一次尝试调整水质时，段云岭信心满满。然而，3个月后，本该捞出五六十公斤南美白对虾的室内养殖池，只捞出了一盘虾。“在沉闷的氛围中，我们喝着闷酒，把虾煮着吃了。”段云岭苦笑着说。
3公斤→1500公斤 实现“质量翻番”
“既然单纯依靠生物絮团不能保证水质，那就引入硝化菌帮忙，同时探讨放弃微生物的电化学除氮方法。”段云岭团队通过调研发现，在水产养殖过程中，鱼虾等生物的排泄物和未被消耗的饲料会生成大量氨氮等有害物质。生物絮团技术可以利用特定的微生物降解这些废物，并将其转化为蛋白质丰富的微生物絮团，供生物食用，形成一个低排放、可循环的生态系统。
然而，在实验过程中，段云岭团队发现，由于小塘养殖密度和饲料蛋白质含量过高，生物絮团疯长，导致系统崩溃。
如何将生物絮团从水体中捞出来是第一道难关，段云岭团队为此开展了长达3年的实验。经过无数次失败，终于试制出不使用絮凝剂（具有食品安全风险）的微气浮装置，破解了生物絮团打捞难题。
段云岭在工作中。（图源中国新闻网）
控制住生物絮团总量后，水体内还有多余的氨氮，使用硝化菌可以将其转化为硝酸盐。但硝化菌只在合适的“家”中繁殖，这个“家”养殖池内没有。如何保证水体内有足够的硝化菌，就成了第二道难关。
为此，研究团队在养殖池外搭建了一个硝化菌培养站，使用人工陶粒作为硝化菌的“家”，定期将培养出的菌液放入养殖池，实现了养殖池内生物絮团和硝化菌联合净化水体。
然而，新的问题又出现了：这样养出来的虾口感一般，吃起来有些生涩，失去了海虾鲜嫩的风味。经分析，可能是水体中硝酸盐含量偏高造成的。团队再次调整方案，通过使用天然岩石滤料作为硝化菌的“家”，成功降低了水体中的硝酸盐含量，改善了虾的口感。
虽然技术取得了突破，但推广过程并非一帆风顺。段云岭回忆道：“刚开始，很多养殖户对我们的技术持怀疑态度。”有一次，段云岭邀请一位养殖户试用他们的系统，结果由于操作太复杂，养殖户只用了一天，就把辛辛苦苦培育的水全部倒掉，重新采用了换水的老办法。
为了降低使用门槛，段云岭团队开发了一套自动化水体管理设备，大大简化了操作流程，让养殖户更容易接受。
从2019年只捞出3公斤虾，每只约重37克，到2024年亩产近1500公斤，每只约重64克，6年的光阴，段云岭带领团队在水资源短缺的大西北村庄探索出了一条循环水养殖的新路径，既保护了宝贵的环境资源，又让当地养虾农户增加了收入。
“干什么事，第一不能怕，第二要动手”
很多人都想不到，段云岭高中毕业后的第一份工作是修理厂的钳工。他回忆，1973年高中毕业后回到乡镇修理厂工作，当时的师傅教他的第一句话是，“我不怕你不会，就怕你不动手”。
段云岭说：“那个时候给我印象最深的就是，干什么事，第一不能怕，第二要动手。”这句话也贯穿了他此后的科研之路。
1994年，段云岭在英国获得博士学位后，回国进入清华大学水利系任教，参与过三峡工程、天津供水工程等重大项目。临近退休时，他又与养虾结缘，扎根宁夏乡村。
实现对虾亩产1500公斤后，段云岭也没有停下步伐。去年，他与团队研制出首套“陆基海水养殖系统”。这套系统可根据水中各项细菌、藻类和其他有机物数值的变化提示养殖户进行相关维护，实现对南美白对虾智能化、自动化养殖。
在他的规划中，工厂有4至6层立体养殖池、5条生产线，每周都能养出成虾，摒弃人工干预，完全自动化运作，且这套系统易于推广至更多地区，实现真正的绿色循环经济。
段云岭希望有更多科研人才加入养虾的队伍中，“科学研究最终要提高社会的生产力，提高人民的收入，这是不管哪个层次的科研最终的落脚点，所以我希望更多老师能过来”。
（燕赵都市报综合清华大学、央视新闻、中国科学报）
