據統計，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殖的快速發展。2023年全國水產養殖產量達5500多萬噸，占世界水產養殖總量的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。水產養殖不僅解決了中國人“吃魚難”，還實現了“連年有魚”。美國著名經濟學家Lester Brown在《誰來養活中國》（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，大力發展水產養殖對保障國家食物安全意義重大。

池塘養殖是中國水產養殖的主要方式，目前，全國池塘養殖產量已達2700多萬噸，尤其是內陸池塘養殖占淡水漁業產量的73．4％；池塘養殖的快速發展使我國的養捕比達到77：23，成為唯一養殖超過捕撈的大國，為世界漁業資源保護和水產品保供做出了杰出貢獻。我國的池塘養殖經歷了不同的發展階段。1980年之前以自然養殖方式為主，產量很低。1985年以后為解決“吃魚難”，全國興起了池塘養殖熱潮，但這時期的池塘養殖主要以追求產量為主，方式粗放。1990年以后，隨著養殖規模和密度的不斷增加，養殖病害、藥殘等問題爆發，人們開始重視池塘健康養殖和環境管理等問題，但由于 “大國小農”式的養殖方式難以改變，我國的池塘養殖科技水平開始落后于后起的先進國家。2010年以來，隨著養殖空間嚴重擠壓、環保要求不斷提高、食品安全備受關注以及天然漁業資源衰退等問題日益突出，解決池塘綠色高效發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機械儀器研究所劉興國研究員帶領團隊圍繞塘養殖的重大技術需求開展研究。他們針對養殖生態機制不清，開展池塘生態系統研究，建立池塘調控途徑。針對養殖水污染難題，從飼料源頭減排開始，突破水質管控、尾水治理等關鍵技術，實現水全程管控。并在此基礎上，對應不同養殖對象特點，建立提質增效示范模式，在全國示范推廣，推進池塘養殖轉型升級。

他們針對池塘養殖生態過程機制不清，難以精準調控的問題。通過研究建立了池塘養殖系統“網絡拓撲結構”關系模型，發現了制約池塘CNP循環的重要過程－“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，查明了造成水產養殖污染的成因，發現了高密度養殖過程中飼料長期持續投入是導致水體CNP失衡的起因，而水質惡化、藍藻爆發是魚病發生和品質下降的誘因；而大量換水，則帶來尾水排放污染。基于以上研究，建立了養殖容量計算方法，制定了評估標準，研發了池塘養殖環境因子模型，為池塘養殖環境精準調控提供了技術方法，創立了以“人工投入與光合作用雙驅動”為核心的池塘養殖生態工程，出版了《池塘養殖生態工程》等重要學術專著，為我國池塘升級改造提供了系統性工程理論支撐。

同時，他們針對傳統池塘養殖飼料投喂浪費大，在國內率先研發了池塘養殖精準投喂技術，開發了“水產精準化智能投喂系統”等軟硬件，減少飼料浪費2％以上，實現了飼料源頭管控。針對養殖過程水質惡化，我們創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，實現了水體CNP平衡調控，養殖1kg大宗魚耗水量從3m3下降到0．6m3，藍藻水華發生率從80％下降到不足20％。入選2020中國農業農村十大新技術。針對養殖尾水排放污染難題，一是研究摸清了池塘養殖尾水排放的規律特征，編制了國內首個《主要水產養殖品種排放系數表》，開發了池塘水質全程監控評估軟件，研發了漁農結合、底泥資源化利用等尾水資源化利用技術，實現尾水中50％以上氮磷等再利用。研發了多功能復合生態溝渠、池塘復合人工濕地等池塘尾水高效處理技術及設施，創建了池塘異位生態水處理系統，實現了達標排放。成為全國養殖尾水治理的主要技術，入選了2021農業農村部主推技術。

他們還針對池塘設施標準化技術空白，系統研究了魚蝦蟹池塘構建參數、池塘建造關鍵技術、制訂了國內首部池塘設施要求行業標準，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。獲全國農牧漁業豐收獎一等獎。針對傳統自然池塘環境影響大的難題，研發了分隔、分級序批等新型設施化池塘，引領了國內流水槽養殖、分階段養殖的快速發展，入選2019年農業農村部十大引領性農業技術。針對池塘養殖機械化水平低，他們研制了池塘養殖高效智能設備。發明的涌浪機，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。發明的太陽能移動增氧機減少增氧機裝機數量50％，被評為上海市高新技術產品項目。發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殖大問題”。發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。針對池塘養殖投喂設備智能化水平低、飼料浪費大，開發了國內最早的池塘養殖智能管控系統，實現關鍵生產過程智能管控， 示范區池塘機械化水平從28．85％提升到50％，發明的倉式投飼機和智能管控系統，裝備了全國最大的“光明萬畝智慧養殖場”等150多個池塘養殖場，節省勞動力70％，入選2022全國農業高新技術成果等。

他們創建了六個符合全國池塘養殖需求的綠色高效模式，改變了池塘養殖的生產方式，極大的推動了·池塘養殖產業發展。截止到2020年12月底，他們已在全國24省區應用，直接設計改造池塘養殖場1500余座，累計規劃面積超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 多家養殖企業獲批農業農村部“水產養殖健康示范場”，2個國家現代農業（漁業）產業園獲批國家現代農業產業園；支撐創建了“黃河谷大鯉魚”、“誠一鮮鯇”等10多個優質品牌，切實解決了池塘產業難題，推動了產業科技進步，并為池塘未來發展指明了方向。