据统计，1950年全国水产品总量仅有91万吨，至2023年我国的水产品总量达6800多万吨，占世界水产总量的40％，遥遥领先于其他国家，是名副其实的世界第一水产大国。中国水产品的快速增加得益于水产养殖的快速发展。2023年全国水产养殖产量达5500多万吨，占世界水产养殖总量的60％。中国人均水产品占有量达48．63Kg，是世界平均水平2倍还多。水产养殖不仅解决了中国人“吃鱼难”，还实现了“连年有鱼”。美国著名经济学家LesterBrown在《谁来养活中国》（1994）中写到“当代中国对世界的最大贡献是计划生育和水产养殖“。目前，水产品已占国民所需动物蛋白的30％，据FAO预测，到2035年中国对水产品的需求将达到1亿吨以上。所以，大力发展水产养殖对保障国家食物安全意义重大。
为解决这些难题，中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所刘兴国研究员带领团队围绕塘养殖的重大技术需求开展研究。他们针对养殖生态机制不清，开展池塘生态系统研究，建立池塘调控途径。针对养殖水污染难题，从饲料源头减排开始，突破水质管控、尾水治理等关键技术，实现水全程管控。并在此基础上，对应不同养殖对象特点，建立提质增效示范模式，在全国示范推广，推进池塘养殖转型升级。
他们针对池塘养殖生态过程机制不清，难以精准调控的问题。通过研究建立了池塘养殖系统“网络拓扑结构”关系模型，发现了制约池塘CNP循环的重要过程－“氨氧化（AOM）和硝化（NOB）互作机制”及其关键影响因素，建立了基于微生物调控的池塘物质能量驱动途径。并利用上述模型，查明了造成水产养殖污染的成因，发现了高密度养殖过程中饲料长期持续投入是导致水体CNP失衡的起因，而水质恶化、蓝藻爆发是鱼病发生和品质下降的诱因；而大量换水，则带来尾水排放污染。基于以上研究，建立了养殖容量计算方法，制定了评估标准，研发了池塘养殖环境因子模型，为池塘养殖环境精准调控提供了技术方法，创立了以“人工投入与光合作用双驱动”为核心的池塘养殖生态工程，出版了《池塘养殖生态工程》等重要学术专著，为我国池塘升级改造提供了系统性工程理论支撑。
同时，他们针对传统池塘养殖饲料投喂浪费大，在国内率先研发了池塘养殖精准投喂技术，开发了“水产精准化智能投喂系统”等软硬件，减少饲料浪费2％以上，实现了饲料源头管控。针对养殖过程水质恶化，我们创建了以生物基等关键技术为核心的池塘水质“原位调控”技术，实现了水体CNP平衡调控，养殖1kg大宗鱼耗水量从3m3下降到0．6m3，蓝藻水华发生率从80％下降到不足20％。入选2020中国农业农村十大新技术。针对养殖尾水排放污染难题，一是研究摸清了池塘养殖尾水排放的规律特征，编制了国内首个《主要水产养殖品种排放系数表》，开发了池塘水质全程监控评估软件，研发了渔农结合、底泥资源化利用等尾水资源化利用技术，实现尾水中50％以上氮磷等再利用。研发了多功能复合生态沟渠、池塘复合人工湿地等池塘尾水高效处理技术及设施，创建了池塘异位生态水处理系统，实现了达标排放。成为全国养殖尾水治理的主要技术，入选了2021农业农村部主推技术。
他们创建了六个符合全国池塘养殖需求的绿色高效模式，改变了池塘养殖的生产方式，极大的推动了·池塘养殖产业发展。截止到2020年12月底，他们已在全国24省区应用，直接设计改造池塘养殖场1500余座，累计规划面积超53万公顷，技术辐射超过100万公顷（占全国池塘1／3），改造后平均效益提高20％以上。他们设计的300多家养殖企业获批农业农村部“水产养殖健康示范场”，2个国家现代农业（渔业）产业园获批国家现代农业产业园；支撑创建了“黄河谷大鲤鱼”、“诚一鲜鲩”等10多个优质品牌，切实解决了池塘产业难题，推动了产业科技进步，并为池塘未来发展指明了方向。