渔业现代化

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  • 2018年, 第45卷, 第2期
    刊出日期：2018-04-20
      
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    散货船改装养殖工船的经济论证模型及系统设计
    张光发, 安海听, 刘 鹰, 等
    2018, 45(2): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2018.02.001
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    深远海养殖工船作为一种新型的海洋作业平台以及养殖模式，受到海洋工程以及海洋养殖产业领域的广泛关注，针对中国对养殖工船的改装建造及其养殖运营尚缺少相关的技术经济论证系统，本文选取论证参数，利用线性回归方程建立改造散货船船型的主尺度模型，以养殖效果系数、投资回收期、净现值，建立经济模型，通过参数分析法对船型技术、经济多目标船型方案进行技术经济性能计算，择优选取方案，选取鱼价、养殖存活率、年养殖成本为不确定因素进行敏感性分析；基于技术经济论证模型，利用VB编程技术开发可用于养殖工船技术经济论证系统。通过模拟计算得出船型的载货量应大于3万t，鱼价应不低于61.4元/kg，存活密度应不小于36尾/m3。
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    基于模型试验准则的重力式圆形网箱水动力比较研究
    黄六一, 倪 益, 程 晖, 等
    2018, 45(2): 6-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2018.02.002
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    模型试验准则是水槽模型试验的核心问题，关系到最终推算实物系统结果的准确性。该文以中国常用的高密度聚乙烯（HDPE）圆形重力式网箱为研究对象，采用田内准则和狄克逊准则为模型试验准则，以大比例尺10:1、小比例尺2:1设计制作了网箱模型，在循环动力水槽中分别进行网箱水动力特性模型试验，比较在水流作用下两种试验准则的试验结果及其差异性。结果显示，网箱整体和网箱箱体的阻力随着流速增加而增加，二者呈幂函数关系；网箱整体阻力系数（C）随着雷诺数（Re）的增加而减小，二者的关系为C=17.587 Re-0.354 （R2 = 0.941）；C随着Re的增加而减小，二者的关系为：C=30.526 Re-0.424 （R2 = 0.902）；在实际流速30~130 cm/s范围内，田内准则的试验数据比狄克逊准则的试验数据稍小，二者的阻力差约为-5%。由试验结果可知，田内准则和狄克逊准则均可用于网箱模型水流试验。该研究结果可为网箱模型实验准则的选择和圆形网箱水动力学计算提供理论依据和基本参数。
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    电流密度对电化学处理水产养殖废水效率的影响
    张 鹏, 王 朔, 陈世波, 等
    2018, 45(2): 13-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2018.02.003
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    为研究电化学处理中电流密度对养殖水净化效果的影响，重点考察了4组电流密度（2、4、8和12 mA/cm2）对水体脱氮、杀菌消毒、三氯甲烷生成以及电流效率的影响，并在此基础上对产生的副产物、反应能耗等方面展开分析。结果显示：电流密度上升可加快污染物的去除，随着电流密度上升，氨氮(NH4+-N)去除率由46.9%提高到97.8%，亚硝酸盐氮（NO2--N）去除率由32%增至95.5%，化学需氧量（COD）去除率由25.7%升到73.1%；电解过程产生的游离氯和升高的氧化还原电位在杀菌过程中发挥了重要作用；各电流密度下反应40 min均达到100%杀菌率，电解后一段时间内，随着游离氯质量浓度的逐渐下降，细菌数量表现为指数方式增长；电流效率由2 mA/cm2时的33.3%，逐渐下降到12 mA/cm2时的15.5%，电流效率的降低同时导致水处理能耗的增加。研究表明：电化学技术在养殖水处理中发挥良好作用，选择合适的电流密度对提高处理效率和降低能耗有重要意义。
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    超微气泡技术在对虾室内养殖中的初步应用
    王扬才, 刘又毓, 孙元, 等
    2018, 45(2): 21-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2018.02.004
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    为了探究超微气泡技术在水产养殖应用的安全性和可行性，在小型凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）养殖生态系统中，以常规鼓风充气作为对照，应用超微气泡发生装置，对比研究其在对虾养殖过程中的增氧效果、水体相关理化和生物因子的响应及对虾生长情况。结果显示：超微气泡能有效地提高水体中溶氧质量浓度，并使之维持更长的时间；与常规充气相比，在超微气泡技术条件下，养殖水体溶氧质量浓度平均高出7.66%，差异显著（P<0.05）；超微气泡能加快养殖水体颗粒物的降解，并对浮游植物的优势种结构产生影响；对虾在两种充气方式下，生长率和存活率都没有明显差异。研究表明：超微气泡技术对提高养殖水体溶氧的效果显著，在对虾养殖中应用是可行的；超微气泡技术为水产养殖新装备的研究应用提供了一条新思路。
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    虾夷扇贝苗计数装置的设计与应用
    李明智, 张俊新, 赵学伟, 等
    2018, 45(2): 29-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2018.02.005
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    为实现虾夷扇贝苗的精准底播，确保底播海区养殖容量更加合理，同时解决目前计数与统计工作仍以人工为主，存在劳动强度高、工作效率低、计数与统计误差高等问题。设计了一种基于STC89C52单片机并结合光幕传感器的贝苗计数装置，能够实现贝苗的自动排队、数据采集显示及打印等功能。结果显示：通过第1阶段的正交试验，确定了装置的最佳工艺参数；通过第2阶段的15组生产性对比试验，计数与统计的平均准确率为99.6%，作业效率为2.49 kg/(人·min)，约为人工计数与统计作业效率的1.73倍。研究表明：研发的贝苗计数装置具有较高的准确性、稳定性和高效型，具有推广应用价值。
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    一种渔业水下机器人的系统设计及模型研究
    房熊, 林礼群, 沈熙晟, 等
    2018, 45(2): 36-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2018.02.006
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    鉴于目前国外在水产养殖行业中大量应用水下机器人进行监测、保护等工作，而国内对于渔业水下机器人研究应用尚处起步阶段，相应的研究较少。为了填补国内渔业水下机器人研究领域的空白，助力深蓝养殖行业的大力发展。本文针对一种渔业用水下机器人进行设计和研究。通过对几个系统进行研究和优化，设计出针对渔业环境使用的水下机器人；并对水下机器人建立数学模型，使其在水下具有良好的结构稳定性、运动平稳性、水动力性等。然后根据设计要求制造了机器人的样机，并在模拟水下环境对制造的样机进行耐压、运动等试验。结果显示：机器人完全可以在海水的工况下进行各项工作，满足水下作业严苛的环境要求，达到了水下监测和管理的目的。本研究为以后相关渔业水下机器人的设计及量化生产提供参考和借鉴。
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    框架式浮鱼礁波浪水动力特性数值模拟研究
    张 健, 潘 昀, 冯德军, 等
    2018, 45(2): 42-49. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2018.02.007
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    中国海洋牧场建设以投放人工鱼礁为主，人工鱼礁分为沉式鱼礁和浮鱼礁，而浮鱼礁能够较好地适应淤泥质近海养殖。以框架式浮鱼礁为研究对象，采用有限单元法和集中质量点法建立波浪作用下的水动力数值模型，模拟浮鱼礁在海水中实际运动情况。对比分析了不同波高（1.5、2、2.5和3 m）、水深(8、9、10、11和12 m)条件下的框架浮体运动轨迹、最大偏转角度以及锚绳受力特性，研究分析了浮鱼礁设计与实际应用时，目标海域潮位变化和波浪要素共同作用的影响。结果显示，框架浮体水平方向偏移、偏转角度、锚绳最大拉力均随波高增大而增大，且近似于线性变化，均随水深增大而减小，存在浮鱼礁不受波浪影响的临界水深，此时浮鱼礁上端至水面的距离与水深的比值约为0.5，当超过0.5时，水深变化对浮鱼礁水平位移、偏转角度和锚绳受力几乎没有影响。研究结果可为新型人工浮鱼礁的设计与投放提供参考。
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    基于工厂化循环水养殖系统的北方石斑鱼养殖成本分析
    辛乃宏, 张树森, 杨永海, 等
    2018, 45(2): 50-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2018.02.008
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    为研究北方石斑鱼工厂化循环水养殖的成本构成以及养殖成本，依据典型的北方循环水养殖工艺和设施配套以及养殖企业的经验数据和费用支出情况，分别测算了养殖单产为30 kg/m2、40 kg/m2和存活率为60%、70%、80%时的珍珠龙胆石斑养殖成本及构成。养殖单产和存活率能显著影响养殖成本，养殖单产30 kg/m2、存活率60%时的养殖成本为55.80元/kg，单产40 kg/m2、存活率80%时的养殖成本为45.07元/kg。苗种、饲料、人工、水电、折旧费用构成养殖主要成本，占总费用的88%~90%。提高存活率可以显著减少单位苗种成本，存活率从60%提高到80%，苗种成本由12.5元/kg降低到9.385元/kg。而提高单位产量可以减少人工、水电、折旧、管理、防疫、液氧等分摊成本，单位产量从30 kg/m2提高到40 kg/m2，总分摊成本从29.9元/kg降低到22.48元/kg。本研究可为北方工厂化石斑鱼的养殖及成本控制提供参考。
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    体重、温度和pH对丁鱥呼吸频率的影响
    徐连伟, 曲婷婷, 赵彦涛, 等
    2018, 45(2): 55-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2018.02.009
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    为了解丁鱥(Tinca tinca)呼吸行为与环境条件的关系，对不同体质量[ (137.2±6.7)g、 (194.3±9.7)g、(327.5±19.4)g和 (549.7±21.9)g]、不同温度（15℃、20℃、25℃和30℃）、不同pH（6.0、7.0、8.0和9.0）条件下丁鱥的呼吸频率进行研究。以每1 min 丁鱥鳃盖张开的次数计为呼吸频率（次/min）。结果显示，随着体质量的逐渐升高，呼吸频率逐渐降低，两者呈负相关；水温与呼吸频率呈正相关，随着温度的升高，幼鱼呼吸频率增加的幅度逐渐降低，高温( 30℃) 时丁鱥呼吸急促，呼吸频率达到(137.12 ±3.13) 次/min，温度为15℃时，幼鱼的呼吸频率下降到(66.52±6.74)次/min；随着水体pH的升高，丁鱥的呼吸频率先降低后升高，pH7.0时呼吸频率最低，为(90.20±3.78)次/min 。研究表明，体重、温度和pH均可影响丁鱥的呼吸频率。
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    大薸及其附着物对网箱养殖水域氮磷去除效果的初步研究
    王奇杰，马旭洲
    2018, 45(2): 59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2018.02.010
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    为了减少网箱养殖对水体的污染，在网箱内种植漂浮性水生植物大薸，并设置试验网箱和对照网箱进行对比分析。结果显示，试验网箱内的大薸(Pistia stratiotes)及其附着物对养殖水体中氮、磷去除效果显著。养殖30 d内，大薸共去除氮201.26 g，去除磷71.53 g，附着物共除去氮5.91 g，去除磷3.01 g，附着物氮、磷去除分别占大薸氮、磷去除的2.94%和4.21%。试验网箱和传统网箱，氮的回收率分别为(41.27±1.28)%和(37.15±1.26)%，两组网箱间差异显著(P＜0.05)；磷的回收率分别为(31.26±1.27)%和(27.87±1.13)%，差异显著(P＜0.05)；氮的利用率分别为(26.32±2.32)%和(23.15±1.75)%，两组网箱间差异显著(P＜0.05)；磷的利用率分别为(17.21±0.51)%和(14.63±0.43)%，差异显著(P＜0.05)。研究表明，大薸及其附着物通过吸收水体中的氮、磷等营养物质，可以降低网箱养殖对水体的污染。
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    基于低场核磁共振优化的罗非鱼片无磷保水剂及其配方
    关志强, 马超锋, 李敏, 等
    2018, 45(2): 64-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2018.02.011
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    为获得更好的低温贮藏性能，以罗非鱼片为试验材料，进行了基于其物理特性的无磷保水剂及其配方的研究。在保水性常规指标检测的基础上，结合低场核磁共振（LF-NMR）确定了柠檬酸钠、木糖、壳聚糖等单因素分析影响罗非鱼片冻藏品质的最佳保水浓度范围，并进一步采用L9(34)正交实验进行复配优化。结果显示：对比复合磷酸盐保水剂，由0.5%柠檬酸钠、0.2%木糖和3.0%壳聚糖组成的复合无磷保水剂处理过的罗非鱼片浸泡增重率、蒸煮损失率、质构特性均显著优于复合磷酸盐处理组，其提升幅度范围在13.56%～44.09%，差异显著；同时，复合无磷保水剂处理的样品解冻损失率基本无差异，保水性能良好，可弥补由复合磷酸盐不良反应引起的食品安全问题。本研究为无磷保水剂的开发提供了新思路，并有望在实际生产中推广应用。
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    紫海胆黄油微胶囊工艺研究
    徐清云, 潘 南, 陈丽娇, 等
    2018, 45(2): 73-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2018.02.012
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    为开发品质较好的紫海胆（Anthocidaris crassispina）黄油微胶囊，以辛烯基琥珀酸酯化淀粉（HI-CAP100）和β-环糊精为壁材，通过喷雾干燥制备紫海胆黄油微胶囊，以乳化液稳定性及包埋率为指标，通过单因素试验，研究紫海胆黄油微胶囊的壁材比例、乳化液浓度及油脂添加量对微胶囊的影响。以单因素试验的结果为基础，采用正交试验得出紫海胆黄油微胶囊化的最优制备工艺，并检测其理化性质和卫生指标。结果显示，最优制备工艺为：壁材比例4:2（HI-CAP100:β-环糊精），乳化液浓度17%，油脂添加量15%，经过IKA均质乳化机乳化30 min，料理机均质5min，在进风温度180 ℃、出风温度80℃、进样速度500mL/h的条件下进行喷雾干燥时，得到的包埋率和乳化液稳定性分别为95.7%和96.8%，紫海胆黄油微胶囊的水分含量2.82%，溶解度71.94%，自流角22.05°，菌落总数480 CFU/g，大肠菌群数＜30 MPN/100g，霉菌和酵母＜10 CFU/g；金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、志贺氏菌皆未检出。紫海胆黄微胶囊的理化性质及安全卫生指标均符合行业标准。