渔业现代化

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  • 2020年, 第47卷, 第4期
    刊出日期：2020-08-20
      
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    水产养殖中摄食声学研究进展
    曲蕊1, 2, 刘晃2, 庄保陆2, 等
    2020, 47(4): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2020.04.001
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    人们很早就利用主动声学的方法对鱼虾进行声诱捕捞。相对于主动声学检测, 被动声学检测是一种不同于传统光学技术和主动声探测的研究手段，其对于研究对象没有伤害性和破坏性。本文可通过被动声学检测鱼虾摄食声，对不同鱼虾的摄食声进行定量分析，从而确定不同种类鱼虾的摄食特点。根据不同鱼虾摄食特点开发声学投饲系统，从而有针对性地进行投饲，在水产养殖中有着重要的应用价值。阐述了鱼虾发声的主要来源及摄食声发声机制，归纳了目前水下声信号的主要研究平台以及对声信号的采集、分析处理方法，总结了摄食声学在水产养殖中的主要应用。但目前检测到的摄食声信号是混合信号，并不能将摄食声信号从混合信号中提取出来。通过后续研究，未来可将摄食信号单独提取，从而对鱼的摄食声作定性、定量化分析。
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    吸鱼泵的研究进展与发展建议
    陈晓龙, 田昌凤, 刘兴国, 等
    2020, 47(4): 7-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2020.04.002
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    渔获的起捕是水产养殖和商业捕捞中的重要环节，人工操作不仅费时、费力，还会对鱼体造成较大的损伤。吸鱼泵作为渔业生产活动中重要的机械装备，具有操作简单、工作效率高、鱼体损伤率低等优点，越来越受到水产养殖和捕捞等行业的青睐。通过对常见的几种吸鱼泵的类型、工作原理及其主要的应用领域进行简单介绍；分析了目前国内外吸鱼泵在基础研究、远洋渔船、水产养殖以及智能控制方面的研究进展及其特点；结合近几年国内外吸鱼泵研究特点的对比分析，提出了今后吸鱼泵的功能定位及研究方向，以期推进吸鱼泵在国内的普及应用，提高渔业装备的现代化水平。
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    草鱼疫苗自动注射技术研究
    朱 烨1, 徐皓1, 江涛1, 等
    2020, 47(4): 12-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2020.04.003
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    鱼类疫苗注射是鱼类防病的有效手段。目前草鱼（Ctenopharyngodon idellus）的疫苗注射完全依靠人工，针对人工注射效率低，且注射位置凭经验和手感导致注射精准度差的问题，提出以机械自动化注射代替人工注射的方案。研制一种自动化程度较高的草鱼疫苗注射机，采用物体形态学对草鱼特征进行分析，实现鱼头、鱼尾调头的功能；运用光栅测量传感器计算草鱼的长度；色度传感器实现对鱼腹、鱼鳍判别的功能；光电传感器分选不同通道，实现草鱼疫苗多通道注射；步进电机实现精准拨鱼，以及对不同体长鱼苗的打针部位自动调节；采用西门子PLC控制注射机的判别装置与动力执行单元相互协调动作，实现精准化注射。性能测试结果显示，皮带传输速度为2 m/s时，可将100~120 mm的鱼苗自动分选，连续快速注射，注射效率约为900条/h，对于不满足条件的鱼苗送回鱼池。试验的鱼苗在自动注射生理盐水后，暂养3周，存活率98.8 %。研究表明，该控制系统可靠、高效，为国产鱼用疫苗注射的研究应用打下了基础。
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    进径比对方形圆弧角养殖池内流场特性的影响研究
    薛博茹1, 2, 姜恒志3, 任效忠1, 等
    2020, 47(4): 20-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2020.04.004
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    为研究进径比（参数C/B，射流孔位置到养殖池壁的水平距离C与养殖池短边边长B之比）对单管入流模式下双通道方形圆弧角养殖池系统流场特性的影响，基于计算流体动力学仿真技术，应用Fluent前处理软件Gambit构建三维数值计算模型，采用RNG k-ε湍流模型模拟循环水养殖池内流场。物理模型试验证明，该数值模型能够准确模拟方形圆弧角养殖池系统内的流场，同时提出能量有效利用系数评价养殖池系统的能量有效利用率。结果表明：优化进径比可有效改善养殖池系统内平均流速（a=0.05，P<0.000 1）、提高能量有效利用率。研究表明，进径比参数C/B在0.02~0.04区间有利于双通道方形圆弧角养殖池系统获得最佳水动力条件，为工厂化循环水养殖进水管的布设位置提供理论依据。
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    微波-超声协同强化NaCl改性沸石对罗氏沼虾模拟保活中水质氨氮去除的研究
    杨丰1, 李念1, 陈露珠1, 等
    2020, 47(4): 28-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2020.04.005
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    为提高罗氏沼虾（Macrobyachium rosenberqii）保活的存活时间和存活率，通过正交试验确定微波与超声波协同强化NaCl溶液改性沸石工艺的最佳条件，测试水质氨氮质量浓度与pH、沸石投放量与吸附时间对其吸附性能的影响，研究罗氏沼虾保活过程中存活率与水质指标的变化并对改性沸石进行表征分析。结果显示：以粒径为1~2 mm的沸石进行先微波（230 W、10 min）后超声（560 W、28 kHz、50 min）强化氯化钠溶液（摩尔浓度0.8 mol/L）改性，在氨氮质量浓度为20 mg/L、pH为7.0的水体中投放30 g/L的改性沸石，吸附1 h的水质氨氮去除率相比未改性沸石提高20.88%；表征发现，沸石改性后比表面积增大，晶格未造成破坏，Na+交换率显著提高，沸石硅铝比升高，能较好维持其电荷平衡；应用于罗氏沼虾模拟保活，使其存活率显著提高，其水质指标均得到有效控制。微波-超声波协同强化氯化钠溶液改性沸石可有效去除氨氮，可延长罗氏沼虾保活时间、提高存活率。
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    不同开口饲料及投喂频率对拉萨裂腹鱼仔鱼存活和生长的影响
    曾本和, 王万良, 张驰, 等
    2020, 47(4): 38-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2020.04.006
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    为探究不同开口饲料及不同投喂频率对拉萨裂腹鱼（Schizothorax waltoni）仔鱼存活和生长的影响，在水温11℃~12℃，溶氧6.5~7.8 mg/L条件下，选择平均体全长14.45 mm仔鱼，设定螺旋藻粉、冰冻轮虫、斑点叉尾鮰饲料、微粒子饲料、草鱼饲料和丰年虫6种开口饲料投喂，再以微粒子饲料投喂，设定6种投喂频率，分别为每2 h、4 h、6 h、8 h、12 h、24 h投喂一次，试验时间42 d。结果显示：冰冻轮虫组存活率显著最低，微粒子饲料组显著最高（P＜0.05）；投喂频率2 h组存活率显著最低，24 h组显著最高（P＜0.05）。微粒子饲料组的全长生长速度最高，与斑点叉尾鮰饲料组和草鱼饲料组差异不显著（P＞0.05），但显著高于其他各组（P＜0.05）；投喂频率12 h组和24 h组生长速度显著高于其他各组（P＜0.05），该两组间无显著差异，其他各组间无显著差异（P＞0.05）。综合存活率和生长情况考虑，建议在拉萨裂腹鱼仔鱼早期标准化养殖过程中选择微粒子饲料开口，投喂频率为24 h投喂1次效果最好。
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    海水人工湿地氮降解动力学模拟及其影响因素分析
    张可可1, 崔正国2, 李悦悦2, 等
    2020, 47(4): 44-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2020.04.007
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    为研究复合垂直流人工湿地系统净化海水养殖尾水过程中氮的降解规律，利用一级动力学模型，模拟了TDN（总溶解性氮）、DON（溶解性有机氮）和3种DIN（溶解性无机氮）在人工湿地系统中的降解特征，并通过PCR-DGGE（变形梯度凝胶电泳）技术分析了氮降解与系统中微生物的群落结构和组成的关系。结果显示：海水养殖尾水中各形态氮的降解均符合一级动力学特征（R2≥0.70），降解速率依次为DIN>TDN>DON，去除速率常数分别为0.10 h-1，0.09 h-1和0.03 h-1；DIN各组分中，降解速率依次为NH4+-N>NO2--N>NO3--N，去除速率常数分别为0.15 h-1，0.11 h-1和0.09 h-1。基质层以及植物根部与脱氮相关的细菌组成丰富，说明在氮去除过程中微生物发挥着至关重要的作用。其中，主要的优势菌门为变形菌门(34.46%)、蓝细菌门(12.78%)、放线菌门(10.55%)、绿弯菌门(10.46%)和拟杆菌门(7.78%)。研究结果将为揭示海水人工湿地的除氮机理提供理论依据。
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    中小型渔船通导设备集成系统设计
    甘易明, 陈兆楠, 杨淑洁, 等
    2020, 47(4): 53-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2020.04.008
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    随着电子、信息技术的飞速发展，渔船的各类通导设备日益增多，导致设备功能重叠、集成度差等问题日益突出，研究一种面向中小型船舶，尤其是渔船的低成本通导设备集成系统尤为重要。介绍了渔船通导设备的现状，结合船舶综合导航系统的发展趋势，提出了基于目前中小型渔船现有通导设备各功能模块为基础，通过信息融合技术、软件界面集成等为核心的通导设备集成解决方案。根据该方案，采用YimaEnc 电子海图和 MFC编程技术，创建通导设备集成系统显示界面，实现导航信息显示、电子海图设置、航线编辑、避碰计算等功能，从而初步实现中小型渔船通导设备集成系统。通过集成系统的研究，致力于减少驾驶台设备、降低操作难度，辅助船员完成驾驶决策，提高渔船生产驾驶安全性。
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    捕鱼和返港工况下远洋秋刀鱼船整船强度分析
    舒 钰1, 谢永和1, 王贵彪2
    2020, 47(4): 60-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2020.04.009
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    以某远洋秋刀鱼船为研究对象，利用挪威船级社的DNV SESAM软件，对目标船型在捕鱼中和丰收返港工况中起网与不起网状态下的波浪载荷进行长期预报，分析了舷外起网对渔船波浪外载荷的影响；通过建立秋刀鱼船三维整船的有限元结构模型，基于设计波法利用SESTRA模块对船型在丰收返港工况下起网与否的全船结构强度进行计算与分析。结果显示:1)在选取的工况下，丰收返港工况的垂直波浪弯矩和扭矩均大于捕鱼中工况；2)在结构强度和变形方面，船型总纵强度应力和扭转强度应力均能满足规范的相关要求。本研究可为渔船海上舷外起网作业提供指导，也可为结合渔船实际作业工况的疲劳强度分析提供参考。
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    PA单丝网片水动力特性水槽试验研究
    俞鸿源, 尤鑫星, 曲晓玉, 等
    2020, 47(4): 67-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2020.04.010
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    聚酰胺(PA)单丝网片具有较好的渔用材料性能，在渔具减阻降耗方面具有一定的开发利用潜力。通过水槽试验，设计研究了7种不同线面积系数(α=0.050~0.173) PA单丝双死结网片的水动力变化规律，并与PA复丝单死结网片、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复丝单死结网片，及PE绞捻网片的水动力特性进行对比分析。结果显示：PA单丝双死结网片垂直于水流时，阻力系数CD90在1.043~1.411范围内与线面积系数成正相关关系；平行于水流时，阻力系数CD0在0.223~0.359范围内与线面积系数成负相关关系，从而也证实了线面积系数对于网片阻力特性存在双重影响；当PA单丝双死结网片与水流方向呈倾斜角度时，阻力系数随冲角的增大而增大，而升力系数CLθ先增大后减小，在50°时达到最大值。对比3种不同材料网片的水槽试验，当网片垂直于水流时，PA单丝双死结网片的阻力系数比PA复丝单死结网片小9.8%，比UHMWPE复丝单死结网片大17.3%，比PE绞捻网片小14.7%；当网片平行于水流时，PA单丝双死结网片的阻力系数比PA复丝单死结网片大16.6%，比UHMWPE复丝单死结网片大35.3%，比PE绞捻网片小21.2%。从而说明在相同条件下，应用PA单丝网片可以降低水流阻力，为PA单丝网具的设计、制作与应用提供了理论依据。
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    渔获物冰浆保鲜流动传热分析
    赵新颖1, 2, 黄温赟1, 2, 黄文超1, 2, 等
    2020, 47(4): 74-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2020.04.011
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    国内渔船出海作业一般采用碎冰对渔获物进行保鲜，不但传热效果差，而且碎冰的尖角经常会刺破鱼体，保鲜效果较差。由于冰浆具有良好的流动性和较大的蓄冷密度，因此在渔获物保鲜中具有良好的应用前景。基于动力学理论的欧拉双流体模型，利用粒子流与传热传质模型相结合的方法，研究了冰浆的流动和传热特性，在采用文献数据对计算模型进行验证后，对方管内冰浆与渔获物的流动传热进行了计算研究，对比分析了水平方管内的冰浆在不同入口体积分数、不同流动速度下与方形渔获物的传热情况。结果显示，冰颗粒的分布情况是影响其与渔获物表面传热的主要因素，随着冰颗粒入口体积分数的提高，渔获物上表面与侧面的热通量整体有所增大；随着入口冰颗粒体积分数的增大，其在渔获物表面的分布趋于均匀。同时发现，适当提高流动速度可以增大渔获物表面冰颗粒的体积分数，从而增加表面热量交换。
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    巴氏杀菌和超高压杀菌对即食小龙虾货架期的影响
    李肖婵, 林 琳, 朱亚军, 等
    2020, 47(4): 83-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2020.04.012
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    为开发基于小龙虾（学名克氏原螯虾，Procambarus clarkii）的深加工产品，以质构、菌落总数、挥发性盐基氮（TVB-N）、pH、色差为评价指标，探讨两种不同杀菌方式（巴氏杀菌80℃/15 min；超高压杀菌300 MPa/15 min）对4℃贮藏温度下真空包装即食小龙虾品质的影响。研究显示：巴氏杀菌组的菌落总数和TVB-N分别在第13天（5.5 log（CFU/g））和第14天（20.94 mg/100g）超过国家水产限量标准（分别为5.0 log（CFU/g）和20 mg/100g），而超高压杀菌组，分别在第15天（5.15 log（CFU/g））和第16天（21.26 mg/100g）超过国家水产限量标准；且超高压杀菌组即食小龙虾硬度（1358.33 g）、粘着性（987.66）、咀嚼性（840.84）均显著（P＜0.05）高于巴氏杀菌组（分别为1188.42 g、769.00和551.07）；两组即食小龙虾pH均呈先下降后上升趋势，且无显著性差异（P＞0.05）；此外，经超高压杀菌处理的即食小龙虾色泽也略优于巴氏杀菌组，但无显著性差异（P>0.05）。结果表明：在4℃的贮藏条件下，超高压杀菌处理的即食小龙虾货架期为14 d，相比80℃巴氏杀菌处理组，延长了约2 d的货架期，但两种杀菌方式处理的即食小龙虾产品的理化性质和菌落总数差距不大。
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    基于区块链技术和HACCP管理的智能化水产品质量安全溯源系统的设计与实现
    魏立斐1, 朱嘉英2, 衡旭日1, 等
    2020, 47(4): 89-95. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2020.04.013
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    近年来，水产品质量安全问题频发，传统水产品质量安全溯源系统面临巨大的挑战。为保障水产品质量安全，改善信息溯源，构建良好信任桥梁，采用区块链技术与HACCP管理相结合的方法，设计并分析全新的智能化水产品溯源系统。利用区块链技术去中心、去信任、不可篡改、公开透明等特性，有效改善传统水产品溯源系统信息不对称、监管约束难、溯源效率低、举证追责繁琐等问题。与HACCP管理的结合进一步优化水产品质量安全管理，增强质量安全保障，优化信息存储。仿真实验结果显示，系统运行稳定，信息真实，管理规范，功能多元。通过实际案例验证，该系统必将在水产电商经济的实际应用中发挥优势。