渔业现代化

过刊目录

  • 2024年, 第51卷, 第4期
    刊出日期：2024-08-20
      
    封面文件
  • 全选
    |
  • 基于机器视觉的工厂化循环水养殖智能投喂策略
    李脉, 李东升, 郑吉澍, 蒲德成, 李佩原, 韦秀丽
    2024, 51(4): 1. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2024.04.001
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    智能投喂策略是实现工厂化循环水养殖过程中饲料高效利用、降低养殖成本的关键。提出一种结合水面图像纹理判别和YOLOv5-BCH残饲检测的智能投喂策略。首先，以平静水面为基线，通过摄食过程水面图像纹理特征获得残饲识别帧；其次，通过采用BottleNet-CSP模块与CBAM模块分别对YOLOv5的Backbone和Neck端进行改进，增强了深度神经网络在空间和通道维度上的特征表示能力，且有效融合了多尺度特征。同时在Head部分设置3个微尺度检测头增强对水面小目标特征的捕捉能力，使mAP0.5、mAP0.5:0.95和精确率分别提升40.26%、15.59%和37.85%；最后，设计智能投喂系统并采用“试投+单轮多次”自适应投喂策略，有效降低了劳动力投入及饲料浪费。研究表明，该系统可代替人工实现全流程智能化投喂，为工厂养殖饲喂环节实现无人化提供参考。

  • 饲料粘合剂对刺参循环水养殖水质、生长及肠道微生物的影响
    周宜敬, 宋晨雨, 杜凌翔, 李贤, 董登攀, 宋协法
    2024, 51(4): 14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2024.04.002
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为探究刺参（Apostichopus japonicus）循环水养殖系统中不同饲料粘合剂对系统水质以及刺参生长和肠道微生物的影响，设置了无粘合剂添加的对照组（D1组）和分别添加5%红薯淀粉（D2）、黄原胶（D3）、瓜尔胶（D4）、卡拉胶（D5）的4个处理组，每组设3个重复。采用（20.0 ± 5.0）g规格的刺参，在刺参循环水养殖系统中饲养42 d，测定了养殖水质、刺参体质量变化和肠道微生物组成，并运用Kruskal-Wallis秩和检验对刺参肠道微生物进行组间差异显著性分析，采用冗余分析和典型关联分析对水质与肠道微生物进行相关性研究。结果显示：粘合剂的添加对水质有优化作用，其中瓜尔胶组水质最佳；红薯淀粉和瓜尔胶组的刺参特定生长率和饲料转化率显著高于其他组（P<0.05），且刺参出皮率提高。刺参肠道优势菌门为变形菌门，拟杆菌门等，优势菌科为弧菌科、红杆菌科等；红薯淀粉组的刺参肠道微生物丰富度和多样性最高，且肠道中黄杆菌科等有益菌丰度升高。水质与刺参肠道微生物存在显著相关性，在科水平上，氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮与弧菌科、希瓦氏菌科呈正相关，与黄杆菌科、肠杆菌科呈负相关。研究表明：综合考虑水质、刺参生长及肠道微生物情况，在刺参饲料中选择红薯淀粉或瓜尔胶作为粘合剂，更有利于刺参的健康养殖及循环水养殖系统中良好水质的维持。

  • 循环水养殖系统中二氧化碳对鱼类的影响及去除方法
    仓晟楠 , 吕欣蓝 , 胡鑫, 罗国芝,
    2024, 51(4): 27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2024.04.003
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     2020年农业农村部启动实施水产绿色健康养殖技术推广“五大行动”，旨在利用时下前沿技术指导养殖活动，在新式的循环水养殖系统中随着养殖产量的上升，二氧化碳对鱼类的影响被人们所关注。当前对于二氧化碳在循环水中的流转缺乏系统性整理，循环水系统有处理二氧化碳的必要且处理方法尚需改进。因此，本研究通过汇总整理国内外文献，概述了现如今发展趋势与主要创新性成果。具体包括：探讨二氧化碳与碱度、pH、二氧化碳分压的关系，需要进一步探究多参数在昼夜中的协同作用；着眼二氧化碳导致的高碳酸血症和肾钙化等问题，未来需要深入研究长期暴露对鱼体生长和健康状况的影响，通过添加化学试剂、改善曝气方式、筛选优质处理生物来降低二氧化碳在循环水养殖系统中的含量，需要设计新式反应器以提高固定效率。本研究为循环水养殖中的二氧化碳积累有效去除提供解决办法和理论依据。

  • 短期存贮温度对生物絮团反硝化性能的影响
    肖定东, 刘文畅, , 郭衍硕, 罗国芝, 谭洪新,
    2024, 51(4): 37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2024.04.004
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为探究存贮温度对生物絮团反硝化性能的影响，试验收集凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖池中的生物絮团，分别密封保存于室温25℃(T25组)、低温4℃(T4组)、冷冻-20℃(T-20组)和超低温冷冻-80℃(T-80组)条件下，为期28 d。初始收集到的生物絮团对硝酸盐氮的去除速率为0.71±0.03 mg /(L·h)。保存前7 d，仅T-80组的生物絮团去除速率出现衰减。保存时长超过14 d以后，仅T4组的生物絮团反硝化性能未衰减。保存至第28天，T4组生物絮团对硝酸盐氮的去除速率为0.72±0.01 mg/(L·h)，显著高于T25组(0.52±0.02 mg/(L·h))、T-20组(0.57±0.03 mg/(L·h))和T-80组(0.52±0.02 mg/(L·h) )。显微结构观察表明，生物絮团保存 7 d与初始相比，T4组和T25组未出现明显变化，死亡细胞比例增加缓慢；保存至第28天，T4组生物絮团轻微变质，死亡细胞比例低，其他组别均出现生物絮团严重变质、死亡细胞比例较高的情况。综上，4℃是生物絮团反硝化性能短期保存的适宜温度。

  • 海水养殖残饲粪便衍生生物炭对水体中污染物的去除
    蔡永坤, 田文静, 张翔宇, 徐文杰, 宋协法, 李贤
    2024, 51(4): 48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2024.04.005
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    近年来陆基水产养殖业快速发展，在增加水产品产量的同时也产生了大量的残饲粪便。然而海水养殖残饲粪便因含盐一直未能建立合理处理方式，以海水养殖残饲粪便为原料制备生物炭（BC700），并采用不同方法进行改性，研究了不同生物炭对水体中PO43-、NO3-､NO2-和NH4+的去除率、吸附动力学及去除机制。结果显示：碱、酸和金属负载改性分别使BC700比表面积显著增加39.8%（生物炭K）、88.1%（生物炭P）以及72.9%（生物炭Fe）。所有生物炭均含有-OH和/或苯酚、C-O、-CH3、芳香族C=O和C=C基团。改性显著提高BC700对水体中NH4+的去除率，生物炭Fe对水体PO43-、NO2-、NH4+的去除率最高。不同生物炭对PO43-和NH4+同时存在物理吸附和化学吸附，生物炭对NO3-和NO2-的主要吸附机制可能是化学吸附。该研究成果为海水养殖残饲粪便的资源化利用提供了新视角，助推水产养殖绿色可持续发展。

  • LED光照对生物絮团模式下凡纳滨对虾肌肉营养成分的影响
    牛林洋, 董宏标, 郑晓婷, 谭泽加, 张家松,
    2024, 51(4): 57. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2024.04.006
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    LED光源具有节能环保、光电转化效率高等优点，可满足工厂化养殖对绿色高效、智能化发展的需求。为探究LED养殖灯对生物絮团模式下凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）肌肉品质的影响，以凡纳滨对虾幼体（平均体长5.23±0.61 cm，平均体质量1.52±0.47 g）为材料，设置两个处理组：LED光照组（L组）和自然光照组（N组），进行为期8周的养殖试验。L组光照参数为蓝绿光混合（绿光545 nm，蓝光450 nm），光照周期15 L:9 D，光照强度2 000 Lx；N组光照参数为自然光谱，光照周期为12L:12D，光照强度400~1 000 Lx。结果显示，两组对虾肌肉常规营养成分（水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分）均无显著性差异（P>0.05）。两组对虾肌肉中均检测到18种氨基酸，L组对虾肌肉苏氨酸（Thr）、酪氨酸（Tyr）、精氨酸（Arg）、甘氨酸（Gly）、∑EAA/∑NEAA显著高于N组（P<0.05），而必需氨基酸（EAA）、半必需氨基酸（HEAA）、呈味氨基酸（DAA）均无显著性差异（P>0.05）。两组对虾肌肉中均检测到37种脂肪酸，L组对虾肌肉中月桂酸（C12:0）、DHA、EPA+DHA含量显著高于N组（P<0.05），C21:0、C20:3n-3、C22:5n-6含量显著低于N组（P<0.05）。研究表明，在生物絮团养殖模式下，补充特定参数的LED养殖灯能够改善凡纳滨对虾肌肉营养品质。

  • 虎龙杂交斑育苗循环水养殖系统设计及应用效果
    黄达, 张和森, 刘敏, 张宇雷, 顾川川, 高倩倩
    2024, 51(4): 66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2024.04.007
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为了进一步研究封闭式循环水养殖系统在海水鱼育苗生产过程中应用的可行性，采用物质平衡相关原理，结合循环水养殖水处理设施设备构建技术，优化了水处理工艺流程并设计了生物滤器体积与循环量等关键参数，构建了一套封闭式可控型循环水育苗系统。设计了2路水处理环路，集成构建了育苗池双排水、竖流沉淀、移动床生物过滤等高效水处理技术和装备。使用该育苗系统开展虎龙杂交斑（Epinephelus lanceolatus♂×E. fuscoguttatus♀）育苗试验，重点考虑溶氧、pH和氨氮3个水质指标及全长、体质量和出苗率3个生长指标。结果显示：仔稚鱼生长情况良好，平均全长（75.1±0.55）mm，平均体质量（9.2±0.42）g，出苗率16.28%。水质检测结果显示：温度26.8~27.7℃，溶氧6.6~7.2mg/L，pH平均为8.31、总氨氮平均质量浓度为（0.183±0.191）mg/L，水质情况良好。经济性分析结果表明：单茬利润1.86万元，年利润5.58万元（按1年3茬计），具有良好的经济效益。该研究可为工厂化循环水育苗系统应用及推广提供技术支持。

  • 射流式泡沫分离器中气水比对水处理效率的影响
    姜浩, 柳瑶, 宋协法, 李贤, 董登攀, 黄志涛,
    2024, 51(4): 73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2024.04.008
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    循环水养殖具有节能、节水、环保等优点，是国内外先进养殖模式的代表模式之一。泡沫分离器作为循环水养殖系统的重要设备，其结构设计、操作管理对系统的净水效果有重要影响。目前泡沫分离器运行参数的调节管理参数大多依靠经验，缺乏理论支撑。以应用较广的射流式泡沫分离器为研究对象，采用计算流体力学（CFD）方法，探究射流式泡沫分离器在不同气水比条件下（1:2、1:2.5、1:3）泡沫的产生效率；采用实机试验探查不同气水比对悬浮颗粒物去除效率的影响。CFD结果显示气水比为1:2.5时，泡沫分类器产生的气泡数量最多；实机试验结果显示，当气水比为1:2、1:2.5、1:3时，泡沫分离器对固体颗粒的去除效率分别为35.23%±0.77%、44.85%±0.81%、44.52%±0.58%，其中气水比1:2.5、1:3的泡沫分离器相比于气水比1:2的泡沫分离器固体颗粒去除率显著性提高。综上，射流式泡沫分离器气水比建议设定为1:2.5，可获得较优颗粒物去除率及较好的出泡效果。本研究为优化泡沫分离器的运行参数提供了新的思路。

  • 水力负荷对内循环生物脱氮装置脱氮效能影响及其机理
    郑毅凯, 李甍, 孙佐梁, 宋协法, 李贤, 董登攀
    2024, 51(4): 82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2024.04.009
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    循环水养殖系统（Recirculating Aquaculture Systems，RAS）中高溶氧浓度、低碳氮比等特点限制生物滤池反硝化性能，造成NO3--N累积，危害养殖动物健康，给水产养殖尾水达标排放带来挑战。本研究使用内循环生物脱氮装置对海水循环水养殖废水进行处理，探究了水力负荷（HLR）分别为1 m3/(m2·d)、2 m3/(m2·d)和3 m3/(m2·d)条件下装置中水质指标的变化情况，并在每阶段试验结束后取PCL和K3填料样本进行高通量测序，对其微生物群落特征及功能基因预测结果进行统计分析。结果显示：装置稳定运行期间，HLR为2 m3/(m2·d)时，NO3--N平均去除率最高，为67.31%±3.03%；NO3--N去除负荷随HLR的升高而上升，在HLR为3 m3/(m2·d)时，达55.38±6.13 g·N/(m3·d)。门水平上，PCL样本与K3样本中的优势菌群均为变形菌门（Proteobacteria）；属水平上，具有反硝化功能的红杆菌科未知属（unclassified_f__Rhodobacteraceae）和鲁杰氏菌属（Ruegeria）在PCL填料与K3填料生物膜中均占据主导，这2种微生物为影响装置脱氮效能的关键属水平微生物。功能基因预测结果表明，当HLR升高时，参与反硝化作用的硝酸盐还原酶（EC 1.7.99.4）、亚硝酸盐还原酶（EC 1.7.2.1）、一氧化氮还原酶（EC 1.7.2.5）和一氧化二氮还原酶（EC 1.7.2.4）的丰度升高。研究表明，生物脱氮装置可将HLR定为2 m3/(m2·d)，并在装置中定植、培养红杆菌科未知属和鲁杰氏菌属这两种细菌。该研究成果可为实际生产中生物脱氮装置HLR的设计提供参考，为相关脱氮效能的研究提供了新思路。

  • 淡水池塘养殖尾水处理技术研究综述
    张 俊, 姚晶晶, 程果锋, 刘浩伟, 曹守启, 刘兴国
    2024, 51(4): 95. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2024.04.010
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为实现水产养殖业节能减排、低碳高效和可持续发展，必须解决传统池塘养殖尾水处理问题。根据典型池塘养殖尾水污染物特性，全面总结国内外淡水池塘养殖尾水的处理方法和技术特点；对比了“三池两坝”“集装箱＋生态塘”“生态湿地”等典型池塘养殖尾水处理模式；分析了竖流沉淀、旋流分离、滤筛、气浮等物理净化技术以及臭氧-微纳米浮选、新型生物膜反应器过滤、絮凝、微生物制剂、活性污泥、水生植物等化学及生物净化技术；指出了该领域的热点研究方向和关键技术问题，包括发展“节能、减排、生态、高效”集约化池塘养殖模式、研发养殖尾水专用处理装备、提高净化效率和占地面积等，可为池塘养殖尾水处理技术及相关装备研发提供一定的理论参考。

  • 3种水生植物潜流人工湿地模拟处理池塘养殖尾水
    阙祥尧, 张燕萍, 余建芳, 吴子君, 侯明勇, 丁国栋, 刘文鼎, 钟佳慧, 张子莹, 熊文清, 章海鑫,
    2024, 51(4): 105. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2024.04.011
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为了解潜流人工湿地对养殖尾水的处理效果，比较蕹菜、凤眼莲、喜旱莲子草三种水生植物潜流人工湿地对草鱼养殖池塘尾水的净化效果，并探讨潜流人工湿地在不同水力负荷、排停排水转换对池塘养殖尾水的效果，以及潜流人工湿地微生物群落多样性和组成。结果显示：蕹菜、凤眼莲和喜旱莲子草分别对总磷（TP）、氨氮（NH4+）和化学需氧量（CODMn）去除率最高，为24.7%、25.1%和25%。停水时，蕹菜、凤眼莲和喜旱莲子草均对NH4+去除率最低，分别为：-52607.6%、-87108.1%和-119646%。水力负荷为低（5.76 m3/d）时，蕹菜、凤眼莲和喜旱莲子草分别对CODMn、NH4+和TP去除率最高，为30.4%、 42.5%和22.1%。蕹菜Shannon、Ace和Chao 1均最高 ，喜旱莲子草Simpson最高。3组样本共分析出5131个OTU，注释为45个门，293个目和974个属；蕹菜停水前、中和后共分析出5021个OTU，注释为47个门，294个目和953个属。研究表明，水生植物潜流人工湿地对养殖尾水具有一定的净化效果，运行期间停水会降低净化效果，水力负荷低的净化效果大于中和高，微生物群落多样性和组成的差别影响了人工潜流湿地对养殖池塘的净化效果。