凡纳滨对虾海水高位池养殖水体理化因子变化与营养状况分析

2008年4月至8月,在广东汕尾红海湾对虾海水高位池高密度养殖基地对养殖全程池塘水体进行周期性连续采样测试。结果显示,养殖过程水温、盐度和溶解氧波动较大,pH值从8.95~9.37下降至7.21~7.27,透明度从38~78 cm下降至20 cm;COD在养殖前中期即达到较高的水平,在10 mg.L-1左右波动;氨氮和亚硝氮在养殖中期积累增加,养殖后期急剧上升。养殖水体营养状况经历了贫营养-磷限制中度营养-氮限制潜在性富营养-磷中等限制潜在性富营养-磷限制潜在性富营养的变化,活性磷酸盐先于无机氮在养殖中期积累增加,但无机氮在养殖后期积累更加快速。结果表明,水质因子的波动和水体营养的不平衡明显影响对虾的健康生长,养殖过程要加强环境营养调控和微生物调控手段,养殖前期适当提高水体营养水平,养殖中后期强化代谢产物降解转化,减轻富营养化程度,同时要密切监控和及时调控溶解氧、pH值、氨氮和亚硝氮的变化,营造有利于对虾健康生长的良好水环境。     

四川省龙泉湖表层沉积物与表层水体中各种形态氮含量及其相关关系

以四川省龙泉湖湖泊表层沉积物和表层水体为研究对象,分析了表层沉积物的各种水溶性氮含量和表层水体的硝态氮和氨氮的含量。结果表明,表层沉积物中水溶性总氮、水溶性氨氮和水溶性硝态氮的平均含量分别为6.64,1.22和2.83mg/kg,水体中硝态氮和氨氮的平均含量分别为5.09和0.05mg/L;表层水体和表层沉积物中的硝态氮含量无显著相关关系,但表层水体和表层沉积物中的氨氮含量呈显著正相关,说明表层水体中氨氮可能是由沉积物释放而来。     

假丝酵母菌降解养殖水体氨氮的特性研究

为筛选降解养殖水体氨氮的功能菌，从海水中取样，用212mg/L氨氮浓度的分离培养基进行培养，筛选获得了一株能高效降解养殖水体氨氮功能的菌株，经鉴定为假丝酵母菌。通过研究养殖水体氨氮浓度、pH值、温度等因素对菌株降解氨氮作用的影响，结果表明，菌株降解氨氮较适宜的条件为：养殖水体氨氮≤20 mg/L，pH值6～7，温度25～30℃，盐浓度0～1％，溶氧2 mg/L以上。假丝酵母菌在这种水体生态条件下接种5％，氨氮降解率接近80％。     

极大硬毛藻无性系对海水养殖废水中氮盐的去除效果

养殖水体中无机氮的高效去除是开展循环水养殖的重要保障条件之一。该论文研究了极大硬毛藻无性系(简称极大硬毛藻)对循环水养殖水体中无机氮盐的去除效率及特征。结果表明,当藻体密度为(10±1) g/L时,在一定浓度范围(氨氮:0～15 mg/L,亚硝酸盐氮:0～3 mg/L,硝酸盐氮:0～15 mg/L),极大硬毛藻对海水中3类无机氮盐的吸收速率随着时间变化即氮盐浓度降低而降低;其中藻类对氨氮的吸收速率变化较大,而对亚硝酸盐和硝酸盐的吸收速率相对稳定。当3种氮盐质量浓度为3 mg/L,极大硬毛藻首先选择吸收氨氮;当氨氮质量浓度降至1.5 mg/L时,藻开始吸收亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。极大硬毛藻对人工模拟养殖废水中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的15 h去除率可达到94.3%、100%、82.2%。该研究可为极大硬毛藻在循环水养殖水体净化的应用、养殖废水资源化利用和无害化处理技术的建立提供科学依据。     

菜-鱼复合设施种养系统构建与运行试验分析

针对工厂化循环水养殖废弃物资源化利用难题，该研究将传统鱼菜共生技术进行改进，提出并构建一种菜-鱼复合设施种养模式。通过设计3路水循环工艺流程，将工厂化循环水养殖、蔬菜无土栽培(即鱼菜共生系统)与传统土壤种植结合，以促进水产养殖固液废弃物全循环利用。基于质量平衡原理，根据投饲量和养殖尾水排放量提出鱼菜生物量配比和发酵装置体积计算方式，以提高系统营养物质利用效率。建立一套中试系统，使用该系统同时养殖大口黑鲈、种植水培生菜和番茄160 d，结果显示：鱼类生长良好，最终养成密度为41.6 kg/m³，特定生长率为0.42%，存活率99.95%，饵料系数为1.4；蔬菜长势良好，收获水培生菜1 205 kg，收获番茄果实2 400 kg。水质情况总体稳定：总氨氮平均浓度为(0.83±1.46)mg/L、亚硝酸盐平均浓度为(0.035±0.062)mg/L、硝酸盐平均浓度为(25.1±8.06) mg/L、溶解氧浓度范围为4.25～7.16 mg/L、p H值平均为6.8；水产养殖废弃物发酵后，可使水体中总磷含量提高141%，钾离子含量提高7%；系统经济效益和生态效益较好：年利...     

团头鲂池塘养殖生态系统晒塘阶段温室气体排放通量分析

为探讨团头鲂池塘养殖生态系统晒塘阶段温室气体的排放规律及综合增温潜势,采用静态暗箱——气相色谱法对团头鲂池塘养殖生态系统晒塘阶段温室气体(CO2,CH4,N2O)的排放进行原位测定。结果显示,团头鲂池塘养殖生态系统晒塘阶段均表现为CO2,CH4和N2O的排放源,其中CO2排放通量达(86.72±12.46)g/m2,CH4排放量达(2.01±0.34)g/m2,N2O排放量达(7.44±0.98)mg/m2;在100 a的时间尺度上,团头鲂池塘养殖生态系统在晒塘阶段综合增温潜势为(157.28±24.31)g/m2,团头鲂池塘养殖生态系统温室气体减排空间较大。     

生态沟渠对中华鳖温室养殖排放水体的净化效果

研究采用生态沟渠技术体系——"水生植物(凤眼莲,Eichhornia crassipes)-微生物(枯草芽孢杆菌,Bacillus subtilis)-水生动物(螺蛳,Margarya)"共生系统联合净化处理中华鳖温室养殖排放水体,并连续数月采样分析处理污水中各项主要营养盐污染物指标的动态变化规律。结果表明:经过近5个月的生态沟渠技术体系处理,中华鳖温室养殖排放水体中总氮(TN)浓度减少75%,铵氮(NH4+-N)浓度减少91%,总磷(TP)浓度减少83%,化学需氧量(CODCr)减少62%,溶解氧(DO)增加近4倍,水体酸碱度(pH)维持在中性水平,处理污水由初始的黄色或棕色、浑浊逐渐转变为微黄色、微浑浊,且无异味。由此可知,利用生态沟渠技术体系——"水生植物-微生物-水生动物"共生系统联合修复中华鳖温室养殖排放水体效果显著,具有良好的推广和应用前景。     

关中地区农村典型涝池水体污染物特征及其水质现状调查与分析

[目的]探究影响涝池水体水环境质量的主要原因,以期能为涝池水体水环境保护和水质状况改善提供科学依据。[方法]从涝池的功能、容量、面积和结构等方面出发,选取陕西省杨凌农业高新技术产业示范区8个具有典型代表性的涝池,对涝池水体pH值、溶解氧、化学需氧量、氨氮、总磷、总氮进行测定,同时对水质样本点各污染物指标进行参数检验,并应用单因子指数等方法对其综合评定。[结果]①点源污染型涝池在不同采样点位置水体污染物浓度差异显著(p0.05),各涝池总氮、总磷平均浓度范围分别为:4.70～78.13 mg/L,0.03～4.27 mg/L;氨氮平均浓度范围为0.36～39.18 mg/L;化学需氧量平均浓度范围为33.0～1 067.40 mg/L;溶解氧平均浓度范围为1.5～7.3 mg/L;pH值大小平均值范围为7.85～8.64;②大部分涝池水体污染严重,水质均为劣Ⅴ类,污染物主要以氮类污染物指标为主;③调查区涝池水质污染程度排序为:点源污染+有措施面源污染+无措施点源污染+无措施。[结论]布设污水处理设施及池底防渗措施对于改善涝池水环境状态较为重要。此外辅以内源水体的相关修复及管护工作,效果将会更好。     

基于无线传感器网络的节能型水产养殖自动监控系统

水产养殖的规模化发展和人力成本的不断上升迫切需要建立水质参数的无人值守自动监控系统。该文提出了一种基于改进型低能耗分层分群协议（LEACH）的Zigbee无线传感网络的水质监测和基于西门子PLC的变频增氧控制系统。在LEACH-C通信协议中,由基站根据各节点剩余能量的估算值选定簇首,达到各节点供电电池剩余能量的均衡,同时从系统的实际控制精度出发,当节点测量到的溶解氧浓度值与上次发送值误差在0.02 mg/L范围内时,不向簇首发送数据,达到节约供电电池能量的目的,经试验发现采用优化后的LEACH-C协议,比采用常规的LEACH协议网络有效寿命延长33.33%。适合鲈鱼生长的水体溶解氧质量浓度大于4.5 mg/L,但随着浓度的上升增氧效率将逐步降低,因此设定应急增氧的区间为4.5～5.5 mg/L。控制系统根据无线传感网络测量的溶解氧质量浓度值,采用PI-PID控制水体溶解氧浓度。保证了水体溶解氧质量浓度始终适合鱼类生长。通过试验验证,与人工粗略控制相比,这种控制方法大幅降低了人力成本和节约了51%的电能。该文可为水产养殖自动控制研究提供参考。     

对虾工程化循环水养殖系统构建技术

讨论了一种高效经济保持藻类生长的对虾工程化循环水养殖系统构建技术。并利用此系统开展室内凡纳滨对虾生产试验。养殖用水采用经室外池塘充分氧化后的咸井水（盐度14‰～26‰）,放苗密度：500尾/m2,排放水经系统处理后循环使用。并且在试验期间,探索了一种低耗高效运行模式。90 d养殖期,系统溶解氧均值5.1 mg/L,氨氮0.002～0.15 mg/L,pH值7.62～8.29,获良好水生态环境调控效果。系统产量4.6 kg/m2,饲料系数1.14,每生产1 kg虾耗水 1 000 L、耗电2.16 kWh,取得高产量、高效率养殖生产结果。     

电子鼻结合HS-SPME-GC-MS分析辐照对甲鱼预制菜挥发性风味成分的影响

为了探究辐照对甲鱼预制菜挥发性风味成分的影响,采用0、4.7、7.1、9.9 kGy剂量⁶⁰Co-γ射线辐照处理甲鱼预制菜,通过感官评定并利用电子鼻结合顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)分析辐照前后挥发性风味成分的变化。结果表明,5 kGy以内剂量辐照对甲鱼预制菜的感官品质无明显影响,高于5 kGy会影响其气味和滋味,进而可能产生异味。辐照对甲鱼预制菜特征气味引起的差异主要表现在传感器响应值较高的芳香成分和有机硫化物、氮氧化合物、甲烷、醇类和醛酮类物质,利用主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)能够有效区分经不同剂量辐照处理的甲鱼预制菜。4.7 kGy组与对照组气味差异较小,7.1、9.9 kGy组与对照组差异相对较大。不同剂量辐照后甲鱼预制菜挥发性成分的种类增加,醛类、酸类相对含量降低,烃类、芳香族类、酮类、酯类相对含量升高,醇类、含氮含硫及杂环类相对含量先降低后升高。相对气味活度值(ROAV)分析结果表明,壬醛、癸醛、辛醛、己醛、庚醛、1-辛烯-3-醇和2-戊基呋喃是甲鱼预制菜的关键风味成分,苯甲醛、苯乙醛、(E,E)-2, 4-癸二烯醛对其风味具有重要修饰作用。辐照后辛醛、己醛、1-辛烯-3-醇对甲鱼预制菜总体风味的贡献率降低,庚醛、2-戊基呋喃的贡献率先降低后增加,苯乙醛的贡献率增加并成为关键风味成分。因此,建议采用不超过5 kGy剂量的⁶⁰Co-γ射线辐照处理甲鱼预制菜,在杀菌的同时最大限度保持其原有风味。本研究结果为辐照技术在甲鱼预制菜杀菌保鲜中的应用提供了科学依据。     

藕–鱼种养结合模式对藕田底栖动物的影响

低洼田因地制宜创新农作制度,构建的藕-鱼种养结合模式是一种新型高效的生态农业模式,其中底栖动物是这个复合生态系统的重要组成部分。为研究藕-鱼种养结合模式对藕田底栖动物的影响,本试验设计了3种模式(莲藕-甲鱼模式、莲藕-彩鲤模式以及莲藕-泥鳅模式),以单养甲鱼模式作为对照,于种养结合前(2013年3月)、种养结合后作物生长旺盛期(2013年8月)以及鱼类捕捞后(2014年1月)3个时期对各试验田块底栖动物进行了取样,分析种养结合前后藕田底栖动物的种类构成、密度、生物量和多样性的变化。结果表明,种养结合模式对底栖动物种类无显著影响,共采集到底栖动物6科12属13种。但藕田套养水产动物,由于水产动物活动对底泥的扰动,底栖动物多样性有所下降。种养结合模式田块水生昆虫密度、生物量以及底栖动物总密度、总生物量均较种养结合前大幅度增加。3种种养结合模式种养结合后水生昆虫密度、生物量以及底栖动物总密度、总生物量的平均增加幅度分别达到12倍、336倍、11倍和273倍。而单养甲鱼模式池塘放养甲鱼后底栖动物生物量较放养前有所减少。另外,与单养甲鱼模式相比,莲藕-甲鱼种养结合模式水生昆虫密度、生物量以及底栖动物总密度、总生物量均有所提高,而寡毛类密度、生物量则有所降低。此外,采用Shannon-Wiener多样性指数和BI生物指数(Hilsenhoff生物指数)对3种种养结合模式藕田水质进行了评价。结果表明,采用BI生物指数评价的结果与实际情况较为吻合,3种种养结合模式中水质状况以莲藕-彩鲤模式最好,而莲藕-泥鳅模式水质最差。     

快速养鳖的环境控制工程

控制环境因子如温度、光照等,是快速养鳖最重要的条件,根据大量的试验研究结果,作者在论述鳖的增重和生理习性与环境因子相关性的基础上,讨论了鳖温水越冬生物净水封闭系统和数学模型的建立以及温室设计原则。     

温室蔬菜高架栽培CO2供气负荷计算与设备选型方法

针对温室CO_2供给设备容量设计缺乏相关理论和设备配置的相关规范,在分析CO_2恒定浓度控制模型、低浓度控制模型、恒定供气流量控制模型的基础上,探索建立了温室内CO_2平衡模型,结合作物对CO_2的需求和大型连栋温室蔬菜高架栽培的土壤CO_2释放量低等特点,提出了温室CO_2施肥供气负荷计算方法;以天然气锅炉的回收烟气和液态CO_2为气源,提出了以CO_2供应为目标的天然气锅炉功率和液态CO_2储液罐容积计算方法,为相应设备的设计选型提供了理论依据。以栽培面积49 200 m~2,容积329 640 m~3的文洛型温室为案例,采用该文建立模型进行计算表明,在CO_2施肥恒定流量控制模式下,设定最低控制CO_2体积分数为600×10~(-6) m~3/m~3条件下,白天仅需运行1台额定蒸发量为10 t/h的天然气锅炉就可满足CO_2施肥需求;用液化CO_2施肥,在CO_2低浓度控制模式下,设定最低控制CO_2体积分数为500×10~(-6) m~3/m~3条件下,则需要配备容积为20m~3的储液罐。实际运行情况表明,该文建立的CO_2施肥供气负荷计算与设备选型方法切实可行,满足实际生产的要求。     

日光温室钢管屋架管网水循环集放热系统的性能分析与试验

为探讨日光温室蓄放热新途径,研究了钢管屋架管网水循环集放热系统,测试了该系统的集热与蓄放热状况。理论计算表明,在屋架间距为1 m,上、下弦杆件均为外径33.5 mm的圆管时,系统的太阳能截获率可达7%~8%。在室内地面面积为620 m2的日光温室中的冬季测试结果表明,容积为8.6 m3的蓄热水体白昼日平均蓄热温升4.7℃,平均蓄热量为149 MJ,蓄热流量为8 721 W;夜间水体日平均放热温降2.5℃,平均放热量为78.9 MJ,平均放热流量为5 974 W;与对照日光温室相比,平均提高夜间室内最低气温2.4℃。屋架集放热系统利用温室原有屋架作为集热与放热构件,不会妨碍室内的生产作业,同时成本低,运行管理简单,容易维护。     

超高密度全封闭循环水养殖系统设计及运行效果分析

为进一步研究循环水养殖系统在高密度养殖生产过程中的水质变化情况、鱼类生长情况及应用推广价值,该文构建了一套超高密度全封闭循环水养殖系统,设计3条水处理环路,集成了鱼池双排水、竖流沉淀、转鼓式微滤机、移动床生物过滤、多腔喷淋式纯氧混合装置、二氧化碳脱气等高效水处理技术和装备。提出一种基于投饲量的循环水养殖系统设计计算方法,重点考虑氨氮、溶解氧和总悬浮颗粒物3个水质指标。使用该系统养殖吉富罗非鱼6个月,试验研究结果显示:鱼类生长情况良好,最高养殖密度104.2kg/m3。饵料系数1.4,成活率92.2%。水质检测结果显示:氨氮浓度维持在平均(1.09±0.55)mg/L;溶解氧维持在4～9mg/L范围内;pH值6.45～7.41。经济性分析研究结果表明,系统养殖运行成本约为25元/kg,略高于市场价格。但是,从环境成本考虑,系统的节水效果显著,日耗水仅为0.3～0.5m3。通过适当的精简并挑选合适的养殖品种,完全可以实现规模化的生产。     

种植密度对鱼菜共生系统氮素转化的影响

为评估不同植物密度对鱼菜共生系统氮素转化的影响,在试验温室内搭建了基于营养液膜(nutrient film technique,NFT)栽培的鱼菜共生系统。养殖水量350L,养殖密度10 kg/m~3;栽培面积1.0 m~2,栽培密度60、45和30株/m~2。考察了系统33d运行期间的水质情况和鱼菜生长情况,探讨了投入氮素的转化情况以及时间和植物密度对氮化合物质量浓度的影响情况。结果表明:试验期间,不同植物密度系统的水质适合鱼菜生长,鱼类和蔬菜主要生物学特性指标有不同程度的增长。氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮质量浓度随时间变化显著(P0.01);不同植物密度系统的硝酸盐氮质量浓度存在显著差异(P=0.028),植物密度为45株/m~2的系统具有较高的硝酸盐氮积累优势。系统运行后期,氮化合物质量浓度基本稳定,氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮质量浓度分别为2.50、0.20和5.00 mg/L左右。49.32%～68.41%投入饲料的氮素积累在鱼菜生物体内,与普通水产养殖和NFT栽培相比,鱼、菜含氮量均不具优势。可通过扩大栽培面积、配备生物滤池、调整栽培模式等方法加强氮素转化。综上,试验系统的优势栽培密度为45株/m~2,应结合其他措施提升氮素转化效果。     

双膜双被装配式日光温室在郑州地区的小气候测试

2020年11月1日-2021年2月28日,在河南郑州地区对冬春季双膜双被装配式日光温室内外温度、光照和湿度小气候进行测定,以探明其温光性能。在温室内外分别布置环境自动记录仪,每台记录仪均连接温湿度传感器和光照传感器,实现数据的自动监测与传输。结果表明：观测期内,温室内旬平均气温为11.4～21.4℃,旬平均最低气温为9.4～16.7℃;温室内0.1m深处旬平均土壤温度为15.4～22.9℃,旬平均最低土壤温度为15.0～22.1℃,温室内外最大气温差和土温差分别为17.0℃和15.6℃。全年最冷时段（1月上旬）温室外旬平均最低气温为−7.9℃,0.1m处土壤温度旬平均最低值为2.2℃,而此时段温室内旬平均最低气温和0.1m处土壤温度旬平均最低值分别达到9.9℃和15.8℃。11月−翌年2月,温室内光照度逐渐增大,晴天光照度在2000～22000lx,11月、12月、1月和2月晴天日平均透光率分别为42%、52%、49%和45%,12月透光率最高,不同月份透光率存在明显差异;阴天温室光照度在300～4000lx,各月阴天日平均透光率分别为34%、35%、36%和33%,透光率差异不明显。11月下旬−1月下旬,温室内夜间湿度为95.4%～99.0%,夜间叶片沾湿时长占比为89.1%～99.5%,温室内湿度大。观测结果说明双膜双被结构日光温室在黄淮地区冬春季具有较好的保温性能,有利于进行喜温果菜类的越冬生产,具有一定的推广应用价值,但是存在温室透光率偏低、光照弱等问题。