网口结构变化对南极磷虾桁杆拖网水动力性能的影响

桁杆拖网是南极磷虾连续泵吸系统中的关键部分。为探究桁杆拖网结构与部件对网具水动力性能的影响,在基于网口背部水平扩张相同的前提下,通过缩减网口腹部网目数,缩短下纲长度设计了3种桁杆拖网网口规格,桁杆长度为20 m,下纲长度分别为20.0 m(1号)、18.2 m(2号)、17.6 m(3号)。按照田内相似准则制作模型网,在3种沉力条件和5档流速下进行模型试验。结果显示：相同拖速与沉力条件下3号网扫海面积与1号网接近,2号网扫海面积较小。沉力对桁杆拖网的阻力、网口高度、扫海面积存在极显著影响(P<0.01),对能耗系数无显著性影响,适当增大沉力可以提高网具的垂直扩张性能;拖速对网具阻力、网口高度、扫海面积和能耗系数的影响极显著(P<0.01),3种网口结构的网具阻力与拖速均呈幂函数关系,指数介于0.778 4～0.859 3,阻力递增斜率变化较小。综上分析,缩短南极磷虾桁杆拖网下纲长度后有利于南极磷虾桁杆拖网垂直扩张性能提高,有利于提高网具稳定性,有利于增加拖网有效扫海面积,有利于提高渔具综合捕捞效率。     

南极磷虾拖网的性能优化分析

针对一顶中国目前正在使用的南极磷虾(Euphausia superba)拖网进行网具优化试验,设计了调整参数为浮沉比、上下手纲(等长)和叉纲的三因子L9(34)正交实验,并在3组L/S(水平扩张比)和5级拖速下完成了135次拖曳试验。结果表明:(1)随着拖速和L/S的增加,网具阻力增加,网口高度降低;(2)流速为3 kn情况下,L/S=0.45时,对阻力(Fs)和网具功率消耗(Ps)影响的主次顺序均为沉力(A)>叉纲(C)>手纲(B),对网口高度(Hs)影响的主次顺序为A>B>C,对能耗系数(Ce)影响的主次顺序为C>A>B,水动力性能的最优组合为A3B3C1;L/S=0.5时,对Fs、Hs和Ps影响的主次顺序均为C>A>B,对Ce影响的主次顺序为B>C>A,最优组合为A2B3C3;L/S=0.55时,对Fs和Ps影响的主次顺序均为C>A>B,对Hs影响的主次顺序为B>A>C,对Ce影响的主次顺序为B>C>A,最优组合为A2B3C3;(3)当L/S极低为0.2时,网口的水平扩张约为23 m,虽然此时网口高度有一定的提高,但网具的综合性能却显著下降,能耗系数增加;(4)增加沉力,适当放长手纲和叉纲可以有效提高已定型网具的性能。为确保在低拖速下达到网具的高扩张性能,应考虑改进网板性能,建议采用低拖速高扩张性网板。     

南极磷虾拖网的试验研究

本文以我国首次南极磷虾探捕所使用的两顶大型变水层磷虾拖网为实物网,通过网具模型试验,测试网具的阻力与网口高度,分析其水动力性能,结果表明:网口部位六角形结构的2号网的垂直扩张性能和过滤同等体积的能量消耗均优于网口部位棱形网目结构的1号网;在拖速1.54m/s,1号网的能耗系数比2号网平均高26%。而网口垂直扩张系数低1.1%。南极磷虾拖网的阻力可用公式:R=0.25(d/a)LCV1.49估算。     

调整作业参数对小网目南极磷虾拖网水动力性能的影响

小网目南极磷虾拖网有规格小、操作方便、起放网省时的特点。针对规格为185.4 m×97.5 m(41.8 m)的小网目南极磷虾拖网的水平扩张、浮力、重锤重量、沉力、空纲长度5个作业参数,分别进行3~6次调整试验,测试阻力和网口高度,并比较能耗系数。结果表明:在下纲端部间距分别为16.65、18.75、20.85m 3种水平扩张下,扩大水平扩张可引起网口高度下降,但阻力上升的幅度不大,能耗系数变化不明显;随着浮力的增加,网具阻力、网口高度均呈上升趋势,低拖速下增加浮力对网口高度的提升效果更明显,浮力增加可使网具的能耗系数下降,但在浮力达到19.6 k N后,再增加浮力能耗系数反而有所升高;增加重锤重量和在下中纲处增加沉力对网具阻力的影响效果相近,均呈上升趋势,增加重锤重量对网口高度的提升表现在低拖速时,随着拖速的上升网口高度的提升作用下降;增加沉力可提升网口高度,但在沉力达到14.36 k N后,再增加沉力对网口高度的提升效果不明显,能耗系数反而上升;空纲长度从66 m增加到84 m可明显提高网口高度,而网具阻力上升不明显,能耗系数呈下降趋势。     

日韩小网目南极磷虾拖网性能对比分析

南极磷虾(Euphausua superba)是目前已知的地球上最大的单种生物资源之一,其巨大的生物量和潜在的开发价值日益受到各国的关注。本研究以中国南极磷虾捕捞船队引进的日韩小网目南极磷虾拖网为原型网,采用田内准则进行网具模型试验,比较分析其网具性能。模型网大尺度比λ分别为14(韩式网,Net B)和16(日式网,Net A),平均小尺度比约为3,速度比为3。模型试验于东海水产研究所拖曳水池中进行。模型网试验速度分别为:0.345 m/s、0.428 m/s、0.513 m/s、0.599 m/s、0.685 m/s。L/S取网具下袖端间距与下纲长度的比值,范围取0.4~0.55,以0.05为间距分4档。模型试验记录各档拖速和L/S下模型网的阻力和网口高度数据。按照模型换算准则换算得到原型网相应拖速下的阻力、网口高度和能耗系数等指标,分析网具的水动力性能。试验结果表明:(1)韩式磷虾拖网(192.60 m×110.50 m)网具阻力小于日式磷虾拖网(185.40 m×128.50 m);(2)日式磷虾拖网在扩张性(网口高度、扫海面积)、经济性(能耗系数)以及滤水性(水动力性能)方面优于韩式磷虾拖网;(3)两顶拖网在水槽模型试验时,网口与网身水下运动时均可保持稳定,网身呈流线型,未出现凹凸现象;(4)日式南极磷虾拖网的阻力估算公式为:RA=1/2ρ(0.24 R-0.5 SV2e)T;韩式拖网为:RB =1/2ρ(0.177 R-0.542e)STV;综合两顶拖网得到的小网目南极磷虾拖网的阻力估算式为:R=1/2ρ(0.209 R-0.52e)STV2。     

南极磷虾四片式小网目中层拖网作业性能分析

为了促进南极磷虾(Euphausia superba Dana)渔业发展,提出2种四片式小网目中层拖网网型设计(型号分别为dh256-1和dh256-2),2种网型网口拉直周长相同,背(腹)网与侧网拉直宽度比(以下简称"WRBS")分别为1和1.11。通过模型实验对2种WRBS小网目南极磷虾拖网的作业性能进行比较,并进行浮沉力(SBSW)、手纲长度和水平扩张系数(以下简称"L/S")的匹配优化实验,结果表明:实验条件下,当L/S介于0.5~0.6时或者L/S为0.45和0.65且拖曳速度≤1.5 m/s时,2种网型网口垂直扩张差异显著(P0.05),dh256-2型拖网网口垂直扩张明显高于dh256-1;为了保持侧网衣受力均匀,dh256-1型拖网浮沉力配备要求显著高于dh256-2型拖网,dh256-1型拖网浮沉力配备应≥4.59 tf,dh256-2型拖网浮沉力配备应≥1.98 tf;2种网型的能耗系数(C_e)差异不明显(P0.05);L/S与能耗系数(C_e)呈反相关;手纲长度≥50 m,手纲长度对2种网型作业性能的影响不明显;综上所述dh256-2型拖网网口垂直扩张性能较好,浮沉力配备要求较低,较适合拖速较低的南极磷虾捕捞,适宜的手纲长度为50 m。以上结论可为小网目南极磷虾拖网网具设计提供参考。     

展弦比和最大相对弯度对南极磷虾拖网网板水动力学性能的影响

为了研究展弦比和最大相对弯度对南极磷虾拖网网板水动力学性能的影响,通过水槽模型实验分析网板临界冲角(α0)、最大升力系数(CL_(max))、临界冲角时的升阻比(Kα0)和最大升阻比(K_(max))等主要水动力学性能参数的变化规律。结果表明:1)展弦比对CL_(max)、K_(max)和Kα0值的影响极显著(P0.01),对α0无显著影响(P0.05)。随着展弦比的增加,CL_(max)和K_(max)呈上升趋势,Kα0呈先升后降趋势,λ=2.0时Kα0值相对较高。随着展弦比的增加,α0分别呈下降(最大相对弯度为12%和14%)和上升(最大相对弯度为8%)趋势。最大相对弯度为10%时,α0在27.5°~30°间波动变化,趋势线基本保持水平。2)最大相对弯度对CL_(max)和K_(max)值的影响极显著(P0.01),对α0值的影响显著(0.01P0.05),对Kα0无显著影响(P0.05)。展弦比和最大相对弯度两者间交互项对Kα0影响极显著(P0.01),而对CL_(max)和K_(max)无显著影响(P0.05)。随着最大相对弯度的增加,CL_(max)和α0呈上升趋势,K_(max)呈下降趋势。综合考虑拖网网板的水动力学性能,实际应用中建议立式双弧面网板最大相对弯度设计为12%,展弦比设计为2.0,此时网板的主要水动力学性能参数均为前40%水平,具有最大升力系数和最大升阻比相对较高、阻力系数较低的优点。     

南极磷虾拖网渔具系统动态变化

为了研究南极磷虾拖网系统在实际作业过程中的动态变化规律, 于 2020 年 1—4 月随“龙发”轮在南极 48.2 亚区(45°W~48°W, 60°S~61°S)进行海上试验, 采集了拖速、曳纲长度、曳纲张力、网具和网板深度等信息, 分析了投放和收绞曳纲的速率对拖网渔具的动态特性影响规律, 以及在稳定拖曳状态下拖速和曳纲长度与网口高度、曳纲张力、网位的关系。结果表明: (1) 放网阶段平均拖速为(2.96±0.36) kn, 收网阶段平均拖速为(1.35±0.26) kn; (2) 网具自然沉降阶段曳纲投放速率为(54.1±5.9) m/min, 起网阶段曳纲收绞速率为(47.15±7.02) m/min; (3) 随着投放速率的增大, 曳纲张力逐渐减小, 网口高度增加; 投放速率与网位下沉速率成正比; (4) 收绞速率与曳纲张力呈负相关关系, 网具上调阶段的曳纲张力要比起网阶段的曳纲张力大。随着收绞速率的增加, 网口高度增加; (5) 稳定拖曳过程中, 拖速和曳纲长度对网口高度均产生显著影响(P＜0.01), 随着拖速和曳纲长度的增加, 网口高度减小; (6) 在自然沉降阶段, 当投放速率过大, 网板带动网具急速下沉, 网板会出现“超调”现象。研究结果不仅有助于南极磷虾拖网网位的有效调整, 提高拖网瞄准捕捞效率, 还可为验证中层拖网性能的模型试验和数值模拟提供基础资料。     

拖网作业参数对南极磷虾捕捞效率的影响

为了解南极磷虾(Euphausia superba Dana)拖网作业中捕捞效果及影响因素,根据 2017 年 12 月 2018 年 6月随“龙腾”轮在南极海域生产时收集的作业参数、网具深度和声学数据等信息,利用声学方法获取磷虾集群质量中心深度与期望入网渔获量,结合网位变化和渔捞统计情况量化捕捞效率;利用广义可加模型(GAM)分析不同拖速和曳纲长度下,网位与磷虾集群质量中心的偏离程度,研究其对网具捕捞效率的影响。结果表明:(1)磷虾集群质量中心水深为(37.29±9.72) m,拖网稳定拖曳期间网位深度为(30.72±10.41) m,网位调整幅度为(11.52±7.09) m。网位与磷虾集群质量中心深度偏离(6.33±3.58) m。(2)网次渔获量为(16.25±6.77) t,拖曳过程中网口始终对准磷虾集群质量中心进入网口的磷虾总量为(27.06±10.19) t,捕捞效率为(63±19)%。(3)网位与磷虾集群质量中心深度差值对捕捞效率影响极显著(P<0.001),两者吻合较好时捕捞效率高;拖速与捕捞效率呈显著相关关系(P<0.05),拖速增大网位上升,捕捞效率越低;曳纲长度增加网位下降,但曳纲长度变化与捕捞效率相关性不明显(P=0.087)。研究结果将有助于南极磷虾拖网作业中有效利用磷虾行为特征,改善网具性能,提高拖网捕捞效率。     

盘锦海域桁杆虾拖网网囊网目选择性研究

为了解盘锦海域桁杆虾拖网的网囊网目尺寸是否适宜当地渔业生产,使用套网法研究了该网具不同网目尺寸的网囊对葛氏长臂虾(Palaemon gravieri)和脊尾白虾(Palaemon carinicauda)的选择性。结果显示,试验网囊网目尺寸为20、25和33 mm时,葛氏长臂虾的50%选择体长L0.5分别为30.7、36和40 mm,选择范围SR分别为12.2、10.4和13.8 mm,选择性因数SF分别是1.5370、1.4394和1.3310;脊尾白虾的50%选择体长L0.5分别为38.3、40.2和45.3 mm,选择范围SR分别为9.3、14.4和12.9 mm,选择性因数SF分别是1.913 1、1.608 2和1.372 7。两种虾类的50%选择体长(L0.5)和网囊网目内径(m)的线性回归方程为,葛氏长臂虾:L0.5=0.686 9 m+17.691 8;脊尾白虾:L0.5=0.550 0 m+26.955 7。研究认为:盘锦海域常见的20 mm网囊网目的桁杆拖网会捕获大量的幼虾,对渔业资源造成巨大破坏;建议捕捞葛氏长臂虾可用网囊网目内径为33~38 mm的桁杆虾拖网,捕捞脊尾白虾可用网囊网目内径为24~30 mm的桁杆虾拖网。     

正交实验优化南极磷虾蛋白肽的纳滤脱盐工艺

为建立南极磷虾(Euphausia superba)蛋白肽纳滤脱盐工艺,以脱盐率和蛋白损失率为评价指标,通过单因素实验和正交实验对影响南极磷虾蛋白肽纳滤脱盐效果的主要因素(蛋白肽浓度、压力、循环次数)进行优化。结果显示,采用纳滤技术对南极磷虾蛋白肽进行脱盐处理的最佳工艺条件：蛋白肽浓度为3%、纳滤压力为1.2 MPa、循环次数3次,在该条件下,南极磷虾蛋白肽的脱盐率达到(86.35±2.11)%、蛋白损失率为(9.10±0.35)%。采用优化工艺获得的南极磷虾蛋白肽的盐分含量为(1.14±0.12)%,蛋白质含量为(92.73±2.29)%,相对分子质量主要分布于3000 Da以下,氨基酸组成合理且符合联合国粮农组织/世界卫生组织规定的标准。研究将为高品质南极磷虾蛋白肽产品开发提供技术支撑。     

南极磷虾主要过敏原的分离纯化及性质研究

为了探究南极磷虾致敏问题,从南极磷虾中筛选、鉴定、分离纯化其主要过敏原,并对过敏原的性质进行研究,实验通过缓冲盐溶液提取南极磷虾蛋白;采用SDS-PAGE和Western blot(WB)筛选南极磷虾过敏原;使用高效液相色谱-串联质谱鉴定过敏蛋白;通过等电点沉淀、硫酸铵盐析、阴离子交换柱层析分离纯化过敏原;采用SDS-...     

The Forms of Fluoride in Antarctic Krill (Euphausia superba) Oil Extracted with Hexane and its Removal with Different Absorbents

Krill oils (KOs) were prepared using different extraction methods (hexane and supercritical carbon dioxide), different materials (heat-dried krill powder, freeze-dried krill powder, and freeze-dried krill tail meat powder), and different standing times during hexane extraction. The fluoride concentrations in the KOs were positively correlated with the protein concentrations. Absorbents were employed to remove fluoride from KO. Activated clay achieved the highest fluoride removal rate (70.66%), followed by calcium oxide (14.49%), activated carbon (11.97%), calcium chloride (9.32%), activated alumina (0.94%), and chitosan (0.52%). Meanwhile, the protein removal rates of the above absorbents were positively correlated with the fluoride removal rates.     

Effect of Antarctic krillmeal on quality of farmed Atlantic cod (Gadus morhua L.)

Farmed Atlantic cod with a mean weight of 4.8 kg were maintained for 9 weeks in sea cages and fed diets where the dietary fishmeal component was substituted with increasing proportions (0%, 22%, 63% and 100%) of meal from Antarctic krill, Euphausia superba. Wild‐caught cod were included in the study as external control. At termination of feeding, all fish were slaughtered and muscle pH was immediately recorded. The fish were then stored on ice for three days and assessed for muscle pH and objective (skin and fillet colour, and fillet texture) and subjective (sensory evaluation) quality criteria. Replacement of fishmeal with krillmeal in the diets resulted in the skin colour above and below the lateral line to be more red than the control group without krillmeal substitutions, even though this difference was not significant, and with more yellow hue. Additions of krillmeal increased the muscle whiteness and yellow hue compared with the control group and wild fish. There was no difference in red hue between the groups. Muscle pH, texture or sensory attributes were unaffected by dietary inclusion level of krillmeal. Wild‐caught cod deviated in several aspects from the farmed cod. It is concluded that the replacement of fishmeal with Antarctic krillmeal in the diets two months before slaughter did not move the sensory attributes more towards wild fish.     

拖速和曳纲长度对南极磷虾中层拖网网位的影响

利用2015年2—7月随青岛远洋捕捞有限公司南极磷虾(Euphausia superba)大型中层拖网渔船"明开轮"赴南极南舍得兰群岛水域执行农业部南极海洋生物开发利用项目期间收集的网位(D)、网口高度(H)、曳纲投放长度(L)和拖速(V)等数据,分析了拖速和曳纲长度对拖网网位和网口高度的影响。本研究中,网口高度定义为网口上下纲深度之差;网位定义为网口中心位置水深。根据渔船作业习惯和虾群群体特点,曳纲投放长度范围138~258 m,每档间隔20 m。拖速1~3 kn,间隔0.5 kn。结果表明:(1)网口高度变化范围为13.6~24.1 m,网位水深变化范围为50~70 m;(2)作业过程中,南极磷虾拖网网位变化主要由曳纲长度决定,曳纲从138 m开始投放时,每增加20 m,网位平均下降深度约1.9 m,网口高度平均减小1.1 m,曳纲长度对网位和网口高度均产生极为显著的影响(P0.01);(3)拖速由1.0 kn变化至3.0 kn时,网位平均上升速率约2.9 m/kn,网口高度平均减小速率为2 m/kn,平均降低19.8%,拖速对网位和网口高度的影响显著(P0.05);(4)不同曳纲长度时的各拖速区间内的平均网位变化速率呈先减小后逐渐增大的规律。本研究结果不仅可为南极磷虾渔船船长根据虾群的群体大小、水层变化及其与网具的位置关系,适时调整曳纲长度和拖速,使网位到达预设水层,实现瞄准捕捞提供参考,还可为研究南极磷虾拖网网具性能的优化以及南极磷虾拖网网具设计的改进提供基础资料。     

南极大西洋扇区南极磷虾渔获率序列的振荡模态分析

为了解释南极大西洋扇区的48区南极磷虾(Euphausia superba)资源的多尺度振荡模态特征及其与环境振荡之间的响应关系, 采用经验模态分解方法, 对1982-2011年间的南极磷虾月均渔获率进行了分析。结果表明, 其振荡表现出了0.5 a、1 a、1.5 a、2.5 a、7 a和11 a等多个周期, 其中高频振荡对南极磷虾资源变动影响较大, 低频振荡影响较小; 3个亚区渔获率都为冬高夏低季节性振荡, 48.1~48.3亚区最高值依次出现在5月、 6月和9月, 渔获率的最低值出现在1月; 所有振荡周期中以1 a为最主要振荡周期(方差解释率为46.7%), 南极磷虾年补充规模对其渔获率最为重要; 其2.5 a振荡和海冰面积3.0 a;振荡有关; 渔获率低频振荡周期与气候-海流系统振荡周期有关。海冰面积和渔获率有较好的正相关关系(相关系数为0.44, 位相差10个月)。海冰面积异常振荡会在8~11个月之后对渔获率和渔获率异常产生的正相关影响。磷虾资源的振荡是环境振荡和磷虾生物周期综合作用的反映。