工厂化循环水养殖系统微生物群落结构和功能分析

为比较循环水系统中各水处理单元细菌群落组成、物种多样性和功能的差异,通过高通量测序技术分析该系统养殖池、沉淀池、蛋白分离池、生物滤池和海马齿浮床池水体中的菌群组成,并进行菌群功能预测。结果显示,与其他池相比,生物滤池和海马齿浮床池中α-变形菌纲显著减少,拟杆菌门明显增高。疣微菌门在生物滤池中的相对丰度显著高于其他池。从属的水平分析,优势菌Loktanella在沉淀池和蛋白分离池的占比是其他池的2～3倍,Rubritalea在生物滤池的占比明显高于其他池。海马齿浮床池菌群丰度和菌群多样性均最高,生物滤池菌群丰度最低。在群落组成和结构方面,生物滤池和海马齿浮床池与其他样品相似度最低。PICRUSt功能预测结果显示,该循环水系统中细菌群落占优势的功能类群主要集中在新陈代谢方面。比较各单元细菌群落功能相似性发现,沉淀池和蛋白分离池较相似,生物滤池则与海马齿浮床池类似。另外氮代谢功能基因的相对丰度在海马齿浮床池中更高。该试验结果可为构建适合于中国南方地区的循环水养殖系统提供数据支撑和技术支持。     

温度对拟穴青蟹循环水养殖系统微生物群落结构的影响

为探究温度对拟穴青蟹(Scylla paramamosain)循环养殖水体中微生物群落的影响,深入理解环境因子与养殖水体微生物群落之间的相关性。在水温分别为18℃、22℃、26℃、30℃和32℃的循环养殖系统中进行拟穴青蟹养殖,采用16S rRNA高通量测序技术对不同温度下的养殖水体微生物群落组成进行分析。结果表明:(1) Alpha多样性指数显示5组水样中细菌群落多样性指数大小为t26t22t30t32t18,物种丰度大小为t22t26t32t30t18。温度可以导致养殖水体中微生物群落多样性发生变化,但并未发现二者之间直接的相关性。(2) 5种温度下的养殖系统中细菌群落共有31门、43纲、94目、185科和351属,变形菌门(Proteobacteria)为循环养殖水体中绝对优势菌门。在养殖系统水温为26℃时,养殖水体中氮磷污染物含量相对较高,其水中脱氮除磷菌属的相对丰度也显著高于其他4组。(3)由花瓣图和UPGMA聚类分析图进行相似性分析可知,水体微生物群落对温度的变化有着良好的响应, 5组水样的细菌群落结构总体相似性较低,其中最高温度32℃和最低温度18℃的水体中细菌群落结构最为相似。(4)水体中微生物群落结构和与环境因子的相关性分析显示,氮磷营养盐中的总磷(TP)和硝酸盐(NO3–-N)对水中微生物群落特征具有显著性影响,而温度是导致养殖水体中氮磷营养盐差异化的主要原因。上述研究结果初步解释了温度对拟穴青蟹循环养殖水微生物群落的作用机制,为下一步深入研究拟穴青蟹循环水养殖系统中环境变化与微生物的相互关系提供参考。     

复合池塘循环水养殖系统微生物群落结构分析

于2008年6至10月逐月调查研究了新型复合池塘循环水养殖系统各塘水体理化和微生物分子特征.通过提取水样中细菌总DNA,扩增其16S rDNA基因V3区,再经DGGE分析获得图谱,选择其中主要的13条特征条带进行克隆测序.研究结果表现为,随水流方向(Pl→P5),各循环塘溶氧(DO)和透明度(SD)依次呈明显下降趋势,而NH4~+-N,TP和COD_Mn水平呈明显上升趋势;与对照塘相比,循环塘DO和SD升高,COD_Mn和营养盐水平降低.DGGE图谱分析显示,各养殖塘微生物种类丰富,循环塘与对照塘的群落结构存在明显差异,且差异主要表现在较弱的条带上;13条特征条带的测序结果表明,池塘优势菌群分属4个门:放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),其中有2条属于蓝细菌门的条带特定分布于对照塘.典型对应分析(CCA)排序结果显示,DGGE图谱条带分布与理化因子密切相关.与传统池塘养殖相比,该养殖模式有助于改善养殖池塘微生态环境.本研究旨为池塘微生物群落结构及其功能关系研究提供借鉴.     

云纹石斑鱼工厂化循环水养殖技术

本试验率先采用循环水系统开展了云纹石斑鱼的养殖试验并取得了成功.结果显示,在莱州明波养殖基地选用的平均体重50 g/尾规格的云纹石斑鱼苗种10万尾,在水温22～ 25℃、盐度28～31、pH7.8～ 8.2的水环境条件下,经12个月培育,长成平均体重为0.65 kg/尾的商品鱼,平均单尾月增重50 g,成活率93.5％;共收获成鱼9.35万尾,单产49.9 kg/m3.本研究为云纹石斑鱼工厂化循环水养殖提供一个成功的范例.     

循环水养殖赤点石斑鱼幼鱼放养密度研究

将体质量(10.82±0.17)g的赤点石斑鱼(Epinephelus akaara)幼鱼饲养在室内循环水、直径40cm×水深50cm池中,每个池中10(G_(10))、20(G_(20))和40(G_(40))尾,投喂常规饲料,每周测4次水质。8周的养殖结果表明,养殖时间和放养密度均影响赤点石斑鱼的生长、存活和水质。随着养殖时间的加长,成活率逐步降低,但整体保持在40.00%~90.00%之间,G_(10)组的成活率显著高于G_(40)组(P0.05)。试验结束时,赤点石斑鱼的增重率(WGR)变化在(47.97±1.98)~(68.02±2.34)%之间,特定生长率(SGR)变化在(0.70±0.33)~(0.93±0.42)%/d之间,两指标不同密度组差异显著(P0.05),而各组鱼的肝体比(HIS)、内脏比(VSI)和肥满度(CF)差异不显著(P0.05)。     

流水和循环水养殖模式对虾养殖系统运行稳定性和细菌群落演替规律

为分析流水和循环水对虾养殖模式的系统运行稳定性和细菌群落演替的差异,对养殖水体中氨氮、亚硝酸盐氮、化学需氧量(COD)、弧菌总数和细菌总数进行了检测。同时采用Illumina Hiseq高通量测序技术,在养殖第1、50、100天对养殖水体的细菌16SrDNA V4区域进行扩增和测序,对基因序列进行OTU聚类,并在此基础上进行细菌群落组成分析。结果显示：随着养殖时间的增加,流水养殖系统(FTS)和循环水养殖系统(RAS)水体中氨氮、亚硝酸盐氮和COD质量浓度逐渐升高;养殖后期,FTS中三者质量浓度明显高于RAS;同时,2种养殖系统水体中弧菌和细菌总数不断增加,其中FTS中弧菌属的细菌丰度显著高于RAS(P<0.05)。细菌门水平分析显示,变形菌纲(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为两个养殖系统共同的优势类群。在属水平,FTS中主要细菌种群为弧菌属(Vibrio)、红细菌科(Rhodobacteraceae)和交替单胞菌属(Alteromonas),而RAS中核心细菌种群包括红细菌科(Rhodobacteraceae)、交替单胞菌属(Altero...     

广西工厂化循环水养殖石斑鱼水质处理效果

通过集成海水养鱼、生化处理、设施工程、环境工程、电器自控和水质监控等技术,建立一套适合广西地区应用的工厂化循环水石斑鱼养殖系统。该养殖系统处理流程为:鱼池→沉淀池→蛋白质分离器→生物滤池→海马齿浮床→紫外杀菌,生物滤池包括A、B、C三个通道,A、B通道均由珊瑚石作为一、二级生物过滤和生化球作为三级过滤,C通道由珊瑚石作为一级过滤和椰子壳碎作为二、三级过滤。结果显示:沉淀池处理可以显著降低鱼池的COD,氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和磷酸盐的质量浓度(P<0.05);经海马齿浮床系统处理后,硝酸盐氮质量浓度显著低于沉淀池、蛋白质分离器处理池、生物滤池A、B通道(P<0.05);整体上,C通道水质指标略低于A、B通道,但差异不明显(P>0.05)。该研究结果可为广西沿海发展循环水养殖技术以及养殖生产方式转变提供可靠的科学数据和技术参考。     

石斑鱼循环水养殖系统及水源热泵应用研究

通过构建石斑鱼的循环水养殖系统及水源热泵加温系统,达到在北方大规模养殖石斑鱼的目的。养殖系统由养殖池、弧型筛、循环泵、蛋白分离器、浸没式生物滤池、脱气池、溶氧池、紫外线灭菌器、液氧站组成。采用养殖废水收集及过滤装置处理后的养殖废水作为水源热泵的水源,通过2个冬季的运行,其冬季制热的平均制热能效比(COP)为2.66。在系统中养殖的第1批青斑鱼11个月内由24.41 g生长到480.66 g,存活率超过97%。养殖的第2批青斑12个月内由23.36 g生长到400.46 g,存活率达到84.5%。养殖的珍珠龙胆石斑7个月内由48.46 g生长到511.36 g,存活率达到71.24%。养殖的东星斑12个月内由41.13 g生长到223.56 g,存活率达到65.52%。本系统可实现青斑、珍珠龙胆石斑、东星斑等品种的常年均衡生长,并可降低石斑鱼的养殖成本。     

循环水高密度养殖珍珠龙胆石斑鱼效果研究

为研究循环水高密度养殖珍珠龙胆石斑鱼[Epinephelus lanceolatu(♂)×Epinephelus fuscoguttatus(♀)]的养殖效果,在自行研制的循环水养殖系统中进行了试验。试验中对珍珠龙胆石斑鱼生长指标及养殖系统主要水质指标进行分析测定。结果显示,养殖期间的水质指标:水温26~29℃,盐度25~30,溶氧(DO)≥8 mg/L,氨氮浓度0.20~1.16 mg/L,亚硝酸盐氮0.05~0.40 mg/L。试验共持续250 d,分3个生长阶段:第1阶段87 d,密度由13.82 kg/m3增加到28.89 kg/m3,存活率95.28%,平均体重由(150±18)g增加到(329±42)g,特定生长率(SGR)为(0.90±0.06)%;第2阶段106 d,密度由28.89 kg/m3增加到53.36 kg/m3,存活率90.44%,平均体重由(329±42)g增加到(672±66)g,SGR为(0.67±0.02)%;第3阶段57 d,密度由46.98 kg/m3增加到69.50 kg/m3,存活率98.6%,平均体重由(676±52)g增加到(1 014±75)g,SGR为(0.71±0.02)%。养殖期间的平均SGR为(0.76±0.02)%,总存活率84.9%,饲料系数1.04,投入产出比为1∶2.02。本研究成果可为高密度养殖珍珠龙胆石斑鱼提供参考。     

循环水养殖系统微滤机过滤对调节水体细菌群落结构的影响

为研究微滤机过滤对循环水养殖系统水体细菌群落结构的影响,分别在试验第1天、第30天和第60天对无微滤机的池A及微滤机过滤的池B两个养殖红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)的循环水养殖系统采集水样,平板计数法测定养殖水体弧菌、异养细菌总数后,以荧光原位杂交法(FISH)检测养殖水体弧菌属(Vibrio)、红细...     

工厂化水产养殖中的自动控制技术

本文从工厂化水产养殖自动控制系统的组成、自动控制方法、自动控制技术在水质参数检测与调控中的应用等方面,论述了有关研究的技术成果和未来发展趋势。根据水产养殖工业化和自动化发展,以及自动控制技术在水产养殖中的广阔应用前景,指出了发展水产养殖自动化检测和调控精准技术的必要性,提出发展规范化、标准化的水产养殖自动化技术,以推动水产养殖工业化的发展。     

工厂化水产养殖中的自动控制技术

本文从工厂化水产养殖自动控制系统的组成、自动控制方法、自动控制技术在水质参数检测与调控中的应用等方面,论述了有关研究的技术成果和未来发展趋势.根据水产养殖工业化和自动化发展,以及自动控制技术在水产养殖中的广阔应用前景,指出了发展水产养殖自动化检测和调控精准技术的必要性,提出发展规范化、标准化的水产养殖自动化技术,以推动...     

凡纳滨对虾循环水养殖系统应用研究

以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)室内工厂化流水养殖(IIFA)为对照组,通过养殖场凡纳滨对虾循环水养殖(RAS)试验(85 d)比较不同养殖模式对凡纳滨对虾的生长性能、养殖水体水质影响,探究循环水养殖系统(RAS)的硝化效率变化。结果显示:RAS的凡纳滨对虾存活率(74.58%±1.74%)、饲料转化率(70.56%±3.82%)、产量(3.91±0.49 kg/m^3)显著高于IIFA的凡纳滨对虾存活率(66.90%±3.80%)、饲料转化率(67.14%±3.25%)、产量(3.47±0.42 kg/m^3)(P<0.05)。对虾RAS可以将养殖水体化学需氧量(COD)、氨氮(NH_4^+-N)和亚硝酸盐氮(NO_2^--N)质量浓度稳定在较低水平(5.92、0.60和1.14 mg/L);对照组的COD呈现上升趋势,最高升至15.37 mg/L,NH_4^+-N和NO_2^--N质量浓度在较大范围(0.20～2.90 mg/L和0.19～6.97 mg/L)内波动。然而,对虾RAS养殖水体NO_3^--N和总氮呈现逐渐上升的趋势,最高分别升至25.98和33.55 mg/L;对照组养殖水体NO_3^--N(0.94～2.85 mg/L)和总氮(5.95～14.01 mg/L)质量浓度变化则相对较小。对虾RAS对养殖水体硝化作用发挥着至关重要的作用,NH_4^+-N和NO_2^--N去除率分别为23.78%～91.43%和0～27.76%,NO_3^--N累积率则稳定在一定范围(0.57%～4.30%)。研究表明,对虾RAS的应用可有效控制凡纳滨对虾养殖水体关键水质指标,有利于对虾存活率的提高和养殖产量的增加。     

Comparison of bacterial communities in channel catfish Ictalurus punctatus culture ponds of an industrial ecological purification recirculating aquaculture system

The industrial aquaculture pond system has gradually replaced the use of traditional earthen pond, as it causes less pollution and is more economical. In this study, an industrial ecological purification recirculating aquaculture system consisting of the water source pond, high‐density culture ponds, a deposit pond, and ecological purification ponds for channel catfish cultivation was established. Twelve water samples from different ponds were sequenced, and the bacterial communities were analysed. The abundances of Cyanobacteria and Merismopedia varied in different functional ponds of the system. The water quality was stable after two months of cultivation at 1.89 ± 0.22 mg/L total nitrogen, 1.1 ± 0.08 mg/L NH₄‐N and 0.43 ± 0.1 mg/L total phosphorus. The fish weight increased in a nearly linear manner, reaching 237.63 ± 23.8 per fish at day 120. An analysis of the environmental parameters, water quality and fish weight suggested that the system had an effective water purification process. Canonical correspondence analysis showed that the community was affected at the genus and phylum levels by different environmental parameters. We identified several dominant beneficial bacteria with nutrient removal abilities. Overall, our results demonstrated that the ecological purification recirculating aquaculture system had notable effects on water quality improvement and promoted changes in bacterial populations. These results provide important information on the microbial ecology of pond industrial eco‐aquaculture systems.     

Cortisol and testosterone accumulation in a low pH recirculating aquaculture system for rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)

Steroids accumulate in recirculating aquaculture system (RAS), although explanatory factors for such accumulation are still poorly explored. This study investigated the effect of water exchange rate and pH in six replicated RAS on the concentration of the stress hormone cortisol in rainbow trout blood plasma and in the holding water and of the sex steroids testosterone, 11‐ketotestosterone (11‐KT) and 17,20β‐dihydroxypregn‐4‐en‐3‐one (17,20β‐P) over a 70‐day experimental period. Three combinations of water exchange rate and pH were used each treatment, with two replications: (i) high water exchange rate (±1700 L kg^?1 feed) and neutral pH (±7.3), (ii) low water exchange rate (±500 L kg^?1 feed) and neutral pH (±7.3) and (iii) low water exchange rate (±500 L kg^?1 feed) and low pH (±5.8). Plasma cortisol concentrations at day 70 were higher (24.4 ± 9.5 ng mL^?1) for fish kept at low pH when compared to fish kept at neutral pH (12.0 ± 0.1 and 8.7 ± 0.2 ng mL^?1). Water cortisol and testosterone concentrations at day 35 were higher at low pH than at neutral pH, whereas water 11‐KT and 17,20β‐P did not differ among treatments. At day 70, there were no significant differences between low and high pH. These results demonstrate that low pH contributes to increased plasma cortisol concentrations and to its accumulation in water, possibly indicating a stress response to low pH. The higher concentration of testosterone but not of the other sex hormones point to unspecified reproductive effects that need further investigation.     

鲟鱼工厂化循环水养殖系统设计及运行效果

针对目前中国淡水工厂化循环水养殖系统建设和运行成本过高,推广应用受到一定程度制约的问题,在自主研发斜管重力滤沉淀装置、内循环流化床反应器、一体化臭氧接触反应器等水净化设备的基础上,通过应用物质平衡相关原理,精确设计、确立不同阶段系统关键运行参数,建立一种高效节能的鲟鱼工厂化循环水养殖系统。通过96 d养殖试验,结果显示,鲟鱼摄食和生长情况正常,养殖密度平均(41.2±2.3)kg/m~3,存活率95.8%,饲料系数1.17。日换水量在5%以下,水质情况良好,氨氮和亚硝酸盐氮后期稳定控制在(0.80±0.21)mg/L和(0.38±0.12)mg/L;系统平均日耗电量为33.3 kW·h,平均产出1kg鲟鱼耗电7.30 kW·h。系统运行具有低能耗、高效率的特点,可为鲟鱼循环水养殖提供技术支撑。     

封闭循环水养殖系统中池塘覆膜对水质的影响

2005—2010年,对天津市天祥水产有限公司封闭循环水养殖系统水质进行了检测。结果显示:养殖池塘是否覆膜、覆膜面积大小,均会使整个养殖系统中的总硬度(TH)、总碱度(AT)、NH3-N和PO4-P在时空上产生差异。时间上,它们年份间差异极显著(P<0.01);空间上,各采样点的AT和NH3-N差异显著(P<0.05)。覆膜使系统的TH和AT稳定性减弱,CV上升了166.5%～241.7%,这种情况在养殖中期尤为突出,但对NH3-N和PO4-P稳定性的影响并不明显。养殖系统中较大面积的覆膜(43.65%)对养殖池塘TH、AT和NH3-N稳定性的影响比非覆膜池塘的大,CV分别高出了75.9%、135.6%和21.6%;而小面积(19.2%)覆膜的养殖池塘相对非覆膜池塘稳定,CV分别降低了71.9%、41.5%和91.4%。导致它们间差异及稳定性变异的原因主要归结于覆膜影响了物质与土壤间的物质交换及其间的生物活性强度。