光电技术在农业工程中的应用与展望

我国是农业生产大国,农业种植面积和多种农产品产量居世界前列,但是我国农业生产自动化程度相对较低,农业效益提升潜力大.光电技术在提升农业效益方面大有可为.概述了光电技术在农业工程中的应用现状,并展望了光电技术在农业工程中的发展趋势.     

半滑舌鳎耗氧率和窒息点的初步研究

对半滑舌鳎的耗氧率和窒息点进行了初步研究。结果表明,在各个盐度梯度下,半滑舌鳎的耗氧量和耗氧率与体重(W)之间的关系可用幂函数Q=aWb表示,其中,耗氧量与体重呈正相关,耗氧率与体重呈负相关,方差分析表明,盐度和体重对半滑舌鳎的耗氧量和耗氧率均有极显著的影响(P<0 01);不同规格半滑舌鳎耗氧率的最高值均出现在同一盐度组,最低值则因体重不同而出现在不同的盐度组。半滑舌鳎的耗氧率无较明显的昼夜变化,夜里的耗氧率略大于白天,昼夜两阶段耗氧率的差异不显著。窒息点随着温度和体重的增加而有所增加,在较低的温度下,半滑舌鳎有很强的耐低氧能力。     

pH、盐度对文蛤呼吸与排泄的影响

以文蛤(Meretrix meretrix)为受试生物,采用静态法研究了不同pH和盐度下文蛤耗氧率、排氨率、排磷率及氧氮比(O∶N)的变化规律。结果表明:pH为8.7试验组文蛤耗氧率、排氨率及排磷率显著高于6.7、7.7、9.7及10.7试验组(P0.05),pH为7.7和8.7试验组O∶N值显著高于6.7、9.7及10.7试验组(P0.05);pH在6.7~10.7范围内,文蛤耗氧率、排氨率、排磷率及O∶N均随pH的升高呈先升后降的变化趋势,pH为8.7时文蛤耗氧率、排氨率、排磷率以及O∶N均为最大值,依次为5.46 mg·(g·h)-1、0.17 mg·(g·h)-1、0.19 mg·(g·h)~(-1)、27.17。盐度为20试验组文蛤耗氧率、排氨率、排磷率及O∶N显著高于16、18、22及24试验组(P0.05);盐度在16~24范围内,文蛤耗氧率、排氨率、排磷率及O∶N均随盐度的增加呈先升后降的变化趋势,盐度为20时文蛤耗氧率、排氨率、排磷率及O∶N均为最大值,分别为5.66 mg·(g·h)~(-1)、0.20 mg·(g·h)~(-1)、0.30 mg·(g·h)~(-1)和27.40。本实验研究范围内,文蛤生长的最适pH在8.7左右,最适盐度在20左右,为文蛤的人工养殖提供了重要的数据支持。     

Protein and Energy Metabolism of European Seabass (<Emphasis Type="Italic">Dicentrarchus labrax</Emphasis>) Juveniles and Estimation of Maintenance Requirements

The present work aimed to study metabolic utilization of energy and protein by juvenile European seabass reared at 25 °C and to estimate maintenance requirements, based on indirect calorimetry and nitrogen excretion measurements. Duplicate groups of fish (IBW = 22 g) were fed a practical diet, for 28 days, at ration levels of 0, 0.25, 0.5, 1 and 1.5% of body weight. At the end of this period, oxygen consumption and ammonia nitrogen excretion were measured in fed and unfed fish. Weight gain linearly increased with ration level. Feed efficiency significantly increased with nitrogen intake up to 0.68 g N/kg/day. Nitrogen retention (% N intake) was positive at all feeding levels, being maximum at 0.5% BW and then decreased with increasing ration levels. There was negative energy balance at the lowest ration level and significantly increased at higher ration levels. Daily oxygen consumption (g/kg body mass) and ammonia excretion (mg N–NH₄/kg body mass) significantly increased with ration level. Heat production and heat increment of feeding (kJ/kg/day) remained low at low ration levels and significantly increased as ration level increased from 0.5 to 1.5% BW. Below maintenance, protein energy represented 34% of total energy expenditure and significantly increased to 49–56% above maintenance. Based on indirect calorimetry and ammonia excretion data, maintenance energy and protein requirements were estimated to be 56.8 kJ DE/kg/day and 1.15 g DP/kg/day, respectively. The efficiencies of energy and protein utilization were estimated to be 0.83 and 0.66, respectively.     

池塘养殖增氧方式效果比较

为了解微孔增氧对池塘水体能量流动、水质及养殖效益的影响,对2种不同增氧方式下3个河蟹养殖池塘的养殖周期(4—9月份)进行了水质测定,获得了池塘不同水层的水温、溶氧、氨氮、亚硝酸盐及高锰酸钾盐指数数据。结果表明,夏季高温时采用微孔管道增氧能有效降低表层、底层的温差,一定程度上降低底层水温。微孔管道增氧能有效增加水体溶氧,开机90min水体底层溶氧增加速率是普通增氧机的5倍;6—9月份采用微孔增氧的池塘水体较普通增氧,NO2-N低70﹪以上,NH3-N低22.9﹪以上,高锰酸钾盐指数低20﹪以上,取得了较高的经济效益。     

气升式光生物反应器培养微藻溶氧和pH值变化规律研究

为了解决在光生物反应器养殖微藻过程中,溶解氧和pH值2个培养工艺参数的控制问题,分别在80 L、350 L和900 L的3种规格气升式光生物反应器中培养湛江等鞭金藻(lsochrysis zhanjiangensis),高藻细胞浓度分别达到900×104,700×104,500×104cell/mL,测定其中溶氧和pH值的日变化。结果显示,在光照度4 000 lx以上时,湛江等鞭金藻光合作用强,表现为反应器中藻液溶氧较高,日最高溶氧分别可达17.91 mg/L、15.84 mg/L和12.7 mg/L。所测定的藻液日pH值均在7.00~9.16变化。     

工厂化水产养殖水质监测系统

工厂化水产养殖的密度高、风险大,养殖对象对pH、溶解氧、温度、氨氮、亚硝酸盐等水质参数的变化敏感,受影响严重,监测水质参数极为重要。本文针对工厂化水产养殖水质监测特点和需求,研发了工厂化水产养殖水质监测系统。分析研究pH、溶解氧、温度、亚硝酸盐等水质参数的阈值,设计水质监测数据无线采集节点和基于Zigbee的无线监测网络,建立水质监测系统软件平台。结果表明,该系统能够实现工厂化水产养殖水质实时监测,保证生产安全,提高水产养殖生产效率。     

过饱和溶氧对大菱鲆生长及消化酶的影响

探讨工程化养殖中过饱和溶氧对大菱鲆生长的影响,通过充入液态氧与空气,使试验水体的溶氧分别达到过饱和溶氧水平(12±1)mg/L和(14±1)mg/L,正常溶氧水平(7.0±0.5)mg/L.结果显示,过饱和溶氧组的大菱鲆生长速度及饵料利用率明显高于正常溶氧组(p<0.05),而在过饱和溶氧条件下与正常溶氧条件下大菱鲆的丰满度无显著差异(P>0.05).对大菱鲆胃、肠道消化酶、脂肪酶与淀粉酶的分析发现,大菱鲆胃蛋白酶活性在过饱和溶氧条件下较正常溶氧有明显提高(p<0.05),而脂肪酶与淀粉酶的酶活力未得到显著性提高(p>0.05).     

圆柱干扰对杂交鲟幼鱼游泳能力及代谢行为影响研究

为了研究流场扰动对鱼类游泳行为和代谢的影响,本研究测定了单、双圆柱(平行)扰动条件下杂交鲟(Acipenser schrenckii♀×A.baeri♂)幼鱼的临界游泳速度和耗氧率。结果显示:与对照组比较,单、双圆柱扰动条件下,杂交鲟幼鱼U_crit比对照组分别增加了1.71%和40.41%。游泳过程中,耗氧率和速度呈线性关系,单、双圆柱扰动条件下,速度系数b值显著小于对照组,上溯运动中能量利用效率较高。圆柱设置形成的流场环境有利于提高杂交鲟幼鱼游泳能力和游泳效率。湍动能为1.960×10^-4～46.92×10^-4 m^2/s^2时,杂交鲟幼鱼游泳效率较高,上溯所需的能耗减少。     

柘林湾网箱养殖海域溶解氧分布及其影响因素

根据１９９８年７月在南海东北部柘林湾的调查数据，探讨网箱养殖海域溶解氧的分布及其与其他环境因子间的关系，结果显示夏季海水溶解氧浓度为３.03-7.86mg/L( 平均５．３０）,退潮时（平均５.71)高于涨潮时（平均４.65)涨潮时网箱区内贫氧（ ＜０．mg/L).多元逐步回归分析表明，对溶解氧浓度有重要影响的水质因子为pH和水温，其次为盐度，ＣＯＤ和营养盐，它们的变化与ＤＯ的变化有较好的相关性，区域比较表明，海水溶解氧浓度与观测僧置到网箱区的距离呈正相关（Ｐ＜０．０２），与底质硫物，ＰＯ４－Ｐ含量呈负相关（Ｐ＜０．０５）,溶解氧浓度偏低与养殖环境的污染有直接关系。