時間:2023-03-21 17:15:25
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底部增氧方式是一種立體曝氣增氧技術,是近幾年從充氣式增氧技術發展而來的增氧式技術。底部增氧方式的典型機型是微孔曝氣增氧機,該增氧機由風機與管道構成。微孔曝氣增氧機主要是在水體底部進行增氧,而風機的功率和管道布管的密度大大影響這增氧機的增氧能力。微孔曝氣增氧機的安裝過程比其他增氧機要復雜許多,第一步是在水體底部鋪設微孔管道,然后利用風機對管道進行加壓,使微孔中冒出的微細氣泡呈現彌散狀態,這樣微細氣泡可以一邊上升一邊與低溶氧水體進行融合,從而提高水體底部的溶氧水平。
1.2平衡增氧方式
平衡增氧方式是在水體凈化技術基礎上進行增氧設計的。該設備的典型代表是耕水機,耕水機的缺點是功率小、轉速低,增氧能力和瞬時增氧的效果也不如傳統的增氧機好。但該種設備也具有傳統增氧機所不具有的優勢,該設備能夠24h不間斷地低能耗運行,以使表層的富氧水與底層的缺氧水進行不間斷的置換,從而提高水體的整體溶氧水平,緩解水體底部的缺氧狀況。
2淡水水產養殖中機械增氧技術的應用現狀
2.1機械增氧設備的總量仍然不足
當前我國在增氧機方面增長的速度很快,但是總量不足,現有設備數量難以滿足高產高效養殖的需要。一般情況下,增氧機的數量是與淡水養殖的面積和養殖密度成正比的,也就是說,養殖水面越大、密度越高,那么對增氧機的需求量就會越大。但是按照我國現有增氧機的動力效率和有效的增氧面積計算,產量在15000kg/hm2以上的,每66.67hm2的養殖面積至少要配備3kw的增氧機134~167臺,現有的設備數量是不能滿足如此高產高效淡水養殖的需要的。
2.2設備結構不盡合理
當前的增氧機格局是葉輪式增氧機占主導地位,而其他增氧機的增速緩慢。這是由于淡水水產養殖戶的從眾心理,他們愿意選擇大家都選擇的增氧機,而忽略了水產養殖的品種問題。據相關統計顯示,葉輪增氧機一度上升到增氧機總量的99%,這就導致設備的現狀不僅與名特優水產養殖強勁的發展趨勢相背離,其增氧方式也違反了淡水養殖品種的生活習性。
3幾種機械增氧方式在池塘養殖中的增氧性能比較
3.1機械增氧方式對增氧性能的影響
3.1.1葉輪增氧機
葉輪增氧機在清水試驗中的增氧能力和動力效率指標要高于水車增氧機和螺旋槳增氧機。這是由于葉輪增氧機在水體中的混合與提升能力較強,能獲得較大的氧液接觸面積,增氧性能會很好。
3.1.2水車增氧機
水車增氧機在清水試驗中的增氧能力和動力效率指標略低于葉輪增氧機,而高于螺旋槳式增氧機。這是由于水車增氧機在水體的中上層的推流能力和混合能力較強,其氧液的接觸面積也會較大。水車增氧的適用范圍是水深1m左右的淺池。
3.1.3螺旋槳增氧機
螺旋槳增氧機在清水試驗中的增氧能力和動力效率指標要遠低于葉輪增氧機和水車增氧機。這是由于螺旋槳增氧機在整個水體中的推流能力和混合能力較弱,在池塘試驗中底層的溶氧值有明顯提升,但上下層溶解氧的均勻性較差。
3.2機械增氧方式對不同深度水層增氧能力的影響
由于淡水水產養殖中養殖品種的不同,那么對淡水增氧的方式要求也不盡相同。一般來說,葉輪增氧機的性能較好,能夠同時提升淡水池塘中不同深度水層的溶解氧;水車式增氧機的優勢是能提升水體中上層的溶解氧,而對水體底層溶解氧的提升能力較差;螺旋槳增氧機的突出優勢則是提升水體底層的溶解氧,其對水體中上層溶解氧的提升能力則較弱。
4淡水水產養殖中機械增氧技術的發展趨勢
4.1增氧設備的節能低耗、高效可控發展趨勢
淡水水產養殖中機械增氧技術的發展趨勢是向著低耗、高效的方向發展。這是由于傳統的增氧設備具有高耗能低效率、依靠人工操作的缺點。因此,要致力于機械增氧設備水平的提升和智能操控系統的研究,這將是今后機械增氧技術的發展重點和方向。
1.2潛在變量(LatentVariable,LV)在利用PLS方法建立模型時,非常關鍵的一點是所選取的對于建模最優的LV個數,LV和主成分分析中主成分類似,第一個LV貢獻率最大,第二個次之,以此類推。如果選取的LV個數偏少,則無法全面代表樣本的光譜特性,造成模型精度下降,影響模型的預測效果。而如果選取的LV個數過多,則會帶入模型的噪聲,干擾建模效果。
1.3建模分析方法用三種建模方法,分別是偏最小二乘回歸(partialleastsquares,PLS),BP神經網絡(backpropagationneuralnet-work,BPNN)和偏最小二乘支持向量機(leastsquaresupportvectormachine,LS-SVM)。采用PLS建模方法時,基于全譜作為模型輸入,使用BP神經網絡和LS-SVM建模時,把PLS回歸模型得到的LV作為輸入,進行對比分析。神經網絡由一個輸入層、一個或多個隱含層和一個輸出層構成。BP神經網絡是一種非線性的建模方法,廣泛應用于光譜建模分析中[12]。LS-SVM是在經典支持向量機算法基礎上作了進一步改進,能夠同時進行線性和非線性建模分析,是解決多元建模的一種快速方法。
1.4定量模型評價標準定量模型的評價指標主要有決定系數和均方根誤差(rootmeansquareerror,RMSE)。建模集決定系數用R2表示,預測集決定系數用r2表示。決定系數越接近于1,表示模型相關性越好,預測效果更好。一般來說,RMSE越小說明模型的誤差越小,模型精度越高。建模集均方根誤差用RMSEC表示,預測集均方根誤差RMSEP表示。
2結果和討論
2.1UV/Vis光譜圖及COD濃度的統計分析圖1為甲魚養殖水樣本的UV/Vis原始光譜曲線,從圖中可以看出各個水樣的光譜曲線的趨勢相類似,沒有呈現顯著性差異,由于水體中硝酸鹽、有機酸、腐殖質等物質對紫外光的強烈吸收,在波段200~260nm區域的吸收度明顯高于其他區域。試驗水體樣本COD值統計結果如表1所示,模型的建模集和預測集COD值覆蓋了較大范圍,有助于建立準確、穩定和具有代表性的模型。
2.2基于全波長的PLS模型為了更好的分析三種消噪算法檢測水體COD含量的性能,將對不同預處理方法獲取的評價指標相比較,基于全譜的PLS模型的計算結果如表2所示。由表2可知,小波算法去除噪聲后的光譜PLS模型取得了最佳結果,建模集的R2為0.79,RMSEC為15.89mg•L-1,預測集的r2為0.78,RMSEP為15.92mg•L-1。SG平滑和EMD算法雖然部分去除了噪聲,但建模效果并沒有得到相應提高。故后面建模分析在WT分析基礎上進行。
2.3LV一般選取最優LV個數的標準觀察RMSEP值隨LV個數變化情況,如圖3所示,當LV個數較少時,RMSEP值較大,隨著LV個數的增加,RMSEP隨之減小,當LV個數增加到6時,RMSEP的值保持穩定,LV個數繼續增加,RM-SEP值也沒有隨著增加。取前6個LVs作為偏最小二乘支持向量積的輸入建立模型。從貢獻率角度解釋,PLS建模得到的6個LVs分別作為LS-SVM的輸入,之所以取前6個是因為這樣幾乎可以100%表達原始光譜有用信息,如表3所示,且降低了模型復雜度,提高模型運行速度和精度。
2.4BP神經網絡模型根據前文得到的結果,將表3中選出的LVs作為BP神經網絡模型輸入,BP神經網絡模型的計算結果如表4所示。分析表4可知,將6個LVs作為LS-SVM模型輸入的結果,其建模集的R2為0.82,RMSEC為15.77mg•L-1,預測集的r2為0.81,RMSEP為16.67mg•L-1。
2.5基于LVs輸入的LS-SVM模型LS-SVM模型預測結果如表5所示。采用LVs作為LSSVM模型輸入,得到的結果優于基于BP神經網絡模型。其建模集的R2為0.83,RMSEC為14.78mg•L-1,預測集的r2為0.82,RMSEP為14.82mg•L-1。
2.6PLS,BP神經網絡和LS-SVM模型比較PLS,BPNN和LS-SVM建模方法的結果比較如圖3所示,Cal表示模型的建模集(calibration),Pre表示模型的預測集(prediction)。不難發現,在LS-SVM模型和BP神經網絡模型中,基于LV作為模型輸入-建立的LS-SVM模型取得了最優的效果,BP神經網絡模型的預測效果較優,且LS-SVM模型和BP神經網絡模型都優于全波長的PLS模型結果。
1、光合細菌高密度魚蝦池水中所含的大量糞便和殘餌,腐改后產生氨態氮、硫化氫等有害物質,污染水體和底質,造成魚蝦生長緩慢甚至中毒死亡。同時,水體富營養化后病原微生物滋生,魚蝦會感染發病,光合細菌能吸收水體中有的有毒物質,長成自己有效力的細胞,并形成優勢群落,抑制病原微生物生長,凈化水質。施用光合細菌,苗池每次用10-50毫克/升;成魚、蝦、蟹池首次用5-10毫克/升,以后用量減半,每次間隔7-10天。
2、硝化細菌在水環境中,硝化細菌可將由腐生菌和固氮菌分解或合成的氨或氨基酸轉化為硝酸鹽和亞硝酸鹽,使水體和底泥中的有毒成分轉化為無毒成分,凈化水質。成魚、蝦、蟹池每次施用硝化細菌2-5毫克/升。
3、乳酸菌群乳酸菌屬嫌氣性菌群,靠攝取光合細菌、酵母菌產生的糖類形成乳酸。乳酸具有殺菌作用,能抑制有害微生物活動,致病菌增殖和無機物腐??;并能使木質和纖維素有機物發酵分解,有利于動植物吸收。
4、酵母菌群酵母菌屬好氣性菌群,它能利用植物根部分泌及其他有機物質產生發酵力,合成促根系生長及細胞分裂的活性物質。酵母菌能為乳酸菌、放線菌等提供增殖基質,為動物提供單細胞蛋白。
魚、蝦、蟹等經1年的飼養后,池底往往沉積著大量的食物殘渣和排泄物,這些有機廢物經腐爛、分解后在池底形成淤泥,而淤泥是細菌很好的培養基。因此,當淤泥沉積到一定厚度時,必須及時清除。銀鯽類的出血病及羅氏沼蝦、青蝦等細菌性病害的發病率的上升與池底淤泥不及時清理有一定的關系。按國外對蝦養殖經驗來看,高密度蝦類養殖,最好每年將池底的1層浮泥予以清除,其目的也是去除細菌滋生所需的營養源。另外,淤泥中有大量的寄生蟲卵及孢子等,挖除多余的淤泥亦可大大減低侵襲性病害的發生率。一般來講,池底淤泥厚度只需15cm左右即可。這樣既使水體有一定肥度培育浮游生物,滿足水產養殖類對天然餌料的需求,又可減少致病菌的滋生場所和細菌密度。因此,每年對魚池清整時,必須清除池底多余的淤泥。
1.2池底曝曬與冰凍
池底每年需經15d左右的曝曬和冰凍,一是改良池底的土質,二是使池底淤泥中的致病菌和寄生蟲卵及孢子的密度下降。池底經曝曬和冰凍的魚池,養殖病害的發病率明顯下降。但池底干枯時間過長則易引起草荒。
1.3藥物清塘
生石灰清塘可有效地殺滅致病菌、寄生蟲及孢子等,同時可改善池底土質。
2放養健壯苗種
選擇的標準:體質健壯,無畸型苗,且規格均勻。體表、鰭條或附肢無炎癥,無爛鰓、白肝等異常病癥。苗種游動(或爬行)靈活,無病態。有條件的單位或個人可用顯微鏡對體表、鰓、肝等部位取樣進行鏡檢,應無寄生蟲或致病菌。對羅氏沼蝦和南美白對蝦來講,應選購經過檢疫不帶病毒的蝦苗。
3種苗放養前藥浴
對魚類可用15~20mg/kg濃度的高錳酸鉀溶液藥浴15~20min,具體視魚類對藥物的忍受力而定。蟹種放養前,在水溫5~8℃時,用高錳酸鉀20g/m3浸洗3~5min,或用3%~5%的食鹽水溶液藥浴消毒,用來殺滅河蟹體表上的細菌和寄生蟲。蝦苗進池后即用二溴海因等(濃度達0.3mg/kg)進行全池潑灑4食臺或食場消毒
用250g左右的漂白粉對水,潑灑在食臺或食場的周圍,一般從4~9月每月2次;石灰輕消可有效地抑制致病菌,并可及時補充水體中的鈣質,使水體常年呈偏堿性。這對養特種品甲殼類尤為重要。生石灰輕消方法:常規養魚池一般每米水深為225kg/hm2,特種水產品(如鱖魚、蝦、蟹等)一般每米水深為75~105kg/hm2。
5選購優質配合餌料
要求顆粒均勻、水中穩定性好、營養全面、餌料系數低等,并添加誘食劑及穩定維生素C等,促進養殖品種的攝食、消化和吸收,促進其生長,增強抗病力,提高成活率。要注意投喂飼料的科學性,不要投喂單一飼料,避免缺少某種營養元素而引起營養性疾病。如蝦、蟹養殖中,除投喂動物性餌料和全價配合飼料外,還應保證充足的植物性飼料。
6采用生物調控水質
采用生物調控水質,確保有一個良好的生態環境,從而提高魚、蝦、蟹等水產品的體質和抗病力。生物調控水質可采用種植水草、放養螺螄、添加有益菌和培育浮游生物(如施肥)等??筛鶕B殖品種選擇相應的生物調控法。浮游植物的光合作用能使水體富含氧氣,減少氨氮、硫化氫等有毒物質的生成,創造良好的生態環境,抑制致病微生物的滋生。定期用有益活性微生物制劑施放光合細菌、復合型活菌生物凈水劑(如西菲利)等,它們在水體中能快速將有機物質徹底分解成單細胞藻類可利用的無機營養鹽,減輕有機廢棄物的污染,而本身對養殖品種無害,同時自身在水體中能迅速繁殖生長形成優勢菌群,通過食物、場所競爭及分泌類抗生素物質,直接或間接抑制有害菌群的繁殖生長。生物調控水質的方法可減少池水排換量,從而減少從外界水源帶來的污染。研究和實踐證明,通過大排大灌換水的方法改善底質,效果不佳,會造成南美白對蝦生長不適,應激生病。
7配套增氧機械
通過增氧機的打水作用,增加水體的溶解氧,使底質中的有機物和水中魚、蝦、蟹的排泄物及殘餌等充分氧化分解成單細胞藻類所需的無機營養鹽,減少有機廢棄物的污染,保持水質條件良好,從而避免誘發疾病的應激條件產生。
8掌握病害發病規律
掌握某些水產養殖病害的發病規律,定期在水體中施用藥物或投喂藥餌,殺滅病菌,減少致病因素,但需注意藥物的拮抗作用和協同作用,并且不能與微生物制劑同時使用。如銀鯽的出血癥,在發病季節每隔15~20d對水體消毒1次,并投喂藥餌2~3d。
論文關鍵詞水產養殖;病害預防;魚塘清整與消毒;藥浴;食場消毒
乳酸菌是魚腸道中的正常菌群,能在魚腸道中定植,定植后能合成動物所需要的多種維生素,如維生素B1、葉酸等;在動物體內通過拮抗降低pH,阻止致病菌的侵入和定植,維持腸道內的生態平衡;能阻止和抑制有害物質,抵抗革蘭氏陰性致病菌,增強抗感染能力;降解動物體內氨、糞臭素等有害物質;活菌體和代謝產物中的活性物質能增強機體腸黏膜的免疫調節活性,增強體液免疫和細胞免疫,增強機體調節活性,促進生長。
二、乳酸菌產品在水產上的應用
1.潑灑降pH值
乳酸菌制劑潑灑進入水體后,在適合的條件下繁殖,分泌乳酸等代謝產物降水體的pH值,具有持效的特點。乳酸菌因厭氧或兼性厭氧,在池底會長得好。使用:將乳酸菌產品用50倍以上池水稀釋后全池均勻潑灑,每畝水面(水深1米)使用乳酸菌制劑100克以上(1克活菌量≥50億個)。使用注意事項:①晴天上午使用,使用時及時有效增氧2小時以上,當晚注意有效增氧;②使用時配合紅糖溶解潑灑效果更佳;③避免與氧化劑、抗生素或消毒劑同時使用。
2.乳酸菌內服
乳酸菌是目前廣泛應用的一類益生菌,是溫血動物胃腸道中的優勢菌群。乳酸菌在飼料添加劑中具有重要地位,在美國FDA公布的42種微生物中有近30%是乳酸菌類。乳酸菌雖不是魚類腸道內的優勢菌群,但普遍認為乳酸菌是魚類腸道的正常菌群成員。在魚類養殖中,通過添加含乳酸菌的飼料可抵御致病菌侵襲、提高苗種成活率,有促進生長的作用。乳酸菌產生的代謝產物能降低日糧pH值,使胃內pH值下降,酶的活性提高;胃腸道微生物區系改善。有些有機酸是能量轉換過程中重要中間產物,可直接參與體內代謝,提高營養物質消化率。乳酸菌作為魚類益生菌,在腸道內具有較好的定植能力,而且在水產動物中,這種定植無明顯的宿主特異性。乳酸菌內服的缺陷性:該菌在生長過程中不形成芽孢,抗逆性差,易失活而難以保藏,在飼料中添加使用受到一定限制。
3.乳酸菌發酵飼料
近年來,使用乳酸菌產品發酵水產飼料后再投喂,誘食、增食效果好,提高成活率明顯。尤其在南美白對蝦的養殖上,使用發酵飼料可以增加投喂量,縮短攝食時間、降低發病率,接受度頗高。
常見的蝦飼料發酵有兩種方式:①充分發酵,乳酸菌、飼料、水充分混合,密閉容器,放置于常溫下發酵培養5天以上,聞之有酸香味,pH在4.0左右表示培養成功;②快速發酵,發酵20小時左右。先把200克菌粉(1克活菌量≥50億)放入14千克水中溶解,加入20千克干餌料混勻,密閉容器(如果是濕餌料,加水到物料用手捏住有水快速滴下即可)。根據氣溫變化大概24~48小時發酵好,有一股酸香味,可投喂。發酵飼料的注意事項:①餌料中不要添加抗生素或消毒劑;②餌料發酵成熟再使用;③發酵時每40千克飼料添加500克紅糖效果更佳。
2常規應用
高錳酸鉀在水產養殖中的防治對象主要為魚類的細菌性疾病以及水生生物的真菌性病害,如魚類水霉病、鱉和蛙的膚霉?。祸狋~弧菌病、爛鰓病、爛尾病、赤鰭病等;蝦絲狀細菌病、幼體粘污病、黃鰓病、蝦蟹鏈壺菌病等;魚類中華鳋病、錨頭鳋病、指環蟲病、三代蟲病、鯉嗜子宮線蟲病、車輪蟲病、口絲蟲病等,采用的方法主要有浸泡法和潑灑法。2.1浸泡法目前最常用的范圍之一,主要用于魚種放養時魚體浸泡消毒、殺蟲,以及防止魚卵孵化早脫膜,常見用量為10~20mg/L,浸泡15~30min,但往往實際生產中浸泡魚體的容器水量、藥液濃度、浸泡時間憑經驗掌握。2.2潑灑法用于養殖水體大面積潑灑殺蟲和消毒。因高錳酸鉀受水體有機物影響作用效果而降低,以及用量較大(2~5mg/L),高錳酸鉀的價格較高,用藥成本不劃算,故一般大面積水體應用較少,僅用于一些小水面的名貴水產品養殖。3特殊功效養殖水體“轉水”的急救、增氧、解毒。“轉水”在北方地區水產養殖中時有發生,因受水源條件限制,水體有機物含量高,使水體富營養化,藻類大量繁殖,一遇天氣突變或營養鹽類供給不足,藻類大量死亡,即“轉水”或稱“倒水”現象,造成水體嚴重缺氧,氨氮、亞硝酸鹽偏高,水色由濃變清,有的甚至清澈見底,有濃烈果腥臭味。養殖魚類生命受到威脅,有的甚至全軍覆滅,損失慘重。目前采取的應急措施主要有:①向水體加注新水,但北方地區普遍存在加注新水困難。注水在水產養殖中是一種急救措施,不定期或臨時向水體加注水,要求進水量大、時間速度快,增加溶解氧,稀釋有害物質濃度。注水僅對養殖面積較小的魚塘起作用,對大水面作用甚微。加水是一種日常水質調節措施,一般定期向水體加新水,對水量、速度沒有明顯要求,避免水質老化。②向水體潑灑降解氨氮、亞硝酸鹽等藥品,如硝化菌、復合芽孢桿菌、吸附劑等,不能在短時間內消除這些有害物質,達不到急救作用。③向水體潑灑速效增氧劑或大粒氧,增加水體溶解氧,以緩解嚴重缺氧。因溶解氧受水溫、溶解度影響,快速釋放的氧氣形成微氣泡,釋放到空氣中,持續時間不長。④向水體潑灑解毒藥品,以解除有害藻類死亡釋放的毒素對養殖魚類的危害。目前大部分解毒藥品主要成分為有機酸或Vc類,對解除有機物等中毒效果不夠理想。筆者曾采用高錳酸鉀解救因“轉水”嚴重缺氧的案例,使養殖魚類轉危為安。案例1.天津市武清城關江××,養魚水面0.33hm2,因“轉水”嚴重缺氧,氨氮、亞硝酸鹽指標偏高,24h不停開增氧機,用速效增氧劑替換增氧機,1h后又缺氧浮頭,連續七天得不到好轉,燒壞一臺增氧機。采用高錳酸鉀每米水深用3.75~7.5kg/hm2,稀釋到不染手指為宜,向浮頭嚴重的魚群潑灑,浮頭現象當即消失。并通過藻類調濟接種,使水質得到恢復。案例2.天津市武清白古屯楊××,0.67hm2養魚池氨氮、亞硝酸鹽偏高,養殖魚類以暗浮頭現象在水面集群游動,氣溫越高表現越明顯,連續五天得不到好轉。通過上述方法當即消失,并結合肥水培養藻類使水質恢復正常。案例
3.唐山市陡河水庫曾
××,養魚池0.53hm2,養殖高峰季節8月,池塘養殖魚類荷載量約17500kg,晚上21:00左右,水質發黑有腥臭味,養殖魚類嚴重缺氧浮頭,不抱增氧機,扎塘邊,特別是上半夜,如不及時采取有效措施,就意味著有“泛池”危險,造成不可估量的損失。通過采用高錳酸鉀急救,備用7.5kg/hm2,上半夜用3.75kg/hm2按上述方法潑灑,養殖魚類及時恢復抱增氧機,就減輕了“泛池”死魚的危險,如下半夜有返彈,再用3.75kg/hm2潑灑,結果只用了一次,第二天水質就恢復正常。
4分析原因
4.1改良水質作用高錳酸鉀為強氧化劑,迅速氧化水中有機物質,降低了以水呼吸為主的耗氧量,直接和間接起到了改良水質的作用。4.2釋放初生態氧高錳酸鉀在水中釋放出初生態氧,與水分子結合成氧,避免了速效增氧劑因受水溫影響溶解度,形成微氣泡逸出水面,所以高錳酸鉀增氧持續時間長。國外有人把高錳酸鉀作為增氧劑使用,用10~15mg/L的高錳酸鉀全池潑灑,可使池水溶氧量提高1.5~5mg/L。4.3氧化有毒物質高錳酸鉀可迅速氧化水中有毒物質,如有害藻類分泌或死亡產生的毒素;氧化亞硝酸鹽;有機磷農藥如敵百蟲、馬拉硫磷;有機硫農藥如“福美”化合物類的福美鋅,“代森”類的代森銨等中毒。因此,人、畜因這類物質中毒常采用1∶2000~1∶5000的高錳酸鉀溶液反復洗胃,以解除農藥中毒。
混凝沉淀技術就是利用化學原理,將混凝劑加入水中,對水中的污染物進行有效去除,石灰鐵鹽與有機絮凝劑等常用的混凝劑因為其具有一定的毒性,所以不能直接在養殖用水中應用,而是用在水產養殖排水水質的處理上。
1.2臭氧氧化技術
臭氧如果具有強氧化性,就能在水中迅速自行分解,避免造成二次污染,具有除臭、殺菌、脫色以及去除有機物的作用,是一種比較有效的綠色氧化藥劑,這種技術主要運用于海水工廠養殖排水水質的處理中,具有較強的氧化作用,能夠有效分解、溶解以及降解水中的有機物。
1.3紫外輻射技術
紫外輻射技術利用紫外輻射對水體進行消毒,不僅能夠破壞水中殘留的臭氧,還能將大量的病菌殺死,具有無毒、高效以及低成本的特征,紫外輻射技術是一種比較成熟的養殖排水水質改善技術,主要應用于水產生殖排水的循環過程中。
1.4其他處理技術
在對水產養殖排水水質進行改善處理的過程中,離子交換技術以及電化學技術也是一種水質處理技術,但是離子交換技術主要在水族館或者科研項目中運用,應用范圍較小,而電化學技術還處于試驗階段,不完全適用于生態農業園的需求。
2生物處理技術
2.1人工浮床凈化技術
人工浮床凈化技術通過模擬自然界的各種變化規律,利用高分子材料和混凝土等載體,對水生植物進行種植,使其發揮清除水體污染物的作用,這種技術能夠凈化水質、美化水體景觀,為生物創造生存空間的功能,促進周圍生物的多樣性發展,加強其生態系統的完善,能夠很好地適用于生態農業園區的水產養殖排水中。
2.2人工濕地凈化技術
人工濕地凈化技術能夠按照水體的具置和實際情況,模擬濕地的結構與功能,綜合凈化與處理污水,構成水體、基層、微生物以及水生植物等人工濕地的主要元素,對銨、氮、硝酸鹽以及亞硝酸鹽等化學物質進行有效清除。
2.3水生動物凈化技術
水生動物凈化技術就是將水生動物放養于水產養殖所用水體中,不僅能夠起到凈化水質的作用,還能提高生態農業園水產養殖的經濟效益,是一種兼具實用性與經濟性的水質凈化技術。
2.4水生植物凈化技術
水生植物主要有沉水植物、浮葉植物以及漂浮植物,通過水生植物在生態農業園水產養殖區域的種植,能夠抑制水體中藻類的生長,并且具有一定的觀賞價值,同時能夠有效起到凈化水體的作用,實現一定的經濟效益。
2水色肥活嫩爽的要求
在水產養殖過程中,水色一般要求肥活嫩爽,這是判斷水產養殖水質優劣重要的和直觀的參考指標。肥表示水中浮游生物量大,有機物與營養鹽類豐富;所謂活,一方面從浮游生物角度來說,表示水色經常在變化。水色有月變化和日變化,比如“早淡晚濃”或“早紅晚綠”,這變化體現在時間和空間上,另一方面從水體本身的交換;嫩:從浮游生物本身來說,是指各種浮游生物處于生命初期和繁殖旺盛期;從浮游生物組成上說,主要有硅藻、綠藻、隱藻、金藻等組成,藍藻的數量較小。藻相平衡,分布均勻,不成團、成縷,不濃稠。水面無死亡的浮游生物尸體形成的浮膜;爽:表示池水透明度適中(25~40cm),水中溶氧條件好?!胺?、活、嫩、爽”是水產養殖者的經驗總結,具備這四個條件的水是好水。
3常見優質水色對應的藻相及轉化特點
3.1培育優良水色和藻相結構
組成水色的物質中以浮游生物及底棲生物對水色的影響最大。培養水色主要指培養浮游藻類,良好的水色標志著藻類、菌類、浮游動物三者的動態健康平衡,是健康水產養殖的必要保證。良好的水色可以保證水中足夠的溶解氧、可為水產養殖對象提供新鮮適口的天然餌料、可保持良好的水體肥度,為水產養殖對象的生長提供一個適宜的生長環境、可抑制病菌的繁殖、降低水中有毒物質的含量、穩定水質環境。
3.2優良的水色和藻相結構
優良的池塘水色大致可分為兩大類:一類是以茶(棕黃)色系,包括棕黃、茶褐、棕色、棕紅色等;另一類是綠色系,包括黃綠、淡綠、嫩綠、濃綠、藍綠等。這兩類水色較肥。茶色的水質優于綠色水。
3.2.1茶色(棕色、黃褐色)系
這類水一般肥、活、濃。水中的藻類以硅藻、隱藻、甲藻、綠藻、金藻等為主,常見的有三角褐指藻、新月菱形藻、骨條藻、角毛藻、裸甲藻、圓篩藻、直鏈藻、小球藻等,這些藻類都是魚、蝦、蟹、貝等苗期甚至成體的優質餌料。在不同的溫度下,培育的這種水色會出現變化,15℃以下較低溫度時為淡棕色,超過15℃以上顏色變深,如棕色、深棕色等,如維持淺棕色,需以氮肥為主進行肥水。深棕色水藻類的種類和數量都很豐富,浮游動物也較多,屬肥水、活水,但如果氮過量積累,會變為藍藻水。在精養池中,磷含量一般超過0.02mg/L,此時氮磷比超過15∶1時,微囊藻等藍藻會大量生長,此時要控制氮肥,適量單施磷肥,使其它浮游藻類快速增長。茶色水質經常隱藻比例較高,王武等試驗表明,隱藻分泌的抗生素對裸甲藻的生存和生長無多大影響,因此,黃褐色水質有利于魚類容易消化的藻類生長[3]。茶色水穩定性持久性較差,隨著營養條件以及藻類數量比例改變,裸藻、隱藻、綠藻等比例增大,—般保持10~15d左右就會逐漸轉成褐綠色水,此時要通過換水、營養物質比例調整、特定營養元素添加等措施防止水質老化。
3.2.2綠色系
這類水中的藻類以綠藻、裸藻為主,如扁藻、小球藻、衣藻、柵藻、四角藻、新月鼓藻、裸藻等,綠藻吸收較多氮肥,該水色說明水中氮含量較高,同時可以降低水中氮含量,有利于凈化水質。綠色系水色以草綠、嫩綠、亮綠為好,肥度適中或較肥,水產養殖對象生長速度較快,水產養殖周期短,產量高。要注意施加磷肥,適當降低氮磷比,可以將草綠水轉化為更優質的含硅藻、隱藻較多的棕色水,另外也可以防止轉化為濃綠水、老水。黃綠、淡綠水質偏瘦,需氮磷肥水。黃綠水有兩種情況,一種是因為水質較瘦,水產養殖對象攪動底泥所致,前述即指此類水;另一種是硅藻和綠藻共生的水色,此為優質水,黃綠水要具體分析,區別對待。濃綠色水濃,透明度較低。水質過肥,老化,水中的藻類以裸藻、扁裸藻、小球藻為主,種類少,數量多。應單施磷肥,降低氮磷比,使水變嫩。藍綠水也屬老水,以藍藻為主,有魚腥藻、束絲藻、螺旋藻、顫藻等,也有部分實球藻、空球藻、柵藻、衣藻等,主要是氮積累過多造成,應該利用水質改良劑降氮,下風處使用殺藻劑,適量單施磷肥,半月內可變為硅藻、甲藻為主的深棕色水。綠藻水相對穩定,一般不會驟然變清或轉變成其他水色。
4不良水色及調節
不良水色常見的有兩類:一類是深色系,包括褐色、深褐色、醬色、黑色、濃綠等,另一類是白色系,包括白清、灰白、白濁等,還有一些特殊類型的水,比如黃色水、紅色(鐵銹)水、銅銹水、發光水、泥皮水等
4.1深色系
深色水很多屬于老化水,比如褐色、深褐色、醬色、濃綠水,水體中藍隱藻、裸甲藻,隱藻等較多,種類單一,個體形成優勢種,數量極多,有時總生物量會降低,水質不穩定,一旦天氣等環境因子出現變化,會造成藻類大量死亡,從而造成大量耗氧、有毒物質分解產生等,造成水產養殖對象大量死亡。該類水色大多數是因為水質過肥,氮肥超過0.2mg/L,磷肥超過0.02mg/L,很多時候是氮肥超標,經常在水產養殖中后期會出現這種情況。泛塘后或污水塘會出現黑水,屬于死水,藍隱藻、原生動物的纖毛蟲很多。出現這類水,一般首先換水,通過殺藻劑清除一部分優勢藻類,然后通過微生態制劑分解有機質,調節改良水質,適量單施磷肥,待水色正常后再進行水產養殖。對于泛塘過的以及死水類還必須在換水后經過生石灰等消毒處理,再進行后續調節。
4.2白色系
白清水一般浮游藻類種類少,數量也少,水質偏瘦。經常出現在新塘或開春剛注水的池塘,也有在藻類高峰過后,出現大量浮游動物,還有一種是水體中出現形成青泥苔(青苔)的澄清水,主要是剛毛藻、水網藻、水綿等絲狀綠藻因清池不徹底、水瘦、塘淺等的水產養殖池塘大量發生,青苔一方面可與其他藻類爭奪營養和生活空間導致,另一方面也能直接對魚蝦蟹貝等水產養殖對象苗種甚至成體造成纏繞窒息。浮游動物較多時,隨著水產養殖對象增大,可以進行捕食,水色會慢慢恢復正常;如果較嚴重,且水產養殖對象不能以之為食,那必須先殺滅水體中的浮游動物,然后施肥來培養、調節水色。對于絲狀綠藻較多時,可以通過殺藻、足量均衡肥水等方法恢復正常水色。嚴重污染的水體會出現灰白水,水中只有大量的纖毛蟲等,沒有藻類,必須通過大量換水、殺蟲、施肥等措施改良水質;
4.3特殊類型水
4.3.1紅色水
亦稱“鐵銹水”,主要含纖毛蟲、甲藻等,指水體中大量黃褐色的甲藻在繁殖時受陽光照射所呈現的紅棕色。多發生在有機質多、硬度大、呈微堿性的水體[1]。這種水色主要是前期水色太濃,通過換水、殺藻等措施進行緩解。還有形成鐵銹色水膜,主要是由血紅裸(眼蟲)藻引起,屬于瘦水型水質[3]。
4.3.2銅銹水
又稱湖靛水,主要是由藍藻中微囊藻和水華微囊藻大量繁殖,在池水面形成了銅綠色水華。微囊藻外面包著一層膠質,魚類不能消化,還會抑制其它藻類生長繁殖,導致水質清瘦??梢酝ㄟ^換水、物理或化學方法除藻、增施磷肥等措施抑制其形成水華。
4.3.3黃色水
是指水體中多以雙鞭毛的金藻為優勢種群,還有部分甲藻,水面覆蓋一層金黃色的油膜??梢酝ㄟ^換水、殺藻、微生態調節水質等措施,恢復正常水色。
4.3.4“泥皮”水
也稱油皮水,腐爛的藻類、原生動物尸體、排泄物、殘餌等有機物混合殘留的腐殖質,粘附塵埃或污物后在水面形成的灰黑色的浮膜。導致水產養殖對象的誤食,也影響水面氣體的交換,增加有機物耗氧,導致水質惡化??梢酝ㄟ^換水、用草木灰吸附撈出、微生態制劑加速有機物分解等措施處理。
4.3.5發光水
造成水體發光的原因有幾種情況,一是由發光弧菌引起,一般發生在蝦類水產養殖的中后期、水體、蝦體均能發出熒光?;【襟w會導致攝食減少,觸角斷,常緩游于池塘淺水處,多聚下風,反應遲鈍,造成死亡??刹捎孟練⒕鷦┻M行處理,或采取部分注入淡水降低鹽度,另外投放微生態制劑培育有益的優勢菌群。二是由夜光蟲引起,主要由于水體中有機質豐富,夏季高溫引起,主要是水體發光,而蝦體不發光,但夜光蟲可附著于蝦的鰓絲上,會出現蝦鰓微弱發光,危害主要有:增加耗氧、妨礙蝦的呼吸、抑制其它藻類生長、有些會分泌毒素,另外水體發光會引起蝦產生應激反應等??梢酝ㄟ^加大增氧,減少投喂,投放有益菌加速有機質分解,或者直接殺藻等措施改善水質。
2水產養殖污染的最佳管理模式
2.1構建水產養殖環境評價機制
必須進一步構建水產養殖污染預警機制,以對水產養殖生態環境的質量、穩定性、數量及發展潛力等進行綜合考慮,以能夠從生態環境承載力及生態資源承載力基礎上出發,對水產養殖和自然資源的平衡關系進行構建,在水產養殖經濟發展評價體系中將水資源消耗及環境損失等各項資源納入其中,依照模糊評判理論,同時借助于調查問卷方式,對和水產養殖環境可持續發展相符合的評價體系進行構建。在進行水產養殖業發展之前,必須要以保護水域生態環境作為前提,不斷的對和水產養殖環境具有一定關系的環境承載力及養殖容量等實施多方面評價。依照當地不同水資源、土地、湖泊、水域、水庫及地下水資源等各種資源現狀,對其養殖規模及養殖方式進行科學合理的確定,同時還要對其相應的等級進行劃分。最終還要依照當地的生態環境等級及最低容量原理,對其水域承載力和養殖容量確定出一個最佳方案,以此促進水產養殖和當地生態環境的融合可持續發展。
2.2提高水產養殖生產規范性
很多水產養殖協會、國際發展組織、NGOs以及政府的相關漁業管理機構等等,均對水產養殖的相關規范要求進行了制定。這些規范要求對于水產養殖的生產管理以及操作行為等等均具有一定的指導性作用。但是這些規范要求的制定,大部分都是依照聯合國糧農組織所制定的“負責任漁業行為守則”進行制定的,其全部都要依靠漁農的自我遵守完成,并不具有法律效應,這樣也就導致在實際生產過程中,人們往往不會依照這些規范進行,從而導致大量水產養殖污染的發生,因此必須要進一步對水產養殖的生產規范性進行提高。簡而言之生產規范性也就是對其相關操作進行規范,其中主要包括的就是BMPs,其能夠對水環境質量實施有效的改善,當然也并不是說BMPs能夠在所有水產養殖場所適用。另外,想要對水產養殖進行有效的規范,還需要廣大生產者看和政府通力合作,以能夠對實施BMPs的正是法規文件形成,確保水產養殖污染管理的有法可依。
2.3加強水產養殖水體管理
水產養殖廢水處理是其污染管理的主要內容之一。水產養殖水體之中含有大量的營養物質,其能夠導致收納水體富營養化,那么其能夠通過以下措施對其營養負荷進行降低:在進行浮游藻類豐度進行維持的時候,只使用必須肥料;在進行放養量和投餌率選擇的時候,一定要適當,以防超出池塘的消化能力;對水體交換盡量不增加,或者是最大化的減少;近可能的進行重復用水,或者是將其外排水體進行暫存;對池塘中各層水體進行適當的混合,以提高下層水體水質;選擇使用優質餌料,以對水質穩定性進行保障;對鼓風設備進行使用,以能夠避免對極端低濃度DO情況的發生等等。
2飼用芽孢桿菌的益生功能研究進展
2.1維持腸道微生態平衡
目前,關于芽孢桿菌維持腸道微生態平衡的機制,普遍認可的主要有以下三個方面:一是生物奪氧??莶菅挎邨U菌屬好氧性細菌,而病原菌也多為好養性細菌,枯草芽孢桿菌在腸道中的生長繁殖必然消耗氧氣,對病原菌造成頡頏作用,同時造成腸道厭氧環境,有利于腸道原籍優勢菌繁殖,維持腸道正常生態平衡的作用;二是定植抗力。枯草芽孢桿菌及因其生長繁殖更加有利的動物腸道原籍優勢菌都會在腸道內占據一定的位點,導致病原菌可結合位點減少,從而因無法定植而被排斥;三是產生抑菌物質。芽孢桿菌生長繁殖中產生的乙酸、丙酸和丁酸等揮發性脂肪酸可降低動物腸道pH,從而有效抑制病原菌生長。此外因生長環境有利,一些原籍優勢菌可產生更多的細菌素和類細菌素等抑菌代謝物。
2.2促進營養物質的消化吸收
枯草芽孢桿菌進入動物腸道后,能迅速在腸道中萌發并增殖,產生多種消化酶,增強動物腸道對飼料的消化能力,促進營養物質的消化利用。芽孢桿菌不僅能產生蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等,還可誘導動物機體內源消化酶的分泌,產生的非淀粉多糖酶可以降解內源酶難以降解的植物性復雜糖類,如纖維素、果膠和葡聚糖等,有利于腸道更好地利用糖類,提高飼料轉化率。另外,枯草芽孢桿菌在生長代謝的過程中能產生其他多種營養物質,如維生素、氨基酸和促生長因子,參與動物自身新陳代謝,促進營養物質的消化吸收。
2.3增強機體免疫力
研究表明,芽孢桿菌可促進動物免疫器官發育,加快免疫系統的成熟,T淋巴細胞及B淋巴細胞的數量增多,使動物腸道相關淋巴組織處于免疫準備狀態。其機制可能是芽孢桿菌進入動物腸道后,可作用于腸道集合淋巴結的抗原結合位點;此外,芽孢桿菌可通過調節動物腸道的微生態平衡,特別是對雙歧桿菌的調節,間接增強動物的免疫力。
3飼用芽孢桿菌在水產養殖中的應用
腸道微生態的平衡是水產動物保持健康的重要保障,腸道微生態平衡一旦被打破,腸道環境會更利于病原菌的生長繁殖。當前,集約化養殖帶來的水體負荷過大和水質惡化等環境脅迫,極易導致水產動物腸道微生態失衡,使水產動物表現為病理狀態。因此,基于維護腸道微生態平衡的考慮,芽孢桿菌,尤其是枯草芽孢桿菌在水產養殖中得到了越來越廣泛的應用。目前,芽孢桿菌在水產養殖中的應用主要有以下兩種方式:直接投放于水體,起到改善水質和頡頏病原菌的作用;添加于飼料中投喂,起到改善生長性能、增強免疫功能、調節腸道菌群及保護腸道黏膜組織形態等作用。
3.1作為水質改良劑改善養殖水體的水質
芽孢桿菌能及時分解水體中的有害污染物質,將有機質分解為小分子有機酸、氨基酸及氨為單胞藻提供營養,凈化和穩定水質。尹文林等(2006)研究發現:枯草芽孢桿菌具有降解養殖水體氨氮、亞硝酸鹽氮和硫化物等作用。而張峰峰(2009)認為:雖然能夠降低水體pH及顯著降低水中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量,但不具有提高水體中溶氧含量和降低硫化物含量作用。趙迷淼等(2003)發現:施用枯草芽孢桿菌后,對蝦養殖池中的亞硝酸鹽和硫化氫等有害物質減少,施用芽孢桿菌的池塘化學含氧量(COD)值每次測量都低于未施用芽孢桿菌的池塘,且從施用前的9.5下降到8.2(施用10d),總堿度(ALK)降低,pH也穩定在適宜對蝦生長的水平。
3.2作為飼料添加劑提高水產動物的生長性能
芽孢桿菌添加于飼料中可改善動物的生長性能、增強免疫功能、調節腸道菌群及保護腸道黏膜組織形態等作用。這里重點闡述對動物生長性能的改善作用,主要在以下兩方面發揮作用。一是產生多種水解酶,可促進營養物質在動物體內的消化利用。芽孢桿菌在生長繁殖過程中可產生蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等消化酶,促進相應營養物質的消化利用。丁賢等(2004)在凡納濱對蝦、劉小剛等(2002)在異育銀鯽上都驗證了此作用。此外,芽孢桿菌還能分泌非淀粉多糖酶,如果膠酶和葡聚糖酶等,可降解飼料中復雜糖類。其次是產生營養物質直接供動物吸收利用。芽孢桿菌在生長繁殖過程中可產生維生素、氨基酸、有機酸和促生長因子等多種營養物質,參與機體新陳代謝,直接為機體提供營養物質。與此同時,還可促進動物對鈣、磷和鐵的利用,促進維生素D的吸收。