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        耕水機(jī)在池塘養(yǎng)殖中應(yīng)用效果的比較研究

        2017-03-28 08:27:15林海張云貴李旭光周軍周剛
        水產(chǎn)養(yǎng)殖 2017年3期
        關(guān)鍵詞:水機(jī)增氧增氧機(jī)

        林海,張云貴,李旭光,周軍,周剛

        (江蘇省淡水水產(chǎn)研究所,江蘇南京 210017)

        耕水機(jī)在池塘養(yǎng)殖中應(yīng)用效果的比較研究

        林海,張云貴,李旭光,周軍,周剛

        (江蘇省淡水水產(chǎn)研究所,江蘇南京 210017)

        我國是淡水養(yǎng)殖大國,2010年淡水池塘養(yǎng)殖面積2 377.01千hm2,養(yǎng)殖產(chǎn)量3 828.84萬t,占水產(chǎn)品總產(chǎn)量的71.26%(2010年全國漁業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計公報)。溶氧是養(yǎng)殖池塘水質(zhì)管理中的一項重要指標(biāo),其變化是水體理化性質(zhì)和生物學(xué)過程的綜合反映,也是養(yǎng)殖池塘生產(chǎn)性能的重要參數(shù)。夏季是養(yǎng)殖魚類生長的高峰季節(jié),魚類呼吸、殘餌及水中有機(jī)物的分解都要消耗大量溶解氧,僅靠藻類光合作用和空氣溶解等自然增氧遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足集約化池塘養(yǎng)殖對溶氧的需求,因此需要頻繁使用機(jī)械輔助增氧。

        目前使用較多的幾種增氧機(jī)械中,除傳統(tǒng)的葉輪式增氧機(jī)外,還有微孔增氧和耕水機(jī)。葉輪式增氧機(jī)能滿足增氧和水層水體交換的需要,在常規(guī)池塘養(yǎng)殖中使用最為廣泛,微孔增氧則主要用于蝦蟹養(yǎng)殖水體的底層增氧。而耕水機(jī)是一種專門針對水層循環(huán)交換使用的涌浪機(jī),能在較小范圍內(nèi)形成“流水”快速改善水質(zhì),就水體交換而言,耕水機(jī)替代葉輪式增氧機(jī)可有效降低養(yǎng)殖能耗和養(yǎng)殖成本。

        為此,筆者研究了日照條件下養(yǎng)殖池塘表層水及底層水溶氧量、水溫的變化,對葉輪式增氧機(jī)(3 000 W)和耕水機(jī)(60 W)兩種不同增氧機(jī)械條件下養(yǎng)殖水質(zhì)變化指標(biāo)進(jìn)行了分析比較。旨在為適時、合理、經(jīng)濟(jì)地使用養(yǎng)殖機(jī)械進(jìn)行水體溶解氧的調(diào)控提供借鑒,為節(jié)能高效的新型漁業(yè)增氧機(jī)械的大面積推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 設(shè)備與材料

        耕水機(jī)主要由防護(hù)罩、機(jī)電總成、拉桿、浮桿連接板、浮桿、耕板、浮球及耕板等組成,主要工作原理是利用耕水機(jī)耕板以低能耗驅(qū)動水體產(chǎn)生大范圍的運(yùn)動和立體循環(huán),表層水以“耕水機(jī)”為中心緩緩向四周流動,底層水源不斷地提升進(jìn)行補(bǔ)充,帶動整池水體的緩慢循環(huán)流動,周而復(fù)始,整個水體都能與空氣接觸,通過曝曬、空氣接觸、紫外線照射、藻類光合作用等途徑使整個水體的載氧量增加,進(jìn)而分解有害物質(zhì),增加天然餌料,改善水體環(huán)境,“流水不腐‘也就是這個道理。試驗塘所用的耕水機(jī)主要工作參數(shù)為額定功率60 W,工作電壓220 V,轉(zhuǎn)速6~8轉(zhuǎn)/min,順時針旋轉(zhuǎn)。

        1.2 試驗塘選擇

        2016年4—10 月,選擇南京浦口某河蟹養(yǎng)殖優(yōu)秀示范戶4口塘,養(yǎng)殖用水源、池塘底質(zhì)均相同,增氧方式依次為微孔增氧(微孔組)、葉輪增氧機(jī)增氧(普通組)和無人工增氧(對照組),水深1.2 m,面積為10×667 m2,均為主養(yǎng)河蟹、套養(yǎng)青蝦、鱖魚的養(yǎng)殖模式。各組均放養(yǎng)規(guī)格蟹種700只/667 m2。水草以種植伊樂藻、輪葉黑藻為主,黃絲草和苦草為輔。投喂飼料均以顆粒料為主、谷物為輔。

        1.3 試驗方法

        1.3.1 現(xiàn)場測定現(xiàn)場測定主要采用HACHHQ40d多功能水質(zhì)測定儀,對養(yǎng)殖池塘進(jìn)行水溫和溶氧的常規(guī)日常測定,結(jié)合養(yǎng)殖關(guān)鍵時期進(jìn)行48 h全程測定溶氧和水溫變化。按照同方位、同距離原則,每個養(yǎng)殖池塘不少于6個檢測點,同一監(jiān)測點分水體表層、水下(50 cm)、水下(100 cm)3個不同水層。

        1.3.2 水樣采集與測定2016年4—9月河蟹養(yǎng)殖季節(jié),每月采集各塘口水樣1次,時間選擇養(yǎng)殖蝦、蟹易缺氧時間段,分別為6∶00和16∶00。在試驗塘口按“S”型設(shè)5個采樣點,采集水面下20 cm,取水樣1 000 mL,4℃保存。

        亞硝酸鹽氮(NO2-N)采用分光光度法測定、氨氮(NH3-N)采用水楊酸分光光度法測定、高錳酸鉀鹽指數(shù)采用堿性高錳酸鉀氧化法測定。

        1.4 數(shù)據(jù)處理

        將所測的溶解氧、溫度數(shù)據(jù)分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差處理,然后計算溶解氧均勻度和溫度均勻度。對測得的水質(zhì)數(shù)據(jù)用SPSS 11.0進(jìn)行t檢驗分析。

        式中∶M1為溶解氧均勻度,單位%;M2為溫度氧均勻度;S1為溶解氧標(biāo)準(zhǔn)差;S2為溫度標(biāo)準(zhǔn)差為n個測量點的溶解氧平均數(shù),單位mg/L;為測量點的溫度平均數(shù)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 對水體溶解氧的影響

        試驗塘(微孔增氧、耕水機(jī))和對照塘(葉輪機(jī)械增氧)溶解氧均勻度變化如圖1所示,從圖中可以看出,試驗塘溶解氧均勻度后期一直高于對照塘,并且試驗塘溶解氧均勻度在85.0%~95.0%之間,其中耕水機(jī)池塘水體中的溶解氧分布比較均勻,表底層溶解氧質(zhì)量濃度最大差值為1.65 mg/L;對照塘溶解氧均勻度在50.9%~94.4%之間,表底層溶解氧質(zhì)量濃度最大差值為3.08 mg/L。說明應(yīng)用耕水機(jī)使表層高溶度溶解氧充分向底層低溶解氧層擴(kuò)散,增加了底層溶解氧的含量,提高試驗塘溶解氧均勻度。

        從圖2中連續(xù)48 h兩個晝夜監(jiān)測可以看出,各塘口溶解氧均出現(xiàn)晝夜起伏變化,但機(jī)器運(yùn)行24 h后,試驗塘平均溶解氧含量略高于對照塘,這說明試驗塘只開啟耕水機(jī)能夠代替增氧機(jī)增加水中溶解氧質(zhì)量濃度的需求。結(jié)合整個養(yǎng)殖過程,試驗塘應(yīng)用耕水機(jī)充分利用水體自身增氧,溶解氧質(zhì)量濃度最高達(dá)到15 mg/L以上,且一直維持在比較高的水平。而微孔增氧雖增氧速度快,應(yīng)急效果好,但出于節(jié)能節(jié)約成本考慮,不宜長時間使用,因此易導(dǎo)致養(yǎng)殖水體溶氧起伏變化大。

        圖1 各處理池塘溶解氧均勻度對比圖

        2.2 對水溫的影響

        試驗塘(耕水機(jī))和對照塘(葉輪增氧)溫度均勻度變化如圖5所示,整個養(yǎng)殖周期內(nèi),試驗塘溫度均勻度明顯高于對照塘。試驗塘水體溫度均勻度趨勢平穩(wěn),均勻度最高達(dá)到99.8%,最低為96.9%,表底層最大溫差為1.2℃;而對照塘表底層溫差較大,溫度均勻度最高達(dá)到98.0%,最低為92.8%,最大溫差在2.8℃。由以上分析可知使用耕水機(jī)能夠提高水體溫度均勻度,減小水體表底層溫差現(xiàn)象。

        圖2 各處理池塘平均溶解氧質(zhì)量濃度對比圖

        圖3 養(yǎng)殖期各處理池塘溶解氧均勻度對比圖

        在夏季高溫季節(jié),底層水溫達(dá)30℃以上,易導(dǎo)致水質(zhì)惡化、蝦蟹食欲不振、蛻殼不遂、發(fā)病率高,啟用耕水機(jī)能有效增加水體流動,提高水溫均勻度,一定程度上減少高溫、逆溫層對蝦蟹生產(chǎn)帶來的不利影響。

        2.3 水質(zhì)的影響

        由表1河蟹養(yǎng)殖周期的每月水質(zhì)監(jiān)測分析可知,試驗組(耕水機(jī))總氮、總磷、CODMN較高于對照組(葉輪增氧),分析可能由于試驗組運(yùn)行耕水機(jī)后,促進(jìn)了池塘底層沉積物中有機(jī)物質(zhì)的分散、分解,表現(xiàn)為有機(jī)負(fù)荷增加。但試驗組中的氨氮除8月份外,其余生產(chǎn)季節(jié)均低于對照組,說明耕水機(jī)有利于使池塘的水體變成“活水”,水體的不斷流動、攪動有利于抑制氨氮等有害物質(zhì)的生成。

        3 小結(jié)

        3.1 良好的水體攪拌能力

        開機(jī)后約24 h,全池水溫均勻度已達(dá)97.8%,溶氧均勻度已達(dá)97.5%。耕水機(jī)的運(yùn)行能使整個水體的溫度趨于一致(均勻),消除溶氧在水體中水平和垂直分布上的不均勻性,直接改善養(yǎng)殖水的溫度、溶氧和水質(zhì)。耕水機(jī)的機(jī)械作用是攪動、曝氣,并產(chǎn)生環(huán)流效應(yīng),使表層和底層的水體進(jìn)行交換,溶解氧較高的上層水體到了下層,帶來豐富的溶氧;底層的低溶解氧水體被帶到上層,進(jìn)行光合作用、曝氣,從而達(dá)到水體溶解氧的均勻合理分布,打破水體分層的現(xiàn)象。

        3.2 一定的改善水質(zhì)效果

        通過耕水機(jī)的攪動和曝氣功能,增加了中下層水體與光照的接觸,有利于浮游植物光合作用和微生物作用,比傳統(tǒng)增氧設(shè)備更能構(gòu)建水體底部良好的微生物群落,促進(jìn)異養(yǎng)菌繁殖,加快有害物質(zhì)的氧化分解。既提高了水體自凈能力,也減少了養(yǎng)殖尾水中有機(jī)污染物。

        圖4 試驗塘和對照塘溫度均勻度對比圖

        圖5 兩種增氧方式下池塘溶解氧均勻度變化

        表1 兩種增氧方式下水質(zhì)變化

        3.3 良好的經(jīng)濟(jì)性

        以試驗10×667 m2池塘為例,一臺3 kW葉輪增氧,日開機(jī)2 h,每667 m2水面日消耗電費0.36元;耕水機(jī)60 W,運(yùn)轉(zhuǎn)24 h,每667 m2日均電費0.09元(按0.6元/kWh計)。僅電費開支耕水機(jī)就減少了3/4。耕水機(jī)的使用,不僅能滿足日常水體溶氧的需求,還能有效節(jié)省能耗,有效減低養(yǎng)殖成本,可謂經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

        10.3969/j.issn.1004-2091.2017.03.002

        2016-12-13)

        ∶“十二五”國家科技支撐(2012BAD25B00);江蘇省省農(nóng)業(yè)自主創(chuàng)新項目[CX(15)1011]

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