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池塘里的那些事儿:分区(水槽)养殖模式之二(133、134、135)

发表时间:2021/1/29 16:09:39  
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林文辉,中国水产科学研究院珠江水产研究所研究员,并担任社会经济发展咨询委员会顾问。主要研究、探索健康养殖的环境问题,大力推广健康养殖,得到了行业的广泛认可。曾参与国家兽医协会《水产执业兽医考试指南》编写,翻译美国奥本大学池塘环境经典专著《池塘养殖水质》和《池塘养殖底质》,奠定了我国池塘生态研究理论基础。

以下文章来自于林文辉的QQ空间连载文章:池塘里的那些事儿!已出版成书,内容很多,西南渔业网经少许调整后将分批转载分享!

133关于分区养殖模式(3)

分区养殖的主要设备——推水动力,目前国内主要采用气提系统,由空气压缩机、微孔气管(也称纳米管)和导流板组成:

空气压缩机

微孔管

导流板

推水装置具有增氧和推水双重作用。因此,在系统设计时,水槽的大小、结构和空气压缩机的功率大小要结合起来考虑。一般来说,在空气压缩机固定的情况下,水槽体积越大,水槽内水体交换速度就越小;水槽的宽度与深度的截面积越大,水流速度也越小。

水流速度要考虑的因素包括氧的供应、代谢物,尤其是氨氮的去除、养殖动物对水流速度的适应性以及残饵粪便的沉淀收集等因素。

溶解氧与流速。水槽内总耗氧量主要来自养殖动物的直接消耗。也可以说是来自饲料的投入,可按饲料投入量来估算。假设粪便残饵等在水槽中所消耗的溶解氧忽略不计,根据相关经验,鱼类摄食一公斤饲料需要消耗400克氧。如果不考虑水槽中额外增氧,并允许进水口与出水口溶解氧相差 1 ppm,则一个投饵量为150公斤/天的水槽每分钟的供水量必须达到150*400/24/60=41.67立方米。如果水槽宽度为4米,深度为1.5米,则平均流速要达到11.57厘米/秒。

氨氮浓度与流速。假设饲料蛋白含量为32%,利用率为40%,无效氮溶解率为80%,进水口与出水口氨氮浓度差为0.1 ppm。则投饵量为150公斤/天的水槽每分钟的供水量必须达到150*32%*60%*80%*1000*16%/0.1/24/60=25.6立方米。在上述同等条件下,则平均流速要达到7.11厘米/秒。

鱼类生理与流速。有人提出鱼类的最大巡航速度(即基本不消耗能量情况下的游泳速度,水流大于这个速度鱼类就要消耗能量)经验公式为Vcr=0.15+2.4L。L为鱼类的体长(米),Vcr的单位为米/秒。假设鱼的体长为0.1米,则最大巡航速度为0.15+2.4*0.1=0.39米/秒。当然,不同鱼类的最大巡航速度不同,要根据具体养殖动物的实验数据去设计。

残饵、粪便收集与流速。流速过快,则残饵、粪便难于沉淀收集,流速太慢,则残饵粪便容易积累在水槽中。沉降速度可用Stokes’公式计算:

Vs = g(Pp - Pw)dp^2/(18u)

其中:Vs为沉降速度,米/秒;g为重力加速度,米/秒^2;Pp为悬浮颗粒密度,公斤/立方米;Pw为水的密度,公斤/立方米;dp为悬浮颗粒物直径,米;u为黏度系数,Pa*秒。

此外,粪便的形状与饲料配方又有相关性。粪便成型则容易沉淀,需要相对高的流速,而不成型、散状粪便如果流速过高则无法沉淀收集。

因此,水槽的流速控制关系到方方面面,与养殖效果关系密切。所以,不同养殖品种、同一品种不同规格以及不同饲料品质,对水流速度都有相应的要求,不可简单地复制。据报道,国外的经验是3~5厘米/秒,但没有报道具体鱼类的品种。所以,分区养殖水槽的水流速度还需要更多的实践和更深入的探讨。

134关于分区养殖模式(4)

推水装置的一般结构为

a为纳米增氧管;b为导流板;c为进水挡板;d为回流挡板;e为浮桶;f为气管离底的距离;g为进水挡板高度;h为回流挡板高度。

纳米增氧管深度。在整个推水装置深度确定的条件下,f 的高度越小,则微孔纳米管离水面的深度就越大,水体的压力越高,对空气压缩机的出气压力要求也高,在气体压力不变的情况下,出气量变小;但推水能力较强,水体与气泡的气体交换也更充分。但如果 f 太小,底部空间不够,反过来阻力大,提水能力降低。因此,在给定水体深度、压缩机出气压力的情况下,f 有一个最佳值,使得推水能力最高。

进水挡板高度。由于池塘水体不同深度的水质不同,尤其是温度梯度,进水挡板 g 的高度决定了进水水层的深度,也决定了进水的水质。如果 g 太小或没有进水挡板,则所进的水都是底层质量最差的、溶解氧最低的水。如果 g 太高,只取表层很浅的水体,夏天晴朗的白天可能造成水温过高或溶解氧严重过饱和。因此, g 的高度如果做成活动的,根据气候条件和水质状况灵活调节,以保证所取的水质处于最佳状态,则对养殖效果比较有利。

回流挡板高度。回流挡板 h 的高度如果低于纳米增氧管的高度,则会形成较大的回流而损失动力。如果 h 的高度过高,则出水口变小,水流速度加快而形成表层层流,导致水槽内部上下水体流速不均匀,并在水槽前端形成较大的死角。也必然造成一个沉积大量残饵、粪便的区域。

上图,回流挡板高,出水流速快,水槽底部死角大;下图,回流挡板低,水流速度慢,水槽死角小。

如果加以改进,在水槽前端设置缓冲区并安装导流板,可以解决水槽前端死角的问题。

135关于分区养殖模式(5)

分区养殖是一种高效、高产养殖模式,但高效、高产是有条件的。水产工作人员需要明白,不是把池塘分区就能提高产量、提高效益的。提高产量的前提是提高整个系统的污染承载能力或饲料承载能力。因此,只有深刻理解和掌握分区养殖模式的基本原理,才能发挥分区养殖模式的优势,去实现高效、高产。

万变不离其宗。无论什么样养殖模式,包括工厂化养殖、常规池塘养殖、网箱养殖还是“分区养殖”,其基本原理是不变的。高效,包括以设备替代人工,机械化、自动化、智能化。但这些设施的投入需要以经济效益为支撑。而效益来自品质(优质优价)以及产量的提高。所以,产品品质的控制与提升、产量的提升是分区养殖成功的基础。

无论是通过减少病害,少用药甚至不用药以提升品质,减少损失,达到高效;还是通过提高水体质量,增强体质和提高饲料蛋白转化率,提高饲料效率而降低成本,达到高效;或通过提高产量去提高生产效益,前提都是以提高系统净化能力为前提的。

分区养殖可以从两个方面提高养殖系统的承载能力:一个是降低污染,包括通过提高溶解氧、提高水质质量进而提高饲料的消化吸收率和同化率,以及通过高效清除粪便、残饵直接降低污染;另一个也是最根本、最重要的是通过净化区生态系统优化,合理品种搭配和水体的科学管理,提高净化区的污染处理能力。

净化区的生态系统本质上是光合生态系统,因此,提高净化区污染处理能力本质上就是将净化区变成一个高效光合生态系统。具体措施前面已经详细论述过,包括提高总碱度、强化水体流转、定期泥水交换(底部搅动)、合理搭配二级生产力生物量和轮捕轮放,控制初级生产力与二级生产力生物量之间的平衡。

通过科学、合理、精细的生态管理,可以大幅度提高池塘的初级生产力,至于能提高多少,取决于该池塘的水质属性、当地气候条件和原来的管理水平。不能简单地看人家养多少,直接机械死板地复制。以美国报道的分区养殖模式为例,通过模式改良,初级生产力比原来提高了三倍,因此,产量也提高了三倍以上。

分区养殖水槽载鱼能力的粗略估算方法(公斤/平方米):

y = a*e/[666.67*b*(1 - c)*(1 - d)]

其中,a为原池塘亩产量(公斤/亩);b为水槽面积与总池塘面积比;c为饲料利用率提高后污染率降低百分数;d为残饵、粪便清除后污染率降再低的百分数;e为净化区污染净化能力提高百分数;666.67为亩换算为平方米的面积变换系数。

例如,有这么一个池塘,原来的产量是a=1000公斤/亩,现在用b=3%的水面搞分区养殖,饲料利用率提高后污染率降低c=10%;粪便、残饵清除后污染率再降低d=20%;净化区污染净化能力为原来的1.5倍,则水槽里的载鱼能力为:

 y=1000*1.5/[666.67*3%*(1 - 10%)*(1 - 20%)]= 104.2(公斤/平方米)

平均亩产量为104.2*666.67*3% = 2083公斤/亩。提高2083/1000 - 1= 1.083倍。


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