封闭式工船养殖大黄鱼容量的计算及其评估
李明云,苗亮,陈炯,俞淳,李鹏
[1.宁波大学,教育部应用海洋生物技术重点实验室,浙江 宁波315211;2.国信(台州)渔业有限公司,浙江 台州317000]
深远海养殖业的发展催生了养殖工船,工船养殖不仅使在离岸高海况海域开展海水鱼养殖成为可能,而且可推动我国新一轮海水养殖浪潮的兴起,助力我国水产养殖业向深远海发展,加快“海上粮仓”建设。养殖工船主要有通海型和封闭型两种类型。国信控股蓝谷公司已着手建造10万吨级封闭型养殖工船,开展将大型货轮改装成封闭型工船进行前期养殖大黄鱼中试。封闭型养殖工船是可移动的养殖工船,可根据大黄鱼生长发育适宜的生态环境以及不同季节选择深远海最适的几个海域进行游弋式养殖。封闭型工船养殖大黄鱼首先要解决的是养殖容量问题,由于没有相关的封闭式养殖工船和工厂化养殖大黄鱼的养殖容量数据,只能根据网箱养殖的数据确定放养量,因此缺乏理论支撑和科学合理的依据。由此可能出现两种结果,一种可能是密度过高而造成生长缓慢、个体瘦小,甚至缺氧死亡;另一种可能是放养密度过低,不仅会浪费水体,还会因此而降低产量和经济效益。为了解决实际应用问题,本研究对封闭式工船养殖大黄鱼容量进行了理论研究计算,并对计算公式相关参数和溶氧调控进行了评估,研究结果可为大黄鱼工船养殖或工厂化养殖单位提供养殖容量依据。
一、养殖容量设计与计算方法
养殖容量计算公式的设计是基于能满足大黄鱼生长发育的氧气消耗总量与输入养殖舱水体的氧气总量达到平衡为依据。因为在深海大洋中进行游弋式养殖,可忽略不计生物耗氧量,只考虑养殖对象对溶氧的消耗总量,计算时只要获得海水的溶氧、大黄鱼的临界溶氧、大黄鱼的耗氧率等数据,便可进行计算。
1.计算公式设计
根据养殖模式设计在一定流量下的计算公式:
W1=(DO1-DO2)Q/R
式中:W1为最大放养量(千克/米3),DO1为输入溶氧(克/米3),DO2为大黄鱼临界溶氧(克/米3),Q为注入水流量(米3/时),R为大黄鱼的耗氧率[克/(千克·时)]。
该公式体现养殖工船养殖舱放养大黄鱼的密度与水中溶氧直接相关,而舱中溶氧与流水量相关,因为养殖舱是封闭的,舱中的溶氧是由输入的海水带来的,所以计算放养量可以将养殖仓中溶氧作为主要因素来考虑。
溶氧除了海水输入以外,可以采用其他增氧手段,在额外增氧的条件下,其计算公式为:
W2=(DO3+DO1-DO2)Q/R
式中:W2为最大放养量(千克/米3),DO3为舱底微孔输入氧量(克/米3),DO2为大黄鱼临界溶氧(克/米3),DO1为输入溶氧(克/米3),Q为注入水流量(米3/时),R为大黄鱼的耗氧率[克/(千克·时)]。
该公式是在输入海水加微孔增氧条件下,除了输入海水带来的氧量外,还有通过微孔增氧增加的氧量,供氧量增加后,相应大黄鱼的养殖密度可以提高,以便充分利用水体,提高养殖产量,增加经济效益。
2.计算方法
以我国东南部外侧海区12月-翌年1月,下水中试1号工船单舱水体280米3为例进行测算。该季节东南部外侧海区平均溶氧为5.8克/米3,大黄鱼的临界溶氧为3克/米3。每更换养殖舱水1次,其流量为0.041 67米3/时,若更换10次,其流量为0.416 7米3/时。8克/尾的大黄鱼苗耗氧率为0.283 36克/(千克·时)。经计算不同规格大黄鱼的耗氧率:350克/尾的为0.208 3克/(千克·时),400克/尾 的 为0.193 8克/(千 克·时),450克/尾的为0.182 3克/(千克·时),500/尾的为0.170 8克/(千克·时)。在更换舱水加微孔增氧条件下采用层叠式增氧机,每舱分配0.75千瓦,其增氧能力为1.7千克/时(参照说明书)。
二、计算结果
1.不同流量条件下的养殖容量
不同流量、不同规格的放养量,计算结果详见表1。由表1可知,在同样的日换水率条件下,随着养殖鱼规格增大,放养重量增加,以日换水率1 200%为例,从每立方米水体总养殖量6.72千克增加至8.20千克,但放养尾数反而减少;仍以日换水率1 200%为例,从每立方米水体的350克/尾放养量19尾减少至500克/尾的16尾。而随着日换水率的增加,养殖容量有较大幅度增加,以规格500克/尾为例,总养殖量从6.83千克/米3增加至10.93千克/米3,即从放养14尾/米3增加到可放养22尾/米3。
表1 不同换水率、放养规格条件下的放养量千克/米3
2.不同流量和微孔增氧条件下的养殖容量
在微孔增氧条件下,养殖容量出现大幅度增加,详见表2。在同样日换水率条件下,以放养规格500克/尾为例,日换水率1 000%,通过微孔增氧总的养殖量增加4.15千克/米3,可增加放养量8尾/米3,达到22尾/米3;日换水率1 600%,通过微孔增氧总的养殖量增加6.65千克/米3,可增加放养量13尾/米3,达到35尾/米3。
表2 微孔增氧条件下的放养量 千克/米3
三、讨论
该新型养殖工船处于试验摸索阶段,其养殖容量的研究迄今未见有文献报道。但养殖容量的问题直接关系养殖成败、经济效益等问题。养殖容量太大,即养殖密度太高,轻则会影响大黄鱼的生长发育和品质特性,重则会导致养殖鱼缺氧死亡。国信控股养殖工船中试1号操作方案中,规格350克/尾的放养量为12.50千克/米3,500克/尾的放养量为17.14千克/米3,这与笔者的计算结果有一定差距。究其原因可能与养殖锚地的海水溶氧参数不同有关,其计算的溶氧参数为7.5克/米3以上,而本研究则是根据李富荣报道的平均5.8克/米3为参数进行计算。可见设计的养殖容量计算公式是适用的。因此在确定养殖容量时,一定要掌握工船养殖海域的溶氧状况以及其他环境条件。
微孔增氧普遍应用于工厂化育苗、养殖,以及大棚养殖对虾。封闭式工船养殖是将陆上的工厂化养殖搬到大海中去养,所以微孔增氧养殖也适用于养殖工船,这对于提高养殖容量、促进生长、改善流水增氧的死角和减少病害都有作用。虽然在大海中可以通过增加流量增氧(即增加更换养殖用水次数),但由空气溶入海水中的氧是有限的,通过微孔增氧可以增加水中的单位水体溶氧。增氧机的配置要根据养殖舱的水体大小和深度等考虑,微孔管或气头的设置要合理。通过微孔增氧可增加养殖容量,但同时要考虑养殖的品质问题。养殖容量增加后,可能会比较拥挤,影响大黄鱼的活动空间,但同深水网箱可养殖20~40千克/米3、最高设计不超过40~50千克/米3相比较,养殖工船日换水率1 600%,再通过微孔增氧,最高养殖密度只有17.58千克/米3,养殖空间还是比较宽松的,加之24小时更换水量大,平均流速达到0.3米/秒以上,符合大黄鱼品质提升的生态因子要求。
工船养殖有其特殊性,要掌握溶氧调控情况,首先是每到一个养殖锚地要进行环境因子测量,根据实测的环境因子数据调整操作方案;其次是监测养殖舱内各种理化因子的变化,尤其水流、溶氧、水温等变化,根据变化调整流量等;第三要改变近海小网箱每天早晚投喂2次饱食的操作,改为少量多次半饱投喂法,以防饱食后,耗氧量和排泄物瞬时增加,引起一时缺氧和水质污染;第四是时刻检查观察发电机组、充氧泵、水泵等是否正常运转。除了溶氧控制管理外,还需要加强防病工作,要设立小型实验室,备足相关药物。
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