能增氧機在水產養殖的應用研究

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摘要：分析了使用移動式太陽能增氧機替代常規增氧機在水產養殖方面的可性行問題。研究結果表明：當替代率為0～75%時，可行性成立；替代率為100%時，不可行。以期為今后大規模推廣應用提供借鑒與參考。

關鍵詞：移動式；太陽能；增氧機；水產養殖

太陽能作為取之不盡、用之不竭、清潔無污染的可再生能源，其開發利用受到了普遍關注。我國作為世界上最大的水產養殖國，所需要的漁業機械，如增氧機等的數量龐大，電力消耗嚴重。因此，在化石能源日益枯竭、環境污染日益嚴峻的今天，對太陽能增氧機進行研究[1-2]不僅是新能源應用于水產養殖領域的一種嘗試，更關系到了可持續發展和節能減排的百年大計。增氧機作為一種普遍應用于漁業的機械，與其他漁業機械(如投餌機等)有很多相同之處。根據漁業養殖的特點，無論是投餌還是增氧都有一定的時間要求，不需要連續24h開機，且每次開機時間不長，這給以太陽能作為動力源應用于增氧機提供了條件。本文以移動式太陽能增氧機在日常水產養殖中的應用效果為切入點，通過對水產養殖成果及增氧機耗能等方面進行分析，探討了利用太陽能作為動力源的增氧設備在漁業機械方面的應用前景。

1材料和方法

1.1試驗場所。以濟南市現代漁業示范園內的5個工廠化養殖池塘為試驗場所，每個池塘占地約2畝(1畝≈0.13公頃)，為水泥池壁，水深為1.7m。養殖方式為草魚和鯉魚混養，魚苗種為濟南市淡水養殖研究所自繁、自育，無流動性病原攜帶；在每個池塘中放入大小、品種均等的草魚和鯉魚魚苗各2000尾/畝；養殖池定期消毒，補充生態微生物。1.2試驗器材。移動式太陽能增氧機由中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所研制生產[3]，該增氧機的額定功率為350W，內不含蓄電裝置，安裝于養殖池塘的中心位置，可根據光照的不同來進行不同速度的水車式增氧，但在夜間無法連續運行。用于試驗的5個池塘之前采用的均為常規車輪式增氧機，功率為1500W。1.3試驗設計試驗前，5個池塘中，每個池塘放置4臺常規車輪式增氧機，然后進行移動式太陽能增氧機替代性試驗。5個池塘中，常規增氧機替換為移動式太陽能增氧機的臺數分別為0臺、1臺、2臺、3臺、4臺，替代率分別為0、25%、50%、75%、100%。將移動式太陽能增氧機安裝于池塘中，為防止其與池塘邊緣發生觸碰，用尼龍繩將其固定在一定區域內活動。每個池塘放入數量相同的魚苗，采用相同的管理措施，定期對水質中的溶氧、氨氮等化學指標進行測量監控，日常巡塘檢查魚體攝食情況，統計養殖過程中的死魚數量。設定4個養殖周期，分別為90d、180d、270d和360d，在每個養殖周期內對餌料系數(餌料系數是指在一定時期內魚類消耗某種餌料的重量和魚類增加的重量的比值)進行階段性測定；給每個池塘的增氧機安裝獨立的電表，測算實際能耗，通過所得數據分析移動式太陽能增氧機作為新型增氧機的應用前景。

2結果與分析

經過1年的養殖時間，4個使用移動式太陽能增氧機的池塘的平均畝產商品魚為680kg，平均疾病發生率為1.2%，餌料系數均值約為1.4，每畝平均節約電能10000kWh以上；而未使用移動式太陽能增氧機的池塘的畝產商品魚為650kg，平均疾病發生率為2.1%，餌料系數均值約為1.5。2.1移動式太陽能增氧機替代率不同時池塘內魚體成活率的情況。在4個養殖周期內移動式太陽能增氧機替代率不同時，魚體的成活率情況如圖1所示。由圖可知，當替代率為0～75%時，魚體成活率變化較小，差異不顯著，移動式太陽能增氧機可以作為替代性增氧機使用。而當替代率為100%時，魚體成活率急劇下降，這說明移動式太陽能增氧機的替代性難以成立。2.2移動式太陽能增氧機替代率不同時魚體餌料系數的變化情況。餌料系數越低，飼料成本越低，這說明提高了養殖的經濟效益。通過對4個周期內各池塘內魚體餌料系數的測定，得到了不同替代率時各池塘的餌料系數數據，如圖2所示。由圖可知，當替代率為0～75%時，各池塘間的餌料系數變化不大，變動范圍在0.01～0.10，差異不顯著；而替代率為100%的池塘，由于受成活率等因素的影響，餌料系數大幅增加，與其他池塘的差異顯著。2.3分析。對移動式太陽能增氧機在不同替代率時魚苗的生長情況結果進行分析。當替代率為100%時不能滿足養殖生產的要求，這主要是因為移動式太陽能增氧機對光源的依賴性較高，而在水產養殖過程中需隨時開啟增氧設備來應對突發情況，否則將產生較大的養殖損失；同時在低氧環境中，魚類的餌料系數也會大幅提高，從而增加了飼料成本。當替代率為零時，魚苗的成活率高，這主要是由于常規增氧機雖然可以自如的應對極端天氣，但在實際生產中會考慮能耗、成本等問題，常規增氧機每天只開啟一定的時間，整體工作時長小于移動式太陽能增氧機的工作時長，所以水中溶氧總體上處于劣勢，而溶氧與減少水產疾病發生率和增加產量都呈正相關。因此，當替代率為零時，雖然魚苗成活率高于其他替代率，但產量和疾病發生率卻不如其他替代率時。

3建議與展望

1)建議：①由于移動式太陽能增氧機需要較大的空間，因此很多自然水域形成的池塘、不規則形狀的池塘，以及周邊挺水植物較多的池塘，都會影響其使用；②由于移動式太陽能增氧機的成本較高且故障率高于常規增氧機，所以后期使用時需要考慮此方面的影響；2)展望：①未來可以將此移動式太陽能增氧機連接到漁用物聯網的遙控系統中，對池塘進行實時信息監控，智能啟停增氧機，使池塘中環境因子長期穩定在適宜生長的條件下，同時達到節約電能、低碳環保的目的；②移動式太陽能增氧機在試驗中體現出了良好的節能優勢和應用前景[4]，但其未設計太陽能蓄電功能，無疑在實際應用中存在缺陷，使其無法滿足全面替代的要求。未來可將蓄電池集成到移動式太陽能增氧機中，使其具備全天候工作的能力，從而滿足突發情況時的增氧需求。

4結論

本文研究了在水產養殖中，以移動式太陽能增氧機替代常規增氧機的可行性，結果表明，替代率為0～75%時是可行的；替代率為100%時，由于移動式太陽能增氧機對光源的依賴性較高，不能應對突發情況時的需求，所以替代不可行。未來可增加蓄電功能，使其具備全天候工作的能力。

[參考文獻]

[1]吳晨,王海燕，駱建波,等.太陽能移動式水體增氧裝置的設計與試驗[J].漁業現代化，2014(4):51－53.

[2]丁純純,陳安格,崔含,等.移動式智能化太陽能增氧系統的研制[J].科技創新與應用,2017(12):33－34.

[3]田昌鳳，劉興國，張擁軍，等.移動式太陽能增氧機的研制[J].農業工程學報,2015(19):39－45.

[4]邵澤軒，陳敬，韓馥竹，等.移動式太陽能增氧機、水質調控機應用效果試驗[J].河北漁業，2017(10):45－47.

作者:馬嵩 徐延熙 徐曉琳 單位:1.濟南市水產技術推廣站 2.濟南市農業環境保護站