Litopenaeus vannamei, komunement magħruf bħala l-gambli abjad tal-Paċifiku, huwa speċi eurihalina vvalutata għall-produzzjoni għolja tal-laħam, tolleranza qawwija għall-istress, u tkabbir rapidu. Hija waħda mill-aktar speċi importanti ta' gambli mrobbija fiċ-Ċina. Bħalissa, il-mudelli ta' biedja primarji għal L. vannamei fiċ-Ċina jinkludu għadajjar ta' barra, għadajjar żgħar ta' serra, u għadajjar ta'-livell għoli. Madankollu, il-produzzjoni domestika għadha ma tistax tissodisfa d-domanda tas-suq, li teħtieġ importazzjonijiet sinifikanti. Barra minn hekk, l-espansjoni mgħaġġla ta 'mudelli bħall-biedja ta' serra żgħira kixfet kwistjonijiet bħal qafas tekniku mhux komplut, tifqigħat frekwenti ta 'mard, u sfidi fit-trattament tal-ilma tad-dranaġġ effluwent. Fl-isfond tal-promozzjoni tal-konservazzjoni tar-riżorsi u l-iżvilupp sostenibbli, is-Sistema ta 'Akkwakultura Riċirkolanti (RAS), rikonoxxuta bħala mudell ta' biedja intensiv, effiċjenti u favur l-ambjent, ġabret attenzjoni mifruxa fl-industrija f'dawn l-aħħar snin.
RAS timpjega metodi industrijali biex tirregola b'mod attiv l-ambjent tal-ilma. Fiha konsum baxx ta' ilma, impronta żgħira, tniġġis ambjentali minimu, u jagħti prodotti ta' kwalità għolja u sikuri b'inqas mard u densitajiet ogħla ta' ħażna. Il-produzzjoni tagħha hija fil-biċċa l-kbira mhux ristretta mill-ġeografija jew il-klima. Dan il-mudell jiftaħar effiċjenza għolja fl-użu tar-riżorsi u huwa kkaratterizzat minn investiment għoli u produzzjoni għolja, li jirrappreżenta triq kruċjali lejn l-iżvilupp sostenibbli tal-industrija tal-akkwakultura. Bħalissa, il-biedja domestika ta 'L. vannamei hija kkonċentrata f'żoni kostali, primarjament bl-użu ta' ilma baħar naturali. Ir-reġjuni interni, kostretti mid-disponibbiltà tas-sors tal-ilma u r-regolamenti ambjentali, jiffaċċjaw diskrepanzi sinifikanti bejn il-provvista u d-domanda tal-konsumatur. L-esplorazzjoni ta' RAS bl-użu ta' ilma baħar artifiċjali f'żoni interni għandha sinifikat kbir għall-forniment tas-swieq lokali u l-promozzjoni tal-iżvilupp ekonomiku reġjonali. Dan l-esperiment bena b'suċċess RAS ta 'ġewwa għal L. vannamei f'ambjent intern u mexxa ċiklu ta' kultivazzjoni b'suċċess. Il-metodi u d-dejta li tikkonċerna l-kostruzzjoni tas-sistema, il-preparazzjoni tal-ilma baħar artifiċjali, u l-ġestjoni tal-farms jistgħu jservu bħala referenza għall-biedja interna ta 'L. vannamei.
1. Materjali u Metodi
1.1 Materjali
Il-prova saret fil-Provinċja ta' Sichuan Leiocassis longirostris Original Breeding Farm. Il-post-larval L. vannamei (stadju P5) inkisbu mill-Bażi Huanghua ta 'Qingdao Hainen Aquatic Seed Industry Technology Co., Ltd., u kienu f'saħħithom. L-għalf użat kien il-marka "Xia Gan Qiang" minn Tongwei Group Co., Ltd. Il-komponenti ewlenin tagħha kienu: proteina mhux raffinata Akbar minn jew ugwali għal 44.00%, xaħam mhux raffinat Ikbar minn jew ugwali għal 6.00%, fibra mhux raffinata Inqas minn jew ugwali għal 5.00%, u irmied mhux raffinat Inqas minn jew ugwali għal 6.00%.
1.2 Preparazzjoni tal-Ilma Baħar Artifiċjali
L-ilma ta’ taħt l-art minn bir kien użat bħala l-ilma tas-sors. Ġie ttrattat b'mod sekwenzjali b'diżinfezzjoni (trab tal-ibbliċjar 30 mg/L, effermat għal 72 siegħa), tneħħija tal-klorin residwu (sodium thiosulfate, 15 mg/L), u ditossifikazzjoni [Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), 10-30 mg/L] qabel ma jintuża għall-preparazzjoni għall-ilma baħar artifiċjali.
L-ilma baħar artifiċjali b'salinità ta '8 ġie ppreparat bl-użu ta' kristalli tal-melħ tal-baħar bħala l-ingredjent ewlieni; il-komponenti primarji tagħha huma elenkati fiTabella 1. CaCl₂, MgSO₄, u KCl ta' -ikel intużaw biex jissupplimentaw l-elementi Ca, Mg, u K. Wara l-preparazzjoni, intuża NaHCO₃ ta' grad tal-ikel- biex jaġġusta l-alkalinità totali għal 250 mg/L (bħala CaCO₃), u NaHCO₃ flimkien ma' monoidrat tal-aċidu ċitriku ntużaw biex jaġġustaw il-pH għal 8.2-8.4.
1.3 Kostruzzjoni RAS
1.3.1 Kunċett Ġenerali tad-Disinn
Billi tgħaqqad disinn indipendenti ma 'applikazzjoni integrata, inbena RAS għal L. vannamei bl-użu ta' trattament fiżiku u bijofiltrazzjoni f'diversi -stadji. Strateġiji ta 'tħaddim tas-sistema korrispondenti, protokolli ta' aġġustament tal-kwalità tal-ilma, u strateġiji ta 'għalf xjentifiċi ġew implimentati skont ir-rekwiżiti tat-tkabbir tal-gambli fi stadji differenti, li jimmiraw għal tħaddim stabbli, input ekonomiku u output effiċjenti.
1.3.2 Fluss tal-Proċess Prinċipali u Parametri Tekniċi
Sistema eżistenti tat-trobbija tal-ħut ibbażata fuq kontenitur-ġiet modifikata biex tistabbilixxi l-L. vannamei RAS, li tikkonsisti f'tankijiet tal-kultura, apparat kompost għall-ġbir tal-qoxra/partikuli (drenaġġ bi tliet-modi), bijofiltru, pompi taċ-ċirkolazzjoni, eċċ. Il-fluss tal-proċess jidher fiFigura 1.
Il-volum totali tal-ilma ddisinjat tas-sistema kien ta '750 m³, b'volum ta' sistema ta 'trattament tal-ilma ta' 150 m³ u volum ta 'kultura effettiva ta' 600 m³. It-tagħbija tal-kultura ddisinjata kienet 7 kg/m³. Parametri tekniċi ewlenin huma elenkati fiTabella 2.
1.3.3 Disinn Strutturali
Is-sitt tankijiet tal-kultura ottagonali kienu rranġati f'żewġ ringieli. Meta wieħed iqis il-konvenjenza tal-ġestjoni, l-istabbiltà ambjentali, u l-ispiża tal-investiment, l-istruttura ewlenija tat-tankijiet kienet briks-konkrit. Id-dimensjonijiet kienu: tul 10.0 m, wisa '10.0 m, fond 1.2 m, bi truf maqtugħin ta' 3.0 m. Il-volum effettiv tal-ilma għal kull tank kien 100 m³. Il-qiegħ tat-tank kellu inklinazzjoni (16%) lejn il-fossa ċentrali (Figura 2).
L-apparat tad-drenaġġ bi tliet-modi kien jikkonsisti f'kollettur ċentrali (għall-gambli mejta, qxur, u partiċelli kbar), kollettur tas-sedimentazzjoni tal-fluss vertikali (għal qxur miksura, partiċelli medji, ħmieġ), u kaxxa tal-ġbir tad-drenaġġ tal-ġenb tas-sifun-(għal qxur fini u partiċelli-għa{{3}) medji)Figura 2).
Naħa waħda tat-tank tal-kondizzjonament kien fiha frejm tal-midja tal-brush tal-plastik għall-ġbir u t-tneħħija ta 'qxur u partiċelli mill-iskariku tat-tank. Aġġustamenti għall-kalċju, manjesju, alkalinità totali, u pH jistgħu jsiru f'dan it-tank. Il-volum tat-tank kien ta '20 m³, b'ħin ta' żamma idrawliku ta '0.13 h.
Il-pompa taċ-ċirkolazzjoni kienet tinsab fuq in-naħa l-oħra tat-tank tal-kondizzjonament, bl-użu ta' pompa ta'-stadju wieħed għall-effiċjenza fl-enerġija. Ibbażat fuq l-ekoloġija u t-tagħbija tal-gambli, ir-rata ta 'ċirkolazzjoni mill-ġdid kienet iddisinjata għal 2-6 darbiet kuljum. Ir-rata tal-fluss tal-pompa kienet 150 m³/h, ras 10 m, qawwa 5.5 kW.
Il-filtru tal-pinzell kien mgħammar b'diversi boroż tal-filtri. Il-boroż kienu konnessi permezz ta 'fittings tal-pajpijiet mad-daħla tal-filtru, mwaħħla bi klampi. L-effluwent daħal fil-boroż permezz tal-pajpijiet. Il-boroż kienu magħmula minn Polypropylene (PP), mimlija b'midja tal-pinzell tal-plastik, li effettivament jinterċettaw partiċelli akbar minn 0.125 mm. It-tank tal-midja elastika kien jikkonsisti mill-korp tat-tank (rettangolari, fond 2 m), frejms tal-grilja (parallel mal-wiċċ), u midja elastika installata fuq il-frejms (Figura 3). Il-midja kienet tinkludi bosta ċrieki tal-plastik b'ċrieki doppji-b'filamenti tal-poliester, li jiffurmaw gzuz ta' fibri mqassma fit-tank kollu. Il-prinċipju ta' ħidma tiegħu kien jinvolvi l-ħolqien ta'-effett ta' sedimentazzjoni tal-fluss bil-mod permezz tal-interċettazzjoni tal-midja u l-użu tal-bijofilm iffurmat fuq il-wiċċ tiegħu biex jassorbi, jiddekomponi, u jittrasforma nitroġenu u fosfru inorganiku.
Il-bijofiltru kien jinkludi l-korp tat-tank (rettangolari, fond ta' 2 m), komponenti ta' arjazzjoni, u bijo-midja (Figura 4). L-assemblaġġ tal-arjazzjoni inkluda pajpijiet tad-distribuzzjoni tal-arja. L-arja daħlet minn fuq u ġiet rilaxxata mill-qiegħ, u ħolqot mudell ta 'fluss kompletament imħallat. It-tank kien mimli bil-midja Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR). Permezz ta 'titjib immirat tan-nitrifikatur u aġġustament tal-alkalinità, għadd kbir ta' batterji nitrifikanti mwaħħla mal-midja, jikkunsmaw materja organika u jiksbu tneħħija ta 'ammonja u nitrit, u b'hekk jibnu bijofiltru nitrifikanti. Il-pajpijiet tad-dħul u tal-ħruġ kienu fuq naħat opposti, bi skrin tal-ħruġ fuq il-ħajt ta 'ġewwa. F'din il-prova, il-volum effettiv tal-bijofiltru ġie stabbilit għal 25% tal-volum tal-kultura tas-sistema, bi proporzjon ta 'mili tal-midja ta' 30%, bl-użu tal-midja K5.
Arjazzjoni tas-sistema ikkombinat metodi mekkaniċi u ossiġnu pur. Meta l-Ossiġenu Maħlul (DO) kien għoli, l-arjazzjoni mekkanika kienet primarja: bl-użu ta '-vortex blower bi pressjoni għolja u tubi mikroporużi ta'-kwalità għolja bħala diffużuri biex timmassimizza l-effiċjenza tat-trasferiment tal-O₂ u tnaqqas il-ħoss. Meta DO kien baxx, arjazzjoni ta 'ossiġnu pur supplimentata: bl-użu ta' ġeneratur ta 'ossiġnu + mikro-skrun tal-ilma tal-bużżieqa. Il-konċentrazzjoni O₂ tal-ħruġ tal-ġeneratur tal-ossiġnu 'l fuq minn 90%, imxerrda permezz ta' disk nano-ċeramika fl-iskrun. Taħt tagħbija għolja, ġeneratur ta 'l-ossiġnu + kombinazzjoni ta' kon ta 'ossiġnu serviet bħala arjazzjoni awżiljarja, bl-użu ta' pompa booster biex toħloq ilma ossiġnu-supersaturat fil-kon.
1.4 Kejl tal-Kwalità tal-Ilma
Il-konċentrazzjonijiet ta' ammonja u nitrit (bħala N) ġew imkejla bl-użu ta' analizzatur tal-ilma Aokedan b'diversi parametri-. Solidi Sospiżi Totali (TSS) ġew imkejla bl-użu ta' analizzatur ta' multi-parametri Hach DR 900.
1.5 Ġestjoni tal-farms u Operazzjoni tas-Sistema
Il-proċess beda fit-8 ta’ Awwissu 2022, u dam 74 jum. Is-sitt tankijiet kollha kienu maħżuna. Id-daqs tal-ħażniet kien ta' 961 individwu/kg, id-densità ta' madwar 403 individwu/m³, b'total ta' 241,800 post-larva. Il-frekwenza tat-tmigħ kienet 6 darbiet/jum, bir-razzjon ta 'kuljum jonqos minn madwar 7.0% (bikrija) għal 2.5% (tard) tal-bijomassa stmata.
Iċ-ċirkolazzjoni tas-sistema bdiet 3 ijiem wara l--istokkjar, inizjalment b'2 ċikli/jum, u żdiedet għal 4 ċikli/jum wara. Kmieni fil-prova, seħħet drenaġġ ta 'kuljum, l-ilma mill-ġdid biss mitluf għad-drenaġġ u l-evaporazzjoni. Aktar tard, id-drenaġġ segwa kull tmigħ (siegħa wara), bi skambju ta' ilma kuljum taħt l-10% tal-volum ta' riforniment tal--stadju bikri.
L-arjazzjoni mekkanika (blower vortex) intużat inizjalment. Minħabba żieda fit-tagħbija tas-sistema aktar tard, intużat taħlita ta 'arjazzjoni mekkanika, ġeneratur ta' l-ossiġnu + disk taċ-ċeramika nano-, u ġeneratur ta 'ossiġnu + kon ta' l-ossiġnu.
DO, temperatura, pH, ammonja, u nitrit fit-tankijiet ġew imkejla regolarment. Ġew osservati u rreġistrati t-tkabbir u l-għalf tal-gambli.
1.6 Ipproċessar u Analiżi tad-Dejta
Id-dejta ġiet organizzata bl-użu tal-WPS Office Excel. Il-grafiċi nħolqu bl-użu ta’ Oriġini 2021.
Il-formuli li ġejjin intużaw biex tiġi kkalkulata r-rata tal-iskambju tal-ilma (R), il-proporzjon tal-konverżjoni tal-għalf (FCR), u r-rata ta’ sopravivenza (RS):
R = 100% × V₁ / (V × t) ... (1)
FCR = W / (Wₜ − W₀) ... (2)
RS = 100% × S / N ... (3)
Fejn: R hija r-rata tal-kambju tal-ilma ta' kuljum (%/d); V₁ huwa l-volum totali tal-ilma skambjat (m³); V huwa l-volum totali tal-ilma tas-sistema (m³); t huwa ġranet tal-kultura (d). FCRhuwa l-proporzjon tal-konverżjoni tal-għalf; W huwa l-input totali tal-għalf (kg); Wₜ u W₀ huma l-massa tal-ħsad finali u l-massa tal-ħażna inizjali (kg). RShija rata ta' sopravivenza (%); S huwa n-numru totali maħsud (individwi); N huwa n-numru totali maħżuna (individwi).
2. Riżultati
2.1 Skambju tal-Ilma
Matul il-prova, l-iskambju totali tal-ilma kien ta '1,000 m³, b'rata ta' skambju medja ta 'kuljum ta' 1.8%.
2.2 Ammonja u Nitrit
Il-konċentrazzjoni tal-ammonja fit-tankijiet baqgħet taħt 1.3 mg/L (ħlief jum 5), u l-konċentrazzjoni tan-nitrit baqgħet taħt 1.6 mg/L, it-tnejn f'livelli relattivament stabbli (Figura 5).
Fl-istadju bikri (l-ewwel 15-il jum), l-ammonja tat-tank naqset malajr filwaqt li n-nitrit żdied malajr, u dan jindika l-istabbiliment tal-bijofilm fil-bijofiltru u l-konverżjoni ta 'l-ammonja f'nitrit. Fl-istadju tan-nofs -(15-50 jum), b'żieda fl-għalf, il-konċentrazzjonijiet ta 'ammonja u nitritu baqgħu stabbli, li jindika ammonja sinkronizzata u ossidazzjoni tan-nitritu fil-bijofiltru u tħaddim stabbli tas-sistema. Wara l-50 jum, kemm l-ammonja kif ukoll in-nitritu wrew xejra 'l isfel, possibbilment jindikaw kapaċità mtejba ta' nitrifikazzjoni u sistema aktar matura. Dan ma setax jiġi kkonfermat aktar hekk kif il-ġuri spiċċat.
Figura 6juri li t-tendenzi tal-ammonja fid-daħla u l-ħruġ tal-bijofiltru kienu simili, iżda d-distakk bejn il-kurvi twessa 'gradwalment, u jindika titjib fit-tneħħija tal-ammonja. Il-kurvi tan-nitritu għad-daħla u l-ħruġ kważi koinċidu u ma wrewx xejra ġenerali ta 'żieda, li jissuġġerixxi li s-sistema żammet il-kapaċità ta' ossidazzjoni tan-nitritu sal-aħħar.
2.3 Ossiġenu Maħlul u Alkalinità Totali
Kif muri fiFigura 7, minkejja żieda fit-tagħbija tas-sistema, il-metodi ta 'arjazzjoni kkombinati żammew it-tank DO 'l fuq minn 6 mg/L. Barra minn hekk, billi żżid NaHCO₃, l-alkalinità totali nżammet bejn 175-260 mg/L.
2.4 Solidi Sospiżi Totali
Xejriet fil-konċentrazzjoni TSS fil-punti ewlenin tas-sistema huma murija fiFigura 8. It-TSS fl-influss lejn il-kollettur tas-sediment tal-fluss vertikali u l-kaxxa tal-ġenb tas-sifun (parti mid-drenaġġ bi tliet-modi) irrifletta xejriet tat-TSS fit-tankijiet. It-TSS ġenerali żdied gradwalment, stabbilizza matul l-istadji nofs-tard (wara jum 35), u wera xejra ta' tnaqqis permezz ta' stadji ta' trattament suċċessivi.
2.5 Riżultati tal-Biedja
Il-ħażna totali kienet ta' 241,800 post-larva b'daqs medju ta' 0.52 g, f'6 tankijiet f'densità medja ta' 403 individwu/m³. Wara 74 jum, il-ħsad totali kien 3,012.2 kg, daqs medju 15.82 g, sopravivenza medja 78.75%, rendiment medju 5.02 kg/m³. L-input totali tal-għalf kien 3,386.51 kg, FCR1.18. L-ispejjeż ikkalkulati (żerriegħa, għalf, prodotti tas-saħħa, elettriku, ilma baħar artifiċjali, diżinfezzjoni) ammontaw għal 155,870.6 CNY. Id-dħul mill-bejgħ tal-gambli kien ta '192,780.8 CNY, li jirriżulta fi profitt ta' 36,910.2 CNY għaċ-ċiklu.
3. Diskussjoni
F'dawn l-aħħar snin, RAS saret direzzjoni promettenti ħafna għall-biedja ta 'L. vannamei. Din il-prova bniet RAS inklużi tankijiet tal-kultura, ġbir ta 'qoxra/partikuli komposti, filtru tal-brush, bijofiltru, u tagħmir ta' arjazzjoni, u wettqet b'suċċess ċiklu wieħed ta 'biedja ta' ġewwa ta 'ġewwa.
Meta mqabbla mal-RAS tradizzjonali, din is-sistema hija aktar sempliċi. Strutturalment, ħalla barra tagħmir bħal filtri tanbur u skimmers tal-proteini, li għandhom spejjeż fissi u ta 'manutenzjoni relattivament ogħla. Minflok, uża apparati aktar sempliċi għat-trattament tal-ilma biex joħloq trattament kompost f'diversi-livelli għal partiċelli u sustanzi li jniġġsu maħlul, u kiseb kontroll tajjeb tal-kwalità tal-ilma bi proċessi aktar sempliċi u prezz aktar baxx.
Billi impjegat diversi metodi ta 'ġestjoni tal-kwalità tal-ilma mfassla għal stadji differenti ta' tkabbir u tagħbijiet tas-sistema, is-sistema żammet l-ammonja u n-nitrit taħt 1.3 u 1.6 mg/L, rispettivament, u DO 'l fuq minn 6 mg/L, fl-aħħar kisbet rendiment ta' 5.02 kg/m³. Dan huwa qrib ir-riżultati minn Yang Jing et al. Barra minn hekk, is-sistema tat-trattament tal-ilma kkontrollat ir-rata tal-kambju medja ta 'kuljum għal 1.8%, tuża bis-sħiħ il-kapaċità tat-trattament tagħha u naqqset b'mod sinifikanti l-ispejjeż.
RAS joffri benefiċċji ambjentali, sigurtà tal-prodott, u inqas mard. Minħabba l-limitazzjonijiet tat-trasport, L. vannamei għandu potenzjal kbir tas-suq intern. It-twettiq ta' RAS għal L. vannamei fl-intern jallinja mat-tendenzi tal-industrija. It-trobbija attwali tal-gambli fuq l-art hija primarjament ilma ħelu, bir-rendiment u l-kwalità li għadhom lura wara t-trobbija tal-baħar. L-użu tal-ilma baħar artifiċjali f'din il-prova indirizza parzjalment dan il-vojt. Madankollu, l-ispiża għolja attwali tal-ilma baħar artifiċjali teħtieġ l-ottimizzazzjoni tal-proċessi RAS għat-tneħħija tan-nitroġenu u l-fosfru biex tippermetti l-użu mill-ġdid tal-ilma, li huwa mod effettiv biex jitnaqqsu l-ispejjeż u għandu jkun fokus ewlieni tar-riċerka għal L. vannamei RAS ta’ ġewwa.
FCRhuwa indikatur importanti għall-prestazzjoni RAS. Il-finali FCRta' 1.18 f'din il-prova huwa komparabbli mal-biedja intensiva tradizzjonali. Bħala sistema magħluqa, il-vantaġġ ta' RAS jinsab fl-użu mill-ġdid tal-input. Ibbażat fuq it-titjib tal-kapaċità tat-trattament tal-ilma, il-formulazzjoni ta 'strateġiji preċiżi ta' tmigħ biex titbaxxa FCRgħandu jkun il-fokus ta 'ottimizzazzjoni li jmiss.