模塊化理論在池塘設(shè)施化養(yǎng)殖中的應(yīng)用實(shí)踐

孫廣明 SUN Guang-ming；付志茹 FU Zhi-ru；謝剛 XIE Gang；張韋 ZHANG Wei；苗家祿MIAO Jia-lu；李文雯LI Wen-wen；夢一耕MENG Yi-geng；吳世順WU Shi-shun；張德喜ZHANG De-xi

（①天津市水產(chǎn)研究所，天津300221；②天津市寧河縣畜牧水產(chǎn)局，天津301500）

1 概述

模塊化以系統(tǒng)工程理論和方法、標(biāo)準(zhǔn)化原理與方法及普適性的邏輯思維方法為基礎(chǔ)，給這些方法賦以特定的具體內(nèi)容，并加以歸納和抽象而成的一種自成體系的理論。模塊化作為一種新的工作方法和思維方法，在對事物的構(gòu)成模式分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和系統(tǒng)的分解、重組、協(xié)調(diào)等方面，有其獨(dú)特的效能。用它來分析復(fù)雜事物，解決復(fù)雜大型問題，可使問題簡化、條理分明，進(jìn)而可取得良好的秩序、質(zhì)量和效益。

當(dāng)前，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展正處在一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式已越來越難以適應(yīng)生態(tài)環(huán)境友好型的環(huán)境要求與產(chǎn)品多樣化的市場需求。改變傳統(tǒng)生產(chǎn)方式使之適應(yīng)健康、環(huán)保、高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)的發(fā)展目標(biāo)，應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)方法來解決池塘設(shè)施化對傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的改造，是一項(xiàng)值得探討與嘗試的工作。

分析以池塘設(shè)施化高效健康養(yǎng)殖關(guān)鍵技術(shù)建立起的養(yǎng)殖系統(tǒng)，是涉及機(jī)械、電氣、化學(xué)、生物、水質(zhì)環(huán)境、水產(chǎn)養(yǎng)殖等多項(xiàng)綜合技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)。在池塘設(shè)施化高效健康養(yǎng)殖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中以模塊化理論為指導(dǎo)，將整個(gè)養(yǎng)殖系統(tǒng)分解成若干功能模塊，在確定邊界條件的基礎(chǔ)上單獨(dú)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化功能模塊，并按照模塊之間的界面關(guān)系建立起連接接口。應(yīng)用時(shí)只要依據(jù)養(yǎng)殖模式的目標(biāo)要求選擇適當(dāng)?shù)墓δ苣K組合，進(jìn)而組成符合池塘設(shè)施養(yǎng)殖的生產(chǎn)系統(tǒng)。

經(jīng)過兩年的工作實(shí)踐，在對池塘設(shè)施養(yǎng)殖模塊化技術(shù)的應(yīng)用過程中通過不斷總結(jié)與完善，體會(huì)模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用特點(diǎn)，可以有效促進(jìn)池塘設(shè)施養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，并可以做到在建立標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)組織多樣化生產(chǎn)的有益的思維方式，是轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式促進(jìn)建立“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全的池塘設(shè)施化養(yǎng)殖模式”的有效的方法與措施。

2 池塘設(shè)施化高效健康養(yǎng)殖關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)的基本思路

模塊化以系統(tǒng)工程理論和方法、標(biāo)準(zhǔn)化原理與方法及普適性的邏輯思維方法為基礎(chǔ)。模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，旨在依據(jù)系統(tǒng)的目標(biāo)確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以簡單的形式把握系統(tǒng)的整體并以整體的觀念來協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)外要素。在這里我們對池塘設(shè)施化高效健康養(yǎng)殖系統(tǒng)（以下簡稱：設(shè)施化系統(tǒng)）結(jié)構(gòu)要素與系統(tǒng)模型進(jìn)行分析并初步建立系統(tǒng)模型。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要素分析

2.1.1 系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)定 建立設(shè)施化系統(tǒng)，首先應(yīng)確定系統(tǒng)的目標(biāo)，將總目標(biāo)進(jìn)行分解。經(jīng)分析，建立高效健康養(yǎng)殖系統(tǒng)的具體目標(biāo)應(yīng)該包含以下幾方面：

①高效——要獲得相對較高的經(jīng)濟(jì)效益。高的經(jīng)濟(jì)效益首先要求系統(tǒng)具有高效的生產(chǎn)能力；同時(shí)，要面對市場需求，能生產(chǎn)市場暢銷的經(jīng)濟(jì)性品種；還要具有降低勞動(dòng)強(qiáng)度，方便生產(chǎn)者操作功能。因此，設(shè)施化、機(jī)械化、自動(dòng)化等是系統(tǒng)的重要特點(diǎn)。

②優(yōu)質(zhì)——生產(chǎn)的產(chǎn)品要符合食品質(zhì)量安全要求。要符合水產(chǎn)品質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)過程不能使用違禁藥物，產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)安全好產(chǎn)品；生產(chǎn)高附加值，受大眾歡迎的產(chǎn)品。

③環(huán)保——生產(chǎn)過程無廢水排放。系統(tǒng)要采用封閉循環(huán)模式，應(yīng)具備養(yǎng)殖水體內(nèi)部循環(huán)處理與凈化能力，要做到既不向外界環(huán)境排放生產(chǎn)污水，又不受環(huán)境污染的影響。

④生態(tài)——對養(yǎng)殖水體采用生態(tài)循環(huán)處理。生產(chǎn)過程中對循環(huán)使用的水體使用物理方式分離收集，轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料；采用生物硝化技術(shù)，凈化處理養(yǎng)殖水體；栽培水生植物吸收水體營養(yǎng)鹽，并可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

⑤節(jié)水——系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)不向外界排放廢水，必要時(shí)補(bǔ)充少量由于滲漏和蒸發(fā)失去的水分。

上述諸目標(biāo)是一個(gè)有機(jī)結(jié)合的整體，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)要通盤考慮綜合協(xié)調(diào)，任何一方面都不可偏廢，全部目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是我們要達(dá)到的總目標(biāo)。

2.1.2 外部要素分析 對系統(tǒng)外部要素進(jìn)行全面分析、簡化、篩選，找出起主導(dǎo)作用因素。①自然環(huán)境。池塘養(yǎng)殖中，自然環(huán)境是決定性的重要條件，主要因素是充足水源、適宜的水溫與良好的水質(zhì)。天津地區(qū)適合開展池塘養(yǎng)殖生產(chǎn)，一般適宜養(yǎng)殖期每年在150天左右。若采用保溫措施可延長生產(chǎn)周期。②社會(huì)經(jīng)濟(jì)。是產(chǎn)品供求的動(dòng)態(tài)因素，它隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不斷變化。例如人們對水產(chǎn)品種的需求，會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)與生活條件變化而改變；不同品種市場價(jià)格有較大的差異，在養(yǎng)殖品種的選擇及相互搭配也是相對變化的因素；生產(chǎn)與購銷成本同樣是決定系統(tǒng)綜合效益的重要因素。因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)要對相關(guān)因素全面考慮，并進(jìn)行認(rèn)真分析。③設(shè)施條件。主要有進(jìn)、排水設(shè)施，供電設(shè)施和塘邊道路條件等。

2.1.3 影響系統(tǒng)功能因素與應(yīng)對措施分析 設(shè)施化系統(tǒng)是具備生產(chǎn)產(chǎn)品功能的綜合系統(tǒng)，要建立能夠生產(chǎn)出適應(yīng)社會(huì)需求的產(chǎn)品的系統(tǒng)，還必將受到設(shè)施、環(huán)境、資金等諸多條件的約束。①產(chǎn)品需求因素。這是設(shè)施化系統(tǒng)的建立所面對的一個(gè)重要的因素，要選擇適宜在本地區(qū)生長且經(jīng)濟(jì)價(jià)值高與暢銷的品種，設(shè)計(jì)出多品種組合高效養(yǎng)殖生產(chǎn)模式，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)因素。因此，開展經(jīng)常性的調(diào)研了解市場行情，按照需求不斷設(shè)計(jì)出新的養(yǎng)殖生產(chǎn)方案與模式，以適應(yīng)市場需求。②設(shè)施完善因素。系統(tǒng)本身要具備生產(chǎn)不同養(yǎng)殖品種的能力，要求設(shè)施的能力、功能必須齊全完善。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的綜合功能，設(shè)備設(shè)施要適應(yīng)性強(qiáng)，要適合不同規(guī)格與品種的養(yǎng)殖生產(chǎn)。系統(tǒng)機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化也是設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮的重點(diǎn)因素，要減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度。要有監(jiān)測與控制設(shè)施，保證生產(chǎn)過程安全、可靠。③外部環(huán)境因素。水環(huán)境是養(yǎng)魚生產(chǎn)的必備因素，一是要做到水環(huán)境不受外部條件的干擾（污染），二是系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行循環(huán)使用，做到不向外部環(huán)境排放廢水。若具備條件可做到人工控制水體溫度延長生產(chǎn)周期，是能夠大幅度提高產(chǎn)量、質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。④資金支撐因素。設(shè)施化系統(tǒng)建設(shè)必須要投入資金，系統(tǒng)設(shè)計(jì)科學(xué)，資金投入合理就能發(fā)揮出資金的效能，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得更大經(jīng)濟(jì)效益。

2.1.4 系統(tǒng)與外部環(huán)境關(guān)系 設(shè)施化系統(tǒng)與外部環(huán)境條件緊密相關(guān)，諸多因素相互關(guān)聯(lián)相互作用系統(tǒng)與環(huán)境之間關(guān)系見圖1所示。

從圖1可以看出，設(shè)施化系統(tǒng)與外部環(huán)境條件因素多關(guān)系復(fù)雜。綜合分析將系統(tǒng)與外部環(huán)境條件接觸歸納為4個(gè)界面，即環(huán)境作用系統(tǒng)、系統(tǒng)輸入與系統(tǒng)作用環(huán)境、系統(tǒng)輸出。處理好這4方面問題，即可建立起環(huán)境有好型設(shè)施化系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)模型建立與功能分析

2.2.1 系統(tǒng)模型的建立及模塊劃分 依據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)要求設(shè)施化系統(tǒng)模型應(yīng)由8個(gè)功能模塊組成，系統(tǒng)運(yùn)行原理與模塊間相互作用關(guān)系，由圖2所示。

其中4個(gè)模塊Y，Q，X，S放置于養(yǎng)殖水體環(huán)境之中，以水體流動(dòng)為載體攜帶的各種化學(xué)、物理與生物量，將各模塊相互鏈接。這4個(gè)模塊是設(shè)施化系統(tǒng)組成的核心部分，外部環(huán)境信息與能量的輸入與系統(tǒng)向外部的輸出主要通過這部分來完成。

模塊T是飼料投喂單元。主要依據(jù)養(yǎng)殖投喂計(jì)劃，定時(shí)、定量的準(zhǔn)確完成飼料投加。

模塊M是養(yǎng)殖模式設(shè)計(jì)單元。為軟模塊屬性，主要是依據(jù)各種信息進(jìn)行綜合分析后制定出優(yōu)化養(yǎng)殖模式與精準(zhǔn)投飼計(jì)劃。

模塊J，K組成信息監(jiān)測分析與運(yùn)行控制系統(tǒng)，是設(shè)施化系統(tǒng)的分系統(tǒng)。通過采集有關(guān)視頻與檢測數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)運(yùn)行指令，對系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行控制。這個(gè)分系統(tǒng)具備人機(jī)對話界面，還要完成人機(jī)對話功能。

2.2.2 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu) 通過圖2可以清楚地反映出系統(tǒng)內(nèi)部模塊化結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)與外部環(huán)境的關(guān)系。整個(gè)系統(tǒng)受外部環(huán)境影響因素有4個(gè)方面，其中自然、物理因素2個(gè)，分別是環(huán)境溫度、水源；物質(zhì)經(jīng)濟(jì)與綜合信息因素2個(gè)，原料供給（包括飼料、魚種和其他投入品）以及在社會(huì)經(jīng)濟(jì)、法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)政策方面。系統(tǒng)對外部環(huán)境的作用與因素3個(gè)，分別是產(chǎn)品的輸出、經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)出以及污泥的排出。排出的污泥經(jīng)過處理加工，制成種植經(jīng)濟(jì)作物的有機(jī)肥料。

2.2.3 系統(tǒng)與模塊功能分析 生產(chǎn)單元模塊Y是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行核心部分，它的輸出即產(chǎn)品輸出，是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)期望值的單元。Q，X，S是輔助性模塊，為模塊Y提供服務(wù)的功能性模塊，根據(jù)模塊Y的負(fù)荷量作具體配置。模塊T是飼料投喂單元，依據(jù)養(yǎng)殖投喂計(jì)劃完成飼料投加。模塊M是系統(tǒng)運(yùn)行分析、優(yōu)化與決策部分，屬于軟件模塊。

模塊J，K組成系統(tǒng)信息監(jiān)測分析與運(yùn)行控制系統(tǒng)，依據(jù)精準(zhǔn)化、自動(dòng)化控制需求進(jìn)行配置。

2.3 設(shè)施化養(yǎng)殖系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì) 在系統(tǒng)建立與系統(tǒng)中模塊功能分配之后，接下來要對模塊接口的“物質(zhì)、能量、信息”的傳遞進(jìn)行分析與規(guī)范，為模塊設(shè)計(jì)組裝對接確定界面參數(shù)。為了清晰展示系統(tǒng)功能、參數(shù)與分析模塊間相互關(guān)系，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算分析，制定出系統(tǒng)模塊接口功能與輸出、輸入關(guān)系分析簡表，見表1。以此為依據(jù)，對系統(tǒng)單元模塊進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。

表1 集約設(shè)施化養(yǎng)殖系統(tǒng)模塊與接口功能分析簡表

2.3.1 單位模塊設(shè)計(jì) 為了方便模塊的設(shè)計(jì)，首先定義養(yǎng)殖生產(chǎn)單位負(fù)荷量。經(jīng)過2年的試驗(yàn)生產(chǎn)實(shí)踐，確定養(yǎng)殖生產(chǎn)1000kg產(chǎn)品為基本設(shè)計(jì)單位。并以養(yǎng)殖成品出塘?xí)r，為單位負(fù)荷設(shè)計(jì)依據(jù)。

2.3.2 模塊設(shè)計(jì)順序 以模塊Y為起點(diǎn)，按其循環(huán)流程對模塊功能設(shè)計(jì)并確定具體量值參數(shù)，以此推導(dǎo)出該模塊的輸出、輸入邊界條件參數(shù)。以邊界條件耦合對應(yīng)為原則，按流程繼續(xù)設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)單元模塊，以此類推完成整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。將各模塊組裝成系統(tǒng)而后再進(jìn)行系統(tǒng)整體評價(jià)，對參數(shù)相互矛盾之處進(jìn)行整體修正與協(xié)調(diào)，最終做到系統(tǒng)優(yōu)化。

2.3.3 模塊功能屬性 ①對系統(tǒng)的8個(gè)單元模塊分析可以看出，模塊Y、Q、X、S同時(shí)放置在池塘水體之中，靠水體循環(huán)流動(dòng)來傳遞物理、化學(xué)、生物量值，模塊間相互影響關(guān)系密切，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)核心部位。②模塊T具有獨(dú)立的屬性，按照飼養(yǎng)要求向水中投放餌料?？梢匀斯げ僮饕部梢允褂脵C(jī)械，若有條件還可以配備電子智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制。③模塊J、K是系統(tǒng)運(yùn)行安全保證單元，在高密度養(yǎng)殖時(shí)其作用尤為重要，水質(zhì)主要理化指標(biāo)必須定時(shí)監(jiān)測。可以采用人工監(jiān)測，也可以安裝電子在線實(shí)時(shí)監(jiān)測和視頻監(jiān)測與自動(dòng)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全保證。④模塊M屬于軟模塊，在做好充分的市場調(diào)研基礎(chǔ)上，對各種外部因素與內(nèi)在條件進(jìn)行全面綜合分析，制定出優(yōu)化工作放案。

2.3.4 確定模塊接口主要參數(shù) 為了系統(tǒng)各模塊的正確設(shè)計(jì)，要通過試驗(yàn)或查詢資料，必須要確定如下參數(shù)，作為模塊設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)依據(jù)：①噸魚耗氧量g/h·t。每噸魚正常生長耗氧與硝化氨合計(jì)耗氧總量；②噸魚水體交換量m3/h。設(shè)計(jì)養(yǎng)殖密度下水體交換量；③水體攜氧量g/m3。養(yǎng)魚設(shè)施水體輸入與排出端溶解氧之差值；④魚體排氨量g/kg·d。每天每kg魚排氨數(shù)量；⑤糞便殘餌量g/kg·d。最好能夠測算出每天每kg魚產(chǎn)生糞便與殘餌數(shù)量。

2.3.5 單位模塊設(shè)計(jì)方法 以生產(chǎn)1000kg商品魚為一基本單位進(jìn)行系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)。根據(jù)總結(jié)歸納試驗(yàn)結(jié)果，整理出“設(shè)施化養(yǎng)殖系統(tǒng)模塊化應(yīng)用設(shè)計(jì)簡表”見表2。

表2 設(shè)施化養(yǎng)殖系統(tǒng)模塊化應(yīng)用設(shè)計(jì)簡表

3 模塊化設(shè)計(jì)在池塘設(shè)施化改造中應(yīng)用的初步嘗試

在2012年應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)方法，對本所淡水試驗(yàn)站池塘進(jìn)行設(shè)施化設(shè)計(jì)與改造，下面將設(shè)計(jì)與實(shí)施過程與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行簡要總結(jié)。

3.1 基本情況與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 選擇淡水試驗(yàn)站內(nèi)3.6畝池塘，經(jīng)清塘改造后水深2.6m。建立設(shè)施化系統(tǒng)，首先要確定系統(tǒng)目標(biāo)即轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)“健康、環(huán)保、高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)”生產(chǎn)模式為系統(tǒng)的總目標(biāo)。將目標(biāo)具體化就是：水體凈化處理循環(huán)使用，不排放廢水；不施加違禁藥品；養(yǎng)殖產(chǎn)量高于傳統(tǒng)生產(chǎn)模式；多品種多規(guī)格同池飼養(yǎng)。按照池塘條件和目標(biāo)要求，建立單池循環(huán)系統(tǒng)模式，如圖3所示。

圖3 單池循環(huán)系統(tǒng)模式

根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)原理將系統(tǒng)分為5個(gè)部分，具體為：①生產(chǎn)單元模塊Y。由養(yǎng)殖漁箱、操作平臺組成；②水循環(huán)單元X。由水車增氧機(jī)、射流曝氣機(jī)組成；③生物處理單元S。由生物包、水生植物組成；④飼料投喂單元T。應(yīng)用太陽能自動(dòng)投料器。

3.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 根據(jù)養(yǎng)殖池塘條件，設(shè)置12個(gè)養(yǎng)殖生產(chǎn)單元，設(shè)計(jì)養(yǎng)殖總產(chǎn)量為12000kg。按照表2設(shè)計(jì)要求，推算出試驗(yàn)池塘設(shè)施化模塊設(shè)計(jì)的具體參數(shù)，見表3。

表3 試驗(yàn)池塘設(shè)施化養(yǎng)殖系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)結(jié)果

4 養(yǎng)殖試驗(yàn)與結(jié)果

4.1 養(yǎng)殖試驗(yàn)過程

4.1.1 魚種投放 自7月5日開始投放魚種，鯉魚規(guī)格為200.89g/尾，在1號至10號魚箱內(nèi)共投放3429kg。羅非魚規(guī)格為446.4g/尾，在11號至12號魚箱內(nèi)共投放1217kg。為了凈化水質(zhì)，在池塘中還投放少量500g/尾的鳙魚魚種。8月16日羅非魚養(yǎng)成出箱后，利用空閑漁箱繼續(xù)養(yǎng)殖莫荷羅非魚，其規(guī)格為40.7g/尾，在11號12號魚箱內(nèi)投放400kg。1號至5號漁箱內(nèi)投放泥鰍與黃顙魚進(jìn)行試驗(yàn)養(yǎng)殖。具體魚種投放情況見表4。

表4 魚種入箱記錄

4.1.2 生物包與水生植物 ①7月6日至7月16日共放入20只生物包，合計(jì)80m3。②自7月24日開始，向池塘中栽培水生植物，主要品種有水蕹菜、水葫蘆和少量水芙蓉，合計(jì)栽培面積約160 m2。

4.1.3 主要水質(zhì)指標(biāo) 水質(zhì)監(jiān)測于7月6日開始進(jìn)行至10月6日結(jié)束，每天定時(shí)測試水溫、溶解氧、氨氮、亞硝酸鹽、pH值及有關(guān)數(shù)據(jù)，觀察并紀(jì)錄魚的生長情況。其第一階段溶解氧、氨氮、亞硝酸鹽數(shù)值見圖4。

在這個(gè)試驗(yàn)階段過程中水溫在26℃至30℃之間，是適于鯉魚和羅非魚及其它養(yǎng)殖魚生長，也是生物包掛膜的適宜溫度。在整個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)日均水中溶解氧在4mg/L至8mg/L之間，一般日均溶解氧達(dá)到5mg/L以上。日均較低值出現(xiàn)在7月19日至7月20日兩天，分別為4.5mg/L與4.3mg/L，其中7月22日早6時(shí)網(wǎng)后測試為3.1mg/L達(dá)到了最低值。在其余時(shí)間日均溶解氧均在5mg/L以上。

從圖4可以看到氨氮與亞硝酸鹽的變化過程，在試驗(yàn)開始的前10天氨氮值有所上升但變化平緩，亞硝酸鹽則呈現(xiàn)出明顯上升趨勢。試驗(yàn)進(jìn)行至17至18天氨氮與亞硝酸鹽的數(shù)值達(dá)到極值，而后卻陡然下降，這種變化與2011年試驗(yàn)結(jié)果相吻合。其后亞硝酸鹽變化雖有波動(dòng)，總體呈下降趨勢，始終保持相對平穩(wěn)的較低水平。

4.2 試驗(yàn)結(jié)果

養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)果及具體魚產(chǎn)量情況，見表5。

表5 養(yǎng)殖產(chǎn)量記錄

4.2.1 鯉魚、羅非魚 8月16日測產(chǎn)驗(yàn)收，羅非魚平均體重718g/尾，成活率94.8，預(yù)測產(chǎn)量為1857.5kg，最終出魚實(shí)際產(chǎn)量為1845 kg，與預(yù)測產(chǎn)量基本相符。9月4日測產(chǎn)驗(yàn)收，鯉魚平均體重786.72g/尾，成活率98.7%，最終實(shí)際產(chǎn)量為10081.3 kg。

4.2.2 莫荷羅非魚、泥鰍 8月21日將莫荷羅非魚投入11號、12號漁箱，一天以后開始攝食，在整個(gè)養(yǎng)殖期間發(fā)現(xiàn)極個(gè)別死魚，體質(zhì)健康攝食力強(qiáng)，生長正常。9月11日將泥鰍投放1號、2號、3號箱內(nèi)養(yǎng)殖，水面放置水葫蘆供泥鰍歇息。三至四天以后開始攝食，成活率約90%左右。9月14日將黃顙魚投放4號、5號箱內(nèi)養(yǎng)殖，入箱以后基本不攝食，在整個(gè)養(yǎng)殖期間每天都會(huì)發(fā)現(xiàn)死魚。究其原因，漁箱內(nèi)水環(huán)境條件不能適應(yīng)其正常生長。

4.2.3 增重分析與池塘養(yǎng)殖負(fù)荷 在整個(gè)養(yǎng)殖過程共消耗飼料12880kg。羅非魚增重628kg，日增重1.09%，平均每尾日增重6.19g/d；鯉魚增重6652kg，日增重2.303%，平均每尾日增重9.93g/d。羅非魚鯉魚合計(jì)總增重7280kg，經(jīng)計(jì)算飼料系數(shù)為1.76。在7月5日起開始投放魚種，到10月23日清塘，實(shí)際產(chǎn)出各種魚總計(jì)13514.9kg，每畝養(yǎng)殖負(fù)荷量為3754.1kg。

4.2.4 產(chǎn)量差距分析 鯉魚、莫荷羅非魚、泥鰍實(shí)際產(chǎn)出數(shù)量均少于預(yù)測產(chǎn)量。經(jīng)分析，因?yàn)椴糠譂O箱有破損情況，部分魚的逃逸造成產(chǎn)量下降；在養(yǎng)殖期間連降暴雨池水上漲漫過池堤，部分逃出漁箱的魚游到其他魚池；后期的管理問題可能也是造成產(chǎn)量差距的又一原因。

5 總結(jié)

①利用模塊化設(shè)計(jì)建立起的設(shè)施化淡水養(yǎng)殖生產(chǎn)系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)清晰、簡便易行、便于對傳統(tǒng)淡水養(yǎng)殖生產(chǎn)的進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與設(shè)施化改造，建立起新的養(yǎng)殖生產(chǎn)模式。新模式適用于多品種、多規(guī)格水產(chǎn)品生產(chǎn)，能夠靈活應(yīng)對市場需求，是實(shí)現(xiàn)最佳的效益和質(zhì)量有效措施。②應(yīng)用系統(tǒng)理論方法歸納總結(jié)出養(yǎng)殖系統(tǒng)與外部環(huán)境條件接觸的4個(gè)界面，分析了相互間的影像與作用關(guān)系，建立起環(huán)境友好型設(shè)施化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本思路。提出了將系統(tǒng)進(jìn)行拆分組合，建立模塊間以接口形式組合對接形成系統(tǒng)方法。③以生產(chǎn)單元為系統(tǒng)設(shè)計(jì)起點(diǎn)，建立起單元模塊之間數(shù)學(xué)關(guān)系和系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序，建立設(shè)施化系統(tǒng)模式的單位模板，使得池塘設(shè)施化養(yǎng)殖系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)變得簡便易行。④通過漁箱水體流速滿足水體交換保證溶氧供應(yīng)。通過對氨氮與亞硝酸鹽的變化過程分析看出，生物處理起到了水質(zhì)凈化作用。水生植物長勢良好，可以食用或用作飼料，即可凈化水質(zhì)又能獲得經(jīng)濟(jì)收益。⑤應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)方法，2012年對我所淡水試驗(yàn)站池塘進(jìn)行設(shè)施化設(shè)計(jì)與改造，主養(yǎng)鯉魚、羅非魚，投入少量鳙魚并試驗(yàn)養(yǎng)殖莫合羅非魚、泥鰍、黃顙，摸索總結(jié)了養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)。在3.6畝池塘中合計(jì)養(yǎng)殖產(chǎn)出總量為13514.9kg，平均3754.1kg/畝。⑥由于設(shè)備制作的原因，推遲至7月5日開始養(yǎng)殖試驗(yàn)，若按正常情況在5月中旬投放魚種以及在9月后期繼續(xù)加強(qiáng)管理，可以采用輪捕輪放養(yǎng)殖方式，預(yù)測運(yùn)用本模式進(jìn)行養(yǎng)殖生產(chǎn)，畝產(chǎn)量達(dá)4000kg～5000kg是安全可行的。⑦養(yǎng)殖模式設(shè)計(jì)單元模塊是實(shí)現(xiàn)綜合效益目標(biāo)的重要軟件設(shè)計(jì)部分。要充分利用模塊化設(shè)施具有的多品種、多規(guī)格、分時(shí)段同時(shí)養(yǎng)殖的獨(dú)特優(yōu)勢，合理設(shè)計(jì)出適應(yīng)市場需求的高收益多品種的養(yǎng)殖計(jì)劃，做到充分利用自然資源的同時(shí)發(fā)揮設(shè)備設(shè)施的潛能，設(shè)計(jì)分時(shí)段養(yǎng)殖反季節(jié)上市生產(chǎn)方式，可在提高經(jīng)濟(jì)效益方面做好文章。

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