規模化養殖水環境中微生物采樣技術的應用研究

齊艷君

山東畜牧獸醫職業學院，山東濰坊 261061

水產養殖是人為控制下繁殖、培育和收獲水生動植物的生產活動。一般包括在人工飼養管理下從苗種養成水產品的全過程。水產養殖有粗養、精養和高密度精養等方式。粗養是在中、小型天然水域中投放苗種，完全靠天然餌料養成水產品，如湖泊水庫養魚和淺海養貝等。精養是在較小水體中用投餌、施肥方法養成水產品，如池塘養魚、網箱養魚和圍欄養殖等。高密度精養采用流水、控溫、增氧和投喂優質餌料等方法，在小水體中進行高密度養殖，從而獲得高產，如流水高密度養魚、蝦等。

一些規模化的水廠養殖擁有廣大的水產養殖水域，這些水域面積較大，在養殖時，需要經常對各個區域的水質環境進行檢測，而普通的水質采樣方式耗費人力較大；現有一些利用無人機進行水質采樣的方式，如無人機攜帶吊桶采樣，這種方式，單次取樣量過大，容易影響無人機平衡，這種方式無人機的飛行速度不宜過快，且樣品容易灑落；而另一種采用水泵抽吸的方式，在單次取樣后，水泵內以及水管內的殘留會影響下次取樣的樣品。

1 規模化養殖水質采樣技術的結構設計

如圖1～3，規模化養殖水質采樣器，包括可遠程控制的無人機13以及中空箱1，中空箱1固定安裝在無人機13的下部，中空箱1的內部安裝有水泵17，中空箱1的內部還設置有取樣室19，水泵17的進水口連通有抽水管16，抽水管16的一端貫穿于中空箱1的下部并連接有取樣管8，水泵17的出水口連通有出水管18，出水管18的一端連通于取樣室19的一側，取樣室19的下部安裝有取樣瓶6，且取樣室19的下部連通有排水管7，水泵17上還連接有用于供電的連接線5。

圖1 中空箱的外部結構示意圖

圖2 停機架的結構示意圖

圖3 中空箱的內部側視結構示意圖

2 停機架、凈水箱、廢水箱和繼電器的布置

還包括有停機架10，停機架10固定連接在底座9上，底座9上還設置有凈水箱11以及廢水箱12，中空箱1的兩側分別固定連接有便于停機的外支撐架3。

在無人機13的內部還安裝有受控于無人機內控制器的繼電器開關，連接線5的一端貫穿無人機13并與該繼電器開關連接，具體在連接時，連接線5通過繼電器開關的常開端與無人機13的電源連接，而繼電器開關的線圈與無人機內控制器連接。

3 中空箱的結構設計

中空箱1的上部表面開設有螺紋盲孔2，無人機13的底部固定連接有L形支撐腳14，L形支撐腳14通過螺栓15固定安裝在中空箱1上部表面，螺栓15的一端貫穿L形支撐腳14與螺紋盲孔2連接。取樣室19的底部開設有螺紋通孔，取樣瓶6的上端口部設置有與該螺紋通孔連接的外螺紋，通過螺紋通孔便于取樣瓶6的拆裝，操作方便。取樣管8的上端設置有螺紋部，抽水管16的一端內部設置有與該螺紋部配合的內螺紋，而取樣管8通過螺紋設置便于更換。中空箱1的外側固定連接有防護氣囊4，防護氣囊4主要起到防護作用，在意外或無人機故障后，降落后會漂浮在水面上，不會下沉，便于打撈。排水管7設置為弧形彎管結構，排水管7在設計時，避免與取樣瓶6過近，保留一定的操作空間。

4 規模化養殖水質采樣實驗方法的說明

在使用時，通過遠程控制無人機13懸浮在水面指定位置的上方，取樣管8的下端沉入水中，通過遠程控制打開水泵17進行抽水取樣，然后保持出水管18下端持續排水30 s后，關閉水泵17；控制無人機13返航并停落在停機架10上（注意抽水管16的下端沉到凈水箱11的水面下，而排水管7以及取樣瓶6位于廢水箱12上方），然后拆下取樣瓶6（取樣瓶6上可以設置有刻度）并倒掉一些并保留部分樣品；然后控制水泵17開啟，抽取凈水對水泵17內部實現自清洗，保持30 s以上，然后關閉水泵17；安裝好新的取樣瓶6，起航進行下一位置點的取樣，以此循環。

5 結論

本規模化養殖水質采樣器通過控制無人機攜帶取樣機構，可以定點懸浮在水面上方進行水質取樣，操作方便，尤其在大規模的養殖水域上，節省人力，且樣品采樣時直接采用上端口部較小的瓶裝方式，飛行時不宜灑落；還獨立設置停機架，在取樣后，可以實現對取樣機構的水泵以及水管進行清洗，避免內部殘留影響下次采樣的樣品，且操作簡單方便。