Mae Litopenaeus vannamei, a elwir yn gyffredin fel berdys gwyn y Môr Tawel, yn rhywogaeth euryhalin sy'n cael ei werthfawrogi am ei gynnyrch cig uchel, goddefgarwch straen cryf, a thwf cyflym. Mae'n un o'r rhywogaethau berdys pwysicaf sy'n cael ei ffermio yn Tsieina. Ar hyn o bryd, mae'r prif fodelau ffermio ar gyfer L. vannamei yn Tsieina yn cynnwys pyllau awyr agored, pyllau tŷ gwydr bach, a phyllau lefel uchel. Fodd bynnag, ni all cynhyrchu domestig fodloni galw'r farchnad o hyd, sy'n golygu bod angen mewnforion sylweddol. Ar ben hynny, mae ehangu cyflym modelau fel ffermio tŷ gwydr bach wedi amlygu materion fel fframwaith technegol anghyflawn, achosion aml o glefydau, a heriau wrth drin dŵr gwastraff elifiant. Yn erbyn cefndir o eiriol dros gadwraeth adnoddau a datblygu cynaliadwy, mae'r System Dyframaethu Ailgylchredeg (RAS), a gydnabyddir fel model ffermio dwys, effeithlon ac ecogyfeillgar, wedi denu sylw eang yn y diwydiant yn ystod y blynyddoedd diwethaf.
Mae RAS yn defnyddio dulliau diwydiannol i reoli'r amgylchedd dŵr yn weithredol. Mae'n cynnwys defnydd isel o ddŵr, ôl troed bach, llygredd amgylcheddol lleiaf posibl, ac mae'n cynhyrchu cynhyrchion diogel o ansawdd uchel gyda llai o afiechydon a dwysedd stocio uwch. Mae ei gynhyrchiad yn ddigyfyngiad i raddau helaeth gan ddaearyddiaeth neu hinsawdd. Mae gan y model hwn effeithlonrwydd uchel o ran defnyddio adnoddau ac fe'i nodweddir gan fuddsoddiad uchel ac allbwn uchel, sy'n cynrychioli llwybr hanfodol tuag at ddatblygiad cynaliadwy'r diwydiant dyframaethu. Ar hyn o bryd, mae ffermio domestig L. vannamei wedi'i ganoli mewn ardaloedd arfordirol, gan ddefnyddio dŵr môr naturiol yn bennaf. Mae rhanbarthau mewndirol, sydd wedi'u cyfyngu gan argaeledd ffynonellau dŵr a rheoliadau amgylcheddol, yn wynebu diffyg cyfatebiaeth sylweddol rhwng cyflenwad a galw defnyddwyr. Mae archwilio RAS gan ddefnyddio dŵr môr artiffisial mewn ardaloedd mewndirol yn arwyddocaol iawn ar gyfer cyflenwi marchnadoedd lleol a hyrwyddo datblygiad economaidd rhanbarthol. Llwyddodd yr arbrawf hwn i adeiladu RAS dan do ar gyfer L. vannamei mewn lleoliad mewndirol a chynhaliodd gylchred amaethu llwyddiannus. Gall y dulliau a'r data sy'n ymwneud ag adeiladu systemau, paratoi dŵr môr artiffisial, a rheoli fferm fod yn gyfeiriad ar gyfer ffermio mewndirol L. vannamei.
1. Defnyddiau a Dulliau
1.1 Deunyddiau
Cynhaliwyd y treial yn Fferm Fridio Wreiddiol Leiocassis longirostris Talaith Sichuan. Daeth y post-larfal L. vannamei (cam P5) o Sylfaen Huanghua o Qingdao Hainen Aquatic Seed Industry Technology Co., Ltd., ac roeddent mewn iechyd da. Y porthiant a ddefnyddiwyd oedd y brand "Xia Gan Qiang" o Tongwei Group Co, Ltd Ei brif gydrannau oedd: protein crai Yn fwy na neu'n hafal i 44.00%, braster crai Yn fwy na neu'n hafal i 6.00%, ffibr crai Llai na neu'n hafal i 5.00%, a lludw crai Llai na neu'n hafal i 16.00%.
1.2 Paratoi Dŵr Môr Artiffisial
Defnyddiwyd dŵr daear o ffynnon fel y ffynhonnell ddŵr. Cafodd ei drin yn olynol â diheintio (powdr cannu 30 mg / L, wedi'i awyru am 72 h), tynnu clorin gweddilliol (sodiwm thiosylffad, 15 mg / L), a dadwenwyno [asid ethylenediaminetetraacetic (EDTA), 10-30 mg / L] cyn cael ei ddefnyddio ar gyfer paratoi dŵr môr artiffisial.
Paratowyd dŵr môr artiffisial gyda halltedd o 8 gan ddefnyddio crisialau halen môr fel y prif gynhwysyn; rhestrir ei brif gydrannau ynTabl 1. Defnyddiwyd bwyd-gradd CaCl₂, MgSO₄, a KCl i ategu elfennau Ca, Mg, a K. Ar ôl ei baratoi, defnyddiwyd bwyd-gradd NaHCO₃ i addasu cyfanswm yr alcalinedd i 250 mg/L (fel CaCO₃), a defnyddiwyd NaHCO₃ ynghyd ag asid citrig monohydrate i addasu'r pH i 8.2–8.4.
1.3 RAS Adeiladu
1.3.1 Cysyniad Dylunio Cyffredinol
Gan gyfuno dyluniad annibynnol â chymhwysiad integredig, lluniwyd RAS ar gyfer L. vannamei gan ddefnyddio triniaeth gorfforol aml-gam a biohidlo. Gweithredwyd strategaethau gweithredu system cyfatebol, protocolau addasu ansawdd dŵr, a strategaethau bwydo gwyddonol yn unol â gofynion twf y berdys ar wahanol gamau, gan anelu at weithrediad sefydlog, mewnbwn economaidd, ac allbwn effeithlon.
1.3.2 Llif Prif Broses a Pharamedrau Technegol
Addaswyd -system ffermio pysgod sy'n seiliedig ar gynhwysydd presennol i sefydlu'r L. vannamei RAS, sy'n cynnwys tanciau meithrin, dyfais casglu cregyn/gronynnol cyfansawdd (draeniad tair ffordd), biohidlydd, pympiau cylchrediad, ac ati. Dangosir llif y broses ynFfigur 1.
Cyfanswm cyfaint dŵr cynlluniedig y system oedd 750 m³, gyda chyfaint system trin dŵr o 150 m³ a chyfaint diwylliant effeithiol o 600 m³. Y llwyth diwylliant a ddyluniwyd oedd 7 kg/m³. Rhestrir paramedrau technegol allweddol ynTabl 2.
1.3.3 Dyluniad Strwythurol
Trefnwyd y chwe thanc meithrin wythonglog yn ddwy res. O ystyried cyfleustra rheoli, sefydlogrwydd amgylcheddol, a chost buddsoddi, prif strwythur y tanciau oedd concrit brics. Dimensiynau oedd: hyd 10.0 m, lled 10.0 m, dyfnder 1.2 m, gydag ymylon torri o 3.0 m. Y cyfaint dŵr effeithiol fesul tanc oedd 100 m³. Roedd gan waelod y tanc lethr (16%) tuag at y draen canolog (Ffigur 2).
Roedd y ddyfais ddraenio tair ffordd yn cynnwys casglwr canolog (ar gyfer berdys marw, cregyn, a gronynnau mawr), casglwr gwaddodiad llif fertigol (ar gyfer cregyn wedi torri, gronynnau canolig, feces), a blwch casglu draeniau ochr seiffon (ar gyfer cregyn mân a-i-gronynnau bach) (Ffigur 2).
Roedd un ochr i'r tanc cyflyru yn cynnwys ffrâm cyfryngau brwsh plastig ar gyfer casglu a thynnu cregyn a gronynnau o'r gollyngiad tanc. Gellid gwneud addasiadau ar gyfer calsiwm, magnesiwm, cyfanswm alcalinedd, a pH yn y tanc hwn. Cyfaint y tanc oedd 20 m³, gydag amser cadw hydrolig o 0.13 h.
Roedd y pwmp cylchrediad wedi'i leoli ar ochr arall y tanc cyflyru, gan ddefnyddio pwmp un cam ar gyfer effeithlonrwydd ynni. Yn seiliedig ar ecoleg berdys a llwyth, dyluniwyd y gyfradd ailgylchredeg 2-6 gwaith y dydd. Cyfradd llif pwmp oedd 150 m³/h, pen 10 m, pŵer 5.5 kW.
Roedd sawl bag hidlo yn yr hidlydd brwsh. Roedd y bagiau wedi'u cysylltu trwy ffitiadau pibell â'r fewnfa hidlo, wedi'u cysylltu â chlampiau. Aeth elifiant i mewn i'r bagiau trwy bibellau. Gwnaed y bagiau o Polypropylen (PP), wedi'u llenwi â chyfryngau brwsh plastig, gan ryng-gipio gronynnau mwy na 0.125 mm i bob pwrpas. Roedd y tanc cyfryngau elastig yn cynnwys corff y tanc (petryal, dyfnder 2 m), fframiau grid (cyfochrog â'r wyneb), a chyfryngau elastig wedi'u gosod ar y fframiau (Ffigur 3). Roedd y cyfryngau yn cynnwys nifer o gylchoedd plastig cylch dwbl gyda ffilamentau polyester, gan ffurfio bwndeli ffibr wedi'u dosbarthu ledled y tanc. Roedd ei egwyddor weithredol yn cynnwys creu effaith gwaddodiad llif araf trwy ryng-gipio'r cyfryngau a defnyddio'r biofilm a ffurfiwyd ar ei wyneb i amsugno, dadelfennu a thrawsnewid nitrogen a ffosfforws anorganig.
Roedd y biohidlydd yn cynnwys corff y tanc (petryal, dyfnder 2 m), cydrannau awyru, a bio-gyfrwng (Ffigur 4). Roedd y cynulliad awyru yn cynnwys pibellau dosbarthu aer. Aeth aer i mewn o'r brig a'i ryddhau o'r gwaelod, gan greu patrwm llif cwbl gymysg. Cafodd y tanc ei lenwi â chyfryngau Adweithydd Biofilm Gwely Symudol (MBBR). Trwy wella nitrifier wedi'i dargedu ac addasu alcalinedd, mae nifer fawr o facteria nitreiddio ynghlwm wrth y cyfryngau, yn bwyta deunydd organig ac yn cael gwared ar amonia a nitraid, gan adeiladu biohidlydd nitreiddio. Roedd pibellau mewnfa ac allfa ar yr ochrau gyferbyn, gyda sgrin allfa ar y wal fewnol. Yn y treial hwn, gosodwyd cyfaint effeithiol biofilter ar 25% o gyfaint diwylliant y system, gyda chymhareb llenwi cyfryngau o 30%, gan ddefnyddio cyfryngau K5.
Cyfunodd awyru systemau ddulliau ocsigen mecanyddol a pur. Pan oedd Ocsigen Toddedig (DO) yn uchel, roedd awyru mecanyddol yn sylfaenol: gan ddefnyddio -chwythwr fortecs pwysedd uchel a thiwbiau microfandyllog o ansawdd uchel fel tryledwyr i wneud y mwyaf o effeithlonrwydd trosglwyddo O₂ a lleihau sŵn. Pan oedd DO yn isel, ychwanegwyd awyru ocsigen pur: gan ddefnyddio generadur ocsigen + llafn gwthio dŵr swigen micro. Mae crynodiad O₂ allbwn y generadur ocsigen yn uwch na 90%, wedi'i wasgaru trwy ddisg seramig nano yn y llafn gwthio. O dan lwyth uchel, roedd generadur ocsigen + cyfuniad côn ocsigen yn gweithredu fel awyriad cynorthwyol, gan ddefnyddio pwmp atgyfnerthu i greu dŵr gor-dŵr gorlawn ocsigen yn y côn.
1.4 Mesur Ansawdd Dŵr
Mesurwyd crynodiadau amonia a nitraid (fel N) gan ddefnyddio dadansoddwr dŵr aml-baramedr Aokedan. Mesurwyd Cyfanswm Solidau Ataliedig (TSS) gan ddefnyddio dadansoddwr paramedr aml-baramedr Hach DR 900.
1.5 Rheolaeth Fferm a Gweithredu System
Dechreuodd y treial ar Awst 8, 2022, gan bara 74 diwrnod. Roedd y chwe thanc wedi'u stocio. Maint y stocio oedd 961 o unigolion/kg, dwysedd oddeutu 403 o unigolion/m³, sef cyfanswm o 241,800 o larfâu post. Roedd amlder bwydo yn 6 gwaith y dydd, gyda dogn dyddiol yn gostwng o tua 7.0% (cynnar) i 2.5% (hwyr) o'r biomas amcangyfrifedig.
Dechreuodd cylchrediad y system 3 diwrnod ar ôl-stocio, 2 gylchred/diwrnod i ddechrau, gan gynyddu i 4 cylch/diwrnod yn ddiweddarach. Yn gynnar yn y treial, cafwyd draeniad dyddiol, gan ailgyflenwi'r dŵr a gollwyd i ddraenio ac anweddiad yn unig. Yn ddiweddarach, roedd y draeniad yn dilyn pob bwydo (1 awr ar ôl), gyda chyfnewid dŵr dyddiol yn llai na 10% o'r cyfaint ailgyflenwi cyfnod cynnar.
Defnyddiwyd awyru mecanyddol (chwythwr fortecs) i ddechrau. Oherwydd cynnydd yn y llwyth system yn ddiweddarach, defnyddiwyd cyfuniad o awyru mecanyddol, generadur ocsigen + nano - ddisg seramig, a generadur ocsigen + côn ocsigen.
Mesurwyd DO, tymheredd, pH, amonia, a nitraid yn y tanciau yn rheolaidd. Arsylwyd a chofnodwyd tyfiant berdys a bwydo.
1.6 Prosesu a Dadansoddi Data
Trefnwyd data gan ddefnyddio WPS Office Excel. Crëwyd graffiau gan ddefnyddio Origin 2021.
Defnyddiwyd y fformiwlâu canlynol i gyfrifo cyfradd cyfnewid dŵr (R), cymhareb trosi porthiant (FCR), a chyfradd goroesi (RS):
R = 100% × V₁ / (V × t) ... (1)
FCR = W / (Wₜ − W₀) ... (2)
RS = 100% × S / N ... (3)
Lle: R yw cyfradd cyfnewid dŵr dyddiol (%/d); V₁ yw cyfanswm cyfaint dŵr cyfnewid (m³); V yw cyfanswm cyfaint dŵr y system (m³); t yw dyddiau diwylliant (ch). DdCRyw cymhareb trosi porthiant; W yw cyfanswm mewnbwn porthiant (kg); Wₜ ac W₀ yw màs cynhaeaf terfynol a màs stocio cychwynnol (kg). RSyw cyfradd goroesi (%); S yw'r cyfanswm a gynaeafwyd (unigolion); N yw cyfanswm y nifer a stociwyd (unigolion).
2. Canlyniadau
2.1 Cyfnewid Dŵr
Yn ystod y treial, cyfanswm y cyfnewid dŵr oedd 1,000 m³, gyda chyfradd cyfnewid dyddiol gyfartalog o 1.8%.
2.2 Amonia a Nitraid
Arhosodd crynodiad amonia yn y tanciau o dan 1.3 mg/L (ac eithrio diwrnod 5), ac arhosodd crynodiad nitraid yn is na 1.6 mg/L, y ddau ar lefelau cymharol sefydlog (Ffigur 5).
Yn y cyfnod cynnar (15 diwrnod cyntaf), gostyngodd amonia tanc yn gyflym tra cynyddodd nitraid yn gyflym, gan nodi sefydlu biofilm yn y biohidlydd a throsi amonia yn nitraid. Yng nghanol-cyfnod (15-50 diwrnod), gyda mwy o borthiant, arhosodd crynodiadau amonia a nitraid yn sefydlog, gan ddangos amonia cydamseredig ac ocsidiad nitraid yn y biohidlydd a gweithrediad y system sefydlog. Ar ôl diwrnod 50, dangosodd amonia a nitraid duedd ar i lawr, o bosibl yn dangos gallu nitreiddio gwell a system fwy aeddfed. Ni ellid cadarnhau hyn ymhellach wrth i'r treial ddod i ben.
Ffigur 6yn dangos bod tueddiadau amonia yn y fewnfa a'r allfa biofilter yn debyg, ond mae'r bwlch rhwng y cromliniau wedi ehangu'n raddol, gan ddangos bod gwared amonia wedi gwella. Roedd y cromliniau nitraid ar gyfer mewnfa ac allfa bron yn gorgyffwrdd ac nid oeddent yn dangos tuedd gynyddol gyffredinol, sy'n awgrymu bod y system wedi cynnal gallu ocsideiddio nitraid tan y diwedd.
2.3 Ocsigen Toddedig a Chyfanswm Alcalinedd
Fel y dangosir ynFfigur 7, er gwaethaf cynyddu llwyth system, mae'r dulliau awyru cyfunol cynnal tanc DO uwch na 6 mg/L. At hynny, trwy ychwanegu NaHCO₃, cadwyd cyfanswm yr alcalinedd rhwng 175-260 mg/L.
2.4 Cyfanswm Solidau Ataliedig
Dangosir tueddiadau mewn crynodiad TSS ar bwyntiau system allweddol ynFfigur 8. Roedd y TSS yn y mewnlif i'r casglwr gwaddod llif fertigol a'r blwch ochr seiffon (rhan o'r draeniad tair ffordd) yn adlewyrchu tueddiadau TSS yn y tanciau. Ar y cyfan, cynyddodd TSS yn raddol, gan sefydlogi yn ystod cyfnodau canol{{3}hwyr (ar ôl diwrnod 35), a dangosodd duedd ar i lawr drwy gamau triniaeth olynol.
2.5 Canlyniadau Ffermio
Cyfanswm y stocio oedd 241,800 o larfâu post, maint cyfartalog o 0.52 g, ar draws 6 thanc ar ddwysedd cyfartalog o 403 o unigolion/m³. Ar ôl 74 diwrnod, cyfanswm y cynhaeaf oedd 3,012.2 kg, maint cyfartalog 15.82 g, goroesiad cyfartalog 78.75%, cynnyrch cyfartalog 5.02 kg / m³. Cyfanswm y mewnbwn porthiant oedd 3,386.51 kg, FCR1.18. Cyfanswm y costau a gyfrifwyd (had, porthiant, cynhyrchion iechyd, trydan, dŵr môr artiffisial, diheintio) oedd 155,870.6 CNY. Roedd refeniw o werthiannau berdysyn yn 192,780.8 CNY, gan arwain at elw o 36,910.2 CNY ar gyfer y cylch.
3. Trafodaeth
Yn y blynyddoedd diwethaf, mae RAS wedi dod yn gyfeiriad addawol iawn i ffermio L. vannamei. Adeiladodd y treial hwn RAS gan gynnwys tanciau meithrin, casgliad cregyn/gronynnol cyfansawdd, hidlydd brwsh, biohidlydd, ac offer awyru, a chynhaliodd un cylch o ffermio mewndirol dan do yn llwyddiannus.
O'i gymharu â RAS traddodiadol, mae'r system hon yn symlach. Yn strwythurol, roedd yn hepgor offer fel hidlwyr drwm a sgimwyr protein, sydd â chostau sefydlog a chynnal a chadw cymharol uwch. Yn lle hynny, defnyddiodd ddyfeisiadau trin dŵr symlach i greu triniaeth gyfansawdd aml-lefel ar gyfer gronynnau a llygryddion toddedig, gan gyflawni rheolaeth dda ar ansawdd dŵr gyda phrosesau symlach a chost is.
Trwy ddefnyddio amrywiol ddulliau rheoli ansawdd dŵr wedi'u teilwra i wahanol gamau twf a llwythi system, roedd y system yn cynnal amonia a nitraid o dan 1.3 a 1.6 mg / L, yn y drefn honno, a DO yn uwch na 6 mg / L, gan gyflawni cynnyrch o 5.02 kg / m³ yn y pen draw. Mae hyn yn agos at ganlyniadau o Yang Jing et al. Ar ben hynny, roedd y system trin dŵr yn rheoli'r gyfradd gyfnewid ddyddiol gyfartalog i 1.8%, gan ddefnyddio ei gapasiti trin yn llawn a lleihau costau'n sylweddol.
Mae RAS yn cynnig manteision amgylcheddol, diogelwch cynnyrch, a llai o afiechydon. Oherwydd cyfyngiadau cludiant, mae gan L. vannamei botensial marchnad gwych yn fewndirol. Mae cynnal RAS ar gyfer L. vannamei mewndirol yn cyd-fynd â thueddiadau diwydiant. Mae ffermio berdysyn mewndirol ar hyn o bryd yn ddŵr croyw yn bennaf, gyda chynnyrch ac ansawdd ar ei hôl hi o gymharu â ffermio morol. Roedd defnyddio dŵr môr artiffisial yn y treial hwn yn mynd i'r afael yn rhannol â'r bwlch hwn. Fodd bynnag, mae cost uchel bresennol dŵr môr artiffisial yn golygu bod angen optimeiddio prosesau RAS ar gyfer tynnu nitrogen a ffosfforws i alluogi ailddefnyddio dŵr, sy'n ffordd effeithiol o leihau costau a dylai fod yn ffocws ymchwil allweddol ar gyfer mewndirol L. vannamei RAS.
FCRyn ddangosydd pwysig ar gyfer perfformiad RAS. Y rownd derfynol FCRo 1.18 yn y treial hwn yn debyg i ffermio dwys traddodiadol. Fel system gaeedig, mantais RAS yw ailddefnyddio mewnbwn. Yn seiliedig ar wella gallu trin dŵr, llunio strategaethau bwydo manwl gywir i ostwng FCRddylai fod y ffocws optimeiddio nesaf.