封閉式工船養(yǎng)殖大黃魚容量的計算及其評估

李明云，苗亮，陳炯，俞淳，李鵬

[1.寧波大學(xué)，教育部應(yīng)用海洋生物技術(shù)重點實驗室，浙江 寧波315211；2.國信(臺州)漁業(yè)有限公司，浙江 臺州317000]

深遠海養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展催生了養(yǎng)殖工船，工船養(yǎng)殖不僅使在離岸高海況海域開展海水魚養(yǎng)殖成為可能，而且可推動我國新一輪海水養(yǎng)殖浪潮的興起，助力我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)向深遠海發(fā)展，加快“海上糧倉”建設(shè)。養(yǎng)殖工船主要有通海型和封閉型兩種類型。國信控股藍谷公司已著手建造10萬噸級封閉型養(yǎng)殖工船，開展將大型貨輪改裝成封閉型工船進行前期養(yǎng)殖大黃魚中試。封閉型養(yǎng)殖工船是可移動的養(yǎng)殖工船，可根據(jù)大黃魚生長發(fā)育適宜的生態(tài)環(huán)境以及不同季節(jié)選擇深遠海最適的幾個海域進行游弋式養(yǎng)殖。封閉型工船養(yǎng)殖大黃魚首先要解決的是養(yǎng)殖容量問題，由于沒有相關(guān)的封閉式養(yǎng)殖工船和工廠化養(yǎng)殖大黃魚的養(yǎng)殖容量數(shù)據(jù)，只能根據(jù)網(wǎng)箱養(yǎng)殖的數(shù)據(jù)確定放養(yǎng)量，因此缺乏理論支撐和科學(xué)合理的依據(jù)。由此可能出現(xiàn)兩種結(jié)果，一種可能是密度過高而造成生長緩慢、個體瘦小，甚至缺氧死亡；另一種可能是放養(yǎng)密度過低，不僅會浪費水體，還會因此而降低產(chǎn)量和經(jīng)濟效益。為了解決實際應(yīng)用問題，本研究對封閉式工船養(yǎng)殖大黃魚容量進行了理論研究計算，并對計算公式相關(guān)參數(shù)和溶氧調(diào)控進行了評估，研究結(jié)果可為大黃魚工船養(yǎng)殖或工廠化養(yǎng)殖單位提供養(yǎng)殖容量依據(jù)。

一、養(yǎng)殖容量設(shè)計與計算方法

養(yǎng)殖容量計算公式的設(shè)計是基于能滿足大黃魚生長發(fā)育的氧氣消耗總量與輸入養(yǎng)殖艙水體的氧氣總量達到平衡為依據(jù)。因為在深海大洋中進行游弋式養(yǎng)殖，可忽略不計生物耗氧量，只考慮養(yǎng)殖對象對溶氧的消耗總量，計算時只要獲得海水的溶氧、大黃魚的臨界溶氧、大黃魚的耗氧率等數(shù)據(jù)，便可進行計算。

1.計算公式設(shè)計

根據(jù)養(yǎng)殖模式設(shè)計在一定流量下的計算公式：

W1＝(DO1－DO2)Q/R

式中：W1為最大放養(yǎng)量(千克/米3)，DO1為輸入溶氧(克/米3)，DO2為大黃魚臨界溶氧(克/米3)，Q為注入水流量(米3/時)，R為大黃魚的耗氧率［克/(千克·時)］。

該公式體現(xiàn)養(yǎng)殖工船養(yǎng)殖艙放養(yǎng)大黃魚的密度與水中溶氧直接相關(guān)，而艙中溶氧與流水量相關(guān)，因為養(yǎng)殖艙是封閉的，艙中的溶氧是由輸入的海水帶來的，所以計算放養(yǎng)量可以將養(yǎng)殖倉中溶氧作為主要因素來考慮。

溶氧除了海水輸入以外，可以采用其他增氧手段，在額外增氧的條件下，其計算公式為：

W2＝(DO3＋DO1－DO2)Q/R

式中：W2為最大放養(yǎng)量(千克/米3)，DO3為艙底微孔輸入氧量(克/米3)，DO2為大黃魚臨界溶氧(克/米3)，DO1為輸入溶氧(克/米3)，Q為注入水流量(米3/時)，R為大黃魚的耗氧率［克/(千克·時)］。

該公式是在輸入海水加微孔增氧條件下，除了輸入海水帶來的氧量外，還有通過微孔增氧增加的氧量，供氧量增加后，相應(yīng)大黃魚的養(yǎng)殖密度可以提高，以便充分利用水體，提高養(yǎng)殖產(chǎn)量，增加經(jīng)濟效益。

2.計算方法

以我國東南部外側(cè)海區(qū)12月－翌年1月，下水中試1號工船單艙水體280米3為例進行測算。該季節(jié)東南部外側(cè)海區(qū)平均溶氧為5.8克/米3，大黃魚的臨界溶氧為3克/米3。每更換養(yǎng)殖艙水1次，其流量為0.041 67米3/時，若更換10次，其流量為0.416 7米3/時。8克/尾的大黃魚苗耗氧率為0.283 36克/(千克·時)。經(jīng)計算不同規(guī)格大黃魚的耗氧率：350克/尾的為0.208 3克/(千克·時)，400克/尾 的 為0.193 8克/(千 克·時)，450克/尾的為0.182 3克/(千克·時)，500/尾的為0.170 8克/(千克·時)。在更換艙水加微孔增氧條件下采用層疊式增氧機，每艙分配0.75千瓦，其增氧能力為1.7千克/時(參照說明書)。

二、計算結(jié)果

1.不同流量條件下的養(yǎng)殖容量

不同流量、不同規(guī)格的放養(yǎng)量，計算結(jié)果詳見表1。由表1可知，在同樣的日換水率條件下，隨著養(yǎng)殖魚規(guī)格增大，放養(yǎng)重量增加，以日換水率1 200%為例，從每立方米水體總養(yǎng)殖量6.72千克增加至8.20千克，但放養(yǎng)尾數(shù)反而減少；仍以日換水率1 200%為例，從每立方米水體的350克/尾放養(yǎng)量19尾減少至500克/尾的16尾。而隨著日換水率的增加，養(yǎng)殖容量有較大幅度增加，以規(guī)格500克/尾為例，總養(yǎng)殖量從6.83千克/米3增加至10.93千克/米3，即從放養(yǎng)14尾/米3增加到可放養(yǎng)22尾/米3。

表1 不同換水率、放養(yǎng)規(guī)格條件下的放養(yǎng)量千克/米3

2.不同流量和微孔增氧條件下的養(yǎng)殖容量

在微孔增氧條件下，養(yǎng)殖容量出現(xiàn)大幅度增加，詳見表2。在同樣日換水率條件下，以放養(yǎng)規(guī)格500克/尾為例，日換水率1 000%，通過微孔增氧總的養(yǎng)殖量增加4.15千克/米3，可增加放養(yǎng)量8尾/米3，達到22尾/米3；日換水率1 600%，通過微孔增氧總的養(yǎng)殖量增加6.65千克/米3，可增加放養(yǎng)量13尾/米3，達到35尾/米3。

表2 微孔增氧條件下的放養(yǎng)量 千克/米3

三、討論

該新型養(yǎng)殖工船處于試驗摸索階段，其養(yǎng)殖容量的研究迄今未見有文獻報道。但養(yǎng)殖容量的問題直接關(guān)系養(yǎng)殖成敗、經(jīng)濟效益等問題。養(yǎng)殖容量太大，即養(yǎng)殖密度太高，輕則會影響大黃魚的生長發(fā)育和品質(zhì)特性，重則會導(dǎo)致養(yǎng)殖魚缺氧死亡。國信控股養(yǎng)殖工船中試1號操作方案中，規(guī)格350克/尾的放養(yǎng)量為12.50千克/米3，500克/尾的放養(yǎng)量為17.14千克/米3，這與筆者的計算結(jié)果有一定差距。究其原因可能與養(yǎng)殖錨地的海水溶氧參數(shù)不同有關(guān)，其計算的溶氧參數(shù)為7.5克/米3以上，而本研究則是根據(jù)李富榮報道的平均5.8克/米3為參數(shù)進行計算?？梢娫O(shè)計的養(yǎng)殖容量計算公式是適用的。因此在確定養(yǎng)殖容量時，一定要掌握工船養(yǎng)殖海域的溶氧狀況以及其他環(huán)境條件。

微孔增氧普遍應(yīng)用于工廠化育苗、養(yǎng)殖，以及大棚養(yǎng)殖對蝦。封閉式工船養(yǎng)殖是將陸上的工廠化養(yǎng)殖搬到大海中去養(yǎng)，所以微孔增氧養(yǎng)殖也適用于養(yǎng)殖工船，這對于提高養(yǎng)殖容量、促進生長、改善流水增氧的死角和減少病害都有作用。雖然在大海中可以通過增加流量增氧(即增加更換養(yǎng)殖用水次數(shù))，但由空氣溶入海水中的氧是有限的，通過微孔增氧可以增加水中的單位水體溶氧。增氧機的配置要根據(jù)養(yǎng)殖艙的水體大小和深度等考慮，微孔管或氣頭的設(shè)置要合理。通過微孔增氧可增加養(yǎng)殖容量，但同時要考慮養(yǎng)殖的品質(zhì)問題。養(yǎng)殖容量增加后，可能會比較擁擠，影響大黃魚的活動空間，但同深水網(wǎng)箱可養(yǎng)殖20～40千克/米3、最高設(shè)計不超過40～50千克/米3相比較，養(yǎng)殖工船日換水率1 600%，再通過微孔增氧，最高養(yǎng)殖密度只有17.58千克/米3，養(yǎng)殖空間還是比較寬松的，加之24小時更換水量大，平均流速達到0.3米/秒以上，符合大黃魚品質(zhì)提升的生態(tài)因子要求。

工船養(yǎng)殖有其特殊性，要掌握溶氧調(diào)控情況，首先是每到一個養(yǎng)殖錨地要進行環(huán)境因子測量，根據(jù)實測的環(huán)境因子數(shù)據(jù)調(diào)整操作方案；其次是監(jiān)測養(yǎng)殖艙內(nèi)各種理化因子的變化，尤其水流、溶氧、水溫等變化，根據(jù)變化調(diào)整流量等；第三要改變近海小網(wǎng)箱每天早晚投喂2次飽食的操作，改為少量多次半飽投喂法，以防飽食后，耗氧量和排泄物瞬時增加，引起一時缺氧和水質(zhì)污染；第四是時刻檢查觀察發(fā)電機組、充氧泵、水泵等是否正常運轉(zhuǎn)。除了溶氧控制管理外，還需要加強防病工作，要設(shè)立小型實驗室，備足相關(guān)藥物。