基于循环水养殖大口黑鲈摄食行为反馈的自适应投饲系统研究

摘要

循环水养殖模式下如何实现饲料高效投喂不仅是生产管理上的难题，亦是实现福利化养殖需要解决的关键科学问题。目前，我国的投饲机械普遍存在着精准性差、智能程度低和稳定性差等问题。为解决此类问题，本文以大口黑鲈(Micropterus salmoides)为研究对象，通过引用一种基于水体流场特征的鱼类摄食活跃程度量化方法，对大口黑鲈的摄食活跃程度进行量化分析，并将量化结果作为对鱼群饥饿状态的判定依据。同时，依据量化结果制定相应的投饲策略，并以此为基础，设计研发出一款用于循环水养殖模式下的自适应投饲机，并通过与传统的定时定量式投饲机对比的方式，对其实际投喂效果进行了研究。具体的研究内容和结果如下: 1.针对室内循环水养殖的特点，引用一种基于水体流场特征的鱼类摄食活跃程度量化方法，并对其是否适用于量化大口黑鲈的摄食活跃程度进行研究。研究表明，在4种不同肠胃饱食指数（分别为0.36±0.04、1.21±0.12、1.45±0.17、1.85±0.21）下，通过与CVFAI函数和SBCS函数对大口黑鲈鱼群摄食活跃程度的量化结果进行比较，结果表明该方法取得的量化效果优于另外两种，即所引用的方法适用于大口黑鲈。但其弊端是当养殖对象过小或养殖密度不足以搅动水体以达到水面反光区域变动或者反光区域变化不显著时，该方法则不再适用。 2.基于上述大口黑鲈摄食活跃程度量化方法，设计研发出一款用于室内循环水养殖大口黑鲈的自适应投饲机，主要包括投饲装置、轨道结构和投饲控制系统的设计，以及硬件选型和样机试制与调试等工作。所设计的投饲机采用一种定时变量投喂方式，无需设定具体的投饲量，投饲量由当下投饲过程中的鱼群摄食活跃程度决定，投饲机可自我判断每餐的投饲量，以满足鱼群所需。 3.针对上述设计研发的投饲机在实际循环水养殖过程中的适应性进行探究，以大口黑鲈幼鱼(32±5g)为实验对象，通过与传统的定时定量投饲机对比投饲的方式，展开养殖试验。试验结束后，分别对两种投饲方式下的大口黑鲈幼鱼的生长、生理和免疫等指标进行分析研究，获得结果如下: 1)自适应投饲方式可以较好的满足大口黑鲈摄食需求，减少饲料浪费，同时可以弱化分级现象; 2)自适应投饲方式和定时定量投饲方式在大口黑鲈存活率、肝体指数和肥满度方面无显著性差异（P＞0.05）;但在增重率方面，自适应组比定时定量组高30.17％(P＜0.05);在饲料系数方面，自适应组比定时定量组降低了0.21(P＜0.05);在特定生长率方面，自适应组比定时定量组高0.22％(P＜0.05)，这表明自适应投饲方式鱼群生长速度较快，因此要优于定时定量投饲方式; 3)各组在皮质醇、超氧化物歧化酶和丙二醛方面无显著性差异（P＞0.05）;在溶菌酶方面，定时定量组比自适应组高出4.73nmol/mg(P＜0.05)。从上述1）和2)结果可得，定时定量组因不能较好地满足鱼类摄食需求，使之出现短时间的饥饿状态，刺激溶菌酶活力升高; 4)各组的水分、灰分和粗脂肪含量无显著性差异（P＞0.05）;在粗蛋白含量方面，定时定量组比自适应组高3.99％(P＜0.05）; 5)各组的肝脏淀粉酶、肠淀粉酶、肝脏脂肪酶、肠脂肪酶、肝脏蛋白酶和肠胰蛋白酶的活力无显著性差异（P＞0.05）;在胃蛋白酶的活力方面，自适应组比定时定量组高了1.64U/mg(P＜0.05)，表明在该种投饲方式下，个体内的胃对于蛋白质的消化更为强烈，更有利于饲料中蛋白质的消化吸收，即更有利于生长。

目录

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致谢

论文说明

摘要

图清单

表清单

1绪论

1．1前言

1．2投喂在水产养殖过程中的研究现状

1．2．1被动式投喂

1．2．2主动式投喂

1．3投饲机的研究现状

1．3．1国外研究现状及存在的问题

1．3．2国内研究现状及存在的问题

1．4课题研究意义与研究内容

1．4．1研究目的和意义

1．4．2研究对象和内容

1．4．3技术路线

2大口黑鲈摄食活跃程度量化方法的研究

2．1引言

2．2材料与方法

2．2．1试验对象

2．2．2循环水养殖系统

2．2．3试验设计

2．2．4基于水体流场特征的大口黑鲈摄食活跃程度量化方法研究

2．3结果与讨论

2．3．1鱼群摄食活跃程度量化效果分析

2．3．2可行性分析

2．4本章小结

3自适应投饲系统设计与分析

3．1引言

3．2整机结构设计与工作原理

3．2．1整体结构方案

3．2．2技术参数

3．2．3工作原理

3．3关键部件设计与分析

3．3．1投饲装置结构设计

3．3．2轨道结构设计与运动方案设计

3．4控制系统设计

3．4．1控制系统元器件的选择

3．4．2软件设计

3．5投饲机整机集成

3．5小结

4自适应投饲系统效果验证

4．1材料与方法

4．1．1试验对象与养殖管理

4．1．2水质调节与检测方法

4．1．3循环水养殖系统及装置

4．1．4试验设计与取样

4．1．5样品测定方法

4．1．6统计分析

4．2结果与讨论

4．2．1每日投饲水平与分级现象

4．2．2生长性能评估

4．2．3生化和免疫指标评估

4．2．4生化成分评估

4．2．5消化酶活力评估

4．3小结

5总结与展望

5．1研究总结

5．2创新点

5．3不足与展望

参考文献

在读读期间所获成果