CN105889766B - 一种降低石斑鱼残食率的组合式led光源及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种降低石斑鱼残食率的组合式LED光源及其应用。本发明采用在工厂化石斑鱼养殖车间中营造特定的光照环境、光照时间和光照强度的环境调控技术，并将该环境调控技术与精准投喂方式相结合来共同实现的。本发明根据主要石斑鱼养殖品种如斜带石斑鱼、珍珠龙胆和七带石斑鱼等对特定光谱、光强和光照周期的趋避习性以及石斑鱼幼鱼食欲调控规律而专门开发，该方法能够有效地抑制石斑鱼自残现象，显著降低工厂化石斑鱼苗种中间培育阶段由于残食引起的经济损失，并且操作简便、自动化程度高、健康安全、节能环保，具有很高的推广应用价值。

Description

一种降低石斑鱼残食率的组合式LED光源及其应用

技术领域

本发明属于农业水产养殖中鱼类养殖技术领域，具体涉及一种降低石斑鱼残食率的组合式LED光源及其应用。

背景技术

残食现象（cannibalism） 是生物同种类之间相互残杀（食）的一种行为，残食现象在鱼类中普遍存在，研究已证实36 个科的鱼类存在残食现象，其中包括一些重要的经济种类。石斑鱼属（Epinephelus）鱼类，属鲈形目，别名又叫：石斑，为暖水性近海底层名贵鱼类，分布于北太平洋西部，中国主产于南海及东海南部，石斑鱼肉质肥美鲜嫩，营养丰富，是一种低脂肪、高蛋白的上等食用鱼，在我国沿海分布的石斑鱼品种中经济价值较高的有：鞍带石斑鱼、赤点石斑鱼、青石斑鱼、棕点石斑鱼、云纹石斑鱼等。石斑鱼养殖产业已经成为了海水鱼类养殖业者争相发展的高利润行业，但是在石斑鱼育苗阶段，特别是稚幼鱼阶段，由于生长迅速、摄食量增大，相互残食现象相当严重，个体小的常被个体大的掠食，并且由于无法吞咽，往往造成掠食者和被掠食者双双死亡，大大降低了养殖者的经济效益。

关于鱼类残食的科学研究认为：鱼类的自残现象可根据残食方式主要分为不完全残食和完全残食两种类型。不完全残食（自残）现象主要是残食者首先咬住被残食者的尾部，然后逐渐吞食至头部后将剩余部分丢弃；而完全残食现象（自残）是随着种群内部生长差异的出现而发生的残食现象，其主要特征是残食者自被残食者的头部开始将其完全吞食。导致鱼类自残的因素有很多，遗传因素、规格差异、营养状态及其种类、养殖密度、光照等均能够影响鱼类的自残现象，在遗传因素固定的情况下，在水产养殖下通常可以从分苗规格、饥饿（摄食情况）、光照（水质浑浊度）、密度等方面采取有效的措施对鱼类自残进行预防。

在石斑鱼工厂化育苗的中间阶段，石斑鱼稚幼鱼由于生长速度快、食欲旺盛，往往造成同一养殖池的种群内部的苗种生长差异，个体小的常被个体大的掠食，在实际操作中通常采取增加鱼苗的分级筛苗的频率、投喂量和投喂频率来减轻此类行为的发生，但是由于多次筛苗不仅会增加养殖车间工人的劳动强度还会刺激石斑鱼苗种造成应激反应并影响苗种的存活率；增加投喂量和投喂频率会增加养殖车间工人的劳动强度并且非常不易操作，会对养殖水体造成污染影响苗种存活，在石斑鱼工厂化育苗的中间阶段的应用增加鱼苗的分级筛苗的频率、投喂量和投喂频率的效果均不理想。因此能否从其他方面比如光照调控的角度入手来解决石斑鱼育苗产业中遇到的残食瓶颈问题就成为了摆在水产养殖科研工作者和养殖业者面前亟待攻关的重要课题。

发光二极管（LED）被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、照度强、稳定性高等特点，能够应用于农业生产、畜牧业、水产养殖等诸多领域。目前，石斑鱼工厂化苗种培育中大量出现自残行为的现象，严重影响了石斑鱼工厂化育苗的存活率和产业经济效益，并且随着石斑鱼养殖业的发展，在石斑鱼工厂化养殖中通过养殖设备的更新以改善养殖环境、提升鱼类福利养殖的水平、减少能耗和养殖成本是必然趋势，因此产业急需一种利用光照调控的方式减少石斑鱼残食行为的工厂化高效养殖方法，但目前在工厂化石斑鱼养殖中尚缺少利用LED光源开展相关工作的创造发明。

发明内容

本发明的目的是提供了一种降低石斑鱼残食率的组合式LED光源及其应用，本发明是主要根据石斑鱼养殖品种如斜带石斑鱼、珍珠龙胆和七带石斑鱼等对特定光谱、光强和光照周期的趋避习性以及石斑鱼幼鱼食欲调控规律而专门开发的一种复合式养殖技术，该方法是通过在工厂化石斑鱼养殖车间中营造特定的光照环境、光照时间和光照强度的环境调控技术，并将该环境调控技术和与精准投喂方式相结合，实现降低石斑鱼幼鱼残食率的目的。该方法能够有效地抑制石斑鱼自残现象，显著降低工厂化石斑鱼苗种中间培育阶段由于残食引起的经济损失，并且操作简便、自动化程度高、健康安全、节能环保，具有很高的推广应用价值。

为实现上述发明目的，本发明按如下技术方案实现：

一种降低石斑鱼残食率的组合式LED光源，所述组合式LED光源包括组合式LED灯组、光源控制系统和防水外壳，所述组合式LED灯组和光源控制系统外包裹有所述防水外壳，所述组合式LED灯组内包含冷白、红色两种单色LED发光芯片，所述光源控制系统内包含电源模块和控制组合式LED灯组的光照强度和光照时间的电路控制模块。

进一步的：所述的组合式LED光源中冷白和红色两种单色LED发光芯片的数量比例为2：1 或3：1。

进一步的：所述冷白LED发光芯片和红色LED发光芯片的排列顺序为1冷白1红或1冷白1红1冷白。

进一步的：所述组合式LED灯组的功率范围为10W～20W。

进一步的：所述组合式LED灯组的光照强度范围为200～400lx。

本发明还提供了所述的组合式LED光源在用于降低石斑鱼残食率的中间培育中的应用。

进一步的：所述组合式LED光源的照明调控方法为：红色LED发光芯片每天从早上6点至20点连续照明，冷白色光源只在设定的投喂时间照射，投喂结束后关闭直至下次投喂时开启，停止投喂期间只留红色灯光照明。

进一步的：所述石斑鱼的育苗培育管理为：苗种培育规格1～200g，每天投喂的次数为3～6次，每天的投喂量为体重的0.8%～10.0%。

与现有技术对比，本发明的优点和有益效果是：

1、本发明采用了组合式LED照明系统作为工厂化石斑鱼中间培育的人工光源，既能够很好地节省照明系统的电费开支又能够减少更换照明灯泡的频率，从而节省了养殖成本提高了石斑鱼工厂化中间培育的经济效益。

2、本发明是根据石斑鱼对特定光照环境的反应和适应机理的科学依据而创造的，既不会影响石斑鱼的生长和发育又能够有效地抑制石斑鱼自残现象，显著降低工厂化石斑鱼苗种中间培育阶段由于残食引起的经济损失，极大地提高工厂化石斑鱼养殖的经济效益。

3、在石斑鱼工厂化育苗生产中，石斑鱼幼鱼的残食现象是长期困扰每个养殖业户的严重问题，因为石斑鱼幼鱼残食的发生率往往占到整个育苗群体的30-90%以上，残食造成的石斑鱼幼鱼受伤和死亡的数量通常会占到苗种数量的一半以上甚至会远远超出生产出的健康苗种的数量，以一个养殖池20万尾苗种中40%发生残食为例，最终生产出的健康苗种预估在5-12万尾左右，因此石斑鱼残食会给养殖业户带来巨大的经济损失。本发明从环境生理调控的角度出发，设计出了能够降低石斑鱼幼鱼残食的光照调控系统，其使用效果明显，通常可降低30%以上的自残现象发生，以一个养殖池20万尾苗种为例，最终生产出的健康苗种预估在7-15万尾左右，相比使用普通照明设备的养殖池多生产10-15%的苗种，经济效益相应提高10-15%，给养殖业户带来的经济效益提升是十分明显的。

4、本发明是根据石斑鱼幼鱼食欲调控规律而专门开发的一种科学的养殖技术，它将环境调控技术和与精准投喂方式相结合，不仅能够降低石斑鱼幼鱼残食率而且能够促进石斑鱼幼鱼对营养物质的吸收与利用，而且操作简便，健康安全，是一种符合未来鱼类养殖发展趋势的新型养殖技术。

附图说明

图1 是本发明所述组合式LED光源结构原理图：1—组合式LED灯组、2—光源控制系统、3—冷白光LED芯片、4—红光LED芯片、5—防水外壳；

图2是利用本发明所述组合式LED光源后的石斑鱼存活率对比实验结果。

具体实施方式

以下结合实施例将对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

实施例1

如附图1所示，本发明提供了一种在石斑鱼工厂化中间培育中用于减少石斑鱼自残行为的组合式LED光源，所述组合式LED光源其结构包括由冷白、红两种单色LED发光芯片组成的组合式LED灯组、光源控制系统和防水外壳，所述复合式LED灯组和光源控制系统外包裹有所述防水外壳，所述光源控制系统内包含电源模块和能够控制组合式LED灯组的光照强度和光照时间的电路控制模块，所述组合式LED灯组和光源控制系统电连接，以实现电路控制模块控制LED灯组的光照强度和光照时间，所述防水外壳使用防腐材料并使用密封胶进行防水处理。

所述组合式LED灯组内包含按照一定比例排列的冷白、红两种单色LED发光芯片，所述冷白和红色两种单色LED发光芯片的数量比例为1:1 或2:1，按照此比例，冷白LED发光芯片和红色LED发光芯片的排列顺序为1冷白1红或1冷白1红1冷白，组合式LED灯组的功率范围为10W～20W，照明系统使用的光照强度范围为200～400lx。本发明所述组合式LED灯组的主要功能是营造减少石斑鱼苗种残食的特定光谱的人工调控光照环境。

所述光源控制系统的主要功能是实现复合式LED灯组光照度和光照时间的自动控制，光源控制系统内的电路控制模块以内置E2PROM的AT89C52单片机为核心组成主控单元，配以受控调压模块和压控PWM恒流驱动组合式LED灯组。

本发明所述组合式LED光源通电启动后，E2PROM中预置发光功率、工作时间等参数，单片机对预置和扫描数据运算后，经数模转换输出控制信号，送至调压模块控制端，调压模块输出受控于控制端的交流电压，传送至组合式LED灯组，调压模块输出的交流信号，既向LED传送发光功率，同时又向PWM传送压控信号，组合式LED灯组的输入端是一压控PWM恒流驱动AC-DC变换器，为LED灯板提供受控于输入电压高低的直流恒流源，实现调光功能。

实施例2

采用体积为2m³的水槽4个，1个水槽安装所述组合LED灯作为实验组，1个水槽采用普通的白炽灯照明作为对照组，实验组和对照组分别各设置1组重复。开灯照明的情况下，每个水槽水表面的光照强度为100～300lux。

试验开始时每个水槽放养规格2～3cm的七带石斑鱼苗种1600尾，养殖密度为800尾/m³，养殖时间为45天。

养殖用水采用过滤海水，流水养殖，每天的换水量不低于300%。养殖期间水温25～28℃，盐度29～31。水槽内设置2个气石，养殖期间每天排放水1次，并将池底的残饵和粪便吸出。

每天检测一次水质，保持水质指标溶解氧4～8 mg/L，盐度28～30，pH值7.8～8.3，氨氮低于0.02mg/L。

饵料采用海水鱼类专用颗粒饲料。饲料规格随着苗种的生产而逐渐加大，全长25～30mm时，饲料规格为1.2～2.0mm；全长30～45mm时，饲料规格为2.0～3.0mm；全长45～75mm时，饲料规格为3.0～4.0mm；全长75～100mm时，饲料规格为5.0mm。

组合式LED光源的照明调控方法：红色光每天从6点至20点连续照明，白色光源只在设定的投喂时间照射，投喂结束后关闭直至下次投喂时开启，停止投喂期间只留红色灯光照明，方便操作和管理，同时使苗种处于安静状态。每天从早晨6点开始投喂，投喂时试验组开启LED白色光源，投喂30min苗种饱食后关闭白色光源，直至90分钟后再次投喂为止。对照组白色光源，连续光照。每天合计投喂7次，投喂量为苗种体重的4～10%，随着苗种的生长，投喂率逐渐下降。

本发明中育苗培育管理：苗种培育规格1～200g，每天投喂的次数为3～6次，每天的的投喂率为体重的0.8%～10.0%。随着苗种规格的增大，投喂次数逐渐降低，投喂率逐渐下降。

至养殖45天结束时，实验组的存活率达到73.5%，而对照组的存活率只有51.2%，只有实验组的69.6%，实验组的存活率显著高于对照组，说明LED光源可以有效降低苗种中间培育期间的残食率，提高苗种培育的存活率。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种降低石斑鱼残食率的组合式LED光源，其特征在于：所述组合式LED光源包括组合式LED灯组、光源控制系统和防水外壳，所述组合式LED灯组和光源控制系统外包裹有所述防水外壳，所述组合式LED灯组内包含冷白、红色两种单色LED发光芯片，所述光源控制系统内包含电源模块和控制组合式LED灯组的光照强度和光照时间的电路控制模块；

所述的组合式LED光源中冷白和红色两种单色LED发光芯片的数量比例为2：1 或3：1；

所述冷白LED发光芯片和红色LED发光芯片的排列顺序为1冷白1红或1冷白1红1冷白。

2.根据权利要求1所述的降低石斑鱼残食率的组合式LED光源，其特征在于：所述组合式LED灯组的功率范围为10W～20W。

3.根据权利要求1所述的降低石斑鱼残食率的组合式LED光源，其特征在于：所述组合式LED灯组的光照强度范围为200～400lx。

4.权利要求1所述的组合式LED光源在降低石斑鱼残食率的中间培育中的应用，

其特征在于：所述组合式LED光源的照明调控方法为：红色LED发光芯片每天从早上6点至20点连续照明，冷白色光源只在设定的投喂时间照射，投喂结束后关闭直至下次投喂时开启，停止投喂期间只留红色灯光照明。

5.根据权利要求4所述的组合式LED光源在降低石斑鱼残食率的中间培育中的应用，其特征在于：所述石斑鱼的育苗培育管理为：苗种培育规格1～200g，每天投喂的次数为3～6次，每天的投喂量为体重的0.8%～10.0%。