CN112425503B - 一种用于龙须菜全人工采苗的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于龙须菜全人工采苗的装置，包括储水池；海水预处理单元，包括过滤组件、杀菌组件；储水池、过滤组件、杀菌组件及采苗池通过循环水管路依次流体连通，循环水管路上设有循环水泵和循环水阀，采苗池的内部设有多个网帘，每个网帘沿上下延伸且间距布置，在多个网帘的上侧覆盖有致密网格；喷淋单元，包括喷淋管道、多个喷头、回水组件及至少一个恒温水组件，多个喷头安装在喷淋管道上且均位于致密网格的上方，回水组件包括流体连通在采苗池与喷淋管道之间的回水管路，回水管路上设有回水阀和回水泵，恒温水组件包括依次流体连通的冷水机、恒温水箱及恒温水管路，恒温水管路与喷淋管道流体连通且其上设有恒温水阀和恒温水泵。

Description

一种用于龙须菜全人工采苗的装置
技术领域
本发明涉及水产养殖、海藻栽培技术领域，特别涉及一种用于龙须菜全人工采苗的装置。
背景技术
龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)是重要的产琼胶海藻，藻体胶含量高达20％～30％(干重)，具有重要的的经济价值、药用价值、食用价值、工业价值和生态价值。自20世纪50年代至今，已历经70年的发展，目前全国江蓠栽培规模9388公顷，产量348085(干重)(《2020中国渔业统计年鉴》)。
龙须菜栽培主要以筏式栽培为主，采用水平或垂直挂养和分段夹苗方式进行，通过营养繁殖方式获取苗种。据估计收获藻体的20～30％生物量，用于下一季栽培的苗种。大面积栽培所需苗种的来源成为制约产业发展的瓶颈。室内全人工采苗是有效的解决途径之一，该方法在一些规模化栽培的海藻中如海带、紫菜、裙带菜已有成熟应用。采孢子，就是把种海藻所放散的游孢子，使其附着在人工制作的育苗器上，用以培育出海藻幼苗，故习惯上又称采苗。
现有的全人工采苗装置主要针对海带、紫菜等物种。龙须菜为典型的三世代型生活，藻类生物学特性和采孢子规律显著不同于现有其它大型藻类。目前，在以龙须菜为代表的江蓠海藻中尚缺乏规模化应用装置，相关产业领域为空白，一些技术和设备还存在一定的困难，主要表现如下：1.常规龙须菜孢子放散持续7～10天，放散持续时间长，不集中放散的现象严重；2.放散的不动孢子附着率低且附着不均匀(放散后24小时候后不附着孢子发生溶胀、破裂)；3.受水体环境波动，孢子萌发率低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够对龙须菜孢子快速诱导以缩短放散持续时间、提高孢子萌发率的用于龙须菜全人工采苗的装置。
为此，本发明提供了一种用于龙须菜全人工采苗的装置，包括：
储水池；
海水预处理单元，包括用于过滤养殖海水中颗粒物的过滤组件、用于对养殖海水进行消毒杀菌的杀菌组件；
采苗池，供龙须菜的育苗，所述储水池、过滤组件、杀菌组件以及所述采苗池通过循环水管路依次流体连通，所述循环水管路上设置有循环水泵和循环水阀，所述采苗池的内部设置有多个用于龙须菜放散孢子附着于其上的网帘，每个所述网帘沿上下延伸且间距布置，在多个所述网帘的上侧覆盖有供龙须菜盛放于其上的致密网格；
喷淋单元，包括喷淋管道、多个喷头、回水组件以及至少一个恒温水组件，多个所述喷头安装在所述喷淋管道上且均位于所述致密网格的上方，所述回水组件包括流体连通在所述采苗池与所述喷淋管道之间的回水管路，所述回水管路上设置有回水阀和回水泵，所述恒温水组件包括依次流体连通的冷水机、恒温水箱以及恒温水管路，所述恒温水管路与所述喷淋管道流体连通且其上设置有恒温水阀和恒温水泵。
上述技术方案中，优选的，所述恒温水组件设置有两个，其中一个恒温水组件配置为提供所述喷头所需25～30℃的热水，另一个所述恒温水组件配置为提供所述喷头所需10～15℃的冷水。
上述技术方案中，优选的，所述回水管路与所述恒温水管路并联设置。
上述技术方案中，优选的，还包括控制单元，所述控制单元与所述循环水泵、循环水阀、回水阀、回水泵、恒温水箱、恒温水阀以及恒温水泵分别控制连接，所述控制单元配置为：控制所述循环水泵和循环水阀工作，以便维持所述储水池、海水预处理单元以及采苗池之间的水循环；控制所述回水阀、回水泵、恒温水箱、恒温水阀以及恒温水泵工作，以便提供所述喷头所需用水。
上述技术方案中，优选的，所述过滤组件包括砂滤罐和活性炭罐，所述砂滤罐内设置有粗细不同的上下两层过滤砂层。
上述技术方案中，优选的，所述杀菌组件为紫外杀菌机。
上述技术方案中，优选的，所述海水预处理单元还包括用于对养殖海水进行活化处理的活化组件，所述活化组件设置在所述过滤组件与所述杀菌组件之间。
上述技术方案中，优选的，所述活化组件包括矿物质罐和活化气源，所述活化气源与所述矿物质罐气流连通。
上述技术方案中，优选的，所述矿物质罐为原礁石罐，其内设置有粉碎后的潮间带原生态礁石，礁石平均粒径为5～10cm。
上述技术方案中，优选的，所述活化气源为CO2源，其中CO2浓度为1000μatm，通气时间为10～12小时。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1.通过循环水管路将储水池、海水预处理单元以及采苗池构成循环水结构，从而将采苗和室内暂养进行一体化循环水设计，大大降低孢子萌发时水体环境的波动，相比原实验室理论研究值的20.95％～36.48％，可将孢子萌发率提高至75％以上。
2.通过设置喷淋单元来实现对龙须菜孢子放散的快速诱导，通过回水组件来提供喷头所需采苗池内的常温养殖海水，通过恒温水组件来提供喷头所需恒温水箱内的恒温海水，从而满足龙须菜孢子集中放散时所需的不同温度的海水，缩短孢子持续放散时间，提高孢子的诱导效率。可将孢子放散持续时长缩短为3～5天，相比原实验室理论研究值的10天左右，缩短了至少1/2的放散时长。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图；
图2是图1中所示采苗池的结构示意图(示出致密网格)；
图3是图1中所示采苗池的结构示意图(去除致密网格后)；
其中附图说明如下：
100、用于龙须菜全人工采苗的装置；1、储水池；2、海水预处理单元；21、过滤组件；211、砂滤罐；212、活性炭罐；22、杀菌组件；23、活化组件；231、矿物质罐；3、采苗池；31、网帘；32、致密网格；4、循环水管路；41、循环水泵；42、循环水阀；5、喷淋单元；51、喷淋管道；52、喷头；53、回水组件；531、回水管路；532、回水阀；533、回水泵；54、恒温水组件；541、冷水机；542、恒温水箱；543、恒温水管路；544、恒温水阀；545、恒温水泵。
具体实施方式
容易理解的是，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到的上、下、之间、内、外、顶、底等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
为克服现有技术和设备缺陷，填补龙须菜等江蓠海藻采孢子装置上的空白，本发明提供一种龙须菜全人工采苗装置，用于高效开展龙须菜室内采孢子育苗，同时提高孢子集中放散、附着率、附着均匀度和孢子萌发率，解决孢子附着不均匀和孢子萌发率低的问题，且装置简单易操作，该发明的应用将有益于龙须菜等海藻育苗的新发展，助推我国海藻产业升级。以下将结合图1至图3来具体说明本发明的结构组成及工作原理。
如图1所示，一种用于龙须菜全人工采苗的装置100，它包括储水池1、海水预处理单元2、采苗池3、循环水管路4以及喷淋单元5。
储水池1具有储存海水的作用，同时也可用于网帘采苗后的孢子暂养，又称暂养池。
海水预处理单元2包括用于过滤养殖海水中颗粒物的过滤组件21、用于对养殖海水进行消毒杀菌的杀菌组件22。具体的，过滤组件21包括砂滤罐211和活性炭罐212，砂滤罐211内设置有粗细不同的上下两层过滤砂层。其中过滤砂层为石英砂层，上层内置粗的石英砂，下层内置细的石英砂。活性炭罐212内部设置活性炭。可有效去除海水中颗粒、悬浮物、胶体、臭味，色度等。杀菌组件22为紫外杀菌机，从而对海水进行消毒杀菌。
为提高放散孢子的附着率，利于孢子的附着和萌发，海水预处理单元2还包括用于对养殖海水进行活化处理的活化组件23，活化组件23设置在过滤组件21与杀菌组件22之间。具体的，活化组件23包括矿物质罐231和活化气源(图未示)，活化气源与矿物质罐231气流连通。矿物质罐231为原礁石罐，其内设置有粉碎后的潮间带原生态礁石，礁石平均粒径为5～10cm。活化气源为CO2源，其中CO2浓度为1000μatm，通气时间通常为10～12小时。
采苗池3可供龙须菜的育苗，是采孢子的主要场所。储水池1、过滤组件21、活化组件23、杀菌组件22以及采苗池3通过循环水管路4依次流体连通，循环水管路4上设置有循环水泵41和循环水阀42。结合图2、图3所示，采苗池3的内部设置有多个用于龙须菜放散孢子附着于其上的网帘31，网帘31作为放散后孢子的附着器，每个网帘31沿上下延伸且间距布置，在多个网帘31的上侧覆盖有供龙须菜盛放于其上的致密网格32。
喷淋单元5，用于诱导孢子的集中放散，其包括喷淋管道51、多个喷头52、回水组件53以及两个恒温水组件54。多个喷头52安装在喷淋管道51上且均位于致密网格32的上方，回水组件53包括流体连通在采苗池3与喷淋管道51之间的回水管路531，回水管路531上设置有回水阀532和回水泵533。
回水组件53可将采苗池3内的常温海水再次抽送至喷淋管道51内，从而为喷头52提供常温海水，以便喷洒于致密网格32上面盛放的龙须菜藻体表面，用于非冷热喷淋和非阴干刺激时保持藻体表面湿润。
每个恒温水组件54包括依次流体连通的冷水机541、恒温水箱542以及恒温水管路543，恒温水管路543与喷淋管道51流体连通且其上设置有恒温水阀544和恒温水泵545。例如，室温温度在20℃的情况下，其中一个恒温水组件54配置为提供喷头52所需25～30℃(高于室温5～10℃)的热水，另一个恒温水组件54配置为提供喷头52所需10～15℃(低于室温5～10℃)的冷水。具体温度设定和调节可通过冷水机541和恒温水箱542来实现。
回水管路531与恒温水管路543并联设置。具体的，借助一四通管接头同时与回水管路531、两个恒温水管路543以及喷淋管道51相连接。
为了实现系统各部分自动配合，实现系统的自运行，还包括控制单元，控制单元与循环水泵41、循环水阀42、回水阀532、回水泵533、恒温水箱542、恒温水阀544以及恒温水泵545分别控制连接，控制单元配置为：控制循环水泵41和循环水阀42工作，以便维持储水池1、海水预处理单元2以及采苗池3之间的水循环；控制回水阀532、回水泵533、恒温水箱542、恒温水阀544以及恒温水泵545工作，以便提供喷头52所需用水。
再结合图1所示，本发明装置100的工作原理是这样实现的：
1.在龙须菜采孢子育苗的季节，提前一周在储水池1中注入天然海水，水量为总循环水体积的1.5倍，在砂滤罐211内部上层添加粗的石英砂、下层添加细的石英砂，活性炭罐212内部加满活性炭，原礁石罐加入原生态且粉碎至5～10cm的礁石。然后，打开循环水阀42和循环水泵41，开启紫外杀菌机，观察水流是否正常，调试流速大小，保证各容器内海水不溢出且正常循环运转。最后，在冷水机541中加入洁净海水，打开恒温水阀544和恒温水泵545，观察喷淋是否正常，监测低温的恒温水箱和高温的恒温水箱的温度调控是否正常。
2.储水池1中的天然海水，通过循环水泵41的驱动，经过循环水管路4流入砂滤罐211，继而流入活性炭罐212，通过砂滤罐211的双层过滤作用和活性炭罐212的再过滤作用，可有效去除海水中颗粒、悬浮物、胶体、臭味，色度等。过滤后的海水流入原礁石罐，原礁石罐内的主原料为潮间带原生态礁石，经粉碎保持平均径粒大小5～10cm，在黑天时候将浓度为1000μatm的CO2通入至原礁石罐中持续处理12小时，至采苗结束，此部分用于海水的活化，利于孢子附着和萌发。活化后的海水，通过紫外杀菌机的消毒作用后，流入采苗池3，再通过其底部出水口，在循环水阀和循环水泵的配合调控下，最终海水再次返回流入储水池1内，形成整体的水循环。
3.喷淋单元5的喷淋方式有以下3种：
①低温喷淋：冷水机541将海水调控至低于室温5℃，储存至低温的恒温水箱542内，并保持箱内温度稳定，再经过恒温水泵545和恒温水阀544的配合作用，将低温海水通过其恒温水管路543输送至喷淋管道51和喷头52中，喷洒于致密网格32上面盛放的龙须菜藻体表面。
②高温喷淋：冷水机541将海水调控至高于室温5℃，储存至高温的恒温水箱542内，并保持箱内温度稳定，再经过恒温水泵545和恒温水阀544的配合作用，将高温海水通过其恒温水管路543输送至喷淋管道51和喷头52中，喷洒于致密网格32上面盛放的龙须菜藻体表面。
③夜间常温循环喷淋：采苗池1借助回水泵533和回水阀532的调控作用，将常温海水通过回水管路531输送至喷淋管道51和喷头52中，喷洒于致密网格32上面盛放的龙须菜藻体表面，用于非冷热喷淋和非阴干刺激时保持藻体表面湿润。
喷淋单元工作时采用交替喷淋方式，包含冷热喷淋顺序、周期和时长，具体如下：白天：高温喷淋(高于室温5℃)×4h→阴干刺激(停止喷淋)×2h→低温喷淋(低于室温5℃)×4h→阴干刺激(停止喷淋)×2h，交替喷淋和阴干总时长12小时；黑天：常温20℃循环喷淋，持续12小时。
4.采孢子及观察。采苗池1中放入网帘31，其平行排列于采苗池1的内部，位于致密网格32的下面，与采苗池1的侧壁平行，用于放散孢子的附着器。每隔4小时，利用显微镜检测网帘上孢子的附着量，待采苗密度为随机视野下(×100)10个左右孢子时，更换网帘31，直至此批龙须菜采孢子结束。如镜检发现孢子放散量锐减，一般为采苗开始的3～5天内，须要及时更换清洁后的龙须菜藻体。
5.附苗网帘的室内暂养。根据镜检情况，将已成功采苗的网帘，转移至储水池1中，进行室内暂养操作，暂养3天后，根据海况情况及时挂到海上，结束龙须菜全人工采苗。
综上所述，本发明装置通过循环水管路将储水池、海水预处理单元以及采苗池构成循环水结构，从而将采苗和室内暂养进行一体化循环水设计，大大降低孢子萌发时水体环境的波动，相比原实验室理论研究值的20.95％～36.48％，可将孢子萌发率提高至75％以上。在原礁石罐中引入潮间带原生态礁石，通过CO2酸化技术，实现对海水的矿化处理，提高孢子附着率，促使孢子附着率提升至90％以上。采用冷热、干湿交替喷淋方式，实现对龙须菜孢子放散的快速诱导，通过回水组件来提供喷头所需采苗池内的常温养殖海水，通过恒温水组件来提供喷头所需恒温水箱内的恒温海水，从而满足龙须菜孢子集中放散时所需的不同温度的海水，缩短孢子持续放散时间，提高孢子的诱导效率。可将孢子放散持续时长缩短为3～5天，相比原实验室理论研究值的10天左右，缩短了至少1/2的放散时长。
本申请的技术范围不仅仅局限于上述说明书中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本申请技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本申请的保护范围内。

Claims (1)

1.一种用于龙须菜全人工采苗的装置，其特征在于，包括：储水池(1)；海水预处理单元(2)，包括用于过滤养殖海水中颗粒物的过滤组件(21)、用于对养殖海水进行消毒杀菌的杀菌组件(22)；采苗池(3)，供龙须菜的育苗，所述储水池(1)、过滤组件(21)、杀菌组件(22)以及所述采苗池(3)通过循环水管路(4)依次流体连通，所述循环水管路(4)上设置有循环水泵(41)和循环水阀(42)，所述采苗池(3)的内部设置有多个用于龙须菜放散孢子附着于其上的网帘(31)，每个所述网帘(31)沿上下延伸且间距布置，在多个所述网帘(31)的上侧覆盖有供龙须菜盛放于其上的致密网格(32)；喷淋单元(5)，包括喷淋管道(51)、多个喷头(52)、回水组件(53)以及至少一个恒温水组件(54)，多个所述喷头(52)安装在所述喷淋管道(51)上且均位于所述致密网格(32)的上方，所述回水组件(53)包括流体连通在所述采苗池(3)与所述喷淋管道(51)之间的回水管路(531)，所述回水管路(531)上设置有回水阀(532)和回水泵(533)，所述恒温水组件(54)包括依次流体连通的冷水机(541)、恒温水箱(542)以及恒温水管路(543)，所述恒温水管路(543)与所述喷淋管道(51)流体连通且其上设置有恒温水阀(544)和恒温水泵(545)；所述恒温水组件(54)设置有两个，其中一个恒温水组件(54)配置为提供所述喷头(52)所需25～30℃的热水，另一个所述恒温水组件(54)配置为提供所述喷头(52)所需10～15℃的冷水；所述回水管路(531)与所述恒温水管路(543)并联设置；
还包括控制单元，所述控制单元与所述循环水泵(41)、循环水阀(42)、回水阀(532)、回水泵(533)、恒温水箱(542)、恒温水阀(544)以及恒温水泵(545)分别控制连接，所述控制单元配置为：控制所述循环水泵(41)和循环水阀(42)工作，以便维持所述储水池(1)、海水预处理单元(2)以及采苗池(3)之间的水循环；控制所述回水阀(532)、回水泵(533)、恒温水箱(542)、恒温水阀(544)以及恒温水泵(545)工作，以便提供所述喷头(52)所需用水；所述过滤组件(21)包括砂滤罐(211)和活性炭罐(212)，所述砂滤罐(211)内设置有粗细不同的上下两层过滤砂层；所述杀菌组件(22)为紫外杀菌机；所述海水预处理单元(2)还包括用于对养殖海水进行活化处理的活化组件(23)，所述活化组件(23)设置在所述过滤组件(21)与所述杀菌组件(22)之间；所述活化组件(23)包括矿物质罐(231)和活化气源，所述活化气源与所述矿物质罐(231)气流连通；所述矿物质罐(231)为原礁石罐，其内设置有粉碎后的潮间带原生态礁石，礁石平均粒径为5～10cm；所述活化气源为CO2源，通气时间为10～12小时。
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