AQu @teach: 水产养殖
Aqu @teach：循环水产养殖系统的管理
放养密度 放养密度是设计 RAS 时必须事先决定的一个非常重要的因素。 库存密度可以用不同的方式定义（表 2），了解使用不同定义的时间和原因非常重要。 表 2：库存密度定义 个体密度 生物质密度 每个表面 （#/平方米 2 ） 每个卷 （#/立方米 3 ） 每表面 （公斤/平方米 2 ） 每体积 (公斤/立方米 3 ) 独立于罐体深度。 与底栖鱼类相关 虽然生物量密度较高，但对于小型鱼类而言往往很高 独立于罐体深度。 适用于底部居住的鱼类。 对于较大的鱼类而言，它通常比较小的鱼类更高 与自由游泳物种相关 不同的鱼种可能具有不同的放养密度。 密度是决定鱼类福利的一个核心因素，尽管所有生物方面尚不清楚。 有些鱼类在不同密度的情况下具有不同的行为。 例如，罗非鱼采用高密度的学校行为，低密度的领土行为。 因此，为了防止鱼类互相伤害，它们必须以一定的密度养殖。 为了有效地利用空间，并防止食人，鱼缸应装有大致相同大小的鱼。 这意味着 (a) 水产养殖设施应该有几个储罐，用于存放不同大小类别的鱼；(b) 鱼类种群必须偶尔根据大小进行分级，然后重新分配到鱼缸中。 水产养殖系统的饲养密度低和高，对 RAS 的管理有若干后果（表 3）。 表 3：高库存密度和低库存密度系统的特点 年产量相同的系统的影响因素 高密度 低密度 水参数的变化 快速更改 缓慢的变化 响应时间（例如对泵故障的响应时间） 更短。 对鱼类来说更多的压力 是更长的。 系统操作更安全 给定生产量的鱼缸容量 相同生产量所需的容量更少 需要更高的容量。 这可以通过使用更深的盆地来部分补偿。 然而，这些更昂贵，需要更昂贵的管道和泵送系统 给定生产量的必要循环/位移率 [m 3 /h] 相同 一样 由于系统运行缓慢，峰值较软 = 组件较小 = 水修复的硬件成本较低 相对于储罐体积的位移体积 高 低 罐体尺寸 具有高密度个体的较小坦克，根据物种的不同，更容易受到压力 在较大的坦克中，容易害怕的鱼类有更长的逃生距离 监控 监测程序应根据图 10 所列的步骤确定。 RAS 或水生系统非常复杂，由许多部件组成。 很多事情可能出错，所以操作员必须保持永久警惕（表 4，另见 [第 9 章]（https://https://learn.
· Aqu@teachAQu @teach：水产养殖简介
水产养殖是指在受控条件下捕捞和生产鱼类和其他水生动植物物种（萨默维尔 * 等人 * 2014）。 由于过度捕捞以及随之而来的野生鱼类种群减少，水产养殖在过去几十年中变得越来越重要（图 1），并且随着野生鱼类种群面临气候变化的巨大压力，今后可能会变得更加重要（[Gibbens 2019]（https://www.nationalgeographic.com/environment/2019/02/climate-change-is-shrinking-essential-fisheries/))。 ！ [图片-图片-https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/930f07aa-5bd8-40c9-bca1-ec4977e3dd31.jpg 图 2：2016 年水产养殖占全球鱼类总产量的 47%（粮农组织 2018） 任何水产养殖系统的主要目标都是生产、种植和销售鱼类或其他水生动植物。 养鱼的基本情况如图 2 所示。 生活在水体中的鱼获得饲料和氧气。 它们的新陈代谢将它们转化为排泄物和 二 氧化碳，如果它们积聚在水中，对鱼类具有毒性。 不同的鱼类养殖技术使用不同的策略来应对这一问题。 ！ [图片-图片-https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/c435965e-910d-455c-bcce-ea867fd6c075.jpg 图 2：从水的角度看水产养殖的基本原则。 生活在水中的鱼获得饲料和氧气。 它们的新陈代谢将它们转化为排泄物和 二 氧化碳，这对鱼有毒。 水变成废水 水产养殖系统可分为四种基本类型：鱼池、网围、流通和再循环系统（图 3）。 “开放式” 水产养殖技术，如净罩和流通系统，将富含营养的废水释放到环境中，有可能导致水体富营养化和缺氧。 在循环水产养殖系统 (RAS) 中，这种废水在系统内进行处理和再利用。 与其他水产养殖系统相比，RAS 具有几个优势：它是一个完全控制的系统，与当地条件无关；它的用水量非常低，废水流量少；可以全年规划和定向生产。 然而，也存在一些缺点，例如投资和运营成本巨大，以及由于易发生故障的技术而导致的高运营风险。 因此，物种的选择主要限于食肉动物，食肉动物的市场价格高于食草动物，而且该系统完全依赖于人工饲料 (见 第 4 章)。 在这种情况下，水上乐器可以被视为 RAS 的一种形式或 RAS 的扩展。 因此，本章将更详细地介绍循环水生养殖系统中的水产养殖部分。 ！ 图片-3 图 3：水产养殖系统的主要类型 版权所有 © Aqu @teach 项目合作伙伴。 Aqu @teach 是伊拉斯穆斯 + 高等教育战略合作伙伴关系（2017-2020 年），由格林威治大学牵头，与苏黎世应用科学大学（瑞士）、马德里技术大学（西班牙）、卢布尔雅那大学和纳克洛生物技术中心（斯洛文尼亚）合作 。 *
· Aqu@teachAqu @teach：规划水生养殖系统的循环水产养殖部分
在水生动物中，营养物质的输入和产出在整个植物生长期保持平衡是非常重要的。 这种平衡主要可以通过两种不同的方法进行控制： -方法 1：现有的循环水产养殖系统（RAS）用于对相应的水培单元与植物进行尺寸分析（图 12）。 单元 5（营养水平衡）的练习涵盖了这一方法。 -方法 2：RAS 的尺寸基于所需的植物和鱼类产量（图 13）。 模块 2 中的练习介绍了这一点。 对水生系统中的 RAS 部分进行尺寸测量的目的是调整不同的水处理阶段，以便实现鱼类的良好水质，并为植物提供充足的营养。 如果系统尽可能不受季节性波动（温度、溶解氧、铵、亚硝酸盐和硝酸盐）的影响，则它始终是一个优势。 一般来说，大量的水量和低储存密度使系统更加稳定。 重要的是要对全年进行规划，并考虑到鱼类和植物物种的差异以及所有物种的生长阶段。 作为这项规划的支持，建议使用 “水生养殖系统模型的再循环水产养殖部分尺寸标注规划基础”（Tschudi 2018）。 ！ 图片-3 图 12：基于现有 RAS 维度的植物养分吸收量测定 ！ 图片-3 图 13：所需的植物和鱼类产量以及相应的 RAS 尺寸 版权所有 © Aqu @teach 项目合作伙伴。 Aqu @teach 是伊拉斯穆斯 + 高等教育战略合作伙伴关系（2017-2020 年），由格林威治大学牵头，与苏黎世应用科学大学（瑞士）、马德里技术大学（西班牙）、卢布尔雅那大学和纳克洛生物技术中心（斯洛文尼亚）合作 。 *
· Aqu@teachAqu @teach: 循环水产养殖系统 (RAS) 技术
再循环水产养殖系统 (RAS) 由鱼缸和几个净化水的过滤装置组成。 在经典的 RAS 中，水从鱼缸中经过过滤系统持续流动，然后返回鱼缸（图 4）。 由于鱼的新陈代谢，离开水箱的水含有高浓度的固体物质、营养物质和二氧化碳，而与流入的水相比，它缺氧。 过滤装置的目标是减少固体物质、营养物质、毒素和二氧化碳浓度，并在返回鱼缸之前提高水中溶解氧的含量。 过滤系统由几个阶段组成（图 4）。 流出后的第一个处理步骤是固体分离（图 4，第 2 点），从水中去除固体（饲料残留物、粪便和细菌组合）。 在此之后，水被紫外线消毒（图 4，点 6）。 这一步骤并不总是在养鱼场实施，也可以放置在生物过滤器之后。 然后，水进入生物过滤器（图 4，第 3 点），细菌代谢部分有机负荷，然后将氨氧化成亚硝酸盐，然后转化为硝酸盐。 所有这些细菌代谢反应都使用溶解氧（O 2 ），像鱼一样，释放二氧化碳（CO 2 ）到水中。 因此，在生物过滤后，必须降低水中的 CO 2 。 这是在脱气单元中完成的，其中水对空气表面积增加，使 CO 2 为空气相（图 4，点 4）。 作为最后一步，必须将水中的氧浓度提高到适合鱼类的水平。 这是在氧化装置中完成的（图 4，点 5）。 以下各节将更详细地介绍这些系统组件。 ！ [图片-图片-https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/08cf16e0-99e7-414a-934f-5067dd612178.jpg 图 4：循环水产养殖系统（RAS）的主要组成部分 鱼缸 鱼缸是鱼的生长区域，因此也是 RAS 的核心组成部分。 “经典” 的罐体设计是圆形坦克和方形流道。 圆形罐体优于方形流通道的主要方面之一是通过圆形液压模式实现的自清洁效果（图 5）。 鱼缸内的流动有两个功能：(一) 流入水和鱼饲料均匀分布；(二) 将颗粒输送到罐中心。 主要旋转流是从入口流出的流量，然后顺时针/逆时针周围的流量。 它将可沉降的固体输送到底部。 主旋转流量产生二次径向流，并共同产生一个自清洁罐。 ！ [图片-图片-https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/93af2e12-5e20-47dd-872c-fcddd028cb6f.jpg 图 5：初级和次级流动模式的作用：初级流量确保了入口水的良好水分配，二级流有助于有效去除固体物质（在 Timmons *等人 * 1999 年之后进行了调整
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