养殖水环境化学课程思政教学实践与思考

养殖水环境化学课程是水产养殖学专业一门重要的专业基础课程。笔者挖掘教学内容中的思政元素,开展该课程的思政教学设计与实践。在教学中融入可持续发展、生态文明和法治等课程思政元素,在传授知识和培养能力的同时开展思政教育,拓展课程的广度、深度。结果表明,融入思政元素后课堂气氛更为活跃,激发学生的学习兴趣,陶冶学生的道德情操,适应培养复合型专业人才的要求。

基于CSA-PLS算法的养殖水体水质快速高光谱预测反演模型研究

养殖水体水质的优劣直接影响养殖对象的成长,准确、快速、全面地掌控养殖水环境的水质参数变化情况具有重要意义。传统的水质指标监测方法都通过人工采样的方式,不仅耗费时间长,且只能体现局部水体情况。针对这些问题,提出了一种乌鸦搜索算法(CSA)结合偏最小二乘回归(PLSR)的高光谱特征波段筛选方法,快速构建回归模型,实现光谱数据的精准预测反演。以连片的养殖小区为研究对象,采集养殖水体样本并拍摄同时期的高光谱影像数据。首先对提取的采样点光谱数据利用多种数据变换方法分别预处理;其次利用这些数据,对水质指标总氮(TN)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)分别构建全波段的SVR和AdaBoost回归模型,同时与提出的CSA-PLS自动筛选波段方法和传统的连续投影算法(SPA)筛选波段后构建的模型进行比较分析;最后根据决定系数(R^(2))和均方根误差(REMS)选出适合各水质指标的最优模型。从实验结果可以看出,所提波段筛选方法的AdaBoost模型预测结果优于SVR和传统SPA方法提取特征波段后构建的模型,与全波段最优模型相比,在评价指标R^(2)和RMSE上TN提升了18.32%和10.73%;NH_(4)^(+)-N提升了17.42%和11.19%;COD提升了2.15%和2.54%。结果表明,基于CSA-PLS算法的光谱波段自动筛选方法结合AdaBoost构建的预测反演模型是有效、可行的,具有较高的精准度,为实现养殖水环境实时准确的预警调控提供了一种新的数据预测模型。

一种适应夏季水产养殖水的硝化杆菌培养物分离及优化

为提高高温、高p H养殖水的亚硝态氮去除效果,该文从酿酒废水中筛选得到了只含有1种亚硝酸盐氧化菌(NOB)的富集培养物WY-8,通过16S rDNA序列和NxrA功能基因序列分析对富集培养物进行了鉴定,通过单因素试验优化了发酵参数,并在实际养殖水中测定了其亚硝态氮去除速率和倍增时间。结果表明,该NOB被鉴定为Nitrobacter winogradskyi,且其在富集培养物中的丰度高达96.27%。WY-8的最适发酵条件为:29~38℃、p H 7.0~9.0、盐度0.13%~0.63%、亚硝态氮浓度50~400 mg/L、硝态氮浓度<200 mg/L。在最适条件下,WY-8能在108 h内将138 mg/L的亚硝态氮转化为硝态氮,最大亚硝态氮去除速率高达4.38 mg/(L·h),最短倍增时间为7.5 h。WY-8在35℃、p H 8.5的实际养殖水中的最大亚硝态氮去除速率可达0.41 mg/(L·h),最短代时为7.8 h。研究表明,WY-8在夏季高pH养殖水体中具有良好的应用前景。

水生生物化学实验课程教学方法研究--评《养殖水环境化学实验》

水生生物化学实验课程是生物学、海洋科学、化学等学科的重要组成部分,其教学目的在于培养学生掌握水生生物化学实验的基本技能,提高他们对水生生物及其生态环境的认识。随着社会对人才培养要求的不断提高,传统的教学方法已经无法满足现代学生的需求。因此,需要研究更加有效的教学方法,以培养学生的创新精神和实践能力。随着科技的发展,新的教学技术和手段不断涌现,为水生生物化学实验课程的教学方法提供了更多的选择,例如,虚拟实验、在线实验等新兴技术为实验教学提供了新的可能性。由雷衍之著,中国农业出版社出版的《养殖水环境化学实验》从多个方面深入探讨了养殖水环境的化学实验技术与应用。该书通过实际案例,全面介绍了养殖水环境中常见的化学指标检测方法、水质调控技术以及相关实验原理和操作步骤。

饲料粘合剂对刺参循环水养殖水质、生长及肠道微生物的影响

为探究刺参(Apostichopus japonicus)循环水养殖系统中不同饲料粘合剂对系统水质及刺参生长和肠道微生物的影响,设置了无粘合剂添加的对照组(D1)和分别添加5%红薯淀粉(D2)、黄原胶(D3)、瓜尔胶(D4)、卡拉胶(D5)的4个处理组,每组设3个重复。采用(20.0±5.0)g规格的刺参,在循环水养殖系统中饲养42 d,测定养殖水质、刺参体质量和肠道微生物组成,并运用Kruskal-Wallis秩和检验对刺参肠道微生物进行组间差异显著性分析,采用冗余分析和典型关联分析对水质与肠道微生物进行相关性研究。结果显示:粘合剂的添加对水质有优化作用,其中瓜尔胶组水质最佳;红薯淀粉和瓜尔胶组的刺参特定生长率和饲料转化率显著高于其他组(P<0.05),且刺参出皮率较高。刺参肠道优势菌门为变形菌门、拟杆菌门等,优势菌科为弧菌科、红杆菌科等。红薯淀粉组的刺参肠道微生物丰富度和多样性最高,且肠道中黄杆菌科等有益菌丰度升高。水质与刺参肠道微生物存在显著相关性,在科水平上,氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮与弧菌科、希瓦氏菌科呈正相关,与黄杆菌科、肠杆菌科呈负相关。研究表明:综合考虑水质、刺参生长及肠道微生物情况,在刺参饲料中选择红薯淀粉或瓜尔胶作为粘合剂,更有利于刺参的健康养殖及循环水养殖系统中良好水质的维持。

吊养牡蛎对南美白对虾养殖水环境及存活与生长的影响

为研究吊养牡蛎对南美白对虾工厂化生物絮团养殖水环境及对虾存活与生长的影响,在对虾放养密度均为600尾/m^(3)的养殖桶中分别按照0、25、50、75、100和125只/m^(3)的密度吊养太平洋牡蛎,每个吊养密度设3个重复,连续饲养90 d,每10 d测定一次水体生物絮团水体总悬浮物(TSS)、总氨氮(TAN)、亚硝酸盐氮(NO_(2)^(-)N)和硝酸盐氮(NO_(3)^(-)N),饲养结束后计数各桶存活的对虾并计算存活率,同时测定对虾体重。结果表明:50~125只/m^(3)的牡蛎吊养密度可将TSS控制在最有利于南美白对虾养殖的600 mg/L以下,牡蛎吊养密度50~75只/m^(3)能有效降低养殖水体中的TAN、NO_(2)^(-)-N、NO_(3)^(-)-N含量,且对虾的存活率显著高于其他各组,50~125只/m^(3)试验组的对虾体重无显著差异,但显著高于0和25只/m^(3)的试验组。

液质联用法对养殖水中磺胺类药物和农药残留量检测分析

采用超高效液相色谱-串联质谱法测定5种磺胺类药物和9种常用农药在养殖水中的残留量。养殖水经固相萃取小柱富集净化,甲醇洗脱,浓缩。用超高效液相色谱-串联质谱仪同时测定磺胺类药物和农药残留量,采用AgilentPoroshell 120 EC-C18(100mm×2.1mm,2.7μm),柱温为35℃,流动相A为0.1%甲酸水,B为甲醇,流速0.3mL·min^(-1),质谱条件为电喷雾离子源(ESI),正离子模式同时扫描,多反应监测(MRM)采集方式。在最优试验条件下,5种磺胺类药物和9种农药(包括代谢物)在1~50ng·L^(-1)范围内均具有良好的线性关系,相关系数不小于0.999,平均加标回收率为61%~115%,相对标准偏差为2.8%~12.6%,各组分质量浓度在0.1μg·L^(-1)时信噪比均大于10,在取样量10.0mL,定容体积1.0mL时方法定量限为0.1μg·L^(-1)。结果表明,样品前处理方法简单快捷,能够准确、高效、灵敏地同时检测出养殖水中的痕量磺胺类药物和农药的残留量。

光合细菌制剂改良养殖水环境的试验

在鱼、虾育苗池、淡水养殖池以及观赏鱼养殖水体中,采用活菌数大于50亿/mL的光合细菌制剂改良水质,测定了使用前后水的pH、COD、氨氮、亚硝酸盐、溶解氧等指标,结果表明,光合细菌制剂的质量分数越高,改善养殖水体水质的效果越好。

基于低共熔溶剂高效萃取液质联用快速定量检测养殖水中氯霉素类抗生素残留方法的研究

为建立一种养殖水中氯霉素类抗生素残留的微量低共熔溶剂高效萃取液质联用快速定量检测的方法,将养殖水经滤纸过滤,取10 mL水样,加入适量内标物质,混匀取1 mL水样置于微量离心管中,加入适量低共熔溶剂,旋涡混匀静置提取上层清液,用乙腈定容至1 mL,过0.22μm滤膜,然后用高效液相色谱进行分离,电喷雾串联四级杆质谱进行检测,用内标物进行定量。结果显示:氯霉素的线性范围为0.1~5.0μg·kg^(-1),相关系数为0.999 4,平均检出限达到0.005 3μg·kg^(-1),方法的回收率为80.3%~103.6%,相对标准偏差为3.5%~8.3%;氟苯尼考的线性范围为1.0~20.0μg·kg^(-1),相关系数为0.999 8,平均检出限达到0.022 8μg·kg^(-1),方法的回收率为63.4%~85.2%,相对标准偏差为2.2%~6.2%。结果表明该方法萃取及检测试剂消耗少、时间短、灵敏度高、准确性好,适用于养殖水中氯霉素类抗生素的检测。

在线固相萃取-液相色谱-串联质谱法同时检测海水养殖水体中15种药物

采用在线固相萃取-液相色谱-串联质谱联用(On-line SPE-LC-MS/MS)技术,建立海水循环水养殖系统中磺胺类(磺胺甲基异恶唑、磺胺噻唑、磺胺嘧啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲嘧啶)、大环内酯类(克拉霉素、脱水红霉素)、喹诺酮类(恩诺沙星、氧氟沙星、诺氟沙星)、四环素类(金霉素、四环素、土霉素)13种抗生素及孔雀石绿、隐色孔雀石绿共15种药物的同时检测方法,为循环水养殖海水中部分有机污染物的检验鉴定提供依据.采用0.1%(V/V)甲酸水溶液和0.1%(V/V)甲酸的乙腈-甲醇(1∶1,V/V)溶液为分析流动相,水样经简单酸化处理后直接进样0.9 mL进行On-line SPE-LCMS/MS检测,经在线固相萃取柱富集后,经过梯度洗脱分离,串联质谱多反应监测模式进行定性、定量分析测定.结果表明,15种目标化合物在1—100 ng·L^(−1)范围内均具有良好的线性响应,方法检出限范围为0.02—1.00 ng·L^(−1),定量限范围为0.06—3.00 ng·L^(−1).采用该方法对山东省烟台市某水产公司2个海水循环水养殖系统的15个点位水样进行了检测.研究表明,在线固相萃取技术实现了样品处理和分析一体化,在一般液相色谱分析基础上缩短了时间,达到常规实验条件下的高通量分析,此方法高效、灵敏、操作简便,可用于海水循环水养殖系统中15种药物的种类和质量浓度的同步测定.

不同碳氮比对生物絮凝技术(BFT)养殖水体中土腥味物质积累量的影响

为探究生物絮凝技术(Biofloc technology,BFT)中不同碳氮比对水体中土腥味物质积累量的影响,以养虾排放的生物絮团为研究对象,设置了不同的初始溶解性有机碳(Dissolved Organic Carbon,DOC)/溶解性无机氮(Dissolved Inorganic Nitrogen,DIN)梯度,分别为A组(不添加葡萄糖组,C/N为6)、B组(C/N为10)和C组(C/N为20),进行为期7 d的试验,每日进行一次水质监测,试验开始和结束时检测BFT水体中土臭素(Geosmin,GSM)和二甲基异莰醇(2-Methylisoborneol,2-MIB)的含量,取生物絮团进行营养指标检测。结果显示:B组的GSM和2-MIB积累量分别为22.41 ng/L和-0.19 ng/L,显著低于A组(76.4 ng/L和4.43 ng/L)和C组(50.98 ng/L和3.52 ng/L,P<0.05);试验期间,各组水体中总氨氮和亚硝酸盐氮质量浓度均处于较低水平,分别低于0.10 mg/L和0.15 mg/L;B组生物絮团的粗蛋白含量最高,为31.64%±0.22%。研究表明,添加葡萄糖能有效减少GSM和2-MIB的生成积累量,调控BFT水体中的C/N为10时,减少GSM和2-MIB生成积累量的效果最明显,同时有水质改良效果。

养殖水中总有机碳与化学需氧量和生化需氧量相关性的研究

总有机碳能较全面地反映水体有机物的污染程度，总有机碳的测定具有操作简单、分析快速、结果准确等特点。研究了养殖水中的总有机碳与化学需氧量和生化需氧量相关性，总有机碳与化学需氧量的相关系数为０９９１ ８，总有机碳与生化需氧量的相关系数为０９３６ ２，可以用总有机碳来估算和衡量水体的污染情况。

黑藻(Hydrilla verticillata)养殖水对铜绿微囊藻(Microcystic aeruginosa)的抑制效应及其机制

黑藻(Hydrillaverticillata)养殖水对铜绿微囊藻(Microcysticaeruginosa)的生长有明显抑制作用。同时,它显著降低铜绿微囊藻的光合速率;而使呼吸速率与超氧物歧化酶(SOD)活性先升高,后迅速下降;使细胞膜透性显著增大。电镜照片显示,黑藻养殖水对铜绿微囊藻的超微结构产生进行性的损伤,对质膜、类囊体片层及拟核区的破坏尤为显著。黑藻养殖水的乙醚提取物有显著抑制微囊藻生长的作用,且呈现明显的量效关系,证实黑藻对铜绿微囊藻的克生作用是通过向水中分泌克藻物质实现的。经GC-MS分析和初步鉴定,黑藻养殖水的乙醚提取物中含有邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁酯2-甲基丙酯等物质。

乐清湾泥蚶、缢蛏体内及养殖水环境细菌菌群的初步调查

本文对浙江省乐清湾滩涂和池塘养殖的泥蚶和缢蛏体内及养殖环境细菌菌群组成进行了初步调查.2000年7月～2001年7月间分四个季度进行采样分析.细菌总数分析表明,蒲歧和翁样海水中细菌总数在103～105个/mL之间,蒲歧和翁样两地每次海水样品都是池塘细菌总数高于滩涂;无论哪个季节和采样点,在一年内泥蚶和缢蛏体内的细菌总数均高于水中的细菌总数,且缢蛏体内细菌总数高于泥蚶,翁样贝体内细菌总数几乎均高于蒲歧贝体内细菌总数.对贝体内细菌属组成分析表明,在不同季节,同一滩涂或池塘中泥蚶和缢蛏体内菌群的组成及优势菌属比较相近,蒲歧滩涂和池塘、翁样滩涂和池塘贝体内菌群的组成及优势菌属具有一定的相似性;贝体内细菌优势菌属具有明显的季节性变化,在夏季(2001年7月31 日),以弧菌属和气单胞菌属占优势,而在冬季则以莫拉氏菌属占优势.

养殖水处理技术的研究进展

工厂化封闭循环水养殖的关键技术之一是水处理技术。作者针对养殖废水的特点,综述了用固/液分离、泡沫分离、膜过滤、生物过滤、臭氧处理、紫外辐射消毒等技术处理养殖废水的原理及最新研究进展。

不同饲料对星斑川鲽幼鱼生长和养殖水环境的影响

研究了含不同质量分数的蛋白质(34.85%、40.48%、46.54%、51.54%、56.69%,记为D1、D2、D3、D4、D5组)和不同质量分数的磷(0.96%、1.16%、1.60%、2.03%,记为P0、P1、P3、P5组)的饲料对星斑川鲽Platichthys stellatus幼鱼生长、摄食、饲料利用和养殖水环境的影响。结果表明:试验鱼的增重率和特定生长率随着饲料中蛋白含量的增加而逐渐增大(P<0.05),D4、D5组均较大;摄食率和饲料系数随着饲料中蛋白含量的增加而逐渐下降(P<0.05),D4组最小;D4组的蛋白质效率显著高于其它各组(P<0.05);投喂6 h和18 h后,D5组的NH4+-N和NO2--N总排放量显著高于其它各组(P<0.05),投喂12 h后,D5组显著高于D1～D3组(P<0.05),而其余各组间差异均不显著(P>0.05);蛋白水平相同时,饲料中不同的磷水平对试验鱼的增重率、特定生长率、蛋白质效率和摄食率均无显著影响(P>0.05);投喂6、18 h后,P0组的总磷排放量显著低于其余各组(P<0.05),投喂12 h后,P0、P1组的总磷排放量显著低于P3、P5组(P<0.05)。

基于表面增强拉曼光谱的养殖水中硝基呋喃类抗生素残留检测

建立基于表面增强拉曼光谱(SERS)技术的便携式拉曼光谱仪,用于水产品流通过程养殖水中硝基呋喃类抗生素的快速测定。参照经典方法制备了Ag、Au纳米粒子,通过优化促凝剂、调节体系pH、选择纳米溶剂及其用量、考查吸附等待时间得到最佳SERS增强效果。结果表明,养殖水中4种硝基呋喃类抗生素呋喃妥因、呋喃西林、呋喃唑酮、呋喃它酮的检测限分别为1、0.1、5、0.1μg/mL。所建立的快检方法灵敏度、特异性≥95%、假阴性率和假阳性率≤5%,均符合食药监科便函[2016]83号《食品快速检测方法评价技术规范》的要求,可应用于水体中硝基呋喃类抗生素的残留检测。

基于信息化水环境监测的养殖水体调控技术

对养殖水环境进行生态调控是环境友好型渔业发展的关键,应用信息化监测技术,是提高调控效能的重要技术手段。本文回顾、总结了池塘养殖生态调控技术发展的主要历程,系统概述了国内外不同养殖水环境调控技术的研究进展;从不同调控方式的主要作用和不同调控手段的技术特点等方面详细介绍了池塘生态调控技术的主要实现方式,并从信息收集、处理、应用三个主要方面,分析了养殖水体调控技术存在的主要问题。归纳总结了信息化养殖水环境调控的技术特点,指出信息化水环境监测技术在养殖水体的自动信息收集、智能信息处理、精准控制输出等方面重要作用,并从学科发展趋势和应用需求的角度出发,提出信息化养殖水环境调控技术实现难点和未来发展趋势。

光合细菌固定化及对养殖水净化的研究

采用海藻酸钠进行光合细菌固定化实验,比较了固定化菌和悬浮态菌的生长和生理特性,观察其在载体中的分布,并对其净化养殖水的能力进行初步研究。结果表明,固定化大大提高了光合细菌的生长速率;粒径为3.5mm,菌初始密度为0.12mg干菌泥/L为最佳固定化条件;在生长初期,菌在载体内的分布不均匀,后期趋于一致。在固定化菌净化养殖水的研究中发现,固定化光合细菌对养殖水的净化能力大大优于悬浮态菌。