第一篇:生物絮團(tuán)技術(shù)的養(yǎng)殖應(yīng)用簡介
生物絮團(tuán)技術(shù)的養(yǎng)殖應(yīng)用簡介
生物絮團(tuán)是養(yǎng)殖水體中以好氧微生物為主體的有機(jī)體和無機(jī)物,經(jīng)生物絮凝形成的團(tuán)聚物,由細(xì)菌、浮游動植物、有機(jī)碎屑和一些無機(jī)物質(zhì)相互絮凝組成。生物絮團(tuán)技術(shù)是指通過操控水體營養(yǎng)結(jié)構(gòu),向水體中添加有機(jī)碳物質(zhì),調(diào)節(jié)水體中的C/N比,促進(jìn)水體中異養(yǎng)細(xì)菌的繁殖,利用微生物同化無機(jī)氮,將水體中的氨氮等養(yǎng)殖代謝產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成細(xì)菌自身成分,并且通過細(xì)菌絮凝成顆粒物質(zhì)被養(yǎng)殖動物所攝食,起到維持水環(huán)境穩(wěn)定、減少換水量、提升動物免疫力、提高養(yǎng)殖成活率、增加產(chǎn)量和降低飼料系數(shù)等作用的一項技術(shù),它被認(rèn)為是解決水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的環(huán)境制約和飼料成本的有效替代技術(shù)。生物絮團(tuán)技術(shù)的養(yǎng)殖應(yīng)用
一、前期準(zhǔn)備
1、養(yǎng)殖品種
生物絮團(tuán)最終要被養(yǎng)殖動物所攝食,這樣才能凸顯生物絮團(tuán)技術(shù)的價值。雜食性養(yǎng)殖品種是應(yīng)該優(yōu)先選擇的養(yǎng)殖品種,南美白對蝦和羅非魚是兩種得到國內(nèi)外充分驗證的適合生物絮團(tuán)技術(shù)的優(yōu)良養(yǎng)殖品種,當(dāng)然其也適合與其他雜食性的養(yǎng)殖品種。
2、池塘及養(yǎng)殖池
生物絮團(tuán)技術(shù)適用于高密度高產(chǎn)養(yǎng)殖模式,要有足夠的設(shè)備和成本投入,因此面積幾方到數(shù)十畝的小型養(yǎng)殖池及面積不大的養(yǎng)殖池塘較適合生物絮團(tuán)技術(shù)的應(yīng)用。便于水體的攪動及絮團(tuán)再懸浮,對蝦養(yǎng)殖池塘水深應(yīng)在0.6-1.5m,水泥底和鋪膜底優(yōu)先。
3、補(bǔ)氣增氧設(shè)備
生物絮團(tuán)技術(shù)要保持充足的溶氧(DO>4mg/L)和水體攪拌性,因此要鋪設(shè)足夠的補(bǔ)氣增氧設(shè)施,以底增氧設(shè)施(氣石增氧、微孔增氧等)為宜。增氧設(shè)施>1000W/畝較好;底部增氧設(shè)施可節(jié)約能耗,例如微孔增氧設(shè)施可設(shè)置在150-300w/畝;底部增氧和表面增氧設(shè)施綜合使用效果更佳。此外為了解決再懸浮的高耗能及打破生物絮團(tuán)技術(shù)24h不間斷充氧等問題,在池塘中懸掛附著基可增大生物絮團(tuán)的附生面積、減少絮團(tuán)沉底敗壞,這是減少能耗的一個出發(fā)點和解決辦法。
4、異養(yǎng)微生物
異養(yǎng)微生物的添加是為了保證有益菌的優(yōu)勢,可根據(jù)當(dāng)?shù)爻靥廉愷B(yǎng)微生物的檢測數(shù)量適量添加,無底泥池塘應(yīng)經(jīng)常使用(1周2-3次),有底泥池塘可少添加或不適用。添加品種以芽孢桿菌、乳酸菌等益生菌為宜。
5、有機(jī)碳源
有機(jī)碳源的添加,水體C/N比的調(diào)控是生物絮團(tuán)技術(shù)的核心。優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)亓畠r、購買和運輸方便的碳源:糖蜜、木薯粉、小麥粉、蔗糖等。
6、養(yǎng)殖飼料
生物絮團(tuán)技術(shù)更適用于低蛋白飼料投入的養(yǎng)殖模式,在碳源添加成本不多的情況下可顯著提升飼料蛋白的利用率(20-50%),進(jìn)而達(dá)到高蛋白飼料的養(yǎng)殖效果。應(yīng)優(yōu)先選擇低蛋白含量的飼料,在節(jié)約一部分成本的同時,更利于生物絮團(tuán)的形成與轉(zhuǎn)化。
二、養(yǎng)殖操作
1、打底
池塘經(jīng)過消毒、進(jìn)水、肥水后,首先進(jìn)行生物絮團(tuán)應(yīng)用技術(shù)的前期打底工作,目的在于建立前期的一個微生物生態(tài)體系。有機(jī)碳源的添加量為5-10ppm(以含糖量100%計算),無底泥池塘應(yīng)添加適量異養(yǎng)微生物(確保水體中有益菌為107/L)。
2、放苗
生物絮團(tuán)技術(shù)是一種高效的養(yǎng)殖技術(shù),較普通養(yǎng)殖模式應(yīng)有較高的養(yǎng)殖密度。在溶氧充足的情況下,數(shù)方到數(shù)十方的南美白對蝦小型養(yǎng)殖池可按400-600尾/㎡的密度進(jìn)行放養(yǎng),養(yǎng)殖條件優(yōu)越的池塘可適度增加養(yǎng)殖密度,但隨著池塘的擴(kuò)大應(yīng)適量減少放養(yǎng)密度。
3、投喂
單養(yǎng)品種如羅非魚、南美白對蝦等投喂量可較正常養(yǎng)殖投喂適量減少,養(yǎng)殖期間可根據(jù)絮團(tuán)形成量適當(dāng)調(diào)整調(diào)整投喂量,但生物絮團(tuán)中缺乏蛋氨酸等必要氨基酸,校正后的飼料餌料系數(shù)不得小于0.85,這樣才能保證魚蝦的正常生長。
4、異養(yǎng)微生物添加
無底泥池塘應(yīng)適量添加異養(yǎng)微生物,添加量以水體中的有益菌達(dá)到107/L為準(zhǔn),復(fù)合添加更好,添加周期1周2-3次。
5、有機(jī)碳源的添加
生物絮團(tuán)養(yǎng)殖技術(shù)的核心是有機(jī)碳源的補(bǔ)充及調(diào)控,養(yǎng)殖過程中應(yīng)按飼料投喂量進(jìn)行有機(jī)碳源的添加(此計算方法為完全生物絮團(tuán)養(yǎng)殖模式的碳源添加量,僅供參考):有機(jī)碳源添加量=飼料投喂量×蛋白含量×1.6÷產(chǎn)品(碳源)含糖量(碳水化合物)這是個理想的有機(jī)碳源添加量,可根據(jù)實際情況和絮團(tuán)形成量適量的減少添加量,添加周期按天進(jìn)行更好,最長不得超過5天(時間過長容易造成系統(tǒng)崩潰),在天氣較好,溶氧充足的時間段進(jìn)行添加。另外,但當(dāng)池塘的NH4-N或NO3-N濃度高于2.5mg/L時,按一下添加量進(jìn)行短期(2-3天)大量添加,進(jìn)行急性降氨氮處理,但不能一次性添加太多,分多天多次添加:有機(jī)碳源添加量=(NH4-N濃度+NO3-N濃度)×體積×10÷產(chǎn)品(碳源)含糖量(碳水化合物)
三、條件調(diào)控
1、生物絮團(tuán)量的調(diào)控
按照以上條件添加有機(jī)碳源和異養(yǎng)微生物后,一般會在5-10天內(nèi)形成初步生物絮團(tuán),但生物絮團(tuán)形成量并不是越多越好,過多耗氧過度容易造成溶氧偏低,更容易造成系統(tǒng)的崩潰。一般認(rèn)為對蝦養(yǎng)殖池塘絮團(tuán)量應(yīng)維持在10-20ml/L的豐度為宜。當(dāng)生物絮團(tuán)形成量超過閾值時,可適當(dāng)減少有機(jī)碳源的添加量(但不能停止添加,易造成系統(tǒng)崩潰);也可相應(yīng)減少飼料投喂量;當(dāng)無法控制時最為有效的辦法是過濾掉多余生物絮團(tuán)或換水處理,擁有沉淀池和過濾池的養(yǎng)殖場可通過沉淀過濾等方法合理控制絮團(tuán)量。
2、NH4-N或NO3-N調(diào)控
絮團(tuán)養(yǎng)殖池養(yǎng)殖后期易出現(xiàn)NH4-N或NO3-N濃度突升的情況。首先可根據(jù)碳源加量添加的方式進(jìn)行控制;情況緊急時進(jìn)行適量的換水處理;擁有沉淀池和生物過濾池的養(yǎng)殖場可通過沉淀、生物過濾等方法有效控制池塘中的氨氮和亞鹽含量。
3、DO的調(diào)控
生物絮團(tuán)技術(shù)中溶解氧的調(diào)控尤為重要,生物絮團(tuán)培養(yǎng)和維持都需要消耗氧氣,因此保持足夠的增氧量是保證絮團(tuán)順利形成,確保養(yǎng)殖動物安全的關(guān)鍵,這也是保證水體攪動性的措施。養(yǎng)殖過程中要經(jīng)常監(jiān)控養(yǎng)殖塘溶氧,調(diào)控增氧補(bǔ)氣設(shè)備的開啟數(shù)量和開啟時間,保證DO>4mg/L,并保證水體的攪動性,便于絮團(tuán)的形成和再懸浮。另外懸掛附著基的養(yǎng)殖池塘可有效解決一部分生物絮團(tuán)再懸浮的能耗。
4、pH的調(diào)控
生物絮團(tuán)的形成及代謝以及異養(yǎng)微生物的呼吸作用都可致使養(yǎng)殖水體pH的降低,養(yǎng)殖期間應(yīng)注意監(jiān)控水體的pH,根據(jù)養(yǎng)殖動物的適宜pH范圍適當(dāng)調(diào)整pH,一般是添加石灰(碳酸鈣)來提升pH(當(dāng)然要降低pH可用醋酸等有機(jī)酸,調(diào)整pH的同時也補(bǔ)充碳源)。
5、溫度調(diào)控
當(dāng)然生物絮團(tuán)技術(shù)的應(yīng)用也存在局限性,除養(yǎng)殖品種的限制外,溫度也是生物絮團(tuán)技術(shù)應(yīng)用的一個限制因素,一般認(rèn)為溫度在15℃-35℃時都可以形成生物絮團(tuán),在20-25℃范圍內(nèi)是最佳獲取穩(wěn)定絮團(tuán)的溫度,這限定了生物絮團(tuán)技術(shù)的應(yīng)用區(qū)域或應(yīng)用季節(jié),應(yīng)用時要加以注意,條件允許的小型控溫養(yǎng)殖池進(jìn)行溫度調(diào)整后可正常使用生物絮團(tuán)技術(shù)。
這只是初步歸納總結(jié),其中一些細(xì)節(jié)要進(jìn)行必要的補(bǔ)充,大家可以適當(dāng)借鑒。
第二篇:鵝的養(yǎng)殖技術(shù)簡介
鵝的養(yǎng)殖技術(shù)簡介
鵝是一種經(jīng)濟(jì)價值很高的食草水禽,各種野生青草和蔬菜都是鵝的好飼料。鵝具有耐粗飼、生長快、適應(yīng)性強(qiáng)等特點。鵝喜食青草、菜葉,飼養(yǎng)設(shè)備簡單,管理粗放,對精料要求不高,放牧圈養(yǎng)均可。
一、鵝的生物學(xué)特性
鵝不僅可以生產(chǎn)鵝肉、鵝蛋等動物性蛋白產(chǎn)品并且所產(chǎn)肥肝、羽絨是國際市場潛力巨大的出口產(chǎn)品原料。大力發(fā)展養(yǎng)鵝業(yè)既有利于草山草坡、尤其是農(nóng)區(qū)“十邊地”草場飼草資源的合理利用,也是“入世”后我國畜牧業(yè)走向更廣闊國際市場的重要途徑目前,以規(guī)模飼養(yǎng)為特征的鵝業(yè)生產(chǎn)正由南方河湖汊港地區(qū)向北方農(nóng)區(qū)發(fā)展,飼養(yǎng)形式正由水養(yǎng)向旱養(yǎng)、由放牧向舍飼方面轉(zhuǎn)化,但其育成率、飼料報酬和經(jīng)濟(jì)效益參差不齊,差距甚大。究其原因,除了市場價格波動和產(chǎn)銷銜接不良外,對鵝的生物學(xué)特性缺乏了解而導(dǎo)致飼養(yǎng)管理方式不當(dāng)是一個重要原因。
1.喜水性
鵝善在水中覓食、嬉戲和求偶交配。除育肥期外,一般在河流、湖泊、小溪、池塘有水處放養(yǎng)為佳。
2.合群性和生活節(jié)律性
合群是鵝的重要特性。雛鵝期不論采食、游水、運動、睡眠,均表現(xiàn)為聚群生活。到了成鵝期,除了采食牧草時以家庭為單位或單個活動外,游水、睡眠時仍以聚群活動,當(dāng)遇到外介因素干擾,如猛禽飛臨、動物接近、汽車鳴笛等,所有鵝只迅速聚群并處于高度警惕狀態(tài),直至干擾因素消逝方才散開。
3.雜食性
鵝喜食青草,能充分利用青粗飼料,如田間、路邊的野草、農(nóng)田中的遺谷、麥粒,甚至深埋在淤泥中的草根和塊莖等,都能被鵝覓食利用。因為鵝的喙長而扁平,上下喙有發(fā)達(dá)的鋸齒,長而易于彎曲的頸部,有力地支持鵝覓取食物。食道膨大呈紡錘形,便于鵝貯存攝取的大量食物。鵝的肌胃肌肉特別發(fā)達(dá),收縮力強(qiáng),能有效地裂解植物細(xì)胞壁,易于消化。另外,鵝的消化道比體長長10倍,1 盲腸也十分發(fā)達(dá),加上鵝小腸中的堿性環(huán)境,能使纖維素溶解和利用青草中蛋白質(zhì)。
4.耐寒性
鵝全身被厚密羽毛起隔熱保溫作用,尾脂腺發(fā)達(dá),經(jīng)常用喙將油脂涂擦全身羽毛,增加了羽毛的防水性。在0℃左右氣溫下,仍可在水中自由活動。
二、飼養(yǎng)管理
1.鵝舍的建設(shè)
鵝舍可分為育雛舍、肉鵝舍、肥育舍、種鵝舍,它們的具體建筑要求和條件也不一樣。
(1)育雛舍
20日齡前的雛鵝體溫調(diào)節(jié)能力較差,因此,育雛舍要有好的保溫性能,要求舍內(nèi)干燥、空氣流通但不漏風(fēng),窗戶面積與舍內(nèi)地面比例以1∶10~15為好,屋檐高2m,舍內(nèi)地面比舍外高25~30cm,用水泥或三合土制成,有利沖洗消毒和防止鼠害。育雛舍前應(yīng)設(shè)運動場,場地平坦而略向溝傾斜,以防雨天積水。
(2)肉鵝舍
肉鵝生長快、體質(zhì)健壯、抵抗力強(qiáng),飼養(yǎng)比較粗放,所建造肉鵝舍只要上面遮雨,東西北可以擋風(fēng),就可以達(dá)到基本要求,寒冷地區(qū)要注意防寒。
(3)肥育舍
肥育舍要求環(huán)境安靜,舍內(nèi)光線暗淡、通風(fēng)良好,要求舍檐高1.8~2m,地面大多采用夯實的泥土,將水槽放在排水溝上,以便使溢出的水能流入溝中,溝上鋪鋁絲網(wǎng)式木條,舍內(nèi)分成若干小間,每間面積為12m2,可容納50只肉鵝。
(4)鵝舍
要求防寒隔熱性能優(yōu)良,光線充足。舍檐高1.8~2m,南面是窗戶,窗戶面積與舍內(nèi)地面面積的比例為110~15,每m2可養(yǎng)種鵝2~3只。在陸上運動場與2 水面連接處,須用石塊砌好,用水泥做好斜坡,坡度約為25~35b,斜坡要深入水中與枯水期的最低水平持平。
2.雛鵝飼養(yǎng)
雛鵝出殼后,按鵝的強(qiáng)、弱分隔飼養(yǎng)。24小時后,將其放入盛有水的盆中,水深以能淹蓋雛鵝跖部為度,讓其自由活動和飲水5分鐘。1~3日齡把經(jīng)過水浸淘的米飯一份和切成絲的青菜兩份,充分混合備用。按量將飼料撒在塑料布上,誘其啄食,兩天后,可每隔2~3小時喂一次。4~10日齡,逐日增加飼喂量,每日喂7~8次,同時喂水,可改用飼槽加飲水器飼喂。11~20日齡,應(yīng)練習(xí)游水和放牧,飼料可以青料為主,精料改喂碎米,適當(dāng)拌入糠麩,減少飼喂次數(shù)(每天5~6次)。
雛鵝飼養(yǎng)階段,特別要注意防寒、保溫、防濕。最好以竹簍墊干草或破布保溫。將雛鵝關(guān)在簍內(nèi),利用自身的熱量來保溫取暖,即“自溫育雛”。氣候寒冷時應(yīng)供給熱源。室內(nèi)應(yīng)注意通風(fēng)和透光,喂飼時注意飲水不要外溢,保特地面和墊草干燥,以防下痢。
群牧和喜水是鵝的自然生活習(xí)性。初次放牧和游水在出殼后7~10天,選擇晴天風(fēng)平之日,待飼喂后趕在草地上任其采食青草,并趕在淺水邊讓鵝自由下水,切不可強(qiáng)迫趕回休息。20日齡以后逐漸終日放牧,任它自由下水,40日齡以后可露宿野外放牧飼養(yǎng)。
3.仔鵝的放牧
30~90日齡的仔鵝是骨骼、肌肉、羽毛生長最快的階段,應(yīng)加強(qiáng)放牧和補(bǔ)充生長發(fā)育所需要的營養(yǎng)物質(zhì),以培育適應(yīng)性強(qiáng)、耐粗飼、增重快的鵝群。鵝以放牧自行覓食野生鮮嫩青草為主。野草只要無毒、無異味,鵝都可以采食。放牧?xí)r每群以80~100只鵝為宜。對草地合理利用,選擇一定的放牧路線,逐片放牧,吃飽以后任其在草地上休息。一般每天放牧9小時。放牧?xí)r,要注意“放水”,每天應(yīng)不少于2~3次,每次放水約半小時。
仔鵝以終日放牧飼養(yǎng)為主,還要給以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)飼。一般補(bǔ)飼糠麩、秕谷,以降低飼養(yǎng)成本。補(bǔ)飼料在晚間歸牧?xí)r喂飼,補(bǔ)喂量視放牧采食青料情況靈活掌握。
4.種鵝的飼養(yǎng)
產(chǎn)蛋期飼養(yǎng),母鵝最好舍飼和就近放牧相結(jié)合,每天早、中、晚各飼喂一次;白天可上下午各放牧一次。飼料中稻谷和粗糠的比例為2∶1,并配以礦物質(zhì)飼料。每次喂飼后,均讓其充分飲水,種鵝公母按1∶5選留飼養(yǎng),公鵝可在30厘米深水池順利交配,也可在旱地自由交配,均能達(dá)到滿意的受精率。母鵝產(chǎn)蛋多在午夜至上午10∶00,外出放牧?xí)r,能自動回巢產(chǎn)蛋,最好就近放牧或舍飼。整個產(chǎn)蛋周期為20~25天。
三、鵝病的防治
1.科學(xué)選擇鵝場址是防治傳染病的基礎(chǔ)
場址選擇在地勢較高,比較干燥通風(fēng),水源充足、衛(wèi)生,電源通暢、交通方便的地方。要布置合理便于使用和消毒防病。
2.清潔衛(wèi)生是防治傳染病的根本措施
清潔衛(wèi)生的鵝場,有利于疫病控制,同時也能使鵝場地吃料長肉,提高生產(chǎn)性能。
(1)水源衛(wèi)生:盡量不用河、塘、表面水作飲用水。
(2)工作人員的衛(wèi)生:飼養(yǎng)員要有專用工作衣、鞋、帽等。
(3)用具衛(wèi)生:包括水槽、料槽等。
(4)環(huán)境衛(wèi)生:清潔衛(wèi)生的環(huán)境,可減少病源,切斷一切傳播疫病的途徑。
3.管理是防治傳染病的有力保證。
為了預(yù)防疫病,維護(hù)家禽的健康,要從家禽管理的各個方面進(jìn)行,盡量排除可引起發(fā)病的不利因素。
(1)根據(jù)不同品種,不同日齡的要求供給按科學(xué)配制的營養(yǎng)全價飼料。
(2)防止引入的鵝種帶來疫病。
(3)采取全進(jìn)全出的飼養(yǎng)方式。
(4)不同種類的畜禽不要混合飼養(yǎng)。
(5)作好記錄工作,有利于掌握場內(nèi)家禽健康狀況,疫病的種類和發(fā)病規(guī)律等。
4.有效消毒是防止傳染病的關(guān)鍵
要建立一種制度,經(jīng)常除糞,常規(guī)清掃,嚴(yán)格控制外來人員及車輛進(jìn)入場區(qū),定期消毒,切斷疫病的傳播途徑,降低疫病死亡,提高生產(chǎn)成績。
5.確切的免疫是防治傳染病的核心
預(yù)防接種就是指將疫苗通過滴鼻、飲水、霧、注射等途徑。接種到鵝體內(nèi),使之產(chǎn)生抗體,從而保證鵝不受感染,隔斷傳染病的發(fā)生。
6.科學(xué)合理用藥是防治傳染病的有力補(bǔ)充
應(yīng)用藥物預(yù)防和治療也是增強(qiáng)機(jī)體抵抗力和防治疾病的有效措施。尤其是對尚無有效疫苗可用或免疫效果不理想的細(xì)菌病,如沙門氏菌病、大腸桿菌病、漿膜炎等。
第三篇:MES技術(shù)簡介及應(yīng)用
制造執(zhí)行系統(tǒng)(manufacturing execution system,簡稱MES)是美國AMR公司(Advanced Manufacturing Research,Inc.)在90年代初提出的,旨在加強(qiáng)MRP計劃的執(zhí)行功能,把MRP計劃同車間作業(yè)現(xiàn)場控制,通過執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)系起來。這里的現(xiàn)場控制包括PLC程控器、數(shù)據(jù)采集器、條形碼、各種計量及檢測儀器、機(jī)械手等。MES系統(tǒng)設(shè)置了必要的接口,與提供生產(chǎn)現(xiàn)場控制設(shè)施的廠商建立合作關(guān)系。MSE的定義
美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)AMR(Advanced Manufacturing Research)將MES定義為“位于上層的計劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信息系統(tǒng)”。它為操作人員/管理人員提供計劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設(shè)備、物料、客戶需求等)的當(dāng)前狀態(tài)。
制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(Manufacturing Execution System Association,MESA)對MES所下的定義:“MES能通過信息傳遞對從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠發(fā)生實時事件時,MES能對此及時做出反應(yīng)、報告,并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理。這種對狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使MES能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒有附加值的活動,有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運作過程,從而使其既能提高工廠及時交貨能力,改善物料的流通性能,又能提高生產(chǎn)回報率。MES還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息?!?/p>
MESA在MES定義中強(qiáng)調(diào)了以下三點:
1)MES是對整個車間制造過程的優(yōu)化,而不是單一的解決某個生產(chǎn)瓶頸; 2)MES必須提供實時收集生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的功能,并作出相應(yīng)的分析和處理;
3)MES需要與計劃層和控制層進(jìn)行信息交互,通過企業(yè)的連續(xù)信息流來實現(xiàn)企業(yè)信息全集成。MES的現(xiàn)狀
MES的體系結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了從T-IVIES向I-MES發(fā)展的歷程。傳統(tǒng)的MES(T-MES)是從20世紀(jì)70年代的零星車間級應(yīng)用發(fā)展起來的。T-MES又可以分為專用MES(Point MES)和集成MES(Integrated MES)兩類。專用MES是一種自成一體的應(yīng)用系統(tǒng),它針對某個單一的生產(chǎn)問題(如在制品庫存過大、產(chǎn)品質(zhì)
量得不到保證、設(shè)備利用率低等)提供有限功能(如物料管理、質(zhì)量管理、設(shè)備維護(hù)、作業(yè)調(diào)度等),或適用某種特定的生產(chǎn)環(huán)境(如應(yīng)用于半導(dǎo)體和MEMS車間的MES、應(yīng)用于FMS系統(tǒng)的MES等)。專用MES具有實施快、投入少等優(yōu)點,但通用性和可集成性差。集成MES系統(tǒng)起初是針對特定行業(yè)(如航空、裝配、半導(dǎo)體、食品和衛(wèi)生等)特定的規(guī)范化環(huán)境而設(shè)計的,目前已拓展到整個工業(yè)領(lǐng)域。在功能上它已實現(xiàn)了與上層事務(wù)處理和下層實時控制系統(tǒng)的集成。集成化MES具有豐富的應(yīng)用功能、統(tǒng)一的邏輯數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)品及過程模型等優(yōu)點。但該類系統(tǒng)依賴特定的車間環(huán)境,柔性差,缺少通用性和廣泛的集成能力,難以隨業(yè)務(wù)過程變化而重新配置。
AMR在分析信息技術(shù)的發(fā)展和加陷應(yīng)用前景的基礎(chǔ)上,提出了可集成MES(Interpretable MES,I-MES)這一概念。可集成MES是將模塊化、消息機(jī)制和組件技術(shù)應(yīng)用到MES的系統(tǒng)開發(fā)中,是兩類傳統(tǒng)MES系統(tǒng)的結(jié)合。從表現(xiàn)形式上看,I-MES具有專用MES系統(tǒng)的特點,即I-MES中的部分功能可以作為可重用組件單獨銷售;同時,它又具有集成MES的特點,即能實現(xiàn)上下兩層之間的集成。此外,I-MES還具有客戶化、可重構(gòu)、可擴(kuò)展和互操作等特性,能方便地實現(xiàn)不同廠商之間的集成和原有系統(tǒng)的保護(hù)以及即插即用(P&P)等功能。目前,基于組件的I-MES是MES的主要發(fā)展方向。主流技術(shù)
由于MES處于ERP和PCS之間,既要對ERP內(nèi)部系統(tǒng)和ERP的外部網(wǎng)絡(luò)收發(fā)信息,又要對PCS系統(tǒng)傳遞信息。因此,MES開發(fā)與實施涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括了計算機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、MES體系結(jié)構(gòu)、開發(fā)應(yīng)用技術(shù)等。此外,進(jìn)行MES的開發(fā)和實施還需要考慮MES系統(tǒng)的可配置性。根據(jù)LogicaCMG咨詢公司2005年對MES軟件的調(diào)查報告,國際MES產(chǎn)品的主流技術(shù)情況如下:
a.支持平臺方面,主要有Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Unix、Linux。
b.?dāng)?shù)據(jù)庫方面,MES產(chǎn)品支持的數(shù)據(jù)庫主要有Oracle、SQL Server、DB2、Progress、Informix、Ingress、Sybase等。
c.應(yīng)用技術(shù)方面,MES系統(tǒng)的開發(fā)主要采用DCOM、COM手,Active-X、XML,DotNET、J2EE,ODBC、OLE、OPC等技術(shù)。
d.系統(tǒng)架構(gòu)方面,MES系統(tǒng)主要采用C/S、Web使能、瘦客戶端、分布式結(jié)構(gòu)、負(fù)荷平衡等體系結(jié)構(gòu)。
e.系統(tǒng)可配置性方面,部分MES廠商的產(chǎn)品定位是使產(chǎn)品盡可能適合特定 的用戶群,相反有些廠商則為用戶提供柔性的可配置工具來迎合客戶的需求,以贏得廣大的市場。報告從業(yè)務(wù)邏輯、圖形用戶界面、報表等方面來分析MES產(chǎn)品的可配置性,并通過標(biāo)準(zhǔn)化(Standard)、組件(Cornponent)、庫(Libraries)和客戶化定制(Custom Made)4個指標(biāo)來評價系統(tǒng)的可配置程度。圖1描述了國際主流MES產(chǎn)品的平均可配置性。以圖形用戶界面的可配置性為例,IVIES產(chǎn)品在大于60%的程度上提供標(biāo)準(zhǔn)功能,在27%的程度上可通過組件來配置,8%由庫來支持,只在4%的程度上可實現(xiàn)完全客戶化定制。
圖1 國際主流MES產(chǎn)品的平均可配置性 應(yīng)用情況
MES在發(fā)達(dá)國家已實覡了產(chǎn)業(yè)化,其應(yīng)用覆蓋了離散與流程制造領(lǐng)域,并給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。MES分別在1993年和1996年以問卷方式對若干典型企業(yè)進(jìn)行了兩次有關(guān)MES應(yīng)用情況的調(diào)查,這些典型企業(yè)覆蓋了下列的7大行業(yè):醫(yī)療產(chǎn)品、塑料與化合物、金屬制造、電氣/電子、汽車、玻璃纖維、通訊等。調(diào)查表明企業(yè)使用MES后,可有效地縮短制造周期,縮短生產(chǎn)提前期,減少在制品,減少或消除數(shù)據(jù)輸入時間,減少或消除作業(yè)轉(zhuǎn)換中的文書工作,改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量/減少次品,消除損失的文書工作。國內(nèi)在“十五”期間,流程工業(yè)領(lǐng)域MES成為技術(shù)研究的突破口,重點面向鋼鐵和石化2個典型流程制造行業(yè)。目前,MES已在鋼鐵、石化等行業(yè)得到成功應(yīng)用并開發(fā)完成了若干自主產(chǎn)權(quán)的MES系統(tǒng),如:上海寶信MES、中國石化MES(S-MES V1.0)等。根據(jù)中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院的1份報告,到2003年底,共有110套MES應(yīng)用于國內(nèi)的鋼鐵企業(yè)。“十五”期間還對離散制造MES進(jìn)行了探索性研究,并取得初步成效(如西飛MES等),國內(nèi)市場上也出現(xiàn)一些針對離散制造業(yè)的MES產(chǎn)品,如:ICON—MES、OrBit-MES、天為MES等?!笆晃濉逼陂g,隨著我國制造業(yè)信息化建設(shè)的深入開展,MES有望在我國獲得更廣泛和深入的應(yīng)用。以下為MES在國內(nèi)企業(yè)的應(yīng)用實例:
案例1:
應(yīng)用需求:
海爾集團(tuán)內(nèi)各個產(chǎn)品事業(yè)部信息化起步較早,大部分事業(yè)部都已成功實施了國際上主流的ERP管理軟件SAP。伴隨企業(yè)的發(fā)展,在SAP成功的實施應(yīng)用之后,如何提高企業(yè)執(zhí)行能力,就成為企業(yè)急需解決的問題。
海爾集團(tuán)隨著信息化的不斷推進(jìn),需要在前期信息化建設(shè)的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)從訂單、評審、采購、配送、制造、銷售、售后服務(wù)的信息整體互動,在這過程中集團(tuán)的各相關(guān)部門參與工作。如商流、海外推、資金流、研發(fā)推、定單推、制造事業(yè)部等。最終的目標(biāo)是建立集團(tuán)的信息化統(tǒng)一、完整平臺,實現(xiàn)信息流、物流、資金流的通暢。在前期物流、資金流已經(jīng)改造、整合的基礎(chǔ)上,希望通過信息化,從信息的角度實現(xiàn)企業(yè)管理水平的再次提升。
在集團(tuán)信息化的思路與方向下,需要產(chǎn)品事業(yè)部和集團(tuán)的SAP信息系統(tǒng)統(tǒng)一接口,從而能夠監(jiān)控每一批定單的生產(chǎn)進(jìn)度,每一批定單的投入、每一批定單的產(chǎn)出,以及每一個產(chǎn)品的主關(guān)件信息、生產(chǎn)信息、質(zhì)量信息,不但建立訂單的生命周期管理,而且對于每一個產(chǎn)品個體實現(xiàn)整個生命周期的管理。同時通過信息化的手段,企業(yè)建立公開、透明、精確的人力考核平臺,實現(xiàn)自動計酬。
各個事業(yè)部車間生產(chǎn)現(xiàn)場的直通率,節(jié)拍,履約率等衡量生產(chǎn)的效率的指標(biāo)數(shù)據(jù),無法第一時間獲取,通過人工統(tǒng)計計算增加了很多人為的操作因素,而且不能及時的反映實際的生產(chǎn)情況。
通過制造執(zhí)行系統(tǒng)的實施,全面對生產(chǎn)線的工人實現(xiàn)自動計酬,真正意義上做到了多勞多得的工資計算要求,從而充分調(diào)動了員工的生產(chǎn)積極性。
解決之道:
滿足以上需求要選擇適應(yīng)家電行業(yè)特點的、性能卓越的產(chǎn)品。海爾集團(tuán)做了多方考證,在對當(dāng)時市場上主要產(chǎn)品作了評估之后,決定選擇比鄰軟件R2E——資源執(zhí)行效率系統(tǒng)。
●生產(chǎn)計劃管理:對于SAP下達(dá)的生產(chǎn)計劃,對生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行計劃排產(chǎn)及作業(yè)調(diào)度。
●質(zhì)量管理:訂單質(zhì)量跟蹤、質(zhì)量數(shù)據(jù)分析利用、檢驗數(shù)據(jù)管理、在制品維修管理、售后質(zhì)量反饋。
●電子跟單管理:定單的生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)共享,一票到底?!裆a(chǎn)管理:作業(yè)計劃管理、訂單執(zhí)行監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計。
● 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理:產(chǎn)品檔案管理,可對采集到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理和查詢,包括裝配檔案、檢驗檔案、維修檔案等。
●系統(tǒng)接口:ERP系統(tǒng)接口。與ERP系統(tǒng)建立接口,導(dǎo)入物料BOM、生產(chǎn)訂單、等相關(guān)數(shù)據(jù);回饋ERP產(chǎn)品下線完工數(shù)據(jù)。
●自動計酬平臺:通過自動計酬平臺收集各類工資因素,進(jìn)行匯總統(tǒng)計,實現(xiàn)工人、管理人員的自動計酬。
在實施過程中也遇到了一些問題,主要是R2E系統(tǒng)與SAP系統(tǒng)集成,如何做到兩系統(tǒng)實時同步,如何確保兩系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等等。在項目整個實施過程中,海爾集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)親自下一線指導(dǎo)工作,協(xié)助SAP系統(tǒng)數(shù)據(jù)較對,確保了項目的順利進(jìn)展。
系統(tǒng)特點:
1.開放式平臺。R2E采用先進(jìn)的面向?qū)ο笤O(shè)計模式高效封裝業(yè)務(wù)邏輯,您可以基于R2E開放平臺快速定制企業(yè)特殊應(yīng)用需求。
2.系統(tǒng)集成。R2E采用符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的XML消息和協(xié)議能夠非常方便地與現(xiàn)有的ERP系統(tǒng)集成。R2E也可以通過企業(yè)應(yīng)用集成解決方案(EAI)實現(xiàn)企業(yè)所有信息系統(tǒng)的集成。R2E與SAP、ORACLE、SSA BPCS等領(lǐng)先的ERP系統(tǒng)實現(xiàn)可靠集成。
3.自動識別技術(shù)。R2E支持多種碼制條形碼標(biāo)簽,提供靈活編碼規(guī)則自定義功能,快速準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)。R2E可以和主流的條碼打印設(shè)備(Zebra,Datamax等)直接集成,靈活高效打印條碼標(biāo)簽。
4.高性能數(shù)據(jù)采集。R2E采用支持無線實時采集、批量采集等各種采集方
式的終端采集設(shè)備,方便、快捷的完成數(shù)據(jù)收集;或者采用符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的485通信協(xié)議組建的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò),實時控制采集終端。幫助您減少現(xiàn)場設(shè)備投資和設(shè)備維護(hù)成本。
應(yīng)用效益:
■通過嚴(yán)格的系統(tǒng)管理和業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化,規(guī)范了業(yè)務(wù)操作流程,使集團(tuán)規(guī)范化發(fā)展。
■人力資源價值的優(yōu)化,系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)不再依靠手工統(tǒng)計匯總,方便快捷、準(zhǔn)確及時,為管理、經(jīng)營決策提供了動態(tài)、實時的信息支持。
■系統(tǒng)的實施可以大大加強(qiáng)企業(yè)的集中管理,為企業(yè)整體資源的優(yōu)化提供了可能,提高企業(yè)的核心競爭力。
■系統(tǒng)的實現(xiàn)可以使企業(yè)的管理組織向扁平化發(fā)展。
■系統(tǒng)與管理的結(jié)合可以實現(xiàn)管理的規(guī)范和業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn),可以協(xié)助企業(yè)進(jìn)行業(yè)務(wù)拓展,實現(xiàn)分支機(jī)構(gòu)快速復(fù)制。
■系統(tǒng)的實施可以大大降低定單損失。
■系統(tǒng)的實施可以優(yōu)化生產(chǎn)制造流程,提高生產(chǎn)效率。
■系統(tǒng)的實施建立產(chǎn)品檔案的跟蹤,可以大大提升企業(yè)的質(zhì)量水平。目前存在的問題
近年來我國ⅧS的研究和產(chǎn)業(yè)都有了一定的發(fā)展,但總體來說,與西方發(fā)達(dá)國家相比,我國無論是在MES技術(shù)深度與應(yīng)用廣度上都存在較大差距,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
a.MES體系還不完整?;竟δ懿煌晟?,缺乏過程管理與優(yōu)化等面向典型行業(yè)的核心模塊。針對離散制造業(yè)尚無完整、系統(tǒng)的MES解決方案和成熟的軟件產(chǎn)品。
b.缺乏MES技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。MES的設(shè)計、開發(fā)、實施、維護(hù)缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),影響了MES產(chǎn)品的技術(shù)性能,加大了系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的成本,與國外同類MES產(chǎn)品競爭沒有優(yōu)勢。
c.集成性還沒有完全解決。由于缺乏統(tǒng)一的工廠數(shù)據(jù)模型,MES各功能子系統(tǒng)之間以及MES與企業(yè)其他相關(guān)信息系統(tǒng)之間缺乏必要的集成,導(dǎo)致MES作為企業(yè)制造協(xié)同的引擎功能遠(yuǎn)未得到充分發(fā)揮。
d.通用性和可配置性較差?,F(xiàn)有系統(tǒng)通常針對特定需求,很難應(yīng)對企業(yè)業(yè)務(wù)流程的變更或重組。由于缺乏基于工廠數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)集成技術(shù),系統(tǒng)的可配
置性、可重構(gòu)性、可擴(kuò)展性較差,嚴(yán)重制約MES系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。
e.實時性不強(qiáng)。MES作為面向制造車間的實時信息系統(tǒng),實時性是實現(xiàn)MES功能的基礎(chǔ)?,F(xiàn)有系統(tǒng)缺乏準(zhǔn)確、及時、完整的數(shù)據(jù)采集與信息反饋機(jī)制,在底層數(shù)據(jù)的實時采集、多源信息融合、復(fù)雜信息處理及快速決策等方面非常薄弱。
f.智能化程度不高。MES中所涉及的信息及決策過程非常復(fù)雜,由于缺乏智能機(jī)制,現(xiàn)有MES大多只提供了一個替代經(jīng)驗管理方式的系統(tǒng)平臺,通常需要大量的人工干預(yù),難以保證生產(chǎn)過程的高效和優(yōu)化。MES技術(shù)的發(fā)展趨勢及展望
MES系統(tǒng)正朝著下一代MES(Next-Generation IVIES)的方向發(fā)展。下一代MES的主要特點是:建立在ISA95標(biāo)準(zhǔn)上、易于配置、易于變更、易于使用、無客戶化代碼、良好的可集成性以及提供門戶(Portal)功能等等,其主要目標(biāo)是以MES為引擎實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的生產(chǎn)協(xié)同。目前,國際上MES技術(shù)的主要發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下幾個方面:
1.MES新型體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展; 2.更強(qiáng)的集成化功; 3.更強(qiáng)的實時性和智能; 4.支持網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制; 5.MES標(biāo)準(zhǔn)化(ISA-95)。
MES軟件彌合了企業(yè)計劃層和生產(chǎn)車間過程控制系統(tǒng)之間的間隙,為企業(yè)提供一個快速反應(yīng)、有彈性、精細(xì)化的制造業(yè)環(huán)境,幫助企業(yè)降低成本,按期交貨,提高產(chǎn)品及服務(wù)質(zhì)量,使企業(yè)能在全球化的競爭中立于不敗之地。鑒于MES的重要性,我國將其列為“十一五”期間信息化方面重點發(fā)展的方向之一,將集中國內(nèi)MES及相關(guān)領(lǐng)域的優(yōu)勢力量,力爭在MES核心關(guān)鍵技術(shù)上取得突破,提高M(jìn)ES研發(fā)水平及其在重大行業(yè)中的應(yīng)用能力,解決長期制約我國制造業(yè)信息化發(fā)展的瓶頸問題。具體發(fā)展思路如下:
a.綜合利用成熟理論和技術(shù),形成可適應(yīng)、可重構(gòu)、可集成的MES框架體系,為提高M(jìn)ES軟件系統(tǒng)的跨行業(yè)通用性、適應(yīng)性和協(xié)同能力提供支持。
b.基于已有的研究基礎(chǔ)與成果,在制造系統(tǒng)性能分析和優(yōu)化、制造過程監(jiān)控與管理、智能化生產(chǎn)計劃調(diào)度以及信息和過程可視化等MES關(guān)鍵技術(shù)上取得突破,開發(fā)出符合我國離散制造業(yè)和流程工業(yè)特點及需求的MES軟件系統(tǒng)、相關(guān)工具和構(gòu)件庫。
c.圍繞MES在航空航天、汽車、機(jī)車、石化、冶金等典型行業(yè)中的應(yīng)用特點,形成適合其行業(yè)特點的典型MES應(yīng)用模式,并提出相應(yīng)的解決方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。通過MES在上述行業(yè)的應(yīng)用,最終形成支撐整個離散和流程制造業(yè)的MES技術(shù)體系、方法和系統(tǒng),為未來MES系統(tǒng)的大規(guī)模推廣奠定基礎(chǔ)。
第四篇:生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)及其應(yīng)用簡介
生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)及其應(yīng)用簡介
By愚速
生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)(BCS)依據(jù)基本的生物藥劑學(xué)性質(zhì)——溶解性和腸道通透性特征,將藥物分成四種類型:Ⅰ型(高溶解性、高通透性)、Ⅱ型(低溶解度、高通透性)、Ⅲ型(高溶解性、低通透性)和Ⅳ型(低溶解性、低通透性),為預(yù)測藥物在腸道吸收及確定限速步驟提供了科學(xué)依據(jù),并可根據(jù)這兩個特征參數(shù)預(yù)測藥物在體內(nèi)-體外的相關(guān)性。吸收數(shù)(An)、劑量數(shù)(Do)和溶出數(shù)(Dn)這三個參數(shù),是藥物理化性質(zhì)和胃腸道生理因素的有機(jī)結(jié)合,可以用來定量描述藥物吸收特征,對藥物在生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)中的劃分有重要指導(dǎo)意義。
不同類型的藥物有以下區(qū)別:I型藥物具有高溶解性、高通透性、溶出速度快等特點,表現(xiàn)為低Do值、高Dn值、高An值,吸收的主要限速步驟是胃排空;II型藥物具有低溶解度、高通透性、溶出速度慢等特點,但由于劑量、溶解度大小不一,表現(xiàn)為低Dn值、高An值,Do值大小不一,主要限速步驟是藥物的溶出;Ⅲ型藥物具有溶解度大、通透性差、溶出速度快等特點,表現(xiàn)為低Do值、高Dn值、低An值,吸收的限速步驟是跨膜轉(zhuǎn)運;IV型藥物具溶出速度慢、通透性差等特點,但由于受劑量、溶解度差異影響,表現(xiàn)為低Dn值、低An值,Do值大小不一,吸收的影響因素多種多樣。
BCS的應(yīng)用主要有以下幾點:有利于判斷藥劑是否可以申請生物學(xué)實驗豁免;BCS還可以應(yīng)用于篩選候選藥物,有效降低新藥開發(fā)危險;指導(dǎo)劑型設(shè)計、劑型選擇,有針對地解決影響藥物吸收的關(guān)鍵問題,有效地提高其生物利用度;解釋了固體制劑溶出度試驗與體內(nèi)外相關(guān)的可能性;預(yù)測并闡述藥物與食物的相互作用等。
第五篇:談生物修復(fù)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用(精)
摘要:通過生物修復(fù)技術(shù),干預(yù)池塘底泥微生物相和水體藻相,使泥水界面有機(jī)質(zhì)減少,好氧層加厚,增加水體藻類多樣性,形成良好而穩(wěn)定的藻相,提高池塘溶解氧水平,促進(jìn)有機(jī)污染物好氧分解,減NH3、H2S、N02-等有毒物質(zhì)的釋放,強(qiáng)化池塘自凈功能,提高水產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)。關(guān)鍵詞:生物修復(fù);池塘自凈能力;池塘生態(tài);自凈能力;藻相;微生物相
1、前言
水產(chǎn)養(yǎng)殖是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,海水養(yǎng)殖作為水產(chǎn)養(yǎng)殖的支柱產(chǎn)業(yè),為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活水平提高做出了重要貢獻(xiàn)。但隨著海水養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展,海區(qū)污染、蝦塘老化、黑臭底泥淤積、大規(guī)模災(zāi)難性病毒病的爆發(fā)和流行等問題迅速暴露出來,使人們對傳統(tǒng)掠奪式養(yǎng)殖模式提出質(zhì)疑[
6、7].、生物修復(fù)(Bioremediation)是國內(nèi)外近10年發(fā)展起來的最新環(huán)境工程技術(shù),已被成功地應(yīng)用于土壤、城市河湖、地下水,近海洋面的污染治理和農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等多個領(lǐng)域[1、2、3、4、5],并成為二十世紀(jì)環(huán)境科技發(fā)展最快的高新技術(shù)領(lǐng)域之一。和傳統(tǒng)掠奪式養(yǎng)殖模式不同,生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖,并不通過大量使用高營養(yǎng)的餌料和抗生素提高養(yǎng)殖產(chǎn)量,而主要通過生物-生態(tài)措施,修復(fù)受損的池塘生態(tài)系統(tǒng),加速生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán),增加水體溶氧,改善水質(zhì)和池塘自凈能力,提高水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量和品質(zhì),實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展。
2、傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖存在的主要問題
傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式,尤其是高密度養(yǎng)殖模式大多以消耗大量高蛋白飼料,以污染池塘自身和近岸環(huán)境為代價來維持的生產(chǎn)方式,加之養(yǎng)殖戶為了防治魚(蝦)病,大量使用消毒劑、抗生素等蝦藥,甚至人藥魚(蝦)用,用藥劑量越來越高,藥物的毒性越來越強(qiáng),這些藥物的使用,又嚴(yán)重破壞了已經(jīng)十分脆弱的生態(tài)環(huán)境,形成越病越治、越治越病的怪圈[6、7、8、9、10、11].老化池塘中,養(yǎng)殖殘餌、糞便、死亡動植物尸體和消毒劑、抗生素等有毒化學(xué)物在池底沉積多年,形成黑色污泥,污泥中含有豐富的有機(jī)質(zhì),厭氧微生物占主導(dǎo)地位,氣溫升高加速了有機(jī)質(zhì)的厭氧分解,消耗水中大量氧氣,產(chǎn)生NH3、H2S、NO2-等有毒物質(zhì),影響對蝦正常生長發(fā)育,而且黑色污泥中含有大量的致病菌,寄生蟲和敵害生物的卵,增加了池塘病源的傳播途徑,使生產(chǎn)過程中魚(蝦)藥的用量增加,水產(chǎn)品品質(zhì)下降。如在我國沿海地區(qū)對蝦養(yǎng)殖區(qū),老化蝦塘的底泥污染問題,已成為困擾養(yǎng)蝦業(yè)發(fā)展的重要因素之一[11].3、池塘生態(tài)系統(tǒng)與水產(chǎn)養(yǎng)殖
池塘是一個人工圈養(yǎng)體系,其生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)有很大差異,其結(jié)構(gòu)特點是養(yǎng)殖動物在生物群落中占絕對優(yōu)勢,這一優(yōu)勢是在人工扶持下形成的,由于大量人工飼料投入養(yǎng)殖系統(tǒng),除牧食鏈,腐屑鏈外,在食物關(guān)系中又增加了飼料鏈,也因此使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了一定改變,決定了系統(tǒng)的低生態(tài)緩沖能力和脆弱性,其龐大的養(yǎng)殖動物生物量造成系統(tǒng)生態(tài)金字塔畸形,系統(tǒng)生物多樣性指數(shù)下降,水質(zhì)也常常出現(xiàn)較大波動。
3.1、池塘生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者在池塘生態(tài)體系中,浮游植物是初級生產(chǎn)者,藻類通過光合作用合成碳水化合物,放出氧氣,優(yōu)良的單胞藻可為池塘中浮游動物,底棲動物甚至養(yǎng)殖動物直接濾食,也可直接吸收池塘中NH3、H2S、等有害物質(zhì),改良池塘水質(zhì),更為重要的是,藻類光合作用提高池塘的溶氧水平,促進(jìn)池塘好氧微生物的生長繁殖,加速池塘有機(jī)質(zhì)的分解和礦化。藻類的生長繁殖需要營養(yǎng)鹽,營養(yǎng)鹽主要來源于底泥的釋放和好氧微生物對有機(jī)質(zhì)的分解礦化,優(yōu)良的藻相能提高池塘溶氧水平,特別是池塘中下層水體溶氧水平,有利于建立良好的池塘生態(tài)體系。
3.2、池塘生態(tài)系統(tǒng)中分解者微生物是池塘生態(tài)體系中的分解者,分解池塘殘餌、對蝦糞便以及浮游動植物殘體等有機(jī)污染物,使之礦化成營養(yǎng)鹽,供藻類吸收利用。池塘微生物種類和數(shù)量,尤其是底泥微生物種類和數(shù)量不同,對有機(jī)質(zhì)的分解能力、分解途徑和終產(chǎn)物不同,好氧微生物對有機(jī)質(zhì)進(jìn)行完全分解,其分解產(chǎn)物主要為CO2等,而厭氧微生物對有機(jī)質(zhì)進(jìn)行不完全分解,產(chǎn)生NH3、H2S等有害物質(zhì),造成池塘水質(zhì)惡化,影響?zhàn)B殖動物的正常生長發(fā)育。在池塘生態(tài)體系中,由于有機(jī)污染物的大量進(jìn)入,微生物對有機(jī)質(zhì)的分解消耗大量氧氣,很容易造成池塘,尤其是池塘底部溶氧降低,可能形成有機(jī)物厭氧分解,使用池塘生態(tài)體系失控。
3.3、池塘生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者、分解者及其與水產(chǎn)養(yǎng)殖相互關(guān)系從池塘對有機(jī)污染物的自凈能力上看,微生物和藻類是池塘諸多生態(tài)因子中最為關(guān)鍵的二大因素,在池塘生態(tài)體系中,微生物種群和數(shù)量(即微生物相)與藻類的種群和數(shù)(即藻相)是密切相關(guān)的,微生物通過其分泌物的直接作用或通過其代謝產(chǎn)物―――營養(yǎng)鹽化學(xué)狀態(tài)和濃度的間接作用而影響藻相,研究表明,微生物具有殺藻、抑藻和有效降低藻毒作用,且存在種間選擇性。同樣,藻類通過對池塘溶解氧的影響而影響微生物相,池塘溶氧增高,能促進(jìn)底泥好氧微生物繁殖,加速有機(jī)質(zhì)的完全分解和礦化,維持池塘良好的生態(tài)環(huán)境。
在池塘微生物相和藻相的相互關(guān)系中,池塘水體,尤其是中下層水體的溶氧水平是最為重要指標(biāo)。池塘溶氧,除了供養(yǎng)殖動物消耗外,更多的應(yīng)用于水質(zhì)凈化,研究表明,蝦池水耗氧量占池塘總耗氧量的69.4%,池塘溶氧主要來源于表面水面與空氣接觸溶入和浮游植物的光合作用,藻相對池塘溶氧水平起到至關(guān)重要的作用。
藻類的生長不僅需要N、P等營養(yǎng),而且需要Ca、Mg、Fe、Mo、有機(jī)酸等微量營養(yǎng)[16、17、18],當(dāng)池塘中微量營養(yǎng)缺乏時(濃度過低或者以不溶性化合物形式存在),一些藻類,尤其是高等產(chǎn)氧單胞藻(即所謂優(yōu)良藻類)的生長受到限制,此稱之謂限制生長營養(yǎng)。而另外一些藻類如絲狀藍(lán)綠藻等因其具有遺傳上適應(yīng)性,具有較大表面積和氣泡,能爭奪微量營養(yǎng)供其生長繁殖,浮在池塘表面遮住陽光,抑制產(chǎn)氧單胞藻的生長,而較容易形成優(yōu)勢種群,因此,微量營養(yǎng)缺乏時,往往使原始藍(lán)綠藻等不良藻類迅速取得競爭優(yōu)勢,降低了藻類多樣性指數(shù),形成不良藻相,形成池塘溶氧水平的波動。池塘藻相的形成與穩(wěn)定性與池塘水體中N、P營養(yǎng)的供應(yīng)水平和池塘微量營養(yǎng)的濃度密切相關(guān)。
藻類的微營養(yǎng)主要來源于底泥緩慢釋放,其濃度和化學(xué)形態(tài)、化學(xué)成份和底泥的微生物區(qū)系密切相關(guān)。老化的蝦塘氧化還原電位低,有機(jī)質(zhì)含量高,底質(zhì)酸化嚴(yán)重,PH低,F(xiàn)e、Ca、Mg、Mo等微量元素以不溶性鹽的形式沉積于底泥難以釋放。
3.4、池塘生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性和其它自然生態(tài)系統(tǒng)一樣,池塘養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)也具有一定自凈能力。水體的養(yǎng)殖容量為單位水體內(nèi)在保護(hù)環(huán)境,節(jié)約資源和保證應(yīng)有效益都符合可持續(xù)發(fā)展要求的最大養(yǎng)殖量,一個水體的養(yǎng)殖容量主要由餌料供應(yīng)水平和質(zhì)量,水體自凈能力和人工干預(yù)程度決定的,在餌料供應(yīng)和人工干預(yù)程度一樣的情況下,養(yǎng)殖容量主要由水體自凈能力決定,因此提高池塘自凈能力,即微生物對有機(jī)污染物的分解能力,對提高養(yǎng)殖產(chǎn)量,減少疾病發(fā)生,降低養(yǎng)殖成本,實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展,都有著十分重要的意義。但傳統(tǒng)掠奪型養(yǎng)殖模式下池塘生態(tài)系統(tǒng)是十分脆弱的,對蝦養(yǎng)殖中,蝦池既是對蝦攝食活動的場所,也是各種有機(jī)污染氧化分解的處理池,養(yǎng)殖過程實際上是一個有機(jī)污染的過程。進(jìn)入池塘的有機(jī)污染物,主要由底泥微生物將其氧化分解成無機(jī)鹽,返回水域被藻類利用。底泥對有機(jī)污染物分解和營養(yǎng)鹽的再循環(huán)起著十分重要的作用。池塘的自凈能力,很大程度上處決于池塘底泥生態(tài),即底泥化學(xué)組成和微生物相(微生物種群和數(shù)量)。老化蝦塘由于長期處于厭氧狀況,淤積大量黑臭底泥,底泥耗氧