一種促進石斑魚苗種生長和提高存活率的工廠化養(yǎng)殖照明系統(tǒng)及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)備領(lǐng)域，具體的涉及一種促進石斑魚苗種生長和提高存活率的工廠化養(yǎng)殖照明系統(tǒng)及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國養(yǎng)殖的名貴海水魚類，如大菱鮮(Scoph thalmus maximus)、牙鮮(Paralich thys oli vaceus) ν (Pagrus ma jor) n (Sparus macrocephalus)取H薇魚(處等，在其育苗階段，均存在仔、稚魚大量死亡的現(xiàn)象，成活率一般都低于20%，其原因與養(yǎng)殖環(huán)境等密切有關(guān)。光作為水生環(huán)境中一個比較復(fù)雜而又特殊的外部生態(tài)因子，包括光譜、光照強度和光周期。實踐證明，魚對光變化的感受性隨著魚種類以及發(fā)育水平的不同而存在差異，光照會顯著影響仔魚攝食、生長、發(fā)育以及存活等等一系列生理活動，從而直接影響育苗的成活率。對于光照，以往在海水養(yǎng)殖業(yè)中涉及最多的便是光強和光周期，然而對于海水魚類養(yǎng)殖光照的光譜特性，國內(nèi)無論理論研究還是生產(chǎn)實踐，相關(guān)資料還十分匱乏。
[0003]近年來，國外海水養(yǎng)殖發(fā)達國家逐漸將養(yǎng)殖人工光照的研究重點向光譜特性研究轉(zhuǎn)移。最新結(jié)果顯示，光譜能顯著影響?zhàn)B殖魚類的應(yīng)激反應(yīng)、生理狀態(tài)和行為，進而影響其生長和存活。Villamizar等研究了光譜特性和光照周期如何影響孵化前I天到孵化后40天的舌齒鱸魚卵和苗種，結(jié)果顯示，在藍光下養(yǎng)殖的苗種魚體長度、濕重均最大，而在紅光下養(yǎng)殖的濕重最小，在紅光下養(yǎng)殖的苗種卵黃囊和油球吸收速度慢，而藍光下的苗種大大早于其他組的苗種發(fā)育出魚鰭，牙齒和魚鰾。這些結(jié)果證明光譜和光照周期對舌齒鱸苗種產(chǎn)生關(guān)鍵性作用，在藍光條件下能夠獲得最佳的生長性能。Blanco等研究發(fā)現(xiàn)，不同光譜對于塞內(nèi)加爾鰨仔魚的變態(tài)有不同的效果，采用藍光處理的仔魚，其眼睛發(fā)生偏轉(zhuǎn)的時間要大大早于紅光和白光處理組。Nafsika等分別將白光(全光譜)、紅光￠05 nm)和藍光(480 nm)施加于養(yǎng)殖在循環(huán)水系統(tǒng)中的鱗鯉和鏡鯉，在試驗期間發(fā)現(xiàn)，鱗鯉在低養(yǎng)殖密度時應(yīng)養(yǎng)殖在紅色光照下，在高養(yǎng)殖密度時應(yīng)養(yǎng)殖在藍色光照下。對于鏡鯉則由于藍光和紅光會誘發(fā)鏡鯉魚體大小的不均一性而應(yīng)避免在高密度養(yǎng)殖中使用，研究的結(jié)果充分顯示出光譜條件對養(yǎng)殖鯉魚生理狀態(tài)的重要性。
[0004]盡管越來越多的研究已經(jīng)證明了養(yǎng)殖人工光照在魚類養(yǎng)殖中的重要性，然而目前，由于對人工光照調(diào)控的重要性缺乏充分的認識，國內(nèi)在海水魚類工廠化養(yǎng)殖車間中普遍使用的照明光源依然是白熾燈或日光燈管，其缺點是:1)日光燈管在生產(chǎn)過程中以及報廢后會對環(huán)境有污染，主要是汞污染，會污染水資源；2)白熾燈和日光燈管色衰較嚴重，并且會有閃爍現(xiàn)象，有可能會對養(yǎng)殖品種的視力造成影響；3)傳統(tǒng)光源如熒光燈、白熾燈等光譜較寬，單色光中會夾雜一些不必要的波長使單色光不夠純正，并且熒光燈的可控性較差，光強和光色都不可調(diào)節(jié)，還會有紫外線的輻射；4)白熾燈和日光燈管壽命較短，最長使用壽命也就10000h，而在養(yǎng)殖廠這種陰暗潮濕的環(huán)境中，使用壽命會大大的縮短。5)白熾燈和日光燈管的效率相對較低，60%左右的電能可轉(zhuǎn)換為紫外光，剩余部分轉(zhuǎn)換為熱能。而紫外光激發(fā)熒光粉轉(zhuǎn)換為可見光的效率大致在40%左右。因此熒光燈的效率僅為60%X40%=24%左右，而LED光源的發(fā)光效率可達到80-90%。
[0005]發(fā)光二極管(LED)被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、照度強、穩(wěn)定性高等特點，更為關(guān)鍵的是，由于LED光源具有相對單一的光譜特性，因此可以產(chǎn)生比較純的單色光，例如藍色LED以波長470nm時為單峰值。而白熾燈的光譜峰值廣泛分布于400nm多的藍色領(lǐng)域至700nm多的近紅外領(lǐng)域，在紫外領(lǐng)域和紅外領(lǐng)域也能觀測到發(fā)光強度。由于單色LED光源具有典型的光譜峰值的特性，因此可利用紅、綠、藍三基色原理，在計算機技術(shù)控制下使三種顏色任意組合，從而能夠形成不同光色的組合，實現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化。由于LED具有的獨特光譜特性，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等諸多領(lǐng)域。
[0006]H魚MiEpinephelus)魚類，屬鱸形目，別名又叫:石斑，為暖水性近海底層名貴魚類，分布于北太平洋西部，中國主產(chǎn)于南海及東海南部，其中較為常見的有赤點石斑魚、青石斑魚、云紋石斑魚斜帶石斑魚和龍躉石斑魚等。石斑魚肉質(zhì)肥美鮮嫩，營養(yǎng)豐富，是一種低脂肪、高蛋白的上等食用魚，被港澳地區(qū)推為我國四大名魚之一。近年來，石斑魚工廠化養(yǎng)殖中出現(xiàn)了病害爆發(fā)、苗種存活率低、魚苗殘食嚴重、苗種畸形率高、苗種生長緩慢、商品魚體色異常等嚴重阻礙產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的現(xiàn)象，其根源與養(yǎng)殖環(huán)境惡化、養(yǎng)殖密度過大、營養(yǎng)缺乏和操作不當?shù)纫蛩孛芮邢嚓P(guān)。隨著石斑魚養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，在石斑魚工廠化養(yǎng)殖中通過養(yǎng)殖設(shè)備的更新以改善養(yǎng)殖環(huán)境、提升魚類福利養(yǎng)殖的水平、減少能耗和養(yǎng)殖成本是必然趨勢，但目前專門針對工廠化石斑魚養(yǎng)殖所開發(fā)的特種LED光源在國內(nèi)外還尚無報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種促進石斑魚苗種生長和提高存活率的工廠化養(yǎng)殖照明系統(tǒng)及其應(yīng)用，本發(fā)明在研究了石斑魚苗種在不同光照環(huán)境(光色、光照強度和光周期)下的特定生長率和餌料系數(shù)等指標的基礎(chǔ)上，根據(jù)石斑魚苗種對特定光譜、光強和光照周期的喜好進行設(shè)置和開發(fā)的一種水產(chǎn)養(yǎng)殖新型設(shè)備，它能夠滿足工廠化養(yǎng)殖石斑魚苗種對光色、光強和光周期的需要，從而促進石斑魚苗種的攝食和健康生長，提高工廠化石斑魚養(yǎng)殖的經(jīng)濟效益。
[0008]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明按如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種促進石斑魚苗種生長和提高存活率的工廠化養(yǎng)殖照明系統(tǒng)，所述照明系統(tǒng)包括復(fù)合式LED燈組、光源控制系統(tǒng)和防水外殼，所述復(fù)合式LED燈組和光源控制系統(tǒng)外包裹有所述防水外殼，所述復(fù)合式LED燈組由冷白LED發(fā)光芯片、綠色LED發(fā)光芯片和藍色LED發(fā)光芯片組成，所述光源控制系統(tǒng)內(nèi)包含電源模塊和控制復(fù)合式LED燈組的光照強度和光照時間的電路控制模塊。
[0009]對上述技術(shù)方案的進一步改進:所述的復(fù)合式LED燈組中冷白、綠色和藍色三種單色LED發(fā)光芯片的數(shù)量比例為2:1:1或3:1:1。
[0010]對上述技術(shù)方案的進一步改進:所述冷白LED發(fā)光芯片、綠色LED發(fā)光芯片和藍色LED發(fā)光芯片的排列順序為I白I綠I藍I白或2白I綠I藍I白。
[0011]對上述技術(shù)方案的進一步改進:所述復(fù)合式LED燈組的功率范圍為40W-80W。
[0012]對上述技術(shù)方案的進一步改進:所述電路控制模塊以內(nèi)置E2PR0M的AT89C52單片機為核心組成主控單元。
[0013]對上述技術(shù)方案的進一步改進:所述防水外殼使用防腐材料并使用密封膠進行防水處理。
[0014]本發(fā)明還提供了所述的養(yǎng)殖照明系統(tǒng)在用于工廠化養(yǎng)殖石斑魚中的應(yīng)用。
[0015]對上述技術(shù)方案的進一步改進:所述照明系統(tǒng)安裝于工廠化石斑魚養(yǎng)殖池水面上方150-200cm處，光照強度范圍為600-12001x，所有發(fā)光芯片的發(fā)光面均垂直向下。
[0016]對上述技術(shù)方案的進一步改進:所述照明系統(tǒng)使用的光照周期為12L: 12D。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果:
1、所述照明系統(tǒng)采用的由冷白、綠色和藍色三種單色LED發(fā)光芯片組成的復(fù)合式LED燈組和光源控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)針對石斑魚這一重要養(yǎng)殖魚類品種所需要的特定光照環(huán)境(光色、光照強度和光周期)，通過養(yǎng)殖生產(chǎn)和生理學(xué)研究表明:該系統(tǒng)能夠產(chǎn)生適宜石斑魚苗種攝食、生長所需的光照，進而促進石斑魚苗種的存活和健康生長，提高工廠化魚類養(yǎng)殖的經(jīng)濟效益。
2、所述照明系統(tǒng)根據(jù)魚類養(yǎng)殖工廠的實際需要，