本發明屬水產養殖設備技術領域，涉及一種對蝦養殖系統，特別是一種自循環式對蝦養殖系統，利用毛球包內毛球作為微生物生長的載體，通過投加硝化細菌菌劑，使硝化細菌在毛球上增殖，短時間內形成優勢菌群，從而快速去除養殖水體中氨和亞硝酸鹽等有毒物質，使養殖池能夠養殖對蝦并能自動凈化水質。

背景技術：
：

我國是水產養殖大國，養殖年產量居世界各國產量之首，長期以來，池塘養殖是我國對蝦的主要養殖模式，多以粗放型為主，這種養殖方式存在兩個缺陷，一是換水量較大，據現有數據統計，養殖1公斤對蝦要消耗20立方米清潔水源，并且大多數養殖廢水不經處理，直接排放，這種養殖方法不僅浪費了大量的水資源，還對環境造成一定的污染；二是在對蝦養殖過程中，對蝦排泄、殘餌分解等都能產生氨和亞硝酸鹽，如果不能及時得到去除，便會出現氨氮或亞硝酸鹽氮的積累，從而對養殖生物造成危害，氨和亞硝酸鹽對對蝦呼吸系統影響較大，是誘發暴發性蝦病的重要原因。水中亞硝酸鹽經對蝦鰓絲進入血液后，會使血液中運輸氧氣的血藍蛋白載氧能力下降，引起組織缺氧、抗病力下降，攝食減少，進而出現軟殼，嚴重時對蝦在池底蛻殼，并因亞硝酸鹽中毒而大量死亡，因此氨和亞硝酸鹽是對蝦養殖系統的主要去除目標。為解決上述問題，現有技術探索出了一種循環水養殖系統模式(Recirculating aquaculture systems，RAS)，能夠將系統每天換水量降到10％，被認為是一種環境友好的水產養殖模式。但RAS投資、運營成本及技術要求相對較高，大面積推廣難度較大；而另一種生物絮團技術(Biofloc technology，BFT)采用的方法為通過添加有機碳源，調節C/N比，提高水中異養細菌數量，利用微生物將水體中的無機氮轉化為自身成分，絮體被對蝦二次攝食，達到調控水質、促進營養物質循環、降低飼料系數的目的，該生物絮團技術雖 然換水量較小，但是也存在一些缺陷，一是生物絮團通常需要采用添加蔗糖、淀粉、葡萄糖等方法來實現，使養殖成本提高；二是該生物絮團技術操作和管理過程較為復雜，在實際生產中難以穩定控制，可操作性和實用性較差；三是該方法采用投加有機碳源來促進異養細菌生長，但該方法對硝化細菌菌群生長不利，如果調控不當，養殖過程中會出現氨和亞硝酸鹽大量積累；四是如果利用該方法產生的絮團沉降物質無法及時、合理地處理，也會影響到對蝦的生長。

養殖系統中氨和亞硝酸鹽的去除主要由硝化細菌(包括氨氧化細菌和亞硝酸鹽氧化細菌)完成。氨氧化細菌(ammonium-oxidizing bacteria,AOB)可將氨轉化為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽氧化細菌(Nitrite-oxidizing bacteria，NOB)則進一步將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽，由于通過該過程硝化細菌(AOB和NOB)能夠將氨和亞硝酸鹽轉化為相對低毒的硝酸鹽，因此在對蝦養殖系統作用巨大。要使養殖系統中氨和亞硝酸鹽維持在較低濃度，必須保證系統中存在一定數量的氨氧化細菌和亞硝酸鹽氧化細菌。但由于氨氧化細菌和亞硝酸鹽氧化細菌屬化能自養菌，利用二氧化碳做碳源，利用氧化無機氮作為能量來源，生長繁殖速度慢、對環境因子變化敏感，使其在與異養細菌的競爭中處于劣勢，針對上述問題，因此，設計一種自循環式對蝦養殖系統，該系統充分考慮對蝦養殖池水深大多在1米左右、對蝦喜好在水體中下層生活、硝化細菌附著生長并利用無機物作為碳源的特點，建立一種自循環式對蝦養殖系統，該系統充分利用養殖池空間，在養殖池水體上方放置毛球包，利用毛球包內毛球作為硝化細菌載體；通過往毛球包內投加硝化細菌制劑強化系統去除氨和亞硝酸鹽的能力。

技術實現要素：
：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計一種自循環式對蝦養殖系統，該系統充分考慮對蝦生活習性和對蝦養殖池空間，在養殖池水體上部懸掛毛球包，利用毛球包內毛球作為微生物生長的載體，通過投加硝化細菌菌劑，使硝化細菌在毛球上增殖，短時間內形成優勢菌群，從而快速去除養殖水體中氨和亞硝酸鹽等有毒物質， 避免養殖過程中氨和亞硝酸鹽積累對蝦造成傷害，使養殖池同時具有對蝦養殖和水質凈化雙重功能，成為一個自循環養殖系統。

為了實現上述目的，本發明涉及的自循環式對蝦養殖系統的主體結構包括：養殖池、水源、橫杠、毛球包和毛球；養殖池為經過清理、消毒和沖洗干凈的水池，面積在50平方米以內，養殖池內注有普通方法養殖對蝦所用水源，水源的溫度范圍為24-28℃，溶解氧含量范圍為5-8mg/L，pH值為7.5-8.5，水源的深度為0.8-1.2米；養殖池的四周池壁上方固定安裝有橫杠，橫杠的材質為不銹鋼或鋁合金或木制材料，養殖池的三側池壁的橫杠上固定懸掛有毛球包，毛球包為長40-60cm、寬20-40cm、高20-30cm的長方體形狀，用以盛裝和聚集毛球，為毛球上的硝化細菌提供適宜的生存環境，毛球包的主體結構包括：雙層篩絹結構、固定帶、開口和固定扣，毛球包的上壁中間處開有長條狀開口，毛球包的內腔中裝滿毛球，毛球上投放有硝化細菌制劑，開口兩側分別固定置有固定帶，固定帶綁在橫杠上用以固定毛球包，固定帶通過開口兩側的固定扣與毛球包的上表面固定連接，毛球包的上表面低于水源上表面1-50mm，毛球包的材質為雙層篩絹結構，雙層篩絹結構的內層篩絹為200-300目，外層篩絹為100-200目；毛球為改性纖維球，由改性纖維絲結扎而成，為直徑為2-6cm的球狀結構，養殖池中懸掛毛球包的總體積不超過養殖池中的水源體積的5％；

本發明系統實現對蝦養殖的工藝安裝步驟如下：

(1)固定毛球包：先將養殖池的側壁上邊沿處固定安裝有橫杠，將毛球包的固定帶捆綁固定于橫杠，將毛球包懸掛在對蝦養殖池中，其位置為毛球包的上表面低于水源水面1-100mm；每個養殖池懸掛毛球包的總體積不超過對蝦養殖池水體的5％；養殖池放置毛球包后，毛球上附著的微生物會增加水體中溶解氧的消耗，需要根據監測的養殖池中溶解氧的含量來調節曝氣量，確保溶解氧在適宜范圍內；

(2)養殖池處理和注水：先按常規養殖方法對養殖池進行清理、消毒、沖洗，再將已固定好毛球包的養殖池內注入水源，水源深為0.8-1.2米，水源水面的高度高于毛球包上表面1-100mm；或先將養 殖池進行清理、消毒、沖洗后，將養殖池內注水到水深0.8-1.2米，再將毛球包照步驟(1)中所述方法固定于橫杠上；毛球包上表面低于水源水面1-100mm，在水池四周預留出一定位置方便投放蝦苗、水質檢測和投加餌料；

(3)投放硝化細菌制劑：打開毛球包預留開口，將硝化細菌制劑100ml投入毛球包內的毛球上，菌劑充分搖勻后添加，然后按常規養殖方法對蝦養殖流程增氧、養水、投放蝦苗；

(4)養殖條件監測和調控：在養殖過程中檢測氨氮、亞硝酸鹽氮、溶解氧，如果初期出現氨氮、亞硝酸氮指標偏高情況，采用換水的方式使其降低；在系統穩定后，則不會出現氨氮和亞硝酸鹽氮偏高情況；

(5)毛球包的保存與重復利用：將經過一個養殖周期使用的毛球包4收集起來，集中放置在1個養殖池水體中保存，保存條件是：增氧機增氧，維持水體溶解氧在4.0mg/L以上，在下一個養殖周期將毛球包重新固定在養殖池內直接使用，不需再添加菌劑；如果兩個養殖期間隔時間在6個月以上，則將毛球包內毛球清洗干凈后晾曬備用，在下一個養殖周期使用時，按照步驟(1)至步驟(4)的方法重新培養微生物后使用；在毛球包使用時間超過1年后，檢查毛球和雙層篩絹結構的破損情況，將破損的毛球替換處理，實現對蝦養殖系統的安裝備用。

本發明與現有技術相比不需要額外投加有機碳源，操作簡單，同時本發明所用毛球包可以長時間保存，并多次使用，實施成本低，利用在毛球上增殖的硝化細菌來去除養殖水體中氨和亞硝酸鹽等有毒物質，效果明顯；克服了傳統養殖系統需要定時定量添加微生物菌液的缺陷，養殖過程中只需要在裝置建立時投放一次硝化細菌制劑；該系統使用后能夠減少養殖系統換水頻率，提高養殖效率，避免外源致病菌侵入，減少對蝦發病率，顯著提高養殖效率、對蝦出苗率以及對蝦產量，應用環境好，適用于高密度對蝦養殖系統；對其他水生生物養殖系統也具有參考價值，市場前景廣闊。

附圖說明：

圖1為本發明涉及的毛球包的主體結構原理示意圖。

圖2為本發明涉及的毛球包放置位置的俯視示圖。

圖3為本發明涉及的毛球包放置位置的剖面示意圖。

圖4為本發明涉及的模擬養殖系統的氨氮濃度變化圖。

圖5為本發明涉及的模擬養殖系統的亞硝酸鹽氮濃度變化圖。

圖6為本發明涉及的養殖池中對蝦生長情況圖。

圖7為本發明涉及的養殖池中水體氨氮濃度變化圖。

圖8為本發明涉及的養殖池中水體亞硝酸鹽氮濃度變化圖。

具體實施方式：

下面通過實施例并結合附圖對本發明作進一步說明。

實施例1：

本實施例涉及的自循環式對蝦養殖系統的主體結構包括：養殖池1、水源2、橫杠3、毛球包4和毛球5；養殖池1為經過清理、消毒和沖洗干凈的水池，面積在50平方米以內，養殖池1內注有普通方法養殖對蝦所用水源2，水源2的溫度范圍為24-28℃，溶解氧含量范圍為5-8mg/L，pH值為7.5-8.5，水源2的深度為0.8-1.2米；養殖池1的四周池壁上方固定安裝有橫杠3，橫杠3的材質為不銹鋼或鋁合金或木制材料，養殖池1的三側池壁的橫杠3上固定懸掛有毛球包4，毛球包4為長40-60cm、寬20-40cm、高20-30cm的長方體形狀，用以盛裝和聚集毛球5，為毛球5上的硝化細菌提供適宜的生存環境，毛球包4的主體結構包括：雙層篩絹結構6、固定帶7、開口8和固定扣9，毛球包4的上壁中間處開有長條狀開口8，毛球包4的內腔中裝滿毛球5，毛球5上投放有硝化細菌制劑，開口8兩側分別固定置有固定帶7，固定帶7綁在橫杠3上用以固定毛球包4，固定帶7通過開口8兩側的固定扣9與毛球包4的上表面固定連接，毛球包4的上表面低于水源2上表面1-50mm，毛球包4的材質為雙層篩絹結構6，雙層篩絹結構6的內層篩絹為200-300目，外層篩絹為100-200目；毛球5為改性纖維球，由改性纖維絲結扎而成，為直徑為2-6cm的球狀結構，養殖池1中懸掛毛球 包4的總體積不超過養殖池1中的水源2體積的5％；

本實施例為本發明系統實現對蝦養殖的工藝安裝步驟：

(1)固定毛球包4：先將養殖池1的側壁上邊沿處固定安裝有橫杠3，將毛球包4的固定帶7捆綁固定于橫杠3，將毛球包4懸掛在對蝦養殖池1中，其位置為毛球包4的上表面低于水源2水面1-100mm；每個養殖池1懸掛毛球包4的總體積不超過對蝦養殖池1水體的5％；養殖池1放置毛球包4后，毛球5上附著的微生物會增加水體中溶解氧的消耗，需要根據監測的養殖池1中溶解氧的含量來調節曝氣量，確保溶解氧在適宜范圍內；

(2)養殖池1處理和注水：先按常規養殖方法對養殖池1進行清理、消毒、沖洗，再將已固定好毛球包4的養殖池1內注入水源2，水源深為0.8-1.2米，水源2水面的高度高于毛球包4上表面1-100mm；或先將養殖池1進行清理、消毒、沖洗后，將養殖池1內注水到水深0.8-1.2米，再將毛球包4照步驟(1)中所述方法固定于橫杠3上；毛球包4上表面低于水源水面1-100mm，在水池四周預留出一定位置方便投放蝦苗、水質檢測和投加餌料；

(3)投放硝化細菌制劑：打開毛球包4預留開口8，將硝化細菌制劑100ml投入毛球包4內的毛球5上，菌劑充分搖勻后添加，然后按常規養殖方法對蝦養殖流程增氧、養水、投放蝦苗；

(4)養殖條件監測和調控：在養殖過程中檢測氨氮、亞硝酸鹽氮、溶解氧，如果初期出現氨氮、亞硝酸氮指標偏高情況，采用換水的方式使其降低；在系統穩定后，則不會出現氨氮和亞硝酸鹽氮偏高情況；

(5)毛球包4的保存與重復利用：將經過一個養殖周期使用的毛球包4收集起來，集中放置在1個養殖池1水體中保存，保存條件是：增氧機增氧，維持水體溶解氧在4.0mg/L以上，在下一個養殖周期將毛球包4重新固定在養殖池1內直接使用，不需再添加菌劑；如果兩個養殖期間隔時間在6個月以上，則將毛球包4內毛球清洗干凈后晾曬備用，在下一個養殖周期使用時，按照步驟(1)至步驟(4)的方法重 新培養微生物后使用；在毛球包4使用時間超過1年后，檢查毛球5和雙層篩絹結構6的破損情況，將破損的毛球5替換處理，實現對蝦養殖系統的安裝備用。

實施例2：

本實施例對對蝦養殖系統在凈化水體中氨和亞硝酸鹽的效果進行驗證，采用3個模擬養殖系統進行對比實驗，模擬養殖系統由玻璃缸、控溫儀和曝氣泵等組成，玻璃缸大小為1.2米×0.6米×0.6米，添加水的體積為0.36立方米，實驗期間控制3個模擬養殖系統的水質條件相同，溫度在28℃，pH 8.0-8.5，溶解氧在5-6mg/L，用海水素將鹽度調至18‰；

養殖系統I添加1個毛球包4，毛球包4內裝有直徑為4.0厘米的毛球5，毛球包4大小為0.4米×0.2米×0.2米，毛球包4總體積0.016立方米，相當于養殖系統水體總體積的4.4％，毛球包4內添加硝化細菌菌劑100毫升；養殖系統II不添加毛球包4，但添加硝化細菌菌劑100毫升；養殖系統III不添加菌劑和毛球包4；往每個養殖系統中投加氯化銨試劑，使得氨氮含量為2mg/L；定期檢測養殖系統水質條件變化，鹽度、pH和溫度，并采用哈希便攜式溶解氧測定溶解氧的含量，采用靛酚藍分光光度法測定氨氮的含量，采用萘乙二胺分光光度法測定亞硝酸鹽的含量，實驗過程中3個系統的氨氮和亞硝酸鹽氮含量變化情況見圖4和圖5，從圖中能夠看出，添加毛球包4的系統I在第8天時將氨氮降低至檢測不出，系統II則需要20天，而系統III在第20天將氨氮降低了0.29mg/L。另外，系統I經過3天后含有的亞硝酸鹽的量達到峰值，系統II需要7天，并且系統I亞硝酸鹽峰值明顯低于系統II，而系統III在實驗過程中始終維持較高的氨氮濃度和較低的亞硝酸鹽濃度，說明添加毛球包4有利于系統中硝化細菌的增殖，能夠加快養殖系統硝化功能的建立過程。

實施例3：

本實施例對對蝦養殖系統在水質凈化方面的有效性進行驗證，選用4個對蝦養殖系統進行對比實驗，每個養殖系統涉及的養殖池1尺 寸為長8米、寬4米，養殖期間水源2的水深為1.0米，4個養殖系統均采用納米曝氣盤增氧；

在養殖系統I中懸掛32個毛球包4，毛球包4內裝有直徑為4.0厘米的毛球5，毛球包4的尺寸為0.4米×0.3米×0.3米，毛球包4的總體積1.152立方米，相當于養殖系統水體總體積的3.6％；養殖系統II中一共懸掛16個毛球包4，毛球包4的尺寸為為0.4米×0.3米×0.3米，毛球包4的總體積0.576立方米，相當于養殖系統水體總體積的1.8％；養殖系統I和養殖系統II中的每個毛球包4投加市售硝化細菌菌劑30毫升，養殖系統III采用生物絮團技術養殖方法，添加糖蜜作為碳源，投加量為每天餌料(蛋白質含量50％)投加量的77％，此時養殖水體的C/N比為10，同時每天投加枯草芽孢桿菌500ml；養殖系統IV采用常規換水養殖方法。每個養殖系統均放養南美白對蝦苗2.2萬尾，蝦苗體長1.2cm，放苗時，各池水質條件相同，水溫控制在28±1℃，鹽度17，pH 8.0-8.5，溶解氧在5-6mg/L，養殖期間，各池投喂相同量的顆粒餌料，實驗總計進行90天；養殖期間，定期檢測對蝦養殖系統中的水質變化，主要檢測指標包括：鹽度、pH、溫度、溶解氧、氨氮、亞硝氮，其中溶解氧的含量采用哈希便攜式溶解氧測定，氨氮和亞硝氮的檢測方法參照國家標準GB17378.4-2007，氨氮采用靛酚藍分光光度法，亞硝酸鹽采用萘乙二胺分光光度法；實驗完成后，測量對蝦體長、平均體重和產量，計算對蝦的存活率；根據各池的投喂量，計算餌料系數，對蝦90天的生長情況見圖6，根據平均體長、平均體重以及產量推算出4個養殖系統的存活率分別為84.10％、82.70％、69.17％、62.88％，從上述實驗數據計算出，采用本發明所述系統的養殖系統I比采用常規系統的養殖系統IV的對蝦存活率提高33.75％；餌料系數分別為1.15、1.23、2.51、3.75，從上述實驗數據計算出，采用本發明所述系統的養殖系統I比采用常規系統的養殖系統IV的對蝦的餌料系數降低69.33％；4個養殖系統氨氮和亞硝酸鹽氮含量變化情況如圖7和8所示，懸掛32個毛球包4的養殖系統I和懸掛16個毛球包4的養殖系統II對氨氮和亞硝氮的去 除效果明顯優于養殖系統III和養殖系統IV；投加蝦苗后，由于對蝦排泄和殘餌分解，養殖系統I和養殖系統II中氨氮在第5天達到峰值，此后開始下降；養殖系統I在第14天氨氮濃度降到0.1mg/L以下，從第24天開始到實驗監測結束，氨氮濃度維持在0.015-0.025mg/L；亞硝酸鹽在第9天達到峰值，再經過9天亞硝酸鹽濃度降低到0.1mg/L以下，最終維持在0.015-0.025mg/L；養殖系統II則在第15天將氨氮濃度降低到0.1mg/L以下，最終將其維持在0.02-0.03mg/L，亞硝酸鹽在第10天達到峰值，從第18天開始，亞硝酸鹽的濃度降到0.02mg/L以下；養殖系統III和養殖系統IV中氨氮與亞硝酸鹽濃度一直維持在0.3mg/L以上；經過90天監測，養殖系統III中氨氮的最終濃度維持在0.30-0.35mg/L，亞硝酸鹽的最終濃度維持在0.30-0.40mg/L；養殖系統IV每經過11-13天，氨氮與亞硝酸鹽濃度都會達到一個峰值，在達到峰值時換去池內三分之一的水以使濃度降低，才能保證對蝦的正常生長；添加毛球包4有利于系統中硝化細菌的增殖，能夠加快養殖系統硝化功能的建立過程；本實施例在應用于竹節蝦養殖時，經過對比試驗，其采用本發明養殖系統養殖時，相比于普通養殖方法，存活率提高19％，餌料系數降低21％，產量提高24％。