一種降低石斑魚殘食率的組合式led光源及其應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種降低石斑魚殘食率的組合式LED光源及其應(yīng)用。本發(fā)明采用在工廠化石斑魚養(yǎng)殖車間中營造特定的光照環(huán)境、光照時間和光照強度的環(huán)境調(diào)控技術(shù)，并將該環(huán)境調(diào)控技術(shù)與精準投喂方式相結(jié)合來共同實現(xiàn)的。本發(fā)明根據(jù)主要石斑魚養(yǎng)殖品種如斜帶石斑魚、珍珠龍膽和七帶石斑魚等對特定光譜、光強和光照周期的趨避習性以及石斑魚幼魚食欲調(diào)控規(guī)律而專門開發(fā)，該方法能夠有效地抑制石斑魚自殘現(xiàn)象，顯著降低工廠化石斑魚苗種中間培育階段由于殘食引起的經(jīng)濟損失，并且操作簡便、自動化程度高、健康安全、節(jié)能環(huán)保，具有很高的推廣應(yīng)用價值。
【專利說明】
一種降低石斑魚殘食率的組合式LED光源及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖中魚類養(yǎng)殖技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降低石斑魚殘食率的組合式LED光源及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]殘食現(xiàn)象(cannibalism)是生物同種類之間相互殘殺(食)的一種行為，殘食現(xiàn)象在魚類中普遍存在，研究已證實36個科的魚類存在殘食現(xiàn)象，其中包括一些重要的經(jīng)濟種類。石斑魚屬(Epinephelus)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，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，在我國沿海分布的石斑魚品種中經(jīng)濟價值較高的有:鞍帶石斑魚、赤點石斑魚、青石斑魚、棕點石斑魚、云紋石斑魚等。石斑魚養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為了海水魚類養(yǎng)殖業(yè)者爭相發(fā)展的高利潤行業(yè)，但是在石斑魚育苗階段，特別是稚幼魚階段，由于生長迅速、攝食量增大，相互殘食現(xiàn)象相當嚴重，個體小的常被個體大的掠食，并且由于無法吞咽，往往造成掠食者和被掠食者雙雙死亡，大大降低了養(yǎng)殖者的經(jīng)濟效益。
[0003]關(guān)于魚類殘食的科學研究認為:魚類的自殘現(xiàn)象可根據(jù)殘食方式主要分為不完全殘食和完全殘食兩種類型。不完全殘食(自殘)現(xiàn)象主要是殘食者首先咬住被殘食者的尾部，然后逐漸吞食至頭部后將剩余部分丟棄;而完全殘食現(xiàn)象(自殘)是隨著種群內(nèi)部生長差異的出現(xiàn)而發(fā)生的殘食現(xiàn)象，其主要特征是殘食者自被殘食者的頭部開始將其完全吞食。導致魚類自殘的因素有很多，遺傳因素、規(guī)格差異、營養(yǎng)狀態(tài)及其種類、養(yǎng)殖密度、光照等均能夠影響魚類的自殘現(xiàn)象，在遺傳因素固定的情況下，在水產(chǎn)養(yǎng)殖下通?？梢詮姆置缫?guī)格、饑餓(攝食情況)、光照(水質(zhì)渾濁度)、密度等方面采取有效的措施對魚類自殘進行預防。
[0004]在石斑魚工廠化育苗的中間階段，石斑魚稚幼魚由于生長速度快、食欲旺盛，往往造成同一養(yǎng)殖池的種群內(nèi)部的苗種生長差異，個體小的常被個體大的掠食，在實際操作中通常采取增加魚苗的分級篩苗的頻率、投喂量和投喂頻率來減輕此類行為的發(fā)生，但是由于多次篩苗不僅會增加養(yǎng)殖車間工人的勞動強度還會刺激石斑魚苗種造成應(yīng)激反應(yīng)并影響苗種的存活率;增加投喂量和投喂頻率會增加養(yǎng)殖車間工人的勞動強度并且非常不易操作，會對養(yǎng)殖水體造成污染影響苗種存活，在石斑魚工廠化育苗的中間階段的應(yīng)用增加魚苗的分級篩苗的頻率、投喂量和投喂頻率的效果均不理想。因此能否從其他方面比如光照調(diào)控的角度入手來解決石斑魚育苗產(chǎn)業(yè)中遇到的殘食瓶頸問題就成為了擺在水產(chǎn)養(yǎng)殖科研工作者和養(yǎng)殖業(yè)者面前亟待攻關(guān)的重要課題。
[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，能夠應(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。目前，石斑魚工廠化苗種培育中大量出現(xiàn)自殘行為的現(xiàn)象，嚴重影響了石斑魚工廠化育苗的存活率和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益，并且隨著石斑魚養(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，因此產(chǎn)業(yè)急需一種利用光照調(diào)控的方式減少石斑魚殘食行為的工廠化高效養(yǎng)殖方法，但目前在工廠化石斑魚養(yǎng)殖中尚缺少利用LED光源開展相關(guān)工作的創(chuàng)造發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供了一種降低石斑魚殘食率的組合式LED光源及其應(yīng)用，本發(fā)明是主要根據(jù)石斑魚養(yǎng)殖品種如斜帶石斑魚、珍珠龍膽和七帶石斑魚等對特定光譜、光強和光照周期的趨避習性以及石斑魚幼魚食欲調(diào)控規(guī)律而專門開發(fā)的一種復合式養(yǎng)殖技術(shù)，該方法是通過在工廠化石斑魚養(yǎng)殖車間中營造特定的光照環(huán)境、光照時間和光照強度的環(huán)境調(diào)控技術(shù)，并將該環(huán)境調(diào)控技術(shù)和與精準投喂方式相結(jié)合，實現(xiàn)降低石斑魚幼魚殘食率的目的。該方法能夠有效地抑制石斑魚自殘現(xiàn)象，顯著降低工廠化石斑魚苗種中間培育階段由于殘食引起的經(jīng)濟損失，并且操作簡便、自動化程度高、健康安全、節(jié)能環(huán)保，具有很高的推廣應(yīng)用價值。
[0007]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):
一種降低石斑魚殘食率的組合式LED光源，所述組合式LED光源包括組合式LED燈組、光源控制系統(tǒng)和防水外殼，所述組合式LED燈組和光源控制系統(tǒng)外包裹有所述防水外殼，所述組合式LED燈組內(nèi)包含冷白、紅色兩種單色LED發(fā)光芯片，所述光源控制系統(tǒng)內(nèi)包含電源模塊和控制組合式LED燈組的光照強度和光照時間的電路控制模塊。
[0008]進一步的:所述的組合式LED光源中冷白和紅色兩種單色LED發(fā)光芯片的數(shù)量比例為2:1 或3:1。
[0009]進一步的:所述冷白LED發(fā)光芯片和紅色LED發(fā)光芯片的排列順序為I冷白I紅或I冷白I紅I冷白。
[0010]進一步的:所述組合式LED燈組的功率范圍為1W?20W。
[0011]進一步的:所述組合式LED燈組的光照強度范圍為200?4001x。
[0012]本發(fā)明還提供了所述的組合式LED光源在用于降低石斑魚殘食率的中間培育中的應(yīng)用。
[0013]進一步的:所述組合式LED光源的照明調(diào)控方法為:紅色LED發(fā)光芯片每天從早上6點至20點連續(xù)照明，冷白色光源只在設(shè)定的投喂時間照射，投喂結(jié)束后關(guān)閉直至下次投喂時開啟，停止投喂期間只留紅色燈光照明。
[0014]進一步的:所述石斑魚的育苗培育管理為:苗種培育規(guī)格I?200g，每天投喂的次數(shù)為3?6次，每天的投喂量為體重的0.8%?10.0%。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是:
1、本發(fā)明采用了組合式LED照明系統(tǒng)作為工廠化石斑魚中間培育的人工光源，既能夠很好地節(jié)省照明系統(tǒng)的電費開支又能夠減少更換照明燈泡的頻率，從而節(jié)省了養(yǎng)殖成本提高了石斑魚工廠化中間培育的經(jīng)濟效益。
[0016]2、本發(fā)明是根據(jù)石斑魚對特定光照環(huán)境的反應(yīng)和適應(yīng)機理的科學依據(jù)而創(chuàng)造的，既不會影響石斑魚的生長和發(fā)育又能夠有效地抑制石斑魚自殘現(xiàn)象，顯著降低工廠化石斑魚苗種中間培育階段由于殘食引起的經(jīng)濟損失，極大地提高工廠化石斑魚養(yǎng)殖的經(jīng)濟效益。
[0017]3、在石斑魚工廠化育苗生產(chǎn)中，石斑魚幼魚的殘食現(xiàn)象是長期困擾每個養(yǎng)殖業(yè)戶的嚴重問題，因為石斑魚幼魚殘食的發(fā)生率往往占到整個育苗群體的30-90%以上，殘食造成的石斑魚幼魚受傷和死亡的數(shù)量通常會占到苗種數(shù)量的一半以上甚至會遠遠超出生產(chǎn)出的健康苗種的數(shù)量，以一個養(yǎng)殖池20萬尾苗種中40%發(fā)生殘食為例，最終生產(chǎn)出的健康苗種預估在5-12萬尾左右，因此石斑魚殘食會給養(yǎng)殖業(yè)戶帶來巨大的經(jīng)濟損失。本發(fā)明從環(huán)境生理調(diào)控的角度出發(fā)，設(shè)計出了能夠降低石斑魚幼魚殘食的光照調(diào)控系統(tǒng)，其使用效果明顯，通常可降低30%以上的自殘現(xiàn)象發(fā)生，以一個養(yǎng)殖池20萬尾苗種為例，最終生產(chǎn)出的健康苗種預估在7-15萬尾左右，相比使用普通照明設(shè)備的養(yǎng)殖池多生產(chǎn)10-15%的苗種，經(jīng)濟效益相應(yīng)提高10-15%，給養(yǎng)殖業(yè)戶帶來的經(jīng)濟效益提升是十分明顯的。
[0018]4、本發(fā)明是根據(jù)石斑魚幼魚食欲調(diào)控規(guī)律而專門開發(fā)的一種科學的養(yǎng)殖技術(shù)，它將環(huán)境調(diào)控技術(shù)和與精準投喂方式相結(jié)合，不僅能夠降低石斑魚幼魚殘食率而且能夠促進石斑魚幼魚對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與利用，而且操作簡便，健康安全，是一種符合未來魚類養(yǎng)殖發(fā)展趨勢的新型養(yǎng)殖技術(shù)。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明所述組合式LED光源結(jié)構(gòu)原理圖:I一組合式LED燈組、2—光源控制系統(tǒng)、3—7令白光LED芯片、4 一紅光LED芯片、5—防水外殼；
圖2是利用本發(fā)明所述組合式LED光源后的石斑魚存活率對比實驗結(jié)果。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合實施例將對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細的說明。
[0021]實施例1
如附圖1所示，本發(fā)明提供了一種在石斑魚工廠化中間培育中用于減少石斑魚自殘行為的組合式LED光源，所述組合式LED光源其結(jié)構(gòu)包括由冷白、紅兩種單色LED發(fā)光芯片組成的組合式LED燈組、光源控制系統(tǒng)和防水外殼，所述復合式LED燈組和光源控制系統(tǒng)外包裹有所述防水外殼，所述光源控制系統(tǒng)內(nèi)包含電源模塊和能夠控制組合式LED燈組的光照強度和光照時間的電路控制模塊，所述組合式LED燈組和光源控制系統(tǒng)電連接，以實現(xiàn)電路控制模塊控制LED燈組的光照強度和光照時間，所述防水外殼使用防腐材料并使用密封膠進行防水處理。
[0022]所述組合式LED燈組內(nèi)包含按照一定比例排列的冷白、紅兩種單色LED發(fā)光芯片，所述冷白和紅色兩種單色LED發(fā)光芯片的數(shù)量比例為1:1或2:1，按照此比例，冷白LED發(fā)光芯片和紅色LED發(fā)光芯片的排列順序為I冷白I紅或I冷白I紅I冷白，組合式LED燈組的功率范圍為1W?20W，照明系統(tǒng)使用的光照強度范圍為200?400 Ix。本發(fā)明所述組合式LED燈組的主要功能是營造減少石斑魚苗種殘食的特定光譜的人工調(diào)控光照環(huán)境。
[0023]所述光源控制系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)復合式LED燈組光照度和光照時間的自動控制，光源控制系統(tǒng)內(nèi)的電路控制模塊以內(nèi)置E2PR0M的AT89C52單片機為核心組成主控單元，配以受控調(diào)壓模塊和壓控PWM恒流驅(qū)動組合式LED燈組。
[0024]本發(fā)明所述組合式LED光源通電啟動后，E2PR0M中預置發(fā)光功率、工作時間等參數(shù)，單片機對預置和掃描數(shù)據(jù)運算后，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出控制信號，送至調(diào)壓模塊控制端，調(diào)壓模塊輸出受控于控制端的交流電壓，傳送至組合式LED燈組，調(diào)壓模塊輸出的交流信號，既向LED傳送發(fā)光功率，同時又向PWM傳送壓控信號，組合式LED燈組的輸入端是一壓控PWM恒流驅(qū)動AC-DC變換器，為LED燈板提供受控于輸入電壓高低的直流恒流源，實現(xiàn)調(diào)光功能。
[0025]實施例2
采用體積為2m3的水槽4個，I個水槽安裝所述組合LED燈作為實驗組，I個水槽采用普通的白熾燈照明作為對照組，實驗組和對照組分別各設(shè)置I組重復。開燈照明的情況下，每個水槽水表面的光照強度為100?3001ux。
[0026]試驗開始時每個水槽放養(yǎng)規(guī)格2?3cm的七帶石斑魚苗種1600尾，養(yǎng)殖密度為800尾/ m3，養(yǎng)殖時間為45天。
[0027]養(yǎng)殖用水采用過濾海水，流水養(yǎng)殖，每天的換水量不低于300%。養(yǎng)殖期間水溫25?28°C，鹽度29?31。水槽內(nèi)設(shè)置2個氣石，養(yǎng)殖期間每天排放水I次，并將池底的殘餌和糞便吸出。
[0028]每天檢測一次水質(zhì)，保持水質(zhì)指標溶解氧4?8 mg/L，鹽度28?30，pH值7.8?8.3，氨氮低于0.02mg/L。
[0029]餌料采用海水魚類專用顆粒飼料。飼料規(guī)格隨著苗種的生產(chǎn)而逐漸加大，全長25?30mm時，伺料規(guī)格為1.2?2.0mm;全長30?45mm時，伺料規(guī)格為2.0?3.0mm;全長45?75mm時，飼料規(guī)格為3.0?4.0mm;全長75?I OOmm時，飼料規(guī)格為5.0mm。
[0030]組合式LED光源的照明調(diào)控方法:紅色光每天從6點至20點連續(xù)照明，白色光源只在設(shè)定的投喂時間照射，投喂結(jié)束后關(guān)閉直至下次投喂時開啟，停止投喂期間只留紅色燈光照明，方便操作和管理，同時使苗種處于安靜狀態(tài)。每天從早晨6點開始投喂，投喂時試驗組開啟LED白色光源，投喂30min苗種飽食后關(guān)閉白色光源，直至90分鐘后再次投喂為止。對照組白色光源，連續(xù)光照。每天合計投喂7次，投喂量為苗種體重的4?10%，隨著苗種的生長，投喂率逐漸下降。
[0031]本發(fā)明中育苗培育管理:苗種培育規(guī)格I?200g，每天投喂的次數(shù)為3?6次，每天的的投喂率為體重的0.8%?10.0%。隨著苗種規(guī)格的增大，投喂次數(shù)逐漸降低，投喂率逐漸下降。
[0032]至養(yǎng)殖45天結(jié)束時，實驗組的存活率達到73.5%，而對照組的存活率只有51.2%，只有實驗組的69.6%，實驗組的存活率顯著高于對照組，說明LED光源可以有效降低苗種中間培育期間的殘食率，提高苗種培育的存活率。
[0033]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其進行限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護的技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種降低石斑魚殘食率的組合式LED光源，其特征在于:所述組合式LED光源包括組合式LED燈組、光源控制系統(tǒng)和防水外殼，所述組合式LED燈組和光源控制系統(tǒng)外包裹有所述防水外殼，所述組合式LED燈組內(nèi)包含冷白、紅色兩種單色LED發(fā)光芯片，所述光源控制系統(tǒng)內(nèi)包含電源模塊和控制組合式LED燈組的光照強度和光照時間的電路控制模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低石斑魚殘食率的組合式LED光源，其特征在于:所述的組合式LED光源中冷白和紅色兩種單色LED發(fā)光芯片的數(shù)量比例為2:1或3:1。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低石斑魚殘食率的組合式LED光源，其特征在于:所述冷白LED發(fā)光芯片和紅色LED發(fā)光芯片的排列順序為I冷白I紅或I冷白I紅I冷白。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低石斑魚殘食率的組合式LED光源，其特征在于:所述組合式LED燈組的功率范圍為1W?20W。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低石斑魚殘食率的組合式LED光源，其特征在于:所述組合式LED燈組的光照強度范圍為200?4001x。6.權(quán)利要求1-5任一項所述的組合式LED光源在用于降低石斑魚殘食率的中間培育中的應(yīng)用。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合式LED光源在用于降低石斑魚殘食率的工廠化中間培育中的應(yīng)用，其特征在于:所述組合式LED光源的照明調(diào)控方法為:紅色LED發(fā)光芯片每天從早上6點至20點連續(xù)照明，冷白色光源只在設(shè)定的投喂時間照射，投喂結(jié)束后關(guān)閉直至下次投喂時開啟，停止投喂期間只留紅色燈光照明。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合式LED光源在用于降低石斑魚殘食率的工廠化中間培育中的應(yīng)用，其特征在于:所述石斑魚的育苗培育管理為:苗種培育規(guī)格I?200g，每天投喂的次數(shù)為3?6次，每天的投喂量為體重的0.8%?10.0%。
【文檔編號】F21Y113/10GK105889766SQ201610222835
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】劉濱, 劉新富, 孟振, 黃濱
【申請人】中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所