水生培养系统和方法与流程

本申请主张2014年8月11日提交的英国专利申请No.1414210.3的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开在一些方面涉及用于饲养水生节肢动物幼虫(aquatic arthropod larvae)的设备和方法。在具体方面，本公开涉及大量饲养用在生物防治中的昆虫幼虫，特别是有害昆虫。

背景技术：

昆虫害虫可导致作物的破坏性侵袭或传播疾病。可以使用生物防治来对抗这些昆虫害虫的扩大种群。生物防治的一个实例是不育昆虫技术(SIT)，其为物种专一性和对环境无污染的系统，用于管理具有农业或医学重要性的关键昆虫害虫。该系统涉及大量饲养数百万只昆虫并通过将它们暴露于低剂量的辐射来使雄性不育。将不育雄性释放到环境中，在这里它们与野生雄性竞争伴侣。与不育雄性交配的雌性不产生后代，因此大量不育雄性的顺序释放导致下一代种群规模的减少。以这种方式控制野生种群的大小。

还可使用替代辐射不育的转基因，称为自我限制系统(Self-Limiting System)。在该系统中，昆虫经工程化以携带自我限制基因，并且在没有解毒剂的情况下，携带该基因的昆虫不能成熟为能够交配和飞行的有功能成体(functional adult)。自我限制基因的表达可以是可抑制的，例如通过使用Tet-Off系统。将这些昆虫释放到野外，在这里由野生昆虫和继承了自我限制基因或构建体的拷贝的自我限制性昆虫之间的交配产生的后代将趋于死亡。该自我限制系统可以设计成杀死所有继承它的子代，或者仅一种性别。它还可以设计成在发育的特定阶段杀死受影响的昆虫；这在一些物种例如一些蚊子中可能具有显著的优势。已在许多害虫物种中构建了自我限制系统。关于自我限制系统的进一步信息可以在WO 01/39599中找到。

生物防治方法需要大量饲养生物体以释放到野外。为了使生物防治成功，连续生产大量的高质量昆虫是必不可少的。

发明概述

本概述无意用于限制所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题的其他特征、细节、实用性和优点将通过详细描述而变得明显，该详细描述包括在附图和所附权利要求中公开的那些方面。

在一个方面，本文公开了用于大量饲养水生节肢动物幼虫的设备，其包括储水器(aquatic reservoir)、向该储水器供应水的装置以及从该储水器排水的装置，所述排水装置配备有多孔屏障(porous barrier)，例如筛网，其适合于在允许水穿过的同时防止所述幼虫从中穿过而离开所述储水器。

在一个实施方案中，向所述储水器供应水的装置布置为再循环从所述储水器排出的水。

在前述实施方案的任一个中，向所述储水器供应水的装置可包括滤器。在一个方面，该滤器为以下的一种或多种：机械滤器、生物滤器和化学滤器或它们的组合。

在前述实施方案的任一个中，向所述储水器供应水的装置可包括用于贮存向所述储水器供应的水的水箱。

在前述实施方案的任一个中，所述设备还可包括测量向所述储水器供应的水的特定性质的传感器。

在前述实施方案的任一个中，所述设备还可包括用于使所述设备自动化的装置。在一个方面，用于使所述设备自动化的装置为微控制器。

在前述实施方案的任一个中，从所述储水器排水的装置可从所述储水器移除。

在前述实施方案的任一个中，所述储水器还可包括布置为在所述储水器中维持最低水位的高度阀(levelling valve)。

在前述实施方案的任一个中，所述储水器可包括溢流阀(overflow valve)。在一个方面，所述溢流阀位于与水进入所述储水器的位置成180°的水平面上。

在另一方面，本文提供了大量饲养水生节肢动物幼虫的方法，包括给储水器配备多孔屏障，所述储水器具有向其供应水的装置和从其排水的装置，将水生节肢动物幼虫放置在所述储水器中，所述屏障适合于在允许水通过的同时防止幼虫逃出，以及在饲养幼虫期间持续更换所述储水器中的水。

在前述实施方案的任一个中，可将节肢动物幼虫放置在所述储水器内，使得所述储水器内幼虫的表面积密度为每平方厘米10个。在前述实施方案的任一个中，水的更换可为自动的。

在前述实施方案的任一个中，所述方法还包括在更换所述储水器中的水之前将待供应的水的性质调节为饲养水生节肢动物幼虫的最佳条件。

在前述实施方案的任一个中，待调节的水的性质可为以下的一个或多个：氧浓度、温度、pH、电导率、ORP和化合物浓度。

在前述实施方案的任一个中，调节待供应的水的性质的步骤可为自动的。

在一个方面，本文提供了用于饲养水生节肢动物幼虫的设备。在一些实施方案中，所述设备包括包括多孔屏障的容器，所述多孔屏障将所述容器隔开为第一室和第二室。在一个方面，所述第二室包括排水口。在另一方面，当将水供应至所述第一室并通过所述第二室的排水口从所述容器排出时，所述多孔屏障能够在允许至少水在所述室之间通过的同时防止所述幼虫离开所述第一室进入第二室。

在一些实施方案中，所述排水口包括密封所述排水口开口或附加在所述排水口开口上的阀门和/或管道。在一个方面，所述阀门为溢流阀，并且在所述容器中已达到最大水位后，水从所述容器流经过所述溢流阀。

在前述实施方案的任一个中，所述排水口位于与水进入所述容器的位置基本上成180°的水平面上。在前述实施方案的任一个中，所述设备还可包括用于向所述容器供应水的管道。在一个实施方案中，所述用于供应水的管道包括滤器。在另一个实施方案中，所述滤器为机械滤器、生物滤器、化学滤器或其组合。

在前述实施方案的任一个中，所述设备还包括直接或间接地连接至用于向所述容器供应水的管道的水箱，所述水箱贮存向所述容器供应的水。在一个方面，所述水箱直接或间接地连接至所述第二室的排水口，并且从所述容器排出的水再循环并供应至所述容器。在另一方面，所述水箱经由能够对从所述容器排出的水进行过滤的过滤装置连接至所述排水口。在又一方面，所述过滤装置包括滤器和用于移除废物的废物出口。

在前述实施方案的任一个中，所述设备还可包括用于测量向所述容器供应的水和/或从所述容器排出的水的性质的传感器。在一些方面，所述水的性质为氧浓度、温度、pH、电导率、氧化还原电势(ORP)或化合物浓度。

在前述实施方案的任一个中，所述设备还可包括布置为维持所述容器中最低水位的高度阀。在前述实施方案的任一个中，所述设备还可包括用于使所述设备自动化的微控制器。

在前述实施方案的任一个中，所述多孔屏障可从所述容器移除。在前述实施方案的任一个中，所述多孔屏障可具有范围从约100μm至约1,000μm，或从约123μm至约152μm的平均孔径。在前述实施方案的任一个中，所述多孔屏障可包括圆形、方形、矩形、椭圆形、卵圆形或任何其它适合的形状的网孔。在前述实施方案的任一个中，所述多孔屏障允许包括所述幼虫产生的废物在内的饲料、废物以及其它碎屑穿过。在前述实施方案的任一个中，所述多孔屏障可包括网状物、膜、格网(screen)、纸、纺织布、无纺布、织物、纤维、泡沫、筛网、缠结丝网(entangled wires)、电纺聚合纤维(electrospun polymeric fiber)或它们的组合。在一些实施方案中，所述多孔屏障具有范围从约1μm至约1,000μm的平均丝径(wire diameter)。

在前述实施方案的任一个中，所述设备可用于大量饲养所述水生节肢动物幼虫。在前述实施方案的任一个中，所述设备可用于以范围在约1个幼虫至约12个幼虫/cm²的所述容器的底板的密度，或者以约10个幼虫/cm²的所述容器的底板的密度饲养水生节肢动物幼虫。在前述实施方案的任一个中，所述设备可用于在所述容器中以范围在约1,500个幼虫至约4,000个幼虫/升水的密度饲养水生节肢动物幼虫。

在前述实施方案的任一个中，所述设备可包括多个所述容器。在一些实施方案中，所述设备包括约5、10、100、500、1,000、5,000或更多个所述容器。在一些实施方案中，所述容器的至少一些顺序地彼此连接或一个堆叠在另一个之上。水从所述顺序或堆叠(stack)的第一容器通过中间容器到达所述顺序或堆叠的最后容器。所述第一容器连接至供水管道或者由供水管道供应(例如，没有在物理上连接)，所述最后容器连接至排水管道，并且所排出的水再循环至所述第一容器。在其它实施方案中，所述容器的至少一些平行连接至供水管道和/或排水管道，并且所排出的水再循环至所述容器。

在另一方面，本文公开了用于饲养水生节肢动物幼虫的设备，包括第一容器和构建为大体上类似于所述第一容器的第二容器。在一些实施方案中，所述第一容器包括多孔屏障，所述多孔屏障将所述第一容器隔开为第一室和第二室，并且所述第二容器包括排水口。在一个方面，当将水供应至所述第一室并通过所述第二室的排水口从所述第一容器排出时，所述多孔屏障能够在允许至少水在所述室之间通过的同时防止所述幼虫离开所述第一室进入第二室。在另一方面，从所述第一容器排出的水进入所述第二容器的第一室。在又一方面，所述设备还包括所述第一和第二容器放置于其上的支架。

在前述实施方案的任一个中，所述第一容器垂直地堆叠在所述第二容器之上。在前述实施方案的任一个中，所述第一和/或容器的排水口可包括密封或附加在所述排水口的开口上的阀门和/或管道。在一个方面，所述阀为溢流阀，并且在所述第一容器中已达到最大水位后，水从所述容器穿过所述溢流阀进入所述第二容器。

在前述实施方案的任一个中，每个容器的所述排水口位于与水进入所述容器的位置基本上成180°的水平面上。在前述实施方案的任一个中，所述设备还可包括用于向所述第一容器供应水的管道。在一个方面，用于供应水的管道包括滤器，例如，机械滤器、生物滤器、化学滤器或它们的组合。

在前述实施方案的任一个中，所述设备还包括直接或间接地连接至向所述第一容器供应水的管道的水箱，所述水箱贮存向所述容器供应的水。在一个方面，所述水箱直接或间接连接至所述第二容器的排水口，并且从所述第二容器排出的水再循环并供应至所述第一容器。在另一方面，所述水箱经由能够对从所述第二容器排出的水进行过滤的过滤装置连接至所述排水口。在又一方面，所述过滤装置包括滤器和用于移除废物的废物出口。

在前述实施方案的任一个中，所述设备还可包括用于测量向所述容器供应的水和/或从所述容器排出的水的性质的传感器。在一个方面，所述水的性质为氧浓度、温度、pH、电导率、氧化还原电势(ORP)或化合物浓度。

在前述实施方案的任一个中，每个容器可包括布置为维持所述容器中最低水位的高度阀。在前述实施方案的任一个中，所述设备还可包括用于让所述设备自动化的微控制器。

在前述实施方案的任一个中，所述多孔屏障可从每个容器移除。在前述实施方案的任一个中，每个容器中的所述多孔屏障可具有范围从约100μm至约1,000μm，或从约123μm至约152μm的平均孔径。在前述实施方案的任一个中，所述多孔屏障允许饲料、废物以及其它碎屑穿过，包括所述幼虫产生的废物在内。在前述实施方案的任一个中，每个容器中的所述多孔屏障可包括网状物、膜、格网、纸、纺织布、无纺布、织物、纤维、泡沫、筛网、缠结丝网、电纺聚合纤维或它们的组合。在一些方面，每个容器中的所述多孔屏障具有范围从约1μm至约1,000μm的平均丝径。

在前述实施方案的任一个中，所述设备可用于大量饲养所述水生节肢动物幼虫。在前述实施方案的任一个中，所述设备可用于以范围在约1个幼虫至约12个幼虫/cm²的每个容器的底板的密度，或者以约10个幼虫/cm²的所述容器的底板的密度饲养水生节肢动物幼虫。在前述实施方案的任一个中，所述设备可用于在每个容器中以范围在约1,500个幼虫至约4,000个幼虫/升水的密度饲养水生节肢动物幼虫。

在另一方面，本文公开了用于饲养水生节肢动物幼虫的方法，包括：(1)将水生节肢动物的幼虫或卵放置在容器的第一室中；所述容器包括多孔屏障，所述多孔屏障将所述第一室与所述容器的第二室分开；所述第二室包括排水口，并且所述多孔屏障能够在允许至少水在所述室之间通过的同时防止所述幼虫离开所述第一室进入所述第二室；以及(2)在所述容器中持续供应水以及其它适合的条件，用于在所述第一室中饲养所述幼虫或卵，并且水经由所述第二室的排水口从所述容器排出。在一个方面，所述排水口包括密封所述排水口开口或附加在所述排水口开口上的阀门和/或管道。在另一方面，所述阀门为溢流阀，并且在所述容器中已达到最大水位后，水从所述容器流经过所述溢流阀。

在前述实施方案的任一个中，所述排水口位于与水进入所述容器的位置基本上成180°的在水平面。在前述实施方案的任一个中，所述方法还可包括在水向所述容器供应之前将其过滤。在前述实施方案的任一个中，可通过连接至水箱的管道向所述容器供应水。在前述实施方案的任一个中，所述水箱直接或间接地连接至所述第二室的排水口，并且所述方法还包括再循环从所述容器排出的水。

在前述实施方案的任一个中，所述方法还可包括将从所述容器排出的水过滤。在前述实施方案的任一个中，所述方法还可包括从所述容器排出的水中移除废物。在前述实施方案的任一个中，所述方法还可包括测量向所述容器供应的水和/或从所述容器排出的水的性质。在前述实施方案的任一个中，所述方法还包括将从所述容器排出的水和/或向所述容器供应的水的性质调节至饲养水生节肢动物幼虫的最佳条件。在一个方面，所述水的性质为氧浓度、温度、pH、电导率、氧化还原电势(ORP)或化合物浓度。

在前述实施方案的任一个中，所述方法还可包括在述容器中维持最低水位。

在前述实施方案的任一个中，所述多孔屏障可从所述容器移除。在前述实施方案的任一个中，所述多孔屏障可具有范围从约100μm至约1,000μm，或从约123μm至约152μm的平均孔径。在前述实施方案的任一个中，所述多孔屏障允许包括所述幼虫产生的废物在内的饲料、废物以及其它碎屑穿过。在前述实施方案的任一个中，所述多孔屏障可包括网状物、膜、格网、纸、纺织布、无纺布、织物、纤维、泡沫、筛网、缠结丝网、电纺聚合纤维或它们的组合。在一个方面，所述多孔屏障具有范围从约1μm至约1,000μm的平均丝径。

在前述实施方案的任一个中，所述方法可用于大量饲养水生节肢动物幼虫。在前述实施方案的任一个中，所述方法可用于以范围在约1个幼虫至约12个幼虫/cm²的所述容器的底板的密度，或者以约10个幼虫/cm²的所述容器的底板的密度饲养水生节肢动物幼虫。在前述实施方案的任一个中，所述方法可用于在所述容器中以范围在约1,500个幼虫至约4,000个幼虫/升水的密度饲养水生节肢动物幼虫。

在一些实施方案中，将水以约0.5L/min至约5L/min之间的流速，或以约3L/min的流速向所述容器供应。在前述实施方案的任一个中，从所述容器排出水的流速与向所述容器供应水的流速基本上相同。在前述实施方案的任一个中，所述方法还可包括调节向所述容器供应水的流速。在前述实施方案的任一个中，所述方法还可包括调节从所述容器排出水的流速。

在前述实施方案的任一个中，以维持所述容器中的温度在约22±3℃、约26±2℃或约25℃和28℃之间的流速向所述容器供应水。饲养水生节肢动物的适合温度范围是本领域技术人员所知的和/或可确定的。

在前述实施方案的任一个中，所述方法可使用多个包括多孔屏障的容器。在一个方面，使用约5、10、100、500、1,000、5,000或更多个所述容器。在一些实施方案中，所述多个容器的至少一些彼此顺序地连接或一个堆叠在另一个之上。水从所述顺序或堆叠中的第一容器通过中间容器到达所述顺序或堆叠的最后容器。所述第一容器连接至供水管道或者由供水管道供应(例如，没有在物理上连接)，所述最后容器连接至排水管道，并且所排出的水再循环至所述第一容器。在一些实施方案中，所述容器的至少一些平行连接地至供水管道和/或排水管道，并且所排出的水再循环至所述容器。

在前述实施方案的任一个中，将水以约0.5L/min至约5L/min之间的流速，或以约3L/min的流速向每个容器供应。在前述实施方案的任一个中，向每个容器供应水的流速可与向下一个连接的或堆叠的容器供应水的流速基本上相同。在前述实施方案的任一个中，将维持所述容器中的温度在约22±3℃、约26±2℃或约25℃和28℃之间的流速向每个容器供应水。

在前述实施方案的任一个中，至少一个步骤可为自动的。

在前述实施方案的任一个中，所述水生节肢动物可为害虫。在前述实施方案的任一个中，所述水生节肢动物可为昆虫。在另一实施方案中，所述昆虫为蚊子。在一些实施方案中，所述蚊子来自覆蚊亚属(Stegomyia)、伊蚊属(Aedes)、按蚊属(Anopheles)、库蚊属(Culex)或巨蚊属(Toxorhynchites)。在一些实施方案中，其中所述蚊子选自埃及伊蚊(Aedes aegypti)、白纹伊蚊(Aedes albopictus)、尖音库蚊(Culex pipiens)、致乏库蚊(Culex quinqufaciatis)、斯氏按蚊(Anopheles stephensi)、白端按蚊(Anopheles albimanus)和冈比亚按蚊(Anopheles gambiae)。

附图简要说明

图1显示了本公开实施方案的设备的示意图。

图2显示了本公开实施方案的用于让水跨托盘(tray)流动的备选排水系统的示意图。

图3显示了用在本公开的实施方案中的微控制器和相关的可编程输入/输出外设的示意图。

具体实施方式

本文提供了利用托盘的级联系统的设备和方法，其中水在再循环基础上在层间移动并且还保留在层中用于饲养水生节肢动物幼虫。在一个方面，本文公开的设备包括筛网结构，其足以降低水流速以确保水以某一流速恒定流动，该流速不会迫使脆弱的幼虫被捕获在排水点并死亡，或者迫使筛网结构溢流(这也导致死亡)。在一些实施方案中，本文提供了防止浮渣形成、水腐败、温度分层和水从浅托盘中蒸发的设备，用于大量饲养水生节肢动物幼虫。

所有蚊子的幼虫阶段都是水生的，并且需要特定的条件而在其中生长，尤其是在密集的大量生产情况下。仅举几例，由于过度拥挤、水质差和异常饲养环境而使幼虫承受压力。用于大量饲养蚊子幼虫的操作和技术通常使用多个架子或多层的托盘，每个托盘含有指定体积的水、控制量的食物和指定数量的幼虫。

Morlan等(1963)详述了他们的用于每窝饲养多至130万埃及伊蚊(Ae.aegypti)的方法，其中在11天内生产了50至80万的成体。这采用支撑在8个金属支架(每个包含24个饲养托盘)上的192个托盘(183cm×26cm×5cm)来实现。每个托盘装有7升水和7000个幼虫，实现1个幼虫/mL的幼虫密度和1.4个幼虫/cm²的表面积密度。Morlan等认为，采用额外的饲养装备和人工(与最初雇用的两人相比)，更大的容量将会是可能的。

Fay等(1963)在同一年报道，他们也已在与Morlan等相同大小的托盘中饲养了埃及伊蚊，但是每个托盘具有更大数量的昆虫。这种生产采用包括13个支架的系统来进行，每个支架含有12个托盘，每个托盘在8升水中含有8000个幼虫。当所有的托盘一起使用时，这导致大约125万个蛹的最大生产能力。他们的研究强调，通过改变他们的托盘内的幼虫密度，增加的容量或许是可能的。每个托盘从8,000增加到15,000个幼虫导致存活率或昆虫质量无明显变化，但没有继续这种放大过程。

还报道了美国巴尔的摩的昆虫控制与研究(ICR)实验室(the Insect Control and Research(ICR)laboratories，Baltimore，USA)的Gerberg等(1969)能够在大的托盘(137.6cm×76.2cm×5.08cm)中饲养尖音库蚊(Culex pipiens)，每个含有10,000个幼虫。这实现稍低于1个幼虫/cm²的表面积密度以及2.65个幼虫/mL的体积密度。

Ansari等(1977)报道了采用大托盘(60cm×63cm×9cm)在13个托盘单元的堆叠中每天生产250,000至400,000个蛹，每个托盘在22升水中含有30,000个幼虫。这代表了从较早期描述的更保守的饲养条件向更密集的表面积密度7.9个幼虫/cm²的转变。但是，Ansari等报道了浮渣形成、水腐败、水位控制困难和棘手的向该多托盘系统输送食物等方面的问题。将排水管安装至每个托盘，使得能快速清空，但是未能自动化或者试图解决这些问题。这些饲养方法在之前已用于大量生产尖音库蚊，获得类似的成功(Singh等1975，1977)。在该生产系统中，实现了再次充满托盘、搅动托盘以防止浮渣形成和排空系统的一些控制。但是，这些控制并非旨在形成与控制环境饲养条件相关的集成系统，而是用于改进生产过程的效率。该饲养方法、表面积密度和体积密度如之前所描述(Ansari等，1977)。

更近期地，Balestrino等(2012)在国际原子能机构(IAEA)发表了堆叠托盘系统，用于改进的蚊子幼虫大量饲养。作为开发用在阿拉伯按蚊(Anopheles arabiensis)的SIT控制中的合适装备的项目的一部分，据报道由50个ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)塑料托盘组成的托盘堆叠单元能够支持多至175,000个成体或每个托盘4,000个该物种幼虫的发育。托该盘的尺寸为100cm×60cm×3cm，并且整合到倾倒堆叠系统中，其中所有的托盘可同时倾斜，它们的内容物倒入用于后续处理的回收系统中。这为手工过程。Dame等(1974)进行的按蚊生产使得它们在浅水深处(＜2cm)饲养。但是，在用于按蚊的这二者实例中，以及在用于不同蚊子物种的实例中，尽管在描述中经常引述浅托盘或者浅饲养深度，但水深通常来自对容器的选择，而并未反映出作为具体的或优化的饲养改进的主动决定。

Balestrino等(2012)的出版物也阐述该系统已用于验证白纹伊蚊(Ae.albopictus)的幼虫饲养，但未达到任何显著的规模。进一步的交流表明，该系统已被用于在其50个托盘中的一些托盘中每个托盘饲养12,000个白纹伊蚊幼虫，但是，这也不是全部容量，而是为了测试其潜力。如果将其以全部容量使用，则其引述为准备在大约0.6m×1.0m的占地面积和2.0m的总高度中容纳600,000个幼虫。即使在已试验的规模上，也报道了与托盘堆叠水平内的温度波动有关的问题。温度稳定对于实现昆虫的均一发育时间以及确保实验室和特别是野外应用中群体的大小相同和同步是关键性的。该系统还使用规定的饲料，其防止形成浮渣，所述浮渣若不处理则可导致饲养相关问题，这部分地解决了托盘腐败背后的一些原因，而无需直接研究或控制水化学。由大的浅托盘蒸发也被认为是个问题。由于内部溢流口系统(internal overflow vent system)，这些托盘能够从上方自充满，但这本身不是饲养系统的一部分。

Holyoak(U.S.5,873,327)描述了用于圈养两栖动物(蛙)的系统和方法。该Holyoak设备由一个堆叠在另一个之上的多个托盘和以及连续的供水系统((water supply))组成，该供水系统围绕该系统循环，到达顶部托盘并通过一系列托盘和在每个托盘中将水保持在特定高度的立管排至污水箱。蛙位于托盘内，并连续供应水。Holyoak声称这能够实现最大产量，但是文中没有提供每个托盘或单元的具体动物数量。

Li(CN201374958Y)还描述了用于饲养三线闭壳龟(three stripped box turtles)的系统。其说明类似于上文的Holyoak，其中一系列托盘提供有连续的供水系统，以及其中液体通过过滤管道进入下方的托盘。尽管声称适合于饲养高密度的乌龟和其它物种类型，但文中没有陈述密度或流速数值的文字。另外，排水管道上滤器的主要作用显然是防止上部托盘的粪便进入下部的托盘。

Holyoak在立管上包括安装的粗滤器(strainer)，作为系统的一部分。安装该粗滤器是为了确保蛙不会在托盘层之间移动。尽管蛙能够离开水流方向，但它们物理上能够在层间隐藏和攀爬。如果将大量(例如，＞25000)的第一龄期蚊子幼虫(通常＜1.4mm长)放置进安装有立管的大饲养托盘，并且该立管覆盖有足够尺寸的滤膜以防止幼虫穿过管顶部或底部，然后被快速地拖至排水点。由于该水系统的再循环特性产生的连续流动以及L1幼虫的脆弱性，这些幼虫被捕获在立管上的网状滤器表面上并死亡。见下文实施例1。然后，当更多的幼虫被拖至排水点时在筛网表面上的物质积累增加，一旦通过排水口的流动被彻底堵塞时，这最终导致从托盘溢流。如果任其发生，则这种溢流也将最终导致幼虫死亡。

因此，对于用在饲养蚊子幼虫中的设备，在过去50年几乎没有进展。之前的设备和方法没有提供从卵到蛹大量生产蚊子幼虫的解决方案。

作为例证，在人口为10,000人的区域内控制黄热病蚊子埃及伊蚊的SIT计划需要每人200只的实际释放速率，这将需要每周生产接近2,000,000个雄性蛹。

如上所述，作为替代SIT的转基因，例如自限制系统(Self-Limiting system)，需要蚊子在显性致死基因的表达被抑制的条件下饲养。这可以例如通过抗生素四环素和/或化学类似物存在下的Tet-Off系统来进行。这些情况下，对于成功的蚊子饲养，关键是四环素和/或化学类似物以正确的剂量并且在蚊子发育的正确阶段提供。

在一些实施方案中，本文提供了采用托盘的级联系统的设备和方法，其中水在再循环基础上在层间移动并且还通过使用简单的开放立管而保持在层中。在一个方面，本文公开的设备包括大筛网结构，其足以降低水流速度以确保在所需流速时水的恒定流动不会将脆弱的第一龄期幼虫逼迫至最终导致它们死亡的点或者迫使该筛网结构溢流(这也导致死亡)。除了该大筛网结构外，开放的自由运转排水点也是必要的，其确保水、废物和食物在层间自由移动。在一些实施方案中，将蚊子幼虫以高密度饲养在大体积的水中，并且本文公开的设备具有特定的流速和网眼尺寸以用于成功地大量生产。在一些实施方案中，提供了采用能确保成功的流速和网眼尺寸而进行的固定面积和水体积的最佳蛹生产。在其它实施方案中，该设备包括筛网单元，其位于包含生产中的全部幼虫的饲养托盘/水中，并且该筛网单元和/或托盘是可移动的。例如，该筛网单元可从饲养托盘的水中取出，使得所有必要的加工步骤容易地实现。因此该筛网和水生培养系统执行了生物学功能以确保正确的流速和最佳的饲养条件，以及对于该设备的大量生产要求而言必要的物理加工角色。

因此，在一些实施方案中，本文提供了改进的设备，其防止浮渣形成、水腐败、温度分层以及水从浅托盘中的蒸发，用于大量饲养水生节肢动物幼虫。在一些实施方案中，本文提供了改进的设备，其使得能对水位和向托盘输送食物进行精确控制。

在一些实施方案中，本文提供了改进的用于大量饲养水生节肢动物幼虫的设备，其使得能以正确的剂量分配特定的化合物。

此外，随着对生物防治计划增加的需求，期望将饲养计划从实验室扩大到工厂级生产。对这种大型操作的管理意味着相当大的挑战，并且虽然存在增加人员和设备数量的可扩展选项，但是大规模操作需要改进饲养效率，特别是当资源和资金受到限制时。降低成本的需要与减少工厂空间、人员数量和加工时间的需要密切相关。在一些实施方案中，本文提供了设计用于优化饲养效率的自动化设备。

在一些实施方案中，本文提供的装置有效地防止和/或克服与可用于大量饲养水生节肢动物幼虫，尤其是蚊子幼虫的当前技术相关的问题。

令人惊讶的是，本发明人已发现，尽管一些水生节肢动物幼虫优选静水，但有可能更换/再循环托盘中的水，以便克服与当前技术相关的许多问题或所有问题。此外，现在还令人惊讶地发现，表面积密度(幼虫数/cm²)是幼虫到蛹化的存活率的限制因素，与有效体积密度(幼虫数/mL)无关。

因此，一方面，本公开提供了用于大量饲养水生节肢动物幼虫的设备，其包括储水器、向储水器供应水的装置和从储水器中排水的装置。该排水装置配备有多孔屏障，例如筛网，其适合于在允许水通过的同时防止幼虫从中穿过而离开该储水器。

用在本文中时，术语“水生节肢动物”指具有包括水生生命阶段的生命周期的任何节肢动物。

本公开的设备尤其适于大量饲养水生节肢动物幼虫，特别是昆虫幼虫，甚至更适于大量饲养蚊子幼虫。

在一些实施方案中，向所述储水器供应水的装置布置为再循环从该储水器排出的水。收集所排出的水并再供应至该储水器中的节肢动物幼虫。

在一些实施方案中，向该储水器供应水的装置还包括滤器，以在排出的水再供应至该储水器之前将废物从中移除。该滤器可以为机械滤器、生物滤器或化学滤器。该滤器还可以为所述滤器的组合。在一些实施方案中，在水再循环情况下，将水再引入该储水器之前对水进行处理，例如机械移除废物、移除有害化学品、引入营养物和/或有益化学品，和/或向水中通气。

向该储水箱供应水的装置还可以包括用于在向该储水箱供应之前贮存水的水箱。

任选地，该设备可以包括用于测量被供应至储水器的水的具体性质的传感器。可以监测的水的性质包括，但不限于pH、温度、电导率、氧化还原电势(ORP)和诸如铵、四环素和/或化学类似物的化合物，以及节肢动物的食物。在一些实施方案中，将这些传感器布置在水箱内，以测量准备供应至储水器的水的性质。

在一些实施方案中，该设备还包括用于使该设备自动化的装置。用于自动化的装置可以为具有可编程输入和输出外围设备的微控制器，其中输入由传感器提供，并输出以优化供应到储水器的水的性质。

用于将水排出储水器的装置，尤其是多孔屏障，是可从该储水器移除的。这将使得能在单个步骤中简单地将水生节肢动物移出并输送至下游过程。

在一些实施方案中，该储水器包括高度阀。该高度阀确保该储水器中最小水位。

在一些实施方案中，该储水器包括溢流阀。在一些实施方案中，该溢流阀位于与水进入该储水器的位置成180°的水平面上。该阀可以配备有滤器(例如网状物)以防止溢流发生时幼虫逃出。

在第二方面，本公开提供了大量饲养水生节肢动物幼虫的方法，包括给储水器配备多孔屏障，所述储水器具有向其提供水的装置和从其排出水的装置；将水生节肢动物幼虫置于所述储水器内，所述屏障适合于在允许水通过的同时防止幼虫逃出；以及在饲养幼虫时持续更换该储水器内的水。

用在本文中时，术语“持续”用于表示在该储水器中不止一次地或不间断地更换水，以致可能有时段水冲过该储水器，随后是其中未进行水更换的时段，或者可能是缓慢流动，例如是连续缓慢流动的时段。

该多孔屏障可以形成为例如限定了一定体积，例如篮状物，所以当提及在该多孔屏障中时，以下应理解为包括这些实施方案。

在一些实施方案中，将节肢动物幼虫置于该多孔屏障内，使得排水装置内幼虫的表面积密度为10个/cm²。

在一些实施方案中，水的更换是自动的。在一些实施方案，自动化是通过使用微控制器。

任选地，可以在向该储水器供应前将水的性质调节至饲养幼虫的最佳条件。这可以响应于来自用于供水的装置内的传感器的输入。调节的可以是水中氧的浓度、温度、pH、电导率、氧化还原电位(ORP)或化合物的浓度。

在一些实施方案中，当幼虫组在共享相同的水的同样容器中以不同表面积密度进行饲养时，则大于10个幼虫/cm²的条件通常与蛹化前降低的存活率相关，更过度的拥挤导致进一步降低的存活率。在一些实施方案中，如果使用相同的系统，每个容器中具有同样数量的幼虫，即表面积密度10个幼虫/cm²，但是在测试不同有效体积密度(幼虫数/mL)时，对于每种处理的蛹化前存活率基本上是相同的(＞90％)。换言之，表面积密度(幼虫数/cm²)为蛹化前幼虫存活率的限制因素，而与有效体积密度(幼虫数/mL)无关。

当将10个幼虫/cm²或更大的该值应用至本领域目前可获得的静态水饲养托盘系统时，所得的存活率受到显著影响，典型的存活率小于50％。这种表面积密度限制了可以在每个托盘中生长的幼虫的数量，并且为本领域中目前可获得的大量饲养系统(mass rearing systems)的生产能力的主要限制因素。

至于为什么目前可获得的采用静态水饲养托盘系统的设备在≥10个幼虫/cm²的条件下不支持高效的蛹化前存活率，至少有两个原因。第一，添加到托盘的食物量，第二，节肢动物幼虫产生的排泄产物积累增加。

在静态水饲养托盘系统中，相对大量的食物每天输送一次或两次。这导致在其未被食用时，腐败生物(spoilage organisms)有更大的潜力生长并污染水。另外，随着幼虫生长，它们产生的废物的量稳定增加，这种增加在它们正发育期间的关键点时产生幼虫毒性。

相比之下，本公开的设备确保幼虫发育不受与目前可获得的饲养系统有关的问题(如上文所讨论的)的影响，这通过提供用于大量饲养水生节肢动物幼虫的设备来实现，该设备通过在饲养托盘中更换水而能够稀释和/或最终移除对幼虫有毒性的废物化合物。

在一些方面，本公开用于大量饲养水生节肢动物幼虫的设备(在本文中也称作“该设备”)包括储水器、向该储水器供应水的装置、以及从该储水器排水的装置。该排水装置配备有在允许水通过的同时防止幼虫从中穿过而离开该储水器的多孔屏障。

该储水器包括任何能够容纳水、排水装置以及节肢动物幼虫的容器。在一些实施方案中，该储水器为托盘。该托盘通常可以大到1.2m²，尽管该尺寸仅受限于操作的容易性。就此而言，尤其优选该托盘为浅托盘。该托盘可以由用于容纳水、排水装置和节肢动物幼虫的任何适合材料制成，例如塑料或金属。该托盘可以还包括高度阀以确保在该托盘中总是有最低水位的水。这种类型的高度阀在本领域中是公知的。为了便于参照，该储水器或容器在本文中也称为托盘，尽管应理解该水生储水器或容器并不限于此。

该排水装置配备有多孔屏障，以允许水从该托盘排出，同时保留节肢动物幼虫。水可以通过托盘内的出口排出。在一些实施方案中，该出口为阀门，例如溢流阀。该出口可以位于托盘上的任何实际位置，例如，该出口可在与向该托盘供应水的位置成180°方向的水平面上。通过将水的进出位置放置于该托盘的相对两端，可能形成水跨托盘的水平流动。

该多孔屏障可包括能够在允许水从中自由通过的同时保留节肢动物幼虫的任何材料，例如，任何能够起筛网作用的材料。在一些实施方案中，该多孔屏障为一层细布(muslin)、尼龙或柔性塑料。在一些实施方案中，该多孔屏障由金属制成，例如金属网。在一些实施方案中，该多孔屏障包括网状物、膜、格网、纸、纺织布、无纺布、织物、纤维、泡沫、筛网、缠结丝网、电纺聚合纤维或它们的组合。在一些实施方案中，该多孔屏障起超细筛网的作用。例如，该超细筛网可以具有100μm至200μm的规格。在一些实施方案中，该超细筛网可以具有130μm至170μm的规格。该多孔屏障的规格大小为排水装置的重要组成部分，因为其确定了可用的人工饲料的粒径，使得食物可以穿过多孔屏障到达保留在其中的节肢动物幼虫。

在具体实施方案中，该多孔屏障具有平均丝径(average wire diameter)。例如，网状物、纺织布或缠结丝网可在该屏障的非孔部分具有丝或纤维。在一些实施方案中，该平均丝径范围从约1μm至约1.0mm。在具体实施方案中，该多孔屏障的平均丝径为约52μm。

在具体实施方案中，该多孔屏障的通孔或孔的平均直径范围在约1μm至约2.0mm，或约100μm至1.0mm。在一些实施方案中，该多孔屏障的通孔或孔的平均直径在约1μm至约10μm之间、约10μm至约50μm之间、约50μm至约100μm之间、约100μm至约150μm之间、约150μm至约200μm之间、约200μm至约250μm之间、约250μm至约300μm之间、约300μm至约350μm之间、约350μm至约400μm之间、约400μm至约450μm之间、约450μm至约500μm之间、约500μm至约550μm之间、约550μm至约600μm之间、约600μm至约650μm之间、约650μm至约700μm之间、约700μm至约750μm之间、约750μm至约800μm之间、约800μm至约850μm之间、约850μm至约900μm之间、约900μm至约950μm之间、约950μm至约1.0mm之间、约1.0mm至约1.1mm之间、约1.1mm至约1.2mm之间、约1.2mm至约1.3mm之间、约1.3mm至约1.4mm之间、约1.4mm至约1.5mm之间、约1.5mm至约1.6mm之间、约1.6mm至约1.7mm之间、约1.7mm至约1.8mm之间、约1.8mm至约1.9mm之间、约1.9mm至约2.0mm之间或大于约2.0mm。在具体实施方案中，该多孔屏障的通孔或孔的平均直径在约100μm至约500μm之间，例如，对于蚊子物种，或者在约123μm至约152μm之间，例如，对于伊蚊物种(Aedes species)。

在一些实施方案中，使用#145至#130目(通孔分别为123μm和152μm)。很多蚊子物种的卵大小可在文献中获得并且本领域技术人员容易找到。跨几个属的多个蚊子物种的蚊子卵大小显示在表1中。每个物种的卵宽度的大小范围落入123μm(#145目)至497μm(#34目)的范围内。本公开的设备和方法可用于列在表1中的任何昆虫物种的大量生产。埃及伊蚊(A.aegypti)的幼虫大小在约1.97至约7.33mm(长)的范围，L2龄期的胸宽在约0.57至约1.47mm之间。幼虫覆盖在刚毛(bristles)中，这增加了一些穿过筛网中网眼的阻力。具有针对每种昆虫物种的合适孔的诸如筛网的多孔屏障可至少部分地基于卵或幼虫的大小来选择。

表1：蚊子物种的卵大小

该多孔屏障设计为使得节肢动物幼虫在它们的整个发育中由该多孔屏障所保留。例如，可能的是通过将细布层在其自身上折叠以将幼虫保留在层间，并确保松散边缘被固定。作为另外的选择，该多孔屏障可以沿托盘的侧壁固定，以便将其布置为在托盘的内部空间上提供覆盖。在这种布置中，将幼虫保留在托盘和该多孔屏障形成的隔室(compartment)内。作为另外的选择，该多孔屏障可以形成为限定一定体积，例如篮状物。例如，如上文所描述，该隔室的筛网样壁可以由金属网或能够起筛网作用的任何其它材料制成，以使得幼虫容纳在该隔室内。为了便于参照，该多孔屏障在本文中也称为筛网(sieve)，尽管应理解该多孔屏障并不限于此。

在一些实施方案中，将该筛网布置为紧密贴合在托盘内，以使保留在该筛网内的节肢动物幼虫可获得的表面积密度最大化。在一些实施方案中，将该筛网布置为可从容器中移除。这有助于在单一步骤中将保留在其中的幼虫/蛹方便转移至随后的下游过程中。

可以将托盘和相关联筛网一个布置在另一个的顶部，以提供堆叠。堆叠通常可以包括1至15个托盘，这取决于对托盘的可达性(accessibility)的需要。例如，对于需要每天从筛网收集并分选幼虫的过程来说，该堆叠可在托盘之间包括足够大的能够直接接触其中的筛网的间隙。结果，每个堆叠中托盘的数量将减小。相比而言，在将该设备拆开并将所有的幼虫收集到一起的时间点之前不需要接触筛网的过程不需要托盘间的大间隙，因此单个堆叠可以接纳较多的托盘以增加饲养能力。单个设备可以含有一个或多个堆叠。

能够向托盘供应水的任何水系统都可用于向该储水器供应水。向该储水器供应水在本文中也称为水系统，尽管应该理解该水系统不限于此。向托盘供应的水可以直接来自供水系统。在一些实施方案中，向托盘供应的水可以来自形成该水系统的一部分的水箱。用于储存水的水箱在本领域中是公知的。可以采用来自供水系统的水将水箱中的水再充满。在一些方面，该水系统包括用于让水围绕该设备移动的泵。适合的泵在本领域中是已知的。

在一些实施方案中，该水系统设置为连续系统，以便将从托盘排出的水再循环。在一些实施方案中，可再循环水系统包括滤器，以在从托盘收集的水被再使用之前处理和/或移除其中的废物。该滤器可以为机械滤器，其捕获水中的物理废物，例如，未消耗的食物和相关的腐败生物、节肢动物废物以及其它残渣。该滤器可以为生物滤器，例如捕获并生物降解过程污染物的一层微生物。例如，生物滤器可以通过氮循环将有害的氨转化为相对无害的硝酸盐类。该滤器可以为化学滤器，例如通过离子交换、吸附、化学键合和分子破坏的过程处理水。机械、生物和化学滤器在本领域中是公知的，因此这里不详细讨论。该水系统可以包括单个滤器或滤器组合。

该水系统可以任选地包括设计为切断水流向该水系统的特定部分的单向阀(non-return valve)。单向阀可以用于将连续的、可再循环水系统转变为不可再循环水系统。不可再循环水系统中，将从托盘排出的废水从该水系统移除，并且从供水系统或者水箱向托盘供应洁净水。

用在本文中时，在不可再循环水系统内，术语“洁净水”指之前未暴露于水生节肢动物幼虫的水。在可再循环水系统内，“洁净水”可以指还未暴露于水生节肢动物幼虫的水，或者已暴露于水生节肢动物幼虫但随后通过过滤处理和加工的水。

用在本文中时，在不可再循环水系统内，术语“废水”指已暴露于水生节肢动物幼虫的水。在可再循环水系统内，“废水”用在本文中时指已暴露于水生节肢动物幼虫但随后还未通过过滤处理和加工的水。

该水系统可以另外包括一个或多个传感器，以监测该系统中水的性质。用于将物理量的测量转换为可由观察者或电子仪器检测的信号的传感器在本领域中是公知的。在一些方面，传感器位于水箱中，以在供应至托盘前精确监测水的性质。在其它实施方案中，这些传感器还可以在沿该水系统的任何适合位置处设置。与水箱中或该水系统的其它地方的水的特定性质的最佳参数的任何偏离都可以监测并纠正，使得供应至托盘的水为水生节肢动物幼虫的发育提供最佳条件。可以监测的水的性质包括但不限于pH、温度、电导率、ORP、节肢动物的食物以及诸如铵、四环素和/或化学类似物的化合物的浓度。传感器还可以检测水箱内预定的最佳上水位和下水位。任选地，可以通过排水和涨水过程(drain and flood process)排出水箱内的水并且用来自供水系统的水再充满该水箱，以及在供应至托盘前将水的性质恢复至最佳条件。

该设备可以另外包括用于让该设备，尤其是该水系统自动化的合适装置。在一些实施方案中，用于自动化的装置为微控制器。微控制器为包含处理器核心、存储器和可编程输入/输出外设的单个集成电路上的小型计算机。这些微控制器在本领域内是公知的，在此不进一步描述。

由微控制器控制的可编程输出外设可以对将水箱内的水维持在最佳条件和适当水位的过程提供自动控制。在这点上，输出外设可以提供对例如四环素和/或化学类似物以及食物的添加的可编程控制。输出外设还可以提供对供水系统的温度、电导率、ORP和pH的可编程控制，以及对水箱中现有水的排水和随后用来自干线的水补充的可编程控制。另外一种方式，如果不需要排出水箱中的水，则输出外设可以提供对来自供水系统的水的补加的自动化控制，以维持水箱中的最小水位。可编程输出外设可以由微控制器响应于来自可编程输入外设(例如传感器)的信号来控制。适合于向微控制器提供输入的传感器在上文有描述。

堆叠内的每个托盘和相关联筛网浸在由水系统供应的水流中。水可以通过级联的流动水供应至每个托盘。另外一种方式，水系统可布置成向每个托盘提供直接的、分开的水供应。级联法依赖于交替排水系统，其中来自上方托盘的水进入下方的托盘，然后从与初始排水点成180°方向的溢流阀排出。这确保了水跨下方托盘移动。当流速足够时，系统内的温度对比已显示为稳定状态。

向每个托盘的水供应可以是连续的。另外一种方式，可以以设定的间隔将水供应到托盘。水的供应以及(在适用时)每个间隔的时段可以是固定的，或者可以响应于输入，例如托盘中的高度阀。在一些实施方案中，供应至托盘的水的流速是可控的。

在一些实施方案中，供应至设备的水的流速在约0.5L/min和约5L/min之间。在具体实施方案中，该流速在约0.5L/min和约1.0L/min之间、约1.0L/min和约1.5L/min之间、约1.5L/min和约2.0L/之间、约2.0L/min和约2.5L/min之间、约2.5L/min和约3.0L/min、约3.0L/min和约3.5L/min之间、约3.5L/min和约4.0L/min之间、约4.0L/min和约4.5L/min之间、约4.5L/min和约5.0L/min之间或大于约5.0L/min。在具体实施方案中，该流速为约3.0L/min，其在托盘中实现恒定温度并在可接受的时间内更新托盘中的水。

在一些实施方案中，水以固定的流速不断地进入系统的顶部。在一个方面，排出孔尺寸维持了向下方另一层的固定流速。因此，在一些实施方案中，不同层处的托盘的排出孔尺寸可以不同，以便维持供应至每层的水的固定流速。在一些方面，来自立管(standpipe)的流速是相同的，但是导致托盘中的水位可能高于立管。在特定实施方案中，流速通过级联保持恒定。如果不是这种情况，如果进入流量高于出口流量，则托盘水位将增加和溢出。在一些实施方案中，维持托盘中的恒定水深和正确速度的恒定流速，以确保正常的幼虫发育。尽管毫无疑问地在托盘/筛网组合内有一些系统损失(例如，由于摩擦)，但网格是足够通透的(transparent)以不引起任何大的流速变化。在一些方面，筛网限制排水孔附近的流动，因此使幼虫避免在排水点被杀死。

使用上文描述的设备大量饲养水生节肢动物幼虫的方法包括以下步骤：将幼虫放置在筛网中、随后将含有幼虫的筛网放置在托盘中，并更换托盘中的水。

放置在托盘和相关联筛网内的节肢动物幼虫的数量可以使得幼虫的表面积密度在0.5和20个/cm²之间，或1和12个/cm²之间。在一些实施方案中，幼虫的表面积密度在5和10个/cm²之间，或9和10个/cm²之间。在一些实施方案中，幼虫的表面积密度为约5.0、约5.5、约6.0、约6.5、约7.0、约7.5、约8.0、约8.5、约9.0、约9.5、约10.0、约10.5、约11.0、约11.5、约12.0、约12.5、约13.0、约13.5、约14.0、约14.5或约15.0/cm²。该水生培养系统中的表面积是用于在以高密度饲养时实现最佳蛹回收(pupal recovery)(％存活)的参数。在一些实施方案中，对于大量饲养目的，托盘内的幼虫密度为约10个幼虫/cm²以实现＞70％存活。在一些实施方案中，取决于立管的高度，托盘含有足够的水，这导致幼虫密度在每升水约1,000和约5,000个幼虫之间，或在每升约1,500至约4,000个幼虫之间。在一些实施方案中，托盘内的幼虫密度在每升水约1,500和约2,000之间、2,000和约2,500之间、约2,500和约3,000之间、约3,000和约3,500之间、约3,500和约4,000之间或大于约4,000个幼虫。在一些方面，包括储水器的整个系统的密度不超过每升3,000个幼虫。

在一些实施方案中，向托盘和相关联筛网供应水以更换其中现有水的步骤处于自动控制下。自动化可以通过之前描述的微控制器进行。

任选地，可以在供应至托盘之前调节水的性质，以便为水生节肢动物幼虫的发育提供最佳条件。可以调节的水的具体性质的实例之前已有描述。该调节可以为手动的，或者如之前所描述的可以在响应于该水系统中的传感器的自动控制下。对水的性质的调节可以是对水箱中的水或在该水系统中的任何其它合适点处的水。

因此，本发明提供了用于大量饲养水生节肢动物幼虫的设备和方法，其在自动控制下提供精确和恒定的营养物和抗生素(必要时)供给，以确保幼虫发育的条件是最佳的，同时监测水质以控制pH、电导率和潜在腐败。流经筛网的水被布置成使得经过该系统的流动产生有效的、交错的流动，贯穿这些托盘维持固定的温度梯度。

使用优化的幼虫表面积密度连同对供应给幼虫的水的具体性质的调节和控制能实现在增加的幼虫密度下的蛹化前高存活率。该水系统在自动控制下自动排水和再充满的额外能力也能实现为水生节肢动物幼虫的大量饲养提供最佳条件。

现在将结合附图描述本方面的实施方案。

在如图1显示的实施方案中，本发明的设备(130)包括一个布置在另一个之上以形成堆叠(20)的托盘和相关联筛网(10)。该设备包括多个堆叠。每个堆叠的顶部通过管道(30)连接至水箱(40)，使得洁净水可以供应至堆叠(20)中的每个托盘和相关联筛网(10)。每个托盘和相关联筛网都浸在水系统提供的水流中。如图2中显示的，可以通过采用交替排水系统(alternating drain system)的流动水级联将水供应至每个托盘和相关联筛网(10)，其中来自上方托盘和筛网(10)的水进入下方的托盘和筛网，然后从溢流阀(140)排出，该溢流阀与初始排水点成180°方向。也就是说，相对于水从上方的托盘进入的点，溢流阀(140)位于沿水平面托盘的基本上相对端。这种布置确保水(150)在被排放到下面的托盘之前跨托盘移动。

在如图1显示的实施方案中，每个堆叠的底部通过管道(30)连接至滤器(50)，该滤器再通过管道连接至水箱(40)。这样，图1显示了能够在该设备内再循环水的连续水系统。收集从托盘和相关联筛网(10)排出的水，并让其通过用于过滤和处理的滤器(50)。然后经处理的水可以返回至水箱(40)。滤器还具有出口(60)用于在需要时从该水系统移除废水，这与转移至水箱(40)准备再循环不同。

水箱(40)通过管道连接至滤器(50)、供水系统(80)以及堆叠(20)。还给水箱(40)提供了出口(70)，用于从水箱(40)移除水。这样，来自该设备的水可以由水箱(40)或滤器(50)从该水系统移除。

该水系统在沿该连续的水系统的各个位点处安装有单向阀(110)。图1显示了每个堆叠(20)之间的单向阀(110)以及滤器(50)和水箱(40)之间另外的单向阀。通过关闭置于堆叠之间的单向阀(110)，有可能分隔该设备的各个模块。因此，尽管该设备可能具有3个或更多个堆叠(20)的饲养能力，但其用途可能限于期望数量的堆叠。作为选择，通过关闭滤器(50)和水箱(40)之间的单向阀(110)，有可能将可循环水系统转换为非可再循环水系统。

滤器(50)和水箱(40)二者中每一个都提供有两个传感器(90，100)，用于检测其中的水位。第一传感器(90)检测最低的最佳水位，第二传感器(100)检测最高的最佳水位。向该设备中的下一模块(分别为水箱或堆叠(20))供应水或移出水可以依赖于水位传感器向微控制器(120)的输入。

该设备(130)提供有微控制器(120)，用于该设备(130)自动化，尤其是向托盘和相关联筛网(10)供应洁净水并将水箱(40)中水的性质维持在饲养节肢动物幼虫的最佳条件。为此，该微控制器(120)可以让感知和调节水的温度、ORP、电导率和pH的过程自动化，让给食、收集并展示数据的过程自动化和/或让水箱中水的再充满和排水过程自动化。

用在图1的实施方案中的微控制器详细显示在图3中。控制器单元(160)包括输入界面(170)和显示界面(180)。该控制器单元接收来自可编程输入外设的信息并通过对可编程输出外设的控制来调节水中水的性质以及向托盘和相关联筛网的水的供应。

在如图3所示的实施方案中，可编程输入外设包括来自水箱和滤器中的传感器。检测并向控制器单元提供输入信号的水箱中的传感器包括温度传感器(190)、pH传感器(200)、电导率/ORP传感器(201)以及用于检测最佳上下水位的传感器(分别为100，90)。滤器中的传感器(90，100)检测并向控制器单元提供关于滤器中水位的输入信号。

该控制器单元也连接至传感器(210)，其提供与供水系统至水箱的水流有关的输入

由处理器单元控制的可编程输出外设包括用于向水添加食物的操纵装置(effector)、用于升高或降低水的pH的操纵装置(230，240)、用于添加诸如四环素和/或化学类似物的化合物的操纵装置(241)、以及用于将来自供水系统的水添加至水箱的操纵装置(250)。该可编程输出外设还包括调节从水箱进入托盘的水流的操纵装置(260)以及从水箱排水以从该设备移除的操纵装置(270)。调节水箱中水的性质的其它操纵装置包括用于通气的操纵装置(280)，和加热水的操纵装置(290)。

该处理器单元可选择与Wi-Fi、电话、笔记本电脑和/或其它形式的网络或通讯设备相连接。

所要求保护的主题是结合具体实施方式中的实施方案来描述的，但不限于任何特定实施方案。应当理解，所要求保护的主题可以表现为各种形式，并且涵盖许多替代、修改和等同物。因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制性的，而是作为权利要求的基础并且作为教导本领域技术人员在实际上任何适当详细的系统、结构或方式中采用所要求保护的主题的代表性基础。应当理解，在一个或多个单独的实施方案中描述的各种特征和功能性并非在它们的适用性方面限于在其中对它们有描述的具体实施方案。相反，它们可以单独或以某种组合应用于本公开的一个或多个其他实施方案，无论这样的实施方案是否被描述，以及这些特征是否被呈现为所描述的实施方案的一部分。为了清楚起见，没有详细描述与所要求保护的主题相关的技术领域中已知的技术材料，使得所要求保护的主题不会不必要地被隐蔽。

本申请中提及的所有出版物，包括专利文献、科学文章和数据库，出于所有目的通过引用将它们整体并入，其程度就如同每个单独的出版物通过引用单独并入一样。对出版物或文献的引证并不意在承认它们中的任何一个是相关的现有技术，也不构成对这些出版物或文献的内容或日期的任何承认。

遍及本公开，所要求保护的主题的各个方面以范围形式呈现。应当理解，范围形式的描述仅仅是为了方便和简洁，而不应解释为对所要求保护的主题的范围的呆板限制。因此，对范围的描述应当被认为已经具体公开了所有可能的子范围以及该范围内的单个数值。例如，在提供值的范围时，应当理解，在该范围的上限和下限之间的每个中间值以及在所述范围内的任何其他陈述值或中间值涵盖在要求保护的主题内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在该较小范围内，并且也涵盖在要求保护的主题内，除了所述范围中的任何特别排除的限制。在所述范围包括一个或两个限制的情况下，排除那些所包括的限制中的一个或两个的范围也包括在所要求保护的主题中。这与范围的宽度无关。例如，对诸如1至6的范围的描述应当被认为是已经具体公开了子范围，例如1至3、1至4、1至5、2至4、2至6、3至6等，以及在该范围内的单个数字，例如1、2、3、4、5和6。

除非另有说明，用在本文中时，单数形式的“a”、“an”和“the”包括复数指代。例如，“a container”包括一个或多个容器。

应理解，本文描述的本公开的方面和实施方案包括“由...组成”和/或“基本上由...组成”的方面和实施方案。

实施例

实施例1

流速和筛网特性(behavior)

在本实施例中，在再循环水生培养饲养系统中评估了筛网和流速对蚊子饲养潜力的作用。

方法：

采用标准筛网单元(#145目，0.123mm孔，0.052mm丝径，SS304级，编织丝网级(woven wire mesh grade))进行大量生产期间的昆虫存活率。另外，用一片相同的145#SS网焊接在一端上形成13mm I.D.的管道。让另一端保持未覆盖。将该管子安装进排水接头(drain fitting)，其与常规用于在必要时增加托盘系统中水深度的管道相同。

将能够测量每分钟0.5-8.0升之间流速的数字流量计安装在向顶部托盘供应水的供水管道上。于是，在进入该托盘处记录所显示的流速。在三次评估的每一次期间保持流速恒定。试验了三种不同的流速，这通过在主泵进料管道(main pump feed pipe)处减小流速龙头(flow rate tap)来实现。

所试验的流速为1.0、2.0和2.77升/min。由于最大泵容量，2.77升/分钟为水流出口处可能的最大流速。

将25,000个幼虫分别添加至安装有带网眼排水管的顶部托盘和下方的下一个托盘。在与排水塞位置相对的托盘端部将卵和幼虫放置在托盘中。然后，观察幼虫、卵和水位，看它们是否被拖至排水点。

为每种不同的流速对此进行重复。观察到以下结果。

结果：

表2

在可能的最大流速时，导致水从筛网溢流的排水塞堵塞需要5分钟。类似地，在每分钟2.0升的流速时，发生了类似的溢流，尽管是在稍长的时间之后。被拖至带过滤的排水管道的流动点的L1幼虫不能自由游动，导致死亡。来自有溢流筛网的幼虫打乱了饲料和现有数量的幼虫之间的平衡，产生腐败问题，并最终导致大大降低的存活率。

在本实施例中，尽管有可能在低至每分钟1.0升的流速中饲养幼虫，并由此可能没有筛网存在，但是该系统可能需要更高的流速来确保系统的所有点的恒定水温。该系统中相距最远的点之间的温度梯度可以是显著的，并且因为温度为同步幼虫大量发育的基础方面，所以如果流动水平未在需要的水平时，所得到的饲养成功会大大降低。最后，甚至在最低流速时，一些幼虫和卵经常被拖至滤器排水点，所以尽管在1小时后该系统未溢流，但仍然有卵和幼虫在网眼上堆积，这可能将在稍后的时间点引起溢流。

讨论：

在本实施例中，采用上文描述的多托盘系统，需要至少每分钟3.0升的流速来确保完全的水混合和跨系统的稳定温度。因此，至少每分钟3.0升的流速可用于确保系统运转和蚊子生产所需的最佳条件。在此流速下，没有包括筛网的话显然会遇到流动问题。

存在于每个托盘中的幼虫的密度为大约每升3,800个幼虫，正是这种高密度使得该水生培养系统作为蚊子大量生产系统引人注目。然而作为结果，这样的高密度很可能产生这样的情况：由于托盘之间的级联水流，活蚊子将频繁出现在排水点周围，以及由此而来的所涉及的昆虫将受困并最终死亡的可能性。

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