专利名称：一种人工虾塘水体有机生态调节剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及水产养殖技术领域，具体是指一种人工虾塘水体有机生态调节剂及其制备方法。
背景技术：
近20年来，随着天然水产资源的日趋枯竭和水资源污染的加剧，从天然水体捕获的水产动物量愈来愈少，已远不能满足人们对水产品日益增长的需要。与此同时，全球的水产养殖业迅猛发展，成为解决上述矛盾的最有效途径。由传统开放型养殖方式向半密集型乃至密集型、设施化、集约化养殖方式的转变，是这一发展的最重要特征。生物工程技术、水处理技术、自动监测及计算机控制等高新技术的应用，把养殖业从自然生态系引入到人工(或半人工)控制的生态系的新境界，使养殖业成为异军突起的“第二渔业”。1997年，我国水产养殖产量达2027万吨，是1978年产量的13.8倍，在水产品总产量中的比重从25.8％提高到56.3％；在这19年中增加的水产品产量，60％来自养殖业。
养殖方式的进步在大幅度提高产量、推动水产养殖业发展的同时，对自身所依赖的水环境的破坏也日益加剧，高密度养殖使养殖水质迅速恶化，由此产生的一系列相关问题严重影响了水产品产量、质量的稳定和养殖效益的提高，这些都限制了水产业的继续发展。如北约地区的水产养殖业，在1994年就带来了大约13750吨N和大约1200吨P，生产量大、技术条件相对落后的亚洲地区，其污染物的排放就更为可观。1993年，我国半密集型对虾养殖产量大幅度滑坡(从1992年的22万吨下降到1993年的5万吨，降低约70％)，其原因就是养殖场排放的污染物使水源衰退。近几年，虾类水产品又再次成为我国沿海地区人工养殖发展的重点，从1997年开始，我国南方沿海人工虾塘的面积飞速增长，到2001年底，仅广东湛江地区就超过50万亩，估计广东、海南、广西三省的总面积已超过350万亩；新建的人工虾塘技术起点高、投入大(20％以上是高位虾池)，超过50％的虾塘属高产塘，养殖密度高、人工饵料投放量大(月平均数超过150公斤/亩水面)，水质的恶化严重，致使养殖病害频发，生产成本居高不下(2001年，海水虾平均生产成本28元/公斤，而市场收购价格为仅30元/公斤)，虾产品质量下降(如农残、激素、抗生素含量超标)，严重影响了投资者和消费者的积极性。可见，人工虾塘的高密度放养及大量人工投饵给周围水环境带来的污染和虾塘水体的水质恶化问题已日趋严重，人工虾塘水体水质的控制已成为制约虾养殖业发展的关键问题。
人工虾塘养殖体系中水质恶化之所以尤其严重，主要是因为虾塘水体中食物链由低到高的顺序为细菌、浮游植物、微藻→原生动物→轮虫→枝角类→虾类，生物量由高到低依次减少，处于不同营养级的生物繁殖速度依次降低，只有形成了充足的初级生产者——细菌、浮游植物，才有可能形成完善的虾塘食物链，构建完美的虾塘生态系统，实现虾养殖业高产、优质、高效、环保、可持续发展的发展目标，而现行的集约化的人工虾塘微生态系统中，初级生产者如浮游植物的种类较单纯、数量较少，并不能满足饲养密度高的虾的生长需要，因此，养殖业主通常以添加大量人工配置的虾饵料满足养殖生物生长所需。人工添加的饵料不仅量大，营养丰富，且主要以非活饵料为主，它一方面促进了虾的生长，另一方面剩余的饵料(超过投饵料量的50％)与虾的排泄物一起残存在虾塘水体中。面对如此大量的“营养物”，水体中的分解者(主要是各种异养细菌)，却表现得力不从心，经常处于超负荷和极为不利的条件下活动，从而导致水体迅速积累各种有机物与有毒、有害物质，养殖水体溶解氧下降，水体发黑发臭。有机污染物分解转化而释放出的N、P等营养元素，又因系统中生产者数量少而不能充分利用，以氨氮、亚硝氮的形式存于系统中，影响养殖生物的生长，甚至发生毒害，因此，强化系统中有益微生物的分解转化作用及对营养元素的利用，是养殖水体生态系统能量流动、物质循环畅通的关键。
国外较早就将微生物技术成功地应用于人工养殖水体中，且对降解转化污染物的有益微生物和生物饵料进行了大量的研究，通过向人工虾塘投放有益微生物和虾的天然饵料，实现调节水质和增产、增收的目标；其中应用比较成功的有光合细菌(PSB)、玉垒菌(S)、硝化细菌(NB)、蜡状芽孢杆菌(BC)、微藻、轮虫、卤虫等，维持同样的人工饵料添加量，对照组虾的产量可以提高150～200％，效益非常显著。
国内有关的研究起步较晚，虽然已形成了有益微生物和生物饵料的生产能力，光合细菌在海南、广东湛江、广西北海等地已有使用，但价格昂贵，仅仅在虾苗繁殖场和个别养殖大户有少量使用；有关人工虾塘健康养殖的研究也直到近期才有文献报道。目前，在虾塘成虾养殖过程中，调控水质的手段是换水和施用无机肥为主，施用农杂肥和水色调节剂(如华牧水宝、海水植物生长素、单细胞藻类生长素等)等为辅，这些方法都有一定的作用，但同时也存在许多不足。
无机肥在虾塘中形成的食物链的第一个环节主要是浮游植物，营养价值(作为浮游动物的饵料)不如细菌，所以，这时池塘中浮游动物的数量远不及施有机肥的池塘。另外，在浮游植物中，施化肥的池塘主要以绿藻类为主，而绿藻类的饵料价值比施有机肥时池塘中的优势种群——硅藻类、金藻类、隐藻类差一些，而且化肥的肥效不持久，水质较难掌握。
农杂肥包括绿肥、粪肥、厩肥、堆肥、沼气肥和某些工厂的废水及生活污水等。这是我国水产养殖生产中历史最久、运用最多、最广的一种肥料。在施有机肥的池塘中，细菌在食物链的第一环节中占有主要地位，由于细菌比浮游植物繁殖快，饵料利用价值高，所以，这种池塘对浮游动物的繁殖特别有利，往往能保持较高的生物量。另外，有机肥成分较全面，所含营养元素较集中，不但含有氮、磷、钾，还含有其他各种营养元素。有机肥施用后分解慢，肥效较缓和而持久，故又称为迟效肥料。所以，从长期效果看，对于浮游生物增殖比较适宜，这些特点使有机肥具有较好的生产效果。然而，有机农杂肥也有它的缺点(1)由于肥料在池塘中分解，会增加水体中有机质含量，并消耗大量的氧气，造成池塘的较重污染。据计算，分解1吨大粪要耗掉3.4～3.8吨氧气，分解1吨牛粪甚至需要5吨氧气，这分别相当于6吨虾一个生长季节(110天)中的消耗量。就有机质的含量来说，一般施有机肥的高产虾塘的水质都相当于半污水，生化需氧量(BOD)达到50毫克/升上下，这种情况对于虾塘的虾产力都是很不利的。
(2)有机农杂肥料成分变化大，肥效不一致，使用时不易掌握各种肥料的准确用量，即定量使用存在一定困难。
(3)有机农杂肥料(尤其是未经过充分熟化的农杂肥)带有大量的致病菌、腐败菌、害虫和卵，如果直接施入虾塘，不但会造成养殖病害频发，影响虾苗的成活，而且可能会造成重大疾病的传播和流行，危害极大。
(4)有机农杂肥使用数量大，操作繁重。
水色调节剂的用量较小，操作方便，起效较快；在虾塘中形成的食物链的第一个环节主要是浮游植物，并且可以定向虾塘中的优势种群——硅藻类、金藻类、隐藻类，但因营养价值(作为浮游动物的饵料)不如细菌，所以，这时池塘中浮游动物的数量远不及施有机肥的池塘；此外，这类产品多为激素型，在虾塘中长期使用会导致激素在虾体中的积累，从而严重影响虾产品的质量。我国的虾类产品无法进入欧盟市场，激素含量超标就是其中一个重要原因。
换水的方法需要大量的清洁水源，且耗费动力与热能。近年来，随着经济的高速增长，江河湖泊等水域的污染正日趋严重，就连人们的生产、生活必需的水源水也已受到污染威胁，甚至地处江南水乡的一些大、中城市也频频告急。即使有较好水源的地区，养殖中排放的大量废水也必将影响清洁水源的持续供给。更为严重的是，一旦个别的养殖场发生疾病，排放的废水污染水源后，容易造成水产疾病的大面积蔓延。显然，靠“换水”解决养殖水质恶化，无异于“杀鸡取卵”。特别是在高位高产虾塘养殖中，由于养殖密度高、投饵量大、养殖生物排泄物多，加之水温较高，底泥和水质容易恶化，造成疾病发生率增加，产量大幅度下降。如果频繁使用抗生素等药物，又会影响水产品质量(我国的虾类产品无法进入欧盟市场，抗生素含量超标也是其中一个原因)。
可见，人工虾塘水体水质的控制已成为制约虾养殖业发展的关键问题，而目前国内仍然没有一个切实有效的办法。
发明内容本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种人工虾塘水体有机生态调节剂及其制备方法。该方法通过在人工虾塘中连续使用一种纯营养型的人工虾塘有机生态调节剂(FBE103)，再造虾塘完善的食物链，从而控制虾塘水质的恶化。
本发明所述一种人工虾塘水体有机生态调节剂的制备方法，其特征是，它包括如下步骤和工艺条件第一步在高温反应釜中加入50份含水量50％的磷酸，30份的自来水，加热酸液至80～100℃，投入10份低温豆粕和10份茶籽饼粉；完成投料后，开始升温，在1～1.5小时内升温至110～117℃，恒温7～12小时后出料，得到A液；第二步取鲜啤酒酵母泥(含水量75％左右)1份，加入1～1.5份自来水，0.04份食盐，混匀后过100目的无纺布筛；升温至50～55℃，加入0.004～0.01份木瓜蛋白酶，恒温15～20小时后出料，得到B液；第三步取A液2份、B液1份混匀，控制温度在80～85℃，加入0.015份的硫酸亚铁盐(含结晶水)，0.06份硅酸钠，0.15份农用稀土(盐酸盐态)，连续恒温搅拌2～3小时后，得到C液；第四步，冷却C液至50～60℃，调节其PH为6.5～7.5，过两次胶体磨，冷却后即为成品。
为了更好地实现本发明，所述低温豆粕、茶籽饼粉粉碎至100～200目；所述木瓜蛋白酶活力单位在50万u/克以上；所述胶体磨颗粒细度在100～150目。
本发明所述一种人工虾塘水体有机生态调节剂，就是通过上述方法配制而成。
研究表明，本发明所述一种人工虾塘水体有机生态调节剂的有效成分含量为总氮大于10％，总磷大于5％，类黄腐酸大于2％，游离氨基酸大于2％，可溶性蛋白质大于4％，多糖类大于3％，矿质元素大于3％，维生素大于0.1％。通过连续使用本发明所述的一种人工虾塘水体有机生态调节剂，水中的浮游植物量可维持在50～100mg/L，细菌生物量可维持在10～20mg/L，浮游动物大量繁殖，为虾的生产提供了丰富的天然饵料；同时，完善的食物链的形成，提高了人工虾饲料的利用率，减少了人工虾饲料的投放量(30％)，水体的有机耗氧量始终控制在25mg/L以下。
在人工虾塘中投放本发明所述的一种人工虾塘水体有机生态调节剂(1.5～3公斤/亩水面)，24小时内水色便可呈现浅红色，浮游植物量达到20mg/L以上，48小时内水色转变为红茶色(或油绿色)，浮游植物量达到50mg/L以上，并能维持这种状态直到7～10天；藻类种群组成、生物量以硅藻类、金藻类、隐藻类为主，其次为绿藻类，蓝藻较少；与常规投放人工饵料的对比试验结果表明，连续投放本发明所述的一种人工虾塘水体有机生态调节剂的虾塘水色，可以长期维持鲜嫩的红茶色(或油绿色)，浮游植物量维持在50～100mg/L，细菌生物量维持在10～20mg/L，浮游动物大量产生，成虾的摄食量明显增加，单位时间的100尾虾平均体重增加量提高了30％，整个养殖期缩短为90天左右(一般为110天左右)，而水体有机耗氧量始终维持在20～25mg/L以下(对照组一般都超过25mg/L)。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果本发明开辟了调节人工虾塘水体的水质、实现虾养殖业高产、优质、高效、环保、可持续发展的新途径，可望产生显著的经济效益和环境效益。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明做进一步地详细描述。
实施例一第一步在高温反应釜中加入50kg含水量50％的磷酸，30kg的自来水，加热酸液至85℃，投入10kg低温豆粕(过100目筛)和10kg茶籽饼粉(过100目筛)，边投料边搅拌；完成投料后，开始升温，在1小时内升温至114℃，恒温12小时后出料，得到A液；第二步取鲜啤酒酵母泥(含水量75％左右)25kg，加入25kg自来水，1kg食盐，混匀后过100目的无纺布筛；升温至55℃，加入0.1kg木瓜蛋白酶(活力为60万u/克)，搅拌均匀，恒温15小时后出料，得到B液；第三步取A液100kg、B液50kg混匀，控制温度在80℃，加入0.75kg的硫酸亚铁盐，3.0kg硅酸钠，7.5kg农用稀土，连续恒温搅拌2小时后，得到C液；第四步，冷却C液至60℃，调节其pH为7.5，过两次胶体磨，冷却后即为成品。
实施例二第一步在高温反应釜中加入50kg含水量50％的磷酸，30kg的自来水，加热酸液至82℃，投入10kg低温豆粕(过100目筛)和10kg茶籽饼粉(过100目筛)，边投料边搅拌；完成投料后，开始升温，在1.5小时内升温至117℃，恒温8小时后出料，得到A液；
第二步取鲜啤酒酵母泥(含水量75％左右)25kg，加入30kg自来水，1kg食盐，混匀后过100目的无纺布筛；升温至55℃，加入0.2kg木瓜蛋白酶(活力为50万u/克)，搅拌均匀，恒温18小时后出料，得到B液；第三步取A液100kg、B液50kg混匀，控制温度在80℃，加入0.75kg的硫酸亚铁盐，3.0kg硅酸钠，7.5kg农用稀土，连续恒温搅拌3小时后，得到C液；第四步，冷却C液至55℃，调节其PH为7.0，过两次胶体磨，冷却后即为成品。
实施例三第一步在高温反应釜中加入100kg含水量50％的磷酸，60kg的自来水，加热酸液至100℃，投入20kg低温豆粕(过200目筛)和20kg茶籽饼粉(过200目筛)，边投料边搅拌；完成投料后，开始升温，在1.5小时内升温至115℃，恒温11小时后出料，得到A液；第二步取鲜啤酒酵母泥(含水量75％左右)50kg，加入75kg自来水，2kg食盐，混匀后过100目的无纺布筛；升温至53℃，加入0.3kg木瓜蛋白酶(活力为50万u/克)，搅拌均匀，恒温20小时后出料，得到B液；第三步取A液200kg、B液100kg混匀，控制温度在85℃，加入1.5kg的硫酸亚铁盐，6.0kg硅酸钠，15.0kg农用稀土，连续恒温搅拌3小时后，得到C液；第四步，冷却C液至60℃，调节其PH为7.0，过两次胶体磨，冷却后即为成品。
如上所述，即可较好地实现本发明。
权利要求
1.一种人工虾塘水体有机生态调节剂的制备方法，其特征是，它包括如下步骤和工艺条件第一步在高温反应釜中加入50份含水量50％的磷酸，30份的自来水，加热酸液至80～100℃，投入10份低温豆粕和10份茶籽饼粉；完成投料后，开始升温，在1～1.5小时内升温至110～117℃，恒温7～12小时后出料，得到A液；第二步取鲜啤酒酵母泥1份，加入1～1.5份自来水，0.04份食盐，混匀后过100目的无纺布筛；升温至50～55℃，加入0.004～0.01份木瓜蛋白酶，恒温15～20小时后出料，得到B液；第三步取A液2份、B液1份混匀，控制温度在80～85℃，加入0.015份的硫酸亚铁盐，0.06份硅酸钠，0.15份农用稀土，连续恒温搅拌2～3小时后，得到C液；第四步，冷却C液至50～60℃，调节其PH为6.5～7.5，过两次胶体磨，冷却后即为成品。
2.根据权利要求1所述的一种人工虾塘水体有机生态调节剂的制备方法，其特征是，所述低温豆粕、茶籽饼粉粉碎至100～200目。
3.根据权利要求1所述的一种人工虾塘水体有机生态调节剂的制备方法，其特征是，所述木瓜蛋白酶活力单位在50万u/克以上。
4.根据权利要求1所述的一种人工虾塘水体有机生态调节剂的制备方法，其特征是，所述胶体磨颗粒细度在100～150目。
5.一种人工虾塘水体有机生态调节剂，就是通过权利要求1所述方法配制而成的。
全文摘要
本发明是一种人工虾塘水体有机生态调节剂及其制备方法，它以低温豆粕和废啤酒酵母泥为原料，经酸酶法可控水解工艺，配合高温聚合和螯合反应而成；其中的有效成分含量为总氮大于10％，总磷大于5％，类黄腐酸大于2％，游离氨基酸大于2％，可溶性蛋白质大于4％，多糖类大于3％，矿质元素大于3％，维生素大于0.1％。通过连续使用本发明的调节剂，水中的浮游植物量可维持在50～100mg/l，细菌生物量可维持在10～20mg/l，浮游动物大量繁殖，为虾的生产提供了丰富的天然饵料；提高了人工虾饲料的利用率，减少了人工虾饲料的投放量，水体的有机耗氧量始终控制在25mg/l以下。
文档编号C02F1/68GK1451613SQ0312667
公开日2003年10月29日 申请日期2003年5月27日 优先权日2003年5月27日
发明者吴晖, 崔春, 丁原涛, 徐志丽 申请人:华南理工大学