一种水产动物粪便成形程度的鉴定方法及应用
技术领域
本发明涉及水产动物养殖技术领域,具体涉及一种水产动物粪便成形程度的鉴定方法及应用。
背景技术
随着水产动物养殖业的发展,在获得经济效益的同时,也造成了环境污染,大量养殖废水排放造成养殖水域的水质下降,已成为水产养殖业可持续发展最严重的障碍。因此对水产养殖的环保要求也越来越高,而循环水养殖技术在未来将成为现代渔业工业化生产的重要技术模式。养殖水体的污染主要是由于养殖水体中的水产动物粪便在水中溶解以及饲料残饵而造成的。
技术人员发现在循坏水养殖条件下,大颗粒、成形程度高的水产动物粪便是可以被清除的,并且成形程度高的粪便在水体中不易弥散,从而达到降低循环水***氨氮、亚盐的效果。由于投喂不同饲料使得鱼体的粪便成形程度不同,因此需要可筛选出让水产动物粪便成形程度高的饲料,寻找出适宜在循环水模式下使用的饲料。因此,在水产动物养殖过程中,技术人员需要鉴定评价水产动物粪便的成形程度,来进行饲料的筛选,但是目前鲜有相关的研究,对于水产动物粪便的成形程度并没有一套完整的鉴定方法,技术人员主要通过简单的肉眼观察粪便的外在形态,来做一个初步的鉴定,这种方法导致鉴定结果非常不准确,从而影响后续工作的开展。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的没有一套科学完整的水产动物粪便成形程度鉴定方法,导致对水产动物粪便成形程度的鉴定不准确的问题,创新性的提出一种水产动物粪便成形程度的鉴定方法及应用,对粪便形态、粪便溶失率C和粪便颗粒粒径X三个指标进行检测,并建立粪便成形程度的评价模型,可以准确的评价粪便的成形程度,有效的提高粪便成形程度鉴定结果的可靠性,进一步指导后续饲料的筛选工作。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:一种水产动物粪便成形程度的鉴定方法,包括以下步骤:
S1、饲喂水产动物3~5小时后,收集水产动物的粪便;
S2、检测粪便形态,粪便溶失率C和粪便颗粒粒径X三个指标;
S3、建立水产动物粪便成形程度的评价模型,结合步骤S2中的三个指标对水产动物粪便成形程度进行鉴定评价。
优选地,所述步骤S2中,粪便形态包括粪便的表面光滑度、光泽度和长度。
优选地,所述步骤S2中利用干燥称重法测定粪便的溶失率C,具体步骤为:
A、称取步骤S1中收集到的粪便,重量为G,将粪便放置于网框中,将网框及粪便一起置于水中,浸泡后取出并烘干,称量粪便的恒重为W;
B、再称取步骤A中同样重量的粪便,重量为G,测定其水分含量为X;
优选地,所述步骤S2中,测定粪便颗粒粒径X的具体步骤为:取步骤S1中收集到的粪便放入水中,用磁力搅拌器搅拌,再用摇床震荡,然后超声处理,之后用激光粒度仪测定粪便颗粒粒径X。
优选地,所述磁力搅拌器搅拌参数为8~12min,1000rpm;所述摇床震荡参数为3~8min,135rpm。
进一步优选,所述水产动物粪便成形程度的评价模型为:建立评分方法分别对粪便形态、粪便溶失率C和粪便颗粒粒径X三个检测结果进行评分,得到评分依次为N1、N2和N3;然后根据N1、N2和N3的分值来评价水产动物粪便成形程度:
进一步优选,所述N1的评分方法为:
N1=100分,粪便表面光滑,光泽度好,连续长度2cm以上的粪便有90%;
N1=80分,粪便表面光滑,光泽度好,连续长度2cm以上的粪便有50%;
N1=60分,粪便表面光滑度一般,光泽度一般,连续长度2cm以上的粪便有30%;
N1=40分,粪便表面粗糙,无光泽度,没有长度2cm以上的粪便,但粪便可以成条状;
N1=20分,粪便表面粗糙,无光泽度,没有长度2cm以上的粪便,粪便不成条状。
进一步优选,所述N2的评分方法为:N2=100×(1-C)。
更进一步优选,测定粪便的颗粒粒径X后,得到粪便颗粒粒径分布百分比值X1和X2;X1为X≤30μm的粒径分布百分比值,X2为30μm<X≤65μm的粒径分布百分比值;
所述N3的评分方法为:N3=100×(1-X1)×0.7+100×(1-X2)×0.3。
本发明还公开了上述任一项鉴定评价方法在饲料筛选中的应用。
本发明对水产动物粪便的粪便形态、粪便溶失率C和粪便颗粒粒径X三个指标进行检测,从这三个维度来综合评判粪便的成形程度。
粪便形态主要是对粪便的表面光滑度、光泽度和长度进行检测,成形程度高的粪便表面光滑度和光泽度好,长度2cm以上的粪便占比越高,说明其聚合性和连续性好,在水中不易弥散,其评分N1也就越高。因此根据粪便表面光滑度、光泽度和长度将粪便划分为100分、80分、60分、40分和20分五个评分等级,根据粪便具体形态来匹配对应评分。
粪便溶失率C可以说明粪便在水中溶解的难易程度,溶失率C值小说明粪便聚合性好,在水中的稳定性好,不易分散,难以溶解,失重少,其评分也就高。因此粪便溶失率C这一项的评分公式为N2=100×(1-C),溶失率C值越小,稳定性越好,评分也越高;溶失率C值越大,稳定性越差,评分也越低。
粪便颗粒粒径X说明粪便颗粒粒径的大小,将粪便颗粒粒径X的检测结果划分为三个区间,分别是X≤30μm、30μm<X≤65μm、X>65μm。其中,粪便颗粒粒径X>65μm的属于大颗粒,说明粪便聚合性好,成形度高;而粪便颗粒粒径X≤30μm和30μm<X≤65μm的都属于小颗粒,说明该粪便弥散,成形度差,尤其是粪便颗粒粒径X≤30μm的属于微小颗粒,说明其成形程度非常差。根据粪便颗粒粒径X的值,可以得到粪便颗粒粒径分布百分比值X1和X2;X1为X≤30μm的粒径分布百分比值,X2为30μm<X≤65μm的粒径分布百分比值。粪便颗粒粒径X这一项的评分公式为N3=100×(1-X1)×0.7+100×(1-X2)×0.3,其中X1或X2的值越大说明粪便中小颗粒的占比越大,该项评分就越低;X1或X2的值越小说明粪便中小颗粒的占比越少,该项评分就越高。而由于颗粒粒径越小,说明成形程度越差,对整体评分影响也越大,因此X1的评分权重大于X2的评分权重,
本发明所具有的有益效果:
(一)本发明建立了一套完整科学的水产动物粪便成形程度的鉴定评价方法,对粪便形态、粪便溶失率C和粪便颗粒粒径X三个指标进行检测,并建立粪便成形程度的评价模型,可以准确的评价粪便的成形程度,有效的提高粪便成形程度鉴定结果的可靠性。
(二)本发明中的水产动物粪便成形程度的鉴定评价方法可以准确的鉴定粪便成形程度,为后续筛选饲料的工作提供评判标准,具有重要的指导意意义。
附图说明
图1为实施例2中玉米蛋白粉组粪便形态图;
图2为实施例2中鸡肉粉组粪便形态图;
图3为实施例2中玉米蛋白粉组粪便颗粒粒径X的分布图;
图4为实施例2中鸡肉粉组粪便颗粒粒径X的分布图;
图5为实施例3中棉籽蛋白组粪便形态图;
图6为实施例3中鱼粉组粪便形态图;
图7为实施例3中棉籽蛋白组粪便颗粒粒径X的分布图;
图8为实施例3中鱼粉组粪便颗粒粒径X的分布图;
图9为实施例4中大豆浓缩蛋白组粪便形态图;
图10为实施例4中脱酚棉籽蛋白组粪便形态图;
图11为实施例4中大豆浓缩蛋白组粪便颗粒粒径X的分布图;
图12为实施例4中脱酚棉籽蛋白组粪便颗粒粒径X的分布图;
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
建立水产动物粪便成形程度的评价模型,建立评分方法分别对粪便形态、粪便溶失率C和粪便颗粒粒径X三个检测结果进行评分,得到评分依次为N1、N2和N3,其中N1的评分方法为:
N1=100分,粪便表面光滑,光泽度好,连续长度2cm以上的粪便有90%;
N1=80分,粪便表面光滑,光泽度好,连续长度2cm以上的粪便有50%;
N1=60分,粪便表面光滑度一般,光泽度一般,连续长度2cm以上的粪便有30%;
N1=40分,粪便表面粗糙,无光泽度,没有长度2cm以上的粪便,但粪便可以成条状;
N1=20分,粪便表面粗糙,无光泽度,没有长度2cm以上的粪便,粪便不成条状。
N2的评分方法为:N2=100×(1-C)。
根据粪便的颗粒粒径X的检测结果,得到粪便颗粒粒径分布百分比值X1和X2;X1为X≤30μm的粒径分布百分比值,X2为30μm<X≤65μm的粒径分布百分比值;因此,N3的评分方法为:N3=100×(1-X1)×0.7+100×(1-X2)×0.3。
根据N1、N2和N3的分值来评价水产动物粪便成形程度:
实施例2
设置两个养殖海鲈鱼的养殖组,分别用玉米蛋白粉和鸡肉粉饲喂海鲈鱼,4小时后,收集粪便;对收集到的粪便进行粪便形态、粪便溶失率C和粪便颗粒粒径X三个指标的检测。
粪便形态的检测:将粪便放置在培养皿内检测粪便形态,包括其表面光滑度、光泽度和长度。玉米蛋白粉组的粪便形态详见附图1,从附图1可以看出,饲喂玉米蛋白粉组的粪便表面光滑度一般,光泽度一般,经测量统计得出仅有30%的粪便的连续长度为2cm以上;鸡肉粉组的粪便形态详见附图2,从附图2可以看出,饲喂鸡肉粉组的粪便表面光滑度一般,光泽度一般,经测量统计得出仅有30%的粪便的连续长度为2cm以上。
粪便溶失率C的检测:利用干燥称重法来检测粪便溶失率C。称取收集到玉米蛋白粉组的粪便5g,将粪便放置于网框中,网框的孔径为83.3μm,将网框及粪便一起置于1L水中,浸泡24小时后取出并置于105℃烘箱烘干,称量粪便的恒重W为0.3608g;再称取粪便5g,测定其水分含量X为88.17%;溶失率C的计算公式为:
计算玉米蛋白粉组的粪便溶失率C为39%。
称取收集到鸡肉粉组的粪便5g,将粪便放置于网框中,网框的孔径为83.3μm,将网框及粪便一起置于1L水中,浸泡24小时后取出并置于105℃烘箱烘干,称量粪便的恒重W为0.4113g;再称取粪便5g,测定其水分含量X为87.28%;溶失率C的计算公式为:
计算鸡肉组的粪便溶失率C为35%。
粪便颗粒粒径X的检测:取收集到粪便1g放入水中,用磁力搅拌器搅拌10min,1000rpm,再用摇床震荡5min,135rpm,然后超声处理3min,之后用激光粒度仪测定粪便颗粒粒径X。玉米蛋白粉组的粪便颗粒粒径X的分布如附图3所示,鸡肉粉组的粪便颗粒粒径X的分布如附图4所示。对附图3和附图4的测定结果进行粒径分布百分比的统计如表1所示:
表1玉米蛋白粉组合鸡肉粉组粪便颗粒粒径X的分布
根据实施例1中的水产动物粪便成形程度的评价模型对玉米蛋白粉组和鸡肉粉组的粪便形态、粪便溶失率C和粪便颗粒粒径X三个指标进行评分,如表2所示:
表2玉米蛋白粉组和鸡肉粉组的得分统计
检测组份 |
N1(分) |
N2(分) |
N3(分) |
平均分 |
玉米蛋白粉组 |
60 |
61 |
59 |
60 |
鸡肉粉组 |
60 |
65 |
61 |
62 |
根据表2中N1、N2和N3的平均分值结合实施例1中的水产动物粪便成形程度的评价模型来评价水产动物粪便成形程度:玉米蛋白粉组的平均分为60分,评为及格;鸡肉粉组的平均分为62分,评为及格。
实施例3
设置两个养殖海鲈鱼的养殖组,分别用棉籽蛋白和鱼粉饲喂海鲈鱼,5小时后,收集粪便;对收集到的粪便进行粪便形态、粪便溶失率C和粪便颗粒粒径X三个指标的检测。
粪便形态的检测:将粪便放置在培养皿内检测粪便形态,包括其表面光滑度、光泽度和长度。棉籽蛋白组的粪便形态详见附图5,从附图5可以看出,饲喂棉籽蛋白组的粪便表面光滑,光泽度好,粪便完整性好,经测量连续长度2cm以上的粪便有50%;鱼粉组的粪便形态详见附图6,从附图6可以看出,饲喂鱼粉组的粪便表面光滑度一般,光泽度一般,经测量仅有30%的粪便的连续长度为2cm以上。
粪便溶失率C的检测:利用干燥称重法来检测粪便溶失率C。称取收集到棉籽蛋白组的粪便5g,将粪便放置于网框中,网框的孔径为83.3μm,将网框及粪便一起置于1L水中,浸泡24小时后取出并置于105℃烘箱烘干,称量粪便的恒重W为0.4109g;再称取粪便5g,测定其水分含量X为90.1%;溶失率C的计算公式为:
计算棉籽蛋白组的粪便溶失率C为17%。
称取收集到鱼粉组的粪便5g,将粪便放置于网框中,网框的孔径为83.3μm,将网框及粪便一起置于1L水中,浸泡24小时后取出并置于105℃烘箱烘干,称量粪便的恒重W为0.4524g;再称取粪便5g,测定其水分含量X为86.08%;溶失率C的计算公式为:
计算鱼粉组的粪便溶失率C为35%。
粪便颗粒粒径X的检测:取收集到粪便1g放入水中,用磁力搅拌器搅拌8min,1000rpm,再用摇床震荡8min,135rpm,然后超声处理3min,之后用激光粒度仪测定粪便颗粒粒径X。棉籽蛋白组的粪便颗粒粒径X的分布如附图7所示,鱼粉组的粪便颗粒粒径X的分布如附图8所示。对附图7和附图8的测定结果进行粒径分布百分比的统计如表3所示:
表3棉籽蛋白组和鱼粉组粪便颗粒粒径X的分布
检测组份 |
X1(X≤30μm) |
X2(30μm<X≤65μm) |
X>65μm |
棉籽蛋白组 |
35.855% |
15.751% |
48.394% |
鱼粉组 |
63.13% |
20.133% |
16.737% |
根据实施例1中的水产动物粪便成形程度的评价模型对棉籽蛋白组和鱼粉组的粪便形态、粪便溶失率C和粪便颗粒粒径X三个指标进行评分,如表4所示:
表4棉籽蛋白组和鱼粉组的得分统计
检测组份 |
N1(分) |
N2(分) |
N3(分) |
平均分 |
棉籽蛋白组 |
80 |
83 |
70 |
77 |
鱼粉组 |
60 |
65 |
50 |
58 |
根据表4中N1、N2和N3的平均分值结合实施例1中的水产动物粪便成形程度的评价模型来评价水产动物粪便成形程度:棉籽蛋白组的平均分为77分,评为良好;鱼粉组的平均分为58分,评为不及格。
实施例4
设置两个养殖海鲈鱼的养殖组,分别用大豆浓缩蛋白和脱酚棉籽蛋白饲喂海鲈鱼,3小时后,收集粪便;对收集到的粪便进行粪便形态、粪便溶失率C和粪便颗粒粒径X三个指标的检测。
粪便形态的检测:将粪便放置在培养皿内检测粪便形态,包括其表面光滑度、光泽度和长度。大豆浓缩蛋白组的粪便形态详见附图9,从附图9可以看出,饲喂大豆浓缩蛋白组的粪便表面粗糙,无光泽度,没有长度2cm以上的粪便,但粪便可以成条状;脱酚棉籽蛋白组的粪便形态详见附图10,从附图10可以看出,饲喂脱酚棉籽蛋白组的粪便表面光滑,光泽度好,粪便完整性好,经测量连续长度2cm以上的粪便有50%。
粪便溶失率C的检测:利用干燥称重法来检测粪便溶失率C。称取收集到大豆浓缩蛋白组的粪便5g,将粪便放置于网框中,网框的孔径为83.3μm,将网框及粪便一起置于1L水中,浸泡24小时后取出并置于105℃烘箱烘干,称量粪便的恒重W为0.323g;再称取粪便5g,测定其水分含量X为92.66%;溶失率C的计算公式为:
计算大豆浓缩蛋白组的粪便溶失率C为12%。
称取收集到脱酚棉籽蛋白组的粪便5g,将粪便放置于网框中,网框的孔径为83.3μm,将网框及粪便一起置于1L水中,浸泡24小时后取出并置于105℃烘箱烘干,称量粪便的恒重W为0.3912g;再称取粪便4g,测定其水分含量X为90.34%;溶失率C的计算公式为:
计算脱酚棉籽蛋白组的粪便溶失率C为19%。
粪便颗粒粒径X的检测:取收集到粪便1g放入水中,用磁力搅拌器搅拌12min,1000rpm,再用摇床震荡3min,135rpm,然后超声处理3min,之后用激光粒度仪测定粪便颗粒粒径X。大豆浓缩蛋白组的粪便颗粒粒径X的分布如附图11所示,脱酚棉籽蛋白组的粪便颗粒粒径X的分布如附图12所示。对附图11和附图12的测定结果进行粒径分布百分比的统计如表5所示:
表5大豆浓缩蛋白组合脱酚棉籽蛋白组粪便颗粒粒径X的分布
检测组份 |
X1(X≤30μm) |
X2(30μm<X≤65μm) |
X>65μm |
大豆浓缩蛋白组 |
25.781% |
21.771% |
52.448% |
脱酚棉籽蛋白组 |
24.351% |
16.571% |
59.078% |
根据实施例1中的水产动物粪便成形程度的评价模型对大豆浓缩蛋白组和脱酚棉籽蛋白组的粪便形态、粪便溶失率C和粪便颗粒粒径X三个指标进行评分,如表6所示:
表6大豆浓缩蛋白组和脱酚棉籽蛋白组的得分统计
检测组份 |
N1(分) |
N2(分) |
N3(分) |
平均分 |
大豆浓缩蛋白组 |
80 |
88 |
75 |
81 |
脱酚棉籽蛋白组 |
80 |
81 |
78 |
80 |
根据表6中N1、N2和N3的平均分值结合实施例1中的水产动物粪便成形程度的评价模型来评价水产动物粪便成形程度:大豆浓缩蛋白组的平均分为81分,评为优秀;脱酚棉籽蛋白组的平均分为80分,评为优秀。
实施例5
本发明中的一种水产动物粪便成形程度的鉴定方法可以应用在筛选饲料的工作上。根据实施例2、实施例3和实施例4中粪便成形程度的鉴定评价结果,可以得出不同饲料在粪便成形程度上的差异,其中大豆浓缩蛋白和脱酚棉籽蛋白组均为优秀,说明这两种饲料饲喂水产动物后产生的粪便颗粒大成形程度高,方便从养殖水体中清理,清理粪便后的养殖废水污染性减小,有利于环境保护;棉籽蛋白组为良好,说明该饲料饲喂水产动物后产生的粪便成形程度较高,有部分粪便能从养殖水体中被清除;鸡肉粉组和玉米蛋白组均为及格,说明这两种饲料饲喂水产动物后产生的粪便能基本成形,有一定弥散,不方便清理;鱼粉组均为不及格,说明该饲料饲喂水产动物后产生的粪便基本不成形,聚合性很差,弥散度高,非常不方便清理,养殖废水的污染性极大。
根据以上鉴定评价结果,可以有效的指导饲料的筛选工作,筛选使用粪便成形程度高的饲料比如大豆浓缩蛋白和脱酚棉籽蛋白,更有利于养殖环境的保护,建立环境友好型的养殖模式。因此,本发明可以准确的评价粪便的成形程度,有效的提高粪便成形程度鉴定结果的可靠性,并为后续筛选饲料的工作提供评判标准,具有重要的指导意意义。
本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的,在本发明基础上,本领域技术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形,均在本发明的保护范围内。