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不同水草养殖环境对小龙虾生长性能、生理指标及肌肉营养成分的影响

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大连海洋大学学报 2023年

作者：吴雷明韩光明覃宝利张家宏王守红寇祥明袁秦毕建花唐鹤军江苏省生态农业工程技术研究中心江苏里下河地区农业科学研究所

为明确水草环境对克氏原螯虾（Procambarus clarkii）生长发育的影响机制，采用生态实验学方法，选用轮叶黑藻和水花生及平均体质量为（3.54±0.73）g的幼虾为研究对象，设置对照组（仿生水草：BM）、轮叶黑藻组（HM）、水花生组（AM）... 详细信息

为明确水草环境对克氏原螯虾（Procambarus clarkii）生长发育的影响机制，采用生态实验学方法，选用轮叶黑藻和水花生及平均体质量为（3.54±0.73）g的幼虾为研究对象，设置对照组（仿生水草：BM）、轮叶黑藻组（HM）、水花生组（AM），进行了为期62d的养殖试验。结果表明：HM克氏原螯虾体长和含肉率显著高于BM（P0.05），HM肌肉ΣPUFA显著高于BM组（P0.05）。研究表明，小龙虾养殖过程中，水草环境对克氏原螯虾的生长性能、生理指标及肌肉营养品质存在显著影响，种植轮叶黑藻更有利于提高克氏原螯虾的养殖性能。

关键词：轮叶黑藻水花生生长性能氨基酸脂肪酸

稻虾种养模式对土壤还原性物质及养分累积的影响

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生态学杂志 2022年第5期41卷 925-932页

作者：徐荣杨婷韩光明吴雷明张家宏寇祥明王守红江苏里下河地区农业科学研究所江苏扬州225007 江苏省生态农业工程技术研究中心江苏扬州225007

以水稻单作模式(MR)为对照,选取扬州稻虾种养模式(CR)的6个示范点,分析不同种植年限(1、2和3 a)、土层深度(0~20、20~40和40~60 cm)和生育期(分蘖期、拔节孕穗期和成熟期)条件下土壤还原性物质、全量养分和速效养分含量变化,旨在揭示稻... 详细信息

以水稻单作模式(MR)为对照,选取扬州稻虾种养模式(CR)的6个示范点,分析不同种植年限(1、2和3 a)、土层深度(0~20、20~40和40~60 cm)和生育期(分蘖期、拔节孕穗期和成熟期)条件下土壤还原性物质、全量养分和速效养分含量变化,旨在揭示稻虾种养模式下土壤理化性质随时间和空间的变化规律,为该模式的田间管理及可持续发展提供依据。结果表明:随着种植年限增加,相较于MR,CR在0~40 cm土层中的活性还原性物质、Mn^(2+)和Fe^(2+)含量逐年增加,且与MR间差异有逐年增大趋势;其中3 a时CR 0~20 cm土层中的活性还原性物质显著高于MR(P0.05)。综上,相较于MR,CR持续运行1~3 a,虽可能增加0~40 cm土层的次生潜育化风险,但一定程度上能提高耕层土壤(0~20 cm)氮、磷的有效性,改善土壤肥力。

关键词：稻虾种养模式还原性物质次生潜育化养分供应能力

二维材料超灵敏表面等离子体共振生物传感器研究

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二维材料超灵敏表面等离子体共振生物传感器研究

作者：吴雷明深圳大学

学位级别：硕士

近年来,表面等离子体共振(SPR)技术在各个领域中的应用掀起了一番研究热潮,例如食品安全测试,环境监测,医学诊断,生物工程等。特别是SPR在生物传感技术中的应用更是引起了广泛的关注和研究。表面等离子体激元(SPP)存在于金属表面,它对... 详细信息

近年来,表面等离子体共振(SPR)技术在各个领域中的应用掀起了一番研究热潮,例如食品安全测试,环境监测,医学诊断,生物工程等。特别是SPR在生物传感技术中的应用更是引起了广泛的关注和研究。表面等离子体激元(SPP)存在于金属表面,它对传感介质折射率的变化非常地敏感。传感介质折射率产生轻微的变化可导致反射率曲线的特征发生显着的变化。基于Kretschmann结构的传统SPR传感器通过在棱镜上覆盖一层金薄膜来实现表面等离子体波(surface plasmon wave,SPW)的激发。然而,传统的SPR生物传感器只具备较低的灵敏度,因此,设计一种高灵敏度的SPR生物传感器十分有必要。进入了21世纪以后,材料科学进入了一个全新地快速发展阶段,许多新材料被发现并引起了人们的极大兴趣,一些先进且实用的二维材料被人们所发现并得到了研究和应用,如石墨烯,过渡金属化合物(TMDCs),黑磷等。随着这些先进二维材料的引入和应用,SPR传感器的发展前景一片良好。本论文主要研究了二维材料在SPR生物传感器中对传感器灵敏度的增强作用,共设计了六种基于二维材料的SPR生物传感器芯片,所取得的创新成果如下:(1)设计了一种基于石墨烯-铝-石墨三明治结构的高灵敏度SPR传感器。结果发现我们设计的这种光学传感器的灵敏度是在没有加石墨烯时的3.4倍。特别地,我们设计的这种传感器可以通过增加石墨烯的层数来提高SPR传感器的灵敏度。相关研究成果发表在Journal of Applied Physics上。(2)设计了一种新颖的用以提高灵敏度和测量精度(DA)的石墨烯LRSPR生物传感器,与基于Au薄层的传统LRSPR结构相比,用石墨烯覆盖在金属表面,不仅可以防止其被氧化,还可以增强对生物分子的吸附能力,同时也能够增强灵敏度和DA。此外,我们证明了所设计的LRSPR生物传感器比普通的SPR生物传感器在灵敏度上有近十倍的提升,同时DA也得到了大幅增加。最后,我们讨论传感介质的折射率对LRSPR生物传感器的影响,发现灵敏度随传感介质折射率的变化而产生显著的变化,并且在适当的折射率处可以获得最佳灵敏度。相关研究成果发表在IEEE Photonics Journal上。(3)设计了一种基于混合模式耦合的超灵敏生物传感器,由长程表面等离子体激元(LRSPP)和平面波导(PWG)模式组成。PWG和LRSPP模式都是强共振结构,二者放在一起形成强耦合,通过耦合两个模式可以增强传感器的灵敏度。在所提出的传感器中,当采用基于Au和Al-单层石墨烯两种结构时,可分别得到最大灵敏度为2264 RIU-1和3619 RIU-1,这比传统的LRSPR(1910 RIU-1)高出了近1.2倍和1.9倍。此外,该PWG和LRSPP耦合的生物传感器适用于折射率在1.34附近的传感介质。相关研究成果发表在Photonics Research上。(4)设计了一种基于MoS/石墨烯-Al混合结构的高灵敏度SPR生物传感器。这种生物传感器的灵敏度主要通过三种方法来增强。首先,我们讨论了不同折射率的棱镜对灵敏度的影响,结果发现可以通过使用低折射率棱镜来增强灵敏度;其次,我们分析了空气层的厚度对灵敏度的影响,并获得了空气层的最佳厚度。最后,我们论证了使用MoS-石墨烯混合结构对敏感性的促进作用,通过在Al薄膜的上下两个表面上覆盖六层MoS可获得最大灵敏度?190.83°/RIU。相关研究成果发表在Journal of Lightwave Technology上。(5)设计了一种基于导波SPR(GWSPR)的高灵敏度生物传感器。与SPR生物传感器相比,GWSPR生物传感器具有更高的灵敏度。为了进一步提高GWSPR生物传感器的灵敏度,我们将MoS-石墨烯的混合结构覆盖在硅薄膜的表面上。结果证明了在所设计的生物传感器结构中合理地增加MoS-石墨烯混合结构可使得灵敏度倍增。通过对所设计的GWSPR生物传感器的电场分布进行分析,结果显示,电场强度会随着传感介质折射率的轻微变化而产生剧烈变化,这意味着该生物传感器对被检测的分析物十分的敏感。此外,所提出的GWSPR生物传感器具有较宽的传感介质折射率的检测范围,并且灵敏度随着传感介质折射率的增加而增加。相关研究成果发表在Plasmonics上。(6)设计了一种基于黑磷-石墨烯/过渡金属化合物(TMDCs)的高灵敏度SPR生物传感器。二维材料的异质结在SPR生物传感器中的应用是非常实用且很有发展前景的。为了增强灵敏度,我们使用少层黑磷和石墨烯/TMDCs的异质结设计了一种新型的SPR生物传感器。我们分析了基于黑磷-石墨烯/TMDCs异质结的SPR生物传感器,结果发现少层的黑磷和双层的WSe2组合的异质结可以获得最大的灵敏度279°/RIU。这种新型SPR生物传感器的最大灵敏度是传统的SPR生物传感器的2.4倍。相关研究成果发表在Sensors and Actuators

关键词： SPR生物传感器石墨烯 TMDCs 黑磷

七带石斑鱼（Epinephelus septemfasciatus）人工繁育技术研究

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七带石斑鱼（Epinephelus septemfasciatus）人工繁育技术研究

作者：吴雷明上海海洋大学

学位级别：硕士

七带石斑鱼（Epinephelus septemfasciatus）属于大型石斑鱼，具有生长速度快、耐低温、适应环境能力强、营养物质丰富、肉质鲜美等优点，深受广大消费者的喜爱，具有较大的经济价值和市场潜力。本研究利用扫描电镜对卵子形态特征与受... 详细信息

七带石斑鱼（Epinephelus septemfasciatus）属于大型石斑鱼，具有生长速度快、耐低温、适应环境能力强、营养物质丰富、肉质鲜美等优点，深受广大消费者的喜爱，具有较大的经济价值和市场潜力。本研究利用扫描电镜对卵子形态特征与受精过程进行了观察，并且使用显微镜描述了胚胎发育以及仔稚幼鱼形态变化过程，对人工繁育过程中仔鱼开口饵料问题，以及由其造成的仔鱼生理性饥饿、营养不足、生长滞后等问题进行了探讨，为今后开展七带石斑鱼规模化人工养殖研究提供了参考。主要研究结果如下：一、采用显微镜与扫描电镜观察了七带石斑鱼（E. septemfasciatus）冷冻精子与鲜活精子活力，卵子形态结构以及精子入卵过程。观察结果表明：冷冻精子与鲜活精子在精子活力与受精率等方面两者并无明显的差异，前者对七带石斑鱼人工受精成功率和仔鱼培育等方面拥有和后者同样的能力。卵子上的受精孔管道螺旋状，外宽内窄，受精孔前庭较其壳膜表面稍凹陷，前庭内分布着许多类似受精卵表面上的微小孔。七带石斑鱼受精过程较快，30s左右就可以观察到有精子进入卵子中，尾部留在受精孔外。精子进入卵子后，受精孔内有受精锥形成，周围可观察到絮状的受精塞，将受精孔封闭;所观察到的受精卵都仅有一个精子进入受精孔管道，未发现多个精子共同进入一个卵子的情况。二、观察七带石斑鱼（Epinephelus septemfasciatus）胚胎发育及仔、稚、幼鱼形态变化，详细描述了各发育期的形态特征和发育时间。结果显示：1、在水温20℃±1℃、溶氧7.5mg/L、PH7.96、盐度30±0.5的条件下培育，历时40h48min全部孵化出膜。胚胎发育可分为受精卵、卵裂、原肠、神经胚和器官形成及仔鱼出膜六个阶段，受精、胚盘形成、2细胞、4细胞等二十八个时期。2、在水温（20℃±1）℃，盐度30±0.5，DO＞5mg／L，pH8.0±0.5的海水中，初孵仔鱼培育至5d，卵黄囊完全消失，油球残存成为后期仔鱼;培育至29d，七带石斑鱼仔鱼期结束进入稚鱼期;培育至68d，稚鱼发育至幼鱼。除性腺尚不成熟外，外表形态特征、生活习性与成鱼无差别。根据营养来源不同，可将仔鱼生长阶段分为:内源营养期（卵黄物质、油球）—混合营养期（卵黄物质、油球、饵料）—外源营养期（饵料）。三、人工繁育的七带石斑鱼受精卵孵化的仔鱼，在水温23-24℃，盐度29±1，PH8.0-8.5条件下，通过饥饿实验研究饥饿胁迫下七带石斑鱼仔鱼摄食、生长、发育、存活的变化规律。结果显示：内源营养期，对照组与饥饿组生长性能无明显差异，卵黄囊与油球利用率相似，生长速率明显高于后续几个时期。混合营养期，在得不到外界营养情况下，仔鱼摄食率、生长速率、成活率均会迅速下降。饥饿组在自身能量耗尽后，出现微弱的负增长，至不可逆点期时，负增长加剧，直至100%死亡，整个发育过程仔鱼平均生长率为正常摄食仔鱼的48.8%。七带石斑鱼仔鱼PNR期，仅有2-3天，耐饥饿存活指数为38.78%。饥饿条件下，仔鱼成活率与孵化天数关系式：y=-1.1201x-3.682x+111.99（R=0.9525），去除初孵仔鱼第一天，整个生长过程，全长与孵化天数关系式：y=-0.0186x+0.1408x+2.2326（R=0.8769）。正常摄食组仔鱼生长模式：内源性营养-混合营养期-外源营养期;饥饿组生长模式：内源性营养-静止生长期-微弱负增长期-PNR期。四、在人工育苗条件下，采用轮虫与牡蛎受精卵两种开口饵料，三种不同的投喂方式：A开口单喂轮虫、B开口单喂牡蛎受精卵、C开口将牡蛎受精卵和轮虫混合投喂，分析对比不同饵料对仔鱼开口效果。通过观察5日龄仔鱼日摄食与4日龄至20日龄仔鱼消化道饱满度的变化，探讨仔鱼摄食习性及光照与摄食的关系。结果发现：七带石斑鱼孵化开口后，投喂3d牡蛎受精卵者比直接投喂轮虫的对仔鱼生长有明显的效果，10日龄前，B组在全长，肛前距、口裂宽方面都大于A、C两组，B组全长的特定生长率为4.969%，分别是A、C两组的2.5与2.4倍，生长速度最快;5日龄仔鱼在9:00～10:00与13:00～14:00时间段，有两个明显的摄食高峰期，光照强度分别为720～1018lx与865～923lx;4日龄仔鱼其饱食率较低，只有40%达到了3级摄食量，4至10日龄的仔鱼饱食率波动幅度较大，10日龄后开始逐渐上升，13日龄后基本可以达到100﹪。

关键词：七带石斑鱼仔稚幼鱼人工繁育饵料

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Painlevé分析的机械化实现

Painlevé分析的机械化实现

作者：吴雷明上海交通大学

学位级别：硕士

非线性偏微分方程的Painlevé分析方法(WTC方法)，给出了偏微分方程的Painlevé性质与可积性之间的关系。由于Painlevé分析方法中的计算过程的复杂性并且存在很高的重复性，人们尝试使用数学机械化的方法来完成这个操作。本文主要针对J... 详细信息

非线性偏微分方程的Painlevé分析方法(WTC方法)，给出了偏微分方程的Painlevé性质与可积性之间的关系。由于Painlevé分析方法中的计算过程的复杂性并且存在很高的重复性，人们尝试使用数学机械化的方法来完成这个操作。本文主要针对JM方程进行了具体的Painlevé分析和截断展开求特解方面的研究，并且在利用截断展开求JM方程的非线性特解时，得到了JM方程的一组新的非线性特解;同时根据非线性偏微分方程Painlevé分析方法中的计算过程的高重复性，采用Maple语言设计程序，实现多个方程多个变量的非线性偏微分方程Painlevé分析过程的机械化，除此之外针对标准截断展开和非标准截断展开也做了机械化实现工作。

关键词：数学机械化 Painlevé分析 WTC方法截断展开特解

航材管理系统中RFID信息冲突处理技术研究

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航材管理系统中RFID信息冲突处理技术研究

作者：吴雷明中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

由于飞机数量的不断增加，航材的数量和种类随之增加，对航材管理的自动化和信息化水平提出了更高的要求。目前，传统的航材管理和人工数据采集使得航材的管理和周转效率低下，且差错率较高。射频识别技术恰恰能够自动识别标签和采集数... 详细信息

由于飞机数量的不断增加，航材的数量和种类随之增加，对航材管理的自动化和信息化水平提出了更高的要求。目前，传统的航材管理和人工数据采集使得航材的管理和周转效率低下，且差错率较高。射频识别技术恰恰能够自动识别标签和采集数据，减少人工干预，节约时间和成本，提高周转速度，很好的满足了航材管理的需求。本文围绕基于RFID的航材管理系统中的信息采集和信号冲突等问题展开研究。首先，分析了RFID系统的基本组成和工作原理，总结了实际应用中影响系统识读率的各种因素。防碰撞算法是解决信息冲突问题的关键技术之一，结合航材管理系统对其进行了研究，利用OPNET对RFID系统进行了建模，对算法进行了性能比较和优化。随后，针对影响系统信息采集性能的因素，对系统前端信息采集性能进行了针对性的测试并进行了分析。最后，根据航材管理系统特殊的运行环境对系统中RFID技术的需求进行了分析和功能规划，在此基础上提出了航材管理结合RFID技术的作业流程，并对系统前端的信息读取和数据采集方面的方案设计进行了详细的研究。

关键词：航材管理系统射频识别技术信息采集防碰撞算法信号冲突

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基于优化遗传算法的聚类分析研究

基于优化遗传算法的聚类分析研究

作者：吴雷明安徽理工大学

学位级别：硕士

随着计算机技术以及网络的普及程度越来越高,不可避免的会产生大量的数据,当产生的数据量规模越来大时,想要在庞大的数据海洋中获取有用的数据信息,成为一件备受关注的问题。而依靠传统的数据库查询渐渐力不从心,查询出的数据往往不能... 详细信息

随着计算机技术以及网络的普及程度越来越高,不可避免的会产生大量的数据,当产生的数据量规模越来大时,想要在庞大的数据海洋中获取有用的数据信息,成为一件备受关注的问题。而依靠传统的数据库查询渐渐力不从心,查询出的数据往往不能让人满意。进而,出现了大数据,数据挖掘,云计算等越来越多需要进行数据计算的技术。有效的数据信息能够帮助管理者,决策者作出正确的决定措施,想要从海量的数据中挖据出有效的数据信息,找出数据之间千丝万缕的关系,就需要数据挖掘的帮助。而聚类分析是数据挖掘中的一个方法分支,有着广泛的应用,但传统的聚类算法往往存在着一些弊端,需要作出一定的优化,更好的用于实际的工作中。本文首先介绍数据挖掘的基本概念以及较为常用的聚类挖掘算法K-means算法,该算法是聚类分析中的一种经典算法。但是该算法容易受到初始聚类中心的影响而不一定能够获取到最优解,具有一定的局限性,是一种局部的搜索技术。针对聚类中存在的问题,进而引出遗传算法,遗传算法是一种生物类型的进化算法,根据达尔文进化论,孟德尔遗传学说而来,物竞天择,优胜劣汰是它的特点。遗传算法虽然具有天然的优势,但同样传统的遗传算法具有过早收敛,易陷入局部最优值的缺陷。提出并对现有的遗传算法进行改造,利用多种群机制、动态分配交叉变异概率、模拟退火算法中收敛速度较慢、可跳出局部最优解等优点,提出动态分配多种群模拟退火遗传算法。将该算法与聚类中的K-means算法结合在一起,用于聚类分析中,起到了良好的效果。将优化后的遗传算法与聚类算法结合在一起,通过实验数据进行试验后,实验数据表明,优化后的遗传算法与K-means算法,比只使用K-means算法和标准遗传K-means算法要有一定的优势。在实验结果表明,动态分配多种群模拟退火K-means算法在数据准确度上有了较为明显的提升。说明在使用优化后的遗传算法同K-means算法结合在一起,会使算法更加高效合理,聚类效果更加优秀,适用于聚类分析中。

关键词：数据挖掘聚类分析遗传算法多种群模拟退火算法 k-means算法

稻前减饲对小龙虾生长性能、组织生理指标及肌肉营养成分的影响

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动物营养学报 2023年第9期35卷 5931-5941页

作者：吴雷明韩光明覃宝利寇祥明王守红张家宏袁秦毕建花唐鹤军江苏里下河地区农业科学研究所扬州225007 江苏省生态农业工程技术研究中心扬州225008

本试验旨在研究稻前减饲对小龙虾生长性能、组织生理指标及肌肉营养成分的影响。试验共选择360尾幼虾,平均体重为(3.54±0.73)g,随机分为3组:对照组(G1组,投饲100%)、减饲2组(G2组,减饲20%)、减饲3组(G3组,减饲30%),每组3个重复,每个重... 详细信息

本试验旨在研究稻前减饲对小龙虾生长性能、组织生理指标及肌肉营养成分的影响。试验共选择360尾幼虾,平均体重为(3.54±0.73)g,随机分为3组:对照组(G1组,投饲100%)、减饲2组(G2组,减饲20%)、减饲3组(G3组,减饲30%),每组3个重复,每个重复投放40尾幼虾,测定小龙虾生长性能、消化酶活性(肝胰腺、肠道)、抗氧化指标(血淋巴、肝胰腺)及肌肉营养成分的影响。试验养殖周期为52 d。结果表明:G1组和G2组小龙虾平均体重显著高于G3组(P0.05)。G3组肠道纤维素酶活性显著高于G1组和G2组(P0.05),血淋巴SOD、谷胱甘肽-S转移酶(GSH-ST)、GSH-Px活性及T-AOC无显著差异(P>0.05)。G2组和G3组肌肉谷氨酸(Glu)、缬氨酸(Val)、异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)及赖氨酸(Lys)含量显著高于G1组(P<0.05)。G3组肌肉必需氨基酸和鲜味氨基酸含量显著高于G1组(P<0.05)。G2组和G3组肌肉总氨基酸含量显著高于G1组(P<0.05)。G1组肌肉饱和脂肪酸C6∶0、C8∶0、C11∶0、C13∶0、C16∶0及C18∶0含量显著高于G2组和G3组(P<0.05)。G3组肌肉单不饱和脂肪酸C15∶1和C17∶1及C20∶1含量显著高于G1组(P<0.05)。综上所述,稻前小龙虾养殖适宜投饲方式为减饲20%,即适宜投饲率为4%。

关键词：克氏原螯虾生长性能消化酶抗氧化酶营养

不同水草养殖环境对克氏原螯虾生长性能、生理指标及肌肉营养成分的影响

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大连海洋大学学报 2023年第5期38卷 779-786页

作者：吴雷明韩光明覃宝利张家宏王守红寇祥明袁秦毕建花唐鹤军江苏里下河地区农业科学研究所江苏扬州225007 江苏省生态农业工程技术研究中心江苏扬州225009

为明确水草环境对克氏原螯虾(Procambarus clarkii)生长发育的影响机制,采用生态试验学方法,以轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)和水花生(Alternanthera philoxeroides)及平均体质量为(3.54±0.73)g的幼虾为研究对象,设置对照组(仿生水... 详细信息

为明确水草环境对克氏原螯虾(Procambarus clarkii)生长发育的影响机制,采用生态试验学方法,以轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)和水花生(Alternanthera philoxeroides)及平均体质量为(3.54±0.73)g的幼虾为研究对象,设置对照组(仿生水草,BM)、轮叶黑藻组(HM)和水花生组(AM)进行为期62 d的养殖试验。结果表明:养殖试验结束后,HM组克氏原螯虾的含肉率显著高于BM组(P0.05),HM组分别较BM组提高12.12%、11.42%,AM组分别较BM组提高16.68%、25.78%;HM和AM组肝胰腺胰蛋白酶和纤维素酶活性显著高于BM组(P0.05);各组脂肪酸含量差异较大,HM和AM组肌肉∑(n-3)PUFA/∑(n-6)PUFA显著高于BM组(P<0.05),HM组肌肉EPA、DHA、∑SFA和∑PUFA含量均显著高于BM组(P<0.05)。研究表明,克氏原螯虾养殖过程中,水草环境对克氏原螯虾的生长性能、生理指标及肌肉营养品质存在显著影响,种植轮叶黑藻更有利于提高克氏原螯虾的肌肉品质。

关键词：轮叶黑藻水花生生长性能氨基酸脂肪酸