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神经网络在养殖水质精准预测方面的研究进展

水产学报 2023年第8期47卷 19-34页

作者：王骥谢再秘莫春梅广东海洋大学电子与信息工程学院广东海洋大学广东省智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心广东海洋大学数学与计算机学院

目前神经网络研究文献成果较多，虽然在水质精准预测方面起到了一定的参考，但由于文献缺少科学分类，使用率不高，导致学者难以找到研究切入点。针对这一问题，本文将神经网络方法在养殖区水质精准预测方面的文献按照海水和淡水两大领... 详细信息

目前神经网络研究文献成果较多，虽然在水质精准预测方面起到了一定的参考，但由于文献缺少科学分类，使用率不高，导致学者难以找到研究切入点。针对这一问题，本文将神经网络方法在养殖区水质精准预测方面的文献按照海水和淡水两大领域进行分类，主要对每个领域所应用的预测模型从正反馈架构、循环架构和混合架构三个方向对海水时空序列文献进行分类研究和综述，发现混合架构模型的预测性能优于正反馈模型和循环架构模型，有利于提升不同深度水质预测模型的精度。另外，本文对基于神经网络方法的三维水质预测模型进行了初步探讨，发现学者的研究成果更多地集中在水表层和水中层的不同位置水质参数的变化方面，而神经网络方法对水表层水质预测精度比水中层和水深层水质预测精度高。

关键词：养殖水质正反馈架构循环架构混合架构神经网络

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养殖水质氨氮混合软测量模型研究

渔业现代化 2020年第3期47卷 36-44页

作者：林少涵王魏王奕鹏大连海洋大学信息工程学院辽宁大连116023 教育部设施渔业重点实验室辽宁大连116023

针对集约化水产养殖环境复杂、氨氮质量浓度在线检测困难等问题,提出了一种基于广义可加模型和支持向量回归的混合建模方法。首先根据机理分析,选择水温、溶氧、pH、电导率作为辅助变量,然后分析数据确定各个变量的分布形式,以对数函数... 详细信息

针对集约化水产养殖环境复杂、氨氮质量浓度在线检测困难等问题,提出了一种基于广义可加模型和支持向量回归的混合建模方法。首先根据机理分析,选择水温、溶氧、pH、电导率作为辅助变量,然后分析数据确定各个变量的分布形式,以对数函数作为连接函数,建立氨氮质量浓度广义可加模型。为提高建模精度,将其与BP神经网络、随机配置网络、支持向量回归建模方法相结合,分别对养殖水质氨氮质量浓度进行混合软测量,并对结果进行比较。结果显示:广义可加模型能较为迅速地找出氨氮质量浓度和辅助变量之间的关系,有更高的可解释性,基于支持向量回归补偿后的混合模型有更高的精度,氨氮质量浓度的变化趋势能更好地跟踪实验室化验值的变化。与单独使用广义可加模型相比,混合模型的均方根误差降低了0.013;与单独使用支持向量回归相比,混合模型的均方根误差降低了0.005。试验结果证明了广义可加模型和支持向量回归混合模型的有效性,为水产养殖氨氮质量浓度检测提供了一种新的方法。

关键词：养殖水质氨氮软测量广义可加模型支持向量回归

微生态制剂对草鱼生产性能、肠道菌群及养殖水质的影响

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中国饲料 2024年第2期 63-66页

作者：李荣李海源天水市畜牧兽医局甘肃天水741000 天水市畜牧技术推广站甘肃天水741000

为研究微生态制剂(MicroecologicalPreparation,MP)对草鱼生产性能、肠道菌群及养殖水质的影响。试验将600尾初始体重相近,健康无病的草鱼随机分为4组,每组3个重复,每个重复50尾。其中,对照组(CON组)草鱼饲喂基础饵料,其余3组草鱼则在... 详细信息

为研究微生态制剂(MicroecologicalPreparation,MP)对草鱼生产性能、肠道菌群及养殖水质的影响。试验将600尾初始体重相近,健康无病的草鱼随机分为4组,每组3个重复,每个重复50尾。其中,对照组(CON组)草鱼饲喂基础饵料,其余3组草鱼则在基础饵料中分别添加2g/kg(MP2组)、4g/kg(MP4组)、6g/kg(MP6组)的微生态制剂,试验为期60d。结果显示,(1)与CON组相比,MP2组、MP4组草鱼的终末体重、增重率、胴体重均显著提高(P 养殖水质,降低水质中的有害物质。

关键词：微生态制剂草鱼生产性能肠道菌群养殖水质

不同饲料投喂模式对脊尾白虾生长、消化酶、体成分及养殖水环境的影响

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中国水产科学 2020年第9期27卷 1075-1084页

作者：张志东陈爱华吴杨平张雨曹奕陈素华田镇李秋洁江苏省海洋水产研究所上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心

为研究池塘多元养殖模式下不同饲料投喂模式对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)生长、消化酶活性、体成分及养殖水环境的影响,实验以脊尾白虾及其养殖水为研究对象,设置3个实验组,分别为投喂冰鲜饲料组(Diet1组)、投喂配合饲料组(Diet... 详细信息

为研究池塘多元养殖模式下不同饲料投喂模式对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)生长、消化酶活性、体成分及养殖水环境的影响,实验以脊尾白虾及其养殖水为研究对象,设置3个实验组,分别为投喂冰鲜饲料组(Diet1组)、投喂配合饲料组(Diet3组)及两者1∶1混合投喂组(Diet2组)。每个实验组设3个重复,实验周期为45 d,实验每隔5 d测脊尾白虾体重和养殖水质指标并分析;实验结束时,采集脊尾白虾样品,用于消化酶及体成分的测定与分析。结果显示:(1)不同饲料投喂30 d后, Diet2组脊尾白虾的体重显著高于Diet1组和Diet3组(P0.05);增重率与特定生长率随时间呈下降趋势。(2)从Diet1组至Diet3组饲料中蛋白水平逐渐降低,而脊尾白虾蛋白酶活性逐渐降低,淀粉酶活性逐渐提高;各实验组脂肪酶活性差异不显著(P>0.05)。(3) Diet2组脊尾白虾粗蛋白含量显著高于Diet3组(P0.05)。Diet2组脊尾白虾水分含量显著低于Diet1组和Diet3组(P0.05)。(4)随着实验的进行,脊尾白虾养殖水环境中COD、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、无机氮及无机磷均呈上升趋势,实验结束时,各水质指标由高到低依次为Diet1组、Diet2组、Diet3组。因此,池塘多元养殖模式下混合投喂"冰鲜饲料+人工配合饲料",有利于脊尾白虾的生长、消化及蛋白积累,然而对养殖水环境仍存在一定的污染,研制环保型人工配合饲料仍是大势所趋。

关键词：投喂模式脊尾白虾生长消化酶体成分养殖水质

基于PCA-MCAFA-LSSVM的养殖水质pH值预测模型

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农业机械学报 2014年第5期45卷 239-246页

作者：刘双印徐龙琴李振波李道亮广东海洋大学信息学院湛江524025 中国农业大学农业部农业信息获取技术重点实验室北京100083 中国农业大学北京市农业物联网工程技术研究中心北京100083 中国农业大学先进农业传感技术北京市工程研究中心北京100083

为解决水质预测传统方法精度低、鲁棒性差等问题，提出了基于主成分分析（PCA）、改进文化鱼群算法（MCAFA）和最小二乘支持向量机（PCA-MCAFA-LSSVM）的养殖水质pH值预测模型。该模型通过主成分分析提取养殖生态环境指标的主成分，降... 详细信息

为解决水质预测传统方法精度低、鲁棒性差等问题，提出了基于主成分分析（PCA）、改进文化鱼群算法（MCAFA）和最小二乘支持向量机（PCA-MCAFA-LSSVM）的养殖水质pH值预测模型。该模型通过主成分分析提取养殖生态环境指标的主成分，降低模型输入向量维数，利用改进文化鱼群算法对最小二乘支持向量机超参数进行组合优化，以自动获取最优超参数建立非线性养殖水质pH值预测模型。应用该模型对宜兴市河蟹养殖某池塘2011年9月1日～9月4日在线监测的水质数据进行了预测分析，试验结果表明：该模型取得较好的预测效果，与分别用蚁群算法或遗传算法优化LSSVM的方法相比，PCA-MCAFA-LSSVM模型有93.05%的测试样本绝对误差小于8%，最大绝对误差仅为11.61%，均方根误差、平均相对误差绝对值和运行时间分别为0.0474、0.0041和4.367s，且均优于其他预测方法。PCA-MCAFA-LSSVM算法不仅计算速度快、测精度高，还能够为河蟹养殖水质调控管理提供决策依据。

关键词：养殖水质 pH值预测文化鱼群算法最小二乘支持向量机参数优化主成分分析

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养殖水质的判断与调控

农村百事通 2021年第3期 32-34页

判断养殖水质的好坏,可以从生物环境和理化环境两个方面进行。生物环境比较多变,受制因素较多,最常见的是水色、肥度等问题。理化环境则比较好掌握,可以通过几个常测指标来判断一个水体的理化环境是否适宜鱼类生长。一、生物环境的判断... 详细信息

判断养殖水质的好坏,可以从生物环境和理化环境两个方面进行。生物环境比较多变,受制因素较多,最常见的是水色、肥度等问题。理化环境则比较好掌握,可以通过几个常测指标来判断一个水体的理化环境是否适宜鱼类生长。一、生物环境的判断养殖水质的“肥、活、嫩、爽”是对良好水质和水色的视觉概括。

关键词：理化环境养殖水质鱼类生长受制因素水色生物判断

单过硫酸氢钾对低换水养殖环境和对虾生长的影响

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单过硫酸氢钾对低换水养殖环境和对虾生长的影响

作者：赵珍中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)

学位级别：硕士

养殖水体和底质是对虾养殖环境中最重要的两个组成部分,本研究通过在养殖桶中铺设底泥的方式模拟封闭池塘养殖环境。养殖过程中少量换水,分别以高频率低剂量(5g/m,三次/两周)和低频率高剂量(15g/m,一次/两周)两种方式投放单过硫酸氢钾... 详细信息

养殖水体和底质是对虾养殖环境中最重要的两个组成部分,本研究通过在养殖桶中铺设底泥的方式模拟封闭池塘养殖环境。养殖过程中少量换水,分别以高频率低剂量(5g/m,三次/两周)和低频率高剂量(15g/m,一次/两周)两种方式投放单过硫酸氢钾复合盐(KMPS)片剂,初步探讨单过硫酸氢钾投放以及不同的投放方式对养殖环境的改良效果,主要包括两个部分:1、单过硫酸氢钾对水质、微生物群落及对虾生长性能的影响每日对水体pH和溶解氧水平进行检测,结果显示,KMPS的投放后水体p H显著降低,溶解氧水平显著上升,表明KMPS对高p H水体起到一定的缓解作用,同时能够改善养殖水体的缺氧状态。每周取水样进行无机氮含量检测,结果显示,与对照组同期相比,两种KMPS投放方式均使水体中氨氮水平显著降低,亚硝态氮也在高频率低剂量KMPS的投放下显著下降,而在低频率高剂量KMP S投放下显著上升,表明高频率低剂量KMPS投放下对水质具有较好的改良效果。进一步对水体微生物分析,发现KMPS投放对与有机物降解相关的微生物(变形菌门和厚壁菌门)影响不明显,但对某些具有厌氧反硝化作用的微生物(氢噬胞菌属)起到了抑制作用,能够防止水体中氨氮和亚硝态氮过度积累而对养殖动物形成危害。但同时低频率高剂量KMPS投放组的交替单胞菌属显著高于对照组和高频率低剂量组,该属具有好氧反硝化作用,可能使水体亚硝态氮积累。增强对虾抗病能力相关的益生菌(链霉菌属和嗜冷杆菌属)在不同KMPS投放方式下表现出不同的响应,KMPS的投放使链霉菌的相对丰度降低,这可能会对环境抗病能力产生影响,但同时KMPS的投放使嗜冷杆菌属的相对丰度上升,又为对虾的抗病能力提供了保障。以上结果表明KMPS投放一方面直接影响养殖环境中有机物的降解和营养盐的转化,另一方面又通过改变水体的氧化还原状态和各种营养盐的含量间接影响水体微生物的组成。对比不同KMPS投放方式可以发现,虽然高频率低剂量KMPS投放组微生物的丰富度下降,但下降并不显著,并且水质状态最好。进一步对对虾的生长状况进行评估,结果显示,三组中高频率低剂量KMPS投放下对虾的生长状态和存活率最高,而低频率高剂量KMPS投放下增加了对虾的应激和损伤,使该组的死亡率上升。对虾肠道菌群分析显示,KMPS的投放未对肠道菌群的稳定造成明显干扰,同时高频率低剂量下的环境状态增强了嗜糖假单胞菌属的定植,该属与对虾对饲料的利用效率有关,可能因此使对虾表现出较好的生长状态。因此高频率低剂量的KMPS的投放方式对养殖水质和对虾生长表现出更为积极的影响,更适宜作为养殖水体日常管理的参考应用方式。2、单过硫酸氢钾对底泥硝化作用、氨氧化微生物丰度和群落结构的影响养殖池溏的底部沉积了大量对虾粪便和未利用的饵料等高含氮量有机物,过量的氮不仅会破坏水产养殖环境,对养殖生物产生毒害,而且超过底泥负荷的积累还会使这些污染物向养殖水体排放,影响养殖水环境。因而去除底泥中过剩的氮是十分有必要的。本实验使用的单过硫酸氢钾为片剂复合盐形式,能够沉到养殖底部的水-泥界面,特别作用于表层底泥中氮素的降解。通过检测底泥中氨氮和亚硝态氮含量发现,与对照组相比,养殖后期低频率高剂量KMPS投放组中同期氨氮和亚硝态氮水平降低,而高频率低剂量KMPS投放组同期氨氮和亚硝态氮水平明显上升,表明高频率低剂量组底泥中的硝化作用受到抑制。氨氧化微生物中的氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)是介导该过程的关键微生物,通过绝对定量的q PCR测定AOA和AOB中氨单加氧酶基因AOA-amo A和AOB-amo A基因的拷贝数来评估AOA和AOB微生物丰度的变化,发现随着养殖的进行所有组中AOA和AOB微生物丰度均上升,但养殖后期低频率高剂量组AOA和AOB丰度显著低于同期其余两个组中的丰度,表明高频率低剂量组对底泥中氨氧化微生物产生一定的抑制作用,不能够满足对底泥中含氮有机物的降解的需求。氨氧化微生物多样性分析结果同样显示高频率低剂量KMPS投放组中的AO A和AOB alpha多样性中的丰富度水平显著低于对照组和低频率高剂量KMPS投放组,表明高频率低剂量KMPS投放对AOA和AOB同时起到抑制的作用。但AOA和AOB的多样性在各组间没有显著差异,表明KMPS投放与否以及投放的方式对氨氧化微生物的多样性不产生影响。进一步对AOA和AOB微生物群落组成进行分析,结果显示AOA和AOB群落结构对KMPS的投放表现出不同的响应,表现为使底泥中AOA微生物群落中亚硝化侏儒菌属的相对丰度降低,亚硝化球菌属的相对丰度提升,但这种影响与KMPS的投放方式无关;AOB群落中KMPS的投放提升了亚硝化螺菌属的相对丰度,降低了高频率低剂量组中亚硝化单胞菌属的相对丰度,说明KMPS投放方式对AOB的影响强于AOA,并且低频率高剂量的投放方式对AOB群落表现出更为积极的影响,同时提示在养殖管理中应根据水体和底质的变化情况调整KMPS的投放

关键词：单过硫酸氢钾养殖水质养殖底质氮素转化对虾生长

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养殖水质的判断与调控

渔业致富指南 2018年第6期 41-43页

作者：张琨湖北省水产科学研究所 430077

判断养殖水质的好坏,可以从生物环境和理化环境两个方面进行。生物环境比较多变,受制因素较多,最常见的是水色、肥度等问题。理化环境是我们通常比较好掌握的,我们可以通过几个常测指标来一般性地判断一个水体的理化环境是否适宜养殖鱼... 详细信息

判断养殖水质的好坏,可以从生物环境和理化环境两个方面进行。生物环境比较多变,受制因素较多,最常见的是水色、肥度等问题。理化环境是我们通常比较好掌握的,我们可以通过几个常测指标来一般性地判断一个水体的理化环境是否适宜养殖鱼类生长。

关键词：养殖水质水质改良剂鱼类生长

使用微生态制剂和玉米糖渣对草鱼养殖中相关指标的影响

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使用微生态制剂和玉米糖渣对草鱼养殖中相关指标的影响

作者：何宇智华南农业大学

学位级别：硕士

水产养殖业一直以来是广州农业重点发展的领域,随着人们对水产品需求量的增多,广州水产养殖业迅速发展,工业化高密度养殖规模日益扩大,与此同时,未处理养殖废水和工业、生活污水的排放使近岸海水受到严重的污染,养殖生态环境遭到破坏,... 详细信息

水产养殖业一直以来是广州农业重点发展的领域,随着人们对水产品需求量的增多,广州水产养殖业迅速发展,工业化高密度养殖规模日益扩大,与此同时,未处理养殖废水和工业、生活污水的排放使近岸海水受到严重的污染,养殖生态环境遭到破坏,致使养殖业病害频繁发生。以前,人们使用抗生素来防治水产动物病害的发生,起到了积极作用。近年,微生态制剂在水产养殖中越来越受到重视。随着水产养殖行业的高速发展,水产饲料行业也蓬勃发展,现在普遍在饲料中使用进口酒糟蛋白饲料（DDGS）作为蛋白质来源,但使用进口产品容易受货源和外国价格波动影响,国内如果能研究探索出能替代进口DDGS的蛋白源产品,将有效降低养殖成本,同时为国内水产养殖业的可持续发展保驾护航。本论文针对养殖实际需求,分别试验了水产微生态制剂对草鱼养殖水体的影响和用玉米糖渣替代进口玉米DDGS对草鱼生长性能的影响。1)水产微生态制剂试验在普通养殖鱼塘进行,一共设有2个试验组:“肥渔欢”试验组、乳酸菌试验组。“肥渔欢”试验组设置4个试验鱼塘,对照组（F1组、F2组）只投喂基础饲料,试验组（F3组、F4组）投喂基础饲料并在水体中全池泼洒微生态制剂“肥渔欢”;乳酸菌试验组设置4个试验鱼塘,对照组（L1组）只投喂基础饲料,L2组投喂拌乳酸菌菌液的基础饲料,L3组和L4组投喂拌乳酸菌菌液的基础饲料并在水中全池泼洒乳酸菌液。试验过程每个鱼塘按照每亩放3000尾健康、大小均一的草鱼（Ctenopharyngodon idellus）,试验在2016年4月进行,乳酸菌试验为期37 d,“肥渔欢”试验为期14 d。通过检测分析养殖水体水质指标,探究添加乳酸菌制剂和微生态制剂“肥渔欢”对草鱼养殖水质的影响。2)玉米糖渣替代进口玉米DDGS试验在养殖箱进行,一共设立6个试验组,每个分组设置4个平行,每个平行放养25尾草鱼,试验组依次增加玉米糖渣替代进口玉米DDGS的用量（玉米糖渣含量分别为:0、3%、6%、9%、12%、15%）,试验周期为56 d。通过分析试验养殖草鱼的增重率、饲料系数、存活率等生长指标,探索玉米糖渣替代进口玉米DDGS对草鱼生长的影响。主要结果如下:1)本试验中,乳酸菌试验组和“肥渔欢”试验组在水体pH的变化上比对照组稳定,而且能保持在更适合养殖的酸碱度,全部试验组的养殖水体均呈弱碱性。乳酸菌试验组在调控水体中氨氮、亚硝酸盐氮含量的效果较好,当养殖水体出现氨氮升高时,L2组上升幅度最小为376.1%;当亚硝酸盐氮有上升趋势时,能在3d内抑制上升并恢复至较低水平（0.20mg/L）,乳酸菌试验组L1组水体中亚硝酸盐含量上升幅度最小。乳酸菌和“肥渔欢”制剂对水体中氮、磷等物质利用具有一定作用,能控制在较低浓度波动,“肥渔欢”制剂对改良水体营养情况有较好效果。2)本试验发现,随着在试验饲料中玉米糖渣替代进口玉米DDGS的比例增加,草鱼的增重率呈逐步下降趋势,饲料系数呈逐步上升趋势,各试验组之间的存活率没有明显差别。当使用含量为6%的玉米糖渣替代进口玉米DDGS时,草鱼的各项生长性能指标没有明显下降,饲料系数为1.02,认为使用含量为6%的玉米糖渣替代进口玉米DDGS,对草鱼生长不会产生影响,同时能降低养殖成本。综上所述:在本试验中,使用乳酸菌制剂和微生态制剂“肥渔欢”等微生态制剂在草鱼养殖中均在改良水质和改善养殖环境方面具有一定效果。乳酸菌制剂能通过投喂和泼洒立体作用在草鱼上,对草鱼养殖具有良好的适用范围;在草鱼养殖饲料中使用含量为6%的玉米糖渣替代进口玉米DDGS,不会影响草鱼生长,同时能降低养殖成本,提高养殖效益。

关键词：微生态制剂玉米糖渣进口玉米DDGS 草鱼养殖水质生长性能