规模化养殖水环境中微生物采样技术的应用研究

齐艳君

山东畜牧兽医职业学院，山东潍坊 261061

水产养殖是人为控制下繁殖、培育和收获水生动植物的生产活动。一般包括在人工饲养管理下从苗种养成水产品的全过程。水产养殖有粗养、精养和高密度精养等方式。粗养是在中、小型天然水域中投放苗种，完全靠天然饵料养成水产品，如湖泊水库养鱼和浅海养贝等。精养是在较小水体中用投饵、施肥方法养成水产品，如池塘养鱼、网箱养鱼和围栏养殖等。高密度精养采用流水、控温、增氧和投喂优质饵料等方法，在小水体中进行高密度养殖，从而获得高产，如流水高密度养鱼、虾等。

一些规模化的水厂养殖拥有广大的水产养殖水域，这些水域面积较大，在养殖时，需要经常对各个区域的水质环境进行检测，而普通的水质采样方式耗费人力较大；现有一些利用无人机进行水质采样的方式，如无人机携带吊桶采样，这种方式，单次取样量过大，容易影响无人机平衡，这种方式无人机的飞行速度不宜过快，且样品容易洒落；而另一种采用水泵抽吸的方式，在单次取样后，水泵内以及水管内的残留会影响下次取样的样品。

1 规模化养殖水质采样技术的结构设计

如图1～3，规模化养殖水质采样器，包括可远程控制的无人机13以及中空箱1，中空箱1固定安装在无人机13的下部，中空箱1的内部安装有水泵17，中空箱1的内部还设置有取样室19，水泵17的进水口连通有抽水管16，抽水管16的一端贯穿于中空箱1的下部并连接有取样管8，水泵17的出水口连通有出水管18，出水管18的一端连通于取样室19的一侧，取样室19的下部安装有取样瓶6，且取样室19的下部连通有排水管7，水泵17上还连接有用于供电的连接线5。

图1 中空箱的外部结构示意图

图2 停机架的结构示意图

图3 中空箱的内部侧视结构示意图

2 停机架、净水箱、废水箱和继电器的布置

还包括有停机架10，停机架10固定连接在底座9上，底座9上还设置有净水箱11以及废水箱12，中空箱1的两侧分别固定连接有便于停机的外支撑架3。

在无人机13的内部还安装有受控于无人机内控制器的继电器开关，连接线5的一端贯穿无人机13并与该继电器开关连接，具体在连接时，连接线5通过继电器开关的常开端与无人机13的电源连接，而继电器开关的线圈与无人机内控制器连接。

3 中空箱的结构设计

中空箱1的上部表面开设有螺纹盲孔2，无人机13的底部固定连接有L形支撑脚14，L形支撑脚14通过螺栓15固定安装在中空箱1上部表面，螺栓15的一端贯穿L形支撑脚14与螺纹盲孔2连接。取样室19的底部开设有螺纹通孔，取样瓶6的上端口部设置有与该螺纹通孔连接的外螺纹，通过螺纹通孔便于取样瓶6的拆装，操作方便。取样管8的上端设置有螺纹部，抽水管16的一端内部设置有与该螺纹部配合的内螺纹，而取样管8通过螺纹设置便于更换。中空箱1的外侧固定连接有防护气囊4，防护气囊4主要起到防护作用，在意外或无人机故障后，降落后会漂浮在水面上，不会下沉，便于打捞。排水管7设置为弧形弯管结构，排水管7在设计时，避免与取样瓶6过近，保留一定的操作空间。

4 规模化养殖水质采样实验方法的说明

在使用时，通过远程控制无人机13悬浮在水面指定位置的上方，取样管8的下端沉入水中，通过远程控制打开水泵17进行抽水取样，然后保持出水管18下端持续排水30 s后，关闭水泵17；控制无人机13返航并停落在停机架10上（注意抽水管16的下端沉到净水箱11的水面下，而排水管7以及取样瓶6位于废水箱12上方），然后拆下取样瓶6（取样瓶6上可以设置有刻度）并倒掉一些并保留部分样品；然后控制水泵17开启，抽取净水对水泵17内部实现自清洗，保持30 s以上，然后关闭水泵17；安装好新的取样瓶6，起航进行下一位置点的取样，以此循环。

5 结论

本规模化养殖水质采样器通过控制无人机携带取样机构，可以定点悬浮在水面上方进行水质取样，操作方便，尤其在大规模的养殖水域上，节省人力，且样品采样时直接采用上端口部较小的瓶装方式，飞行时不宜洒落；还独立设置停机架，在取样后，可以实现对取样机构的水泵以及水管进行清洗，避免内部残留影响下次采样的样品，且操作简单方便。