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渔 业 导 论第 12讲科学技术发展对渔业产业发展的影响
2
一,水产养殖现状二,科技发展与水产养殖三,水产养殖发展趋势
3
一 水产养殖现状
（一） 改革开放二十年来水产养殖业的成就
1997 年全国水产养殖面积 8839 万亩水产养殖产量 2028 万吨养殖产量占水产品总量的 56,3 %
在农村改革与经济中的贡献提高渔业在大农业中的地位增加了农民收入,1997 年渔民人均纯收入达
3974 元保证市场供应加快了资源开发和生态农业的发展
4
（二）水产养殖发展的主要特点
产业结构趋向合理
养殖区域的扩大及养殖方式的多样化
科技水平的提高，养殖生产迅速发展
5
二 科技发展与水产养殖
（一） 繁殖生物学的研究与家鱼人工繁殖
（二） 养殖水质的调控与河口区苗种生产
（三） 生物技术与养殖新品种的培养
（四） 生物工程技术与微藻的利用
（五） 营养、配合饲料的研究与水产养殖
（六） 鱼类洄游机理的研究及其资源利用
6
（一） 繁殖生物学的研究与家鱼人工繁殖的成功
1,池塘养殖的家鱼不能产卵的原因
卵巢的发育第 I 期卵巢 卵原细胞第 II 期卵巢 初级卵母细胞第 I II 期卵巢 初级卵母细胞、卵黄积累第 IV 期卵巢 初级卵母细胞、次级卵母细胞第 V 期卵巢 成熟卵细胞
7
性腺活动的调节环境因子 中枢神经系统 下丘脑促性激素释放素腺垂体促性激素卵巢卵细胞 雌激素图 1 卵巢活动调节
8
2 人工繁殖的成功催产技术环境
9
（二）养殖水质的调控与河口区苗种生产
1,河口区水质状况表 1 金山漕泾地区的河口与海水的主要成分 （ mg/l ）
离子 河口水 海水
Cl
-
6759.2 20082.4
SO
4
2-
67 2,4 27 89 7,6
HC O
3
-
18 7,0 11 3,46
CO
3
2-
15,3 6,6
Ca
2+
18 9,7 42 4,8
Mg
2+
45 5,6 13 16,4
Na
+
+ K
+
40 77,0 11 49 0,7
盐度低
常量组分不同于海水中的恒比关系
NH
3
-N 高
有病原菌
10
2 育苗用水的调控海 水贮水池紫外线消毒
NaClO 处理暗沉淀池 暗沉淀池调 配 池 调 配 池育 苗 池 育 苗 池图 2 育苗用水预处理工艺流程
灭菌
降低氨氮
调节盐度
调节钙镁离子
11
3 生产效果
中国对虾孵化率从 3 0- 40% 提高到 60- 70 % 以上幼体变态率 N → Z 从 60 % 提高到 90 % 以上
Z → M 从 40 % 提高到 80 % 以上出苗率达 30% 以上
罗氏沼虾出苗率达 70% 以上
12
（三）生物技术与养殖新品种的培育
1,多倍体育种
多倍体是指细胞中含有 3 个或 3 个以上的染色体组的个体
诱导多倍体的方法生物学方法——杂交、核移植、细胞融合物理方法——水静压、温度休克化学方法——细胞松弛素 B,秋水仙素、聚乙烯乙二醇、咖啡碱、三氯甲烷
贝类三倍体优点生长快、肉体大、闭壳肌大、成体成活率高、
不育
鱼类三倍体优点种群控制、延长成鱼寿命、促进生长、
改善鱼的肉质
13
表 3 大连湾牡蛎三倍体与二倍体的生长壳长 （ mm ） 壳高 (mm)
测量日期三倍体 二倍体 三倍体 二倍体
1991-9-16 15.5 ± 4.9 11.4 ± 3.1 12.8 ± 3.5 7.6 ± 3.4
1991-11-15 32.1 ± 5.6 18.8 ± 3.3 24.0 ± 6.2 14.4 ± 3.1
1992-5-20 58.5 ± 4.3 38.6 ± 3.4 43.5 ± 5.8 30.6 ± 5.8
14
2 性别控制
方法：种间杂交雄性激素拌入饲料
优点：单性养殖提高生长速度控制过度繁殖
3 转生长激素基因鱼
15
（四）生物工程技术与微藻的利用
1,微藻的生物活性物质
类胡萝卜素
高度不饱和脂肪酸
抗肿瘤活性物质
动物细胞促生长剂
2,光生物反应器
开放式大池
封闭式光生物反应器
3,藻种的选育
16
表 4 盐生杜氏藻生产 β - 胡萝卜素和雨生红球藻生产虾青素的比较盐生杜氏藻 雨生红球藻产品 β - 胡萝卜素 虾青素产品配制 1% 油溶液,30% 油混悬剂，
干藻粉干藻粉细胞中类胡萝卜素含量干重 8%-15% 干重 1%-2%
藻类的性质 无壁鞭毛藻、脆弱 会动、无壁鞭毛藻，脆弱，
在静止期形成厚壁不动孢子最佳生长环境 盐度 >20%NaCl(W/V)
最佳温度 30-40 ℃
强光照度盐度 <1%NaCl(W/V)
最佳温度 15 - 2 0 ℃
强光照度大规模养殖系统大面积静水池塘，配增氧机浓度，稳定的配方增氧机管状反应器收获 比较复杂——絮凝和 / 或离心相对简单——沉淀和 / 或离心加工 相对复杂——提取、纯化、
浓缩、
稳定配方相对简单——干燥、匀化稳定
17
表 5 微藻的脂肪酸组成脂肪酸 青岛大扁藻 牟氏角毛藻 绿色杷夫藻
14,0 38.24 ± 0.65 10.32 ± 1.11 15.64 ± 0.73
16:0 20.36 ± 0.89 3.05 ± 0.25
18:0 4.60 ± 0.60 1.25 ± 0.01
16:1(n-7) 42.38 ± 0.82 6.19 ± 0.73
18:1(n-9) 15.38 ± 0.73 1.73 ± 0.41
18:2(n-6) 6.51 ± 1.12 1.48 ± 0.63
18:3(n-3) 28.57 ± 2.36 1.17 ± 0.30 19.82 ± 0.18
20:4(n-6) 2.17 ± 0.43 5.80 ± 0.03 1.77 ± 0.13
20:5(n-3) 4.32 ± 0.23 8.06 ± 0.94 44.18 ± 0.30
22:6(n-3) 8.35 ± 0.15
SFA 42.84 31.93 18.69
MUFA 15.38 44.41 6.19
PUFA 41.57 16.51 74.12
PUFA/SFA 0.97 0.52 3.96
n-3/n-6 3.79 1.27 36.16
18
图 3 双层管式光生物反应器示意图
Fig.3 Diagramiatic representation of the two-plane photobioreactor
A.主视图； 1,双层排列有机玻璃管； 2.压缩空气进口阀； 3.脱气罐
19
图 4 斜板式光生物反应器示意图
Fig.4 Schematic diagram of the flat inclined modular photobioreactor
1.1F-1L 多极串联平板； 2.压缩空气鼓泡管； 3.温度传感器； 4.冷却水及喷头； 5.温度继电器； 6.电磁阀； 7.培养液贮槽； 8.泵； 9.气升管； 10.循环管； 11.采收液出口； 12.
采收液贮槽； 13.空压机； 14.含 2%CO2压缩空气； 15.压缩空气进口； 16.采样口
20
图 5 光纤光生物反应器结构图
Fig.5 Structural drawing of prototype photobioreactor
21
（五）营养、配合饲料的研究与水产养殖
1,配合饲料与鱼的生长、生产性能
22
表 10 日本养鳗技术发展的时期 （代）及特点第一代 第二代 第三代 第四代发展时代投喂生鱼类饵料时代投喂配合饵料，进行露天池塘养殖时代投喂配合饵料，养殖池加温时代新设计适合于亚热带露天养殖时代年代 1950-1962 年 1963-1975 年 1976-1985 年 1986 年驯养饵料鱼肉、贝类、红虫红虫鳗线投喂配合饵料、搭配红虫鳗线投喂配合饵料、搭配红虫成鳗饵料 鱼肉 配合饵料 配合饵料 配合饵料开始放养至成鳗收获平均 24 个月 平均 18 个月 平均 12 个月 平均 10 个月养殖时间出口最盛期第二年 6-10 月 第二年 5-9 月 当年 7-10 月 当年 7-8 月养殖技术种类静水式 半流水式 半流水式 流水式
23
2,诱饵物的研究表 6 一些经济鱼虾的诱饵物质试验动物 饲 料 提 取 物 摄 饵 促 进 物 质虹 鳟 各种无脊椎动物 氨基酸混合物鳗 鲡 菲律宾蛤仔、甲壳类、蠕虫、小鱼 甘氨酸、丙氨酸、组氨酸、脯氨酸、氨基酸混合物、
尿苷单磷酸海 鲈 类 甲壳类、端足类、小鱼 氨基酸混合物师 鱼 竹荚鱼肉、太平洋磷虾、头足类 肌氨酸、丙氨酸、脯氨酸、蛋氨酸、次黄单磷酸金鳍锯石鲈 对虾、三疣梭子蟹、贝类、小鱼 氨基酸、甜菜碱真 鲷 竹荚鱼、玉筋鱼、鱼粉、矶蚯蚓、斯氏柔鱼内脏肌氨酸,ADP,ATP,甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、赖氨酸、甘氨酸、甜菜碱、虾青素黑 鲷 太平洋磷虾、蚕蛹 甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、精氨酸、谷氨酸、核苷酸菱体兔牙鲷 桃红对虾 （ P,d u o r a r u m ） 甘氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、异亮氨酸、甜菜碱大 菱 鲆 甲壳类、蠕虫、贝类、鱼类 次黄单磷酸、肌苷鳎 蠕虫、贝类 甘氨酸、甜菜碱、氨基酸鲤 鱼 蚕蛹 氨基酸、荧光物质日本对虾 与日本缀锦蛤组成相似的氨基酸混合物 甘氨酸、牛磺酸、丝氨酸美洲龙虾 蛤贝 谷氨酸、羟脯氨酸、天冬氨酸、精氨酸、甘氨酸、牛磺酸、丙氨酸
24
1,蛋白源的利用与饲料成本动物蛋白——鱼粉、肉粉、血粉植物蛋白——豆类、油柏类单细胞蛋白——单细胞藻、酵母、细菌
25
（六）鱼类洄游机理的研究及其资源利用
1,鲑科鱼类的嗅觉与洄游
2,鲑鱼的人工繁殖
A
B
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三、水产养殖发展趋势
1 增量型大众型向高效优质型转化
2 劳动密集型向技术密集型转化
3 集约化设施渔业
休闲渔业
渔 业 导 论第 12讲科学技术发展对渔业产业发展的影响
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一,水产养殖现状二,科技发展与水产养殖三,水产养殖发展趋势
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一 水产养殖现状
（一） 改革开放二十年来水产养殖业的成就
1997 年全国水产养殖面积 8839 万亩水产养殖产量 2028 万吨养殖产量占水产品总量的 56,3 %
在农村改革与经济中的贡献提高渔业在大农业中的地位增加了农民收入,1997 年渔民人均纯收入达
3974 元保证市场供应加快了资源开发和生态农业的发展
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（二）水产养殖发展的主要特点
产业结构趋向合理
养殖区域的扩大及养殖方式的多样化
科技水平的提高，养殖生产迅速发展
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二 科技发展与水产养殖
（一） 繁殖生物学的研究与家鱼人工繁殖
（二） 养殖水质的调控与河口区苗种生产
（三） 生物技术与养殖新品种的培养
（四） 生物工程技术与微藻的利用
（五） 营养、配合饲料的研究与水产养殖
（六） 鱼类洄游机理的研究及其资源利用
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（一） 繁殖生物学的研究与家鱼人工繁殖的成功
1,池塘养殖的家鱼不能产卵的原因
卵巢的发育第 I 期卵巢 卵原细胞第 II 期卵巢 初级卵母细胞第 I II 期卵巢 初级卵母细胞、卵黄积累第 IV 期卵巢 初级卵母细胞、次级卵母细胞第 V 期卵巢 成熟卵细胞
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性腺活动的调节环境因子 中枢神经系统 下丘脑促性激素释放素腺垂体促性激素卵巢卵细胞 雌激素图 1 卵巢活动调节
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2 人工繁殖的成功催产技术环境
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（二）养殖水质的调控与河口区苗种生产
1,河口区水质状况表 1 金山漕泾地区的河口与海水的主要成分 （ mg/l ）
离子 河口水 海水
Cl
-
6759.2 20082.4
SO
4
2-
67 2,4 27 89 7,6
HC O
3
-
18 7,0 11 3,46
CO
3
2-
15,3 6,6
Ca
2+
18 9,7 42 4,8
Mg
2+
45 5,6 13 16,4
Na
+
+ K
+
40 77,0 11 49 0,7
盐度低
常量组分不同于海水中的恒比关系
NH
3
-N 高
有病原菌
10
2 育苗用水的调控海 水贮水池紫外线消毒
NaClO 处理暗沉淀池 暗沉淀池调 配 池 调 配 池育 苗 池 育 苗 池图 2 育苗用水预处理工艺流程
灭菌
降低氨氮
调节盐度
调节钙镁离子
11
3 生产效果
中国对虾孵化率从 3 0- 40% 提高到 60- 70 % 以上幼体变态率 N → Z 从 60 % 提高到 90 % 以上
Z → M 从 40 % 提高到 80 % 以上出苗率达 30% 以上
罗氏沼虾出苗率达 70% 以上
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（三）生物技术与养殖新品种的培育
1,多倍体育种
多倍体是指细胞中含有 3 个或 3 个以上的染色体组的个体
诱导多倍体的方法生物学方法——杂交、核移植、细胞融合物理方法——水静压、温度休克化学方法——细胞松弛素 B,秋水仙素、聚乙烯乙二醇、咖啡碱、三氯甲烷
贝类三倍体优点生长快、肉体大、闭壳肌大、成体成活率高、
不育
鱼类三倍体优点种群控制、延长成鱼寿命、促进生长、
改善鱼的肉质
13
表 3 大连湾牡蛎三倍体与二倍体的生长壳长 （ mm ） 壳高 (mm)
测量日期三倍体 二倍体 三倍体 二倍体
1991-9-16 15.5 ± 4.9 11.4 ± 3.1 12.8 ± 3.5 7.6 ± 3.4
1991-11-15 32.1 ± 5.6 18.8 ± 3.3 24.0 ± 6.2 14.4 ± 3.1
1992-5-20 58.5 ± 4.3 38.6 ± 3.4 43.5 ± 5.8 30.6 ± 5.8
14
2 性别控制
方法：种间杂交雄性激素拌入饲料
优点：单性养殖提高生长速度控制过度繁殖
3 转生长激素基因鱼
15
（四）生物工程技术与微藻的利用
1,微藻的生物活性物质
类胡萝卜素
高度不饱和脂肪酸
抗肿瘤活性物质
动物细胞促生长剂
2,光生物反应器
开放式大池
封闭式光生物反应器
3,藻种的选育
16
表 4 盐生杜氏藻生产 β - 胡萝卜素和雨生红球藻生产虾青素的比较盐生杜氏藻 雨生红球藻产品 β - 胡萝卜素 虾青素产品配制 1% 油溶液,30% 油混悬剂，
干藻粉干藻粉细胞中类胡萝卜素含量干重 8%-15% 干重 1%-2%
藻类的性质 无壁鞭毛藻、脆弱 会动、无壁鞭毛藻，脆弱，
在静止期形成厚壁不动孢子最佳生长环境 盐度 >20%NaCl(W/V)
最佳温度 30-40 ℃
强光照度盐度 <1%NaCl(W/V)
最佳温度 15 - 2 0 ℃
强光照度大规模养殖系统大面积静水池塘，配增氧机浓度，稳定的配方增氧机管状反应器收获 比较复杂——絮凝和 / 或离心相对简单——沉淀和 / 或离心加工 相对复杂——提取、纯化、
浓缩、
稳定配方相对简单——干燥、匀化稳定
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表 5 微藻的脂肪酸组成脂肪酸 青岛大扁藻 牟氏角毛藻 绿色杷夫藻
14,0 38.24 ± 0.65 10.32 ± 1.11 15.64 ± 0.73
16:0 20.36 ± 0.89 3.05 ± 0.25
18:0 4.60 ± 0.60 1.25 ± 0.01
16:1(n-7) 42.38 ± 0.82 6.19 ± 0.73
18:1(n-9) 15.38 ± 0.73 1.73 ± 0.41
18:2(n-6) 6.51 ± 1.12 1.48 ± 0.63
18:3(n-3) 28.57 ± 2.36 1.17 ± 0.30 19.82 ± 0.18
20:4(n-6) 2.17 ± 0.43 5.80 ± 0.03 1.77 ± 0.13
20:5(n-3) 4.32 ± 0.23 8.06 ± 0.94 44.18 ± 0.30
22:6(n-3) 8.35 ± 0.15
SFA 42.84 31.93 18.69
MUFA 15.38 44.41 6.19
PUFA 41.57 16.51 74.12
PUFA/SFA 0.97 0.52 3.96
n-3/n-6 3.79 1.27 36.16
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图 3 双层管式光生物反应器示意图
Fig.3 Diagramiatic representation of the two-plane photobioreactor
A.主视图； 1,双层排列有机玻璃管； 2.压缩空气进口阀； 3.脱气罐
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图 4 斜板式光生物反应器示意图
Fig.4 Schematic diagram of the flat inclined modular photobioreactor
1.1F-1L 多极串联平板； 2.压缩空气鼓泡管； 3.温度传感器； 4.冷却水及喷头； 5.温度继电器； 6.电磁阀； 7.培养液贮槽； 8.泵； 9.气升管； 10.循环管； 11.采收液出口； 12.
采收液贮槽； 13.空压机； 14.含 2%CO2压缩空气； 15.压缩空气进口； 16.采样口
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图 5 光纤光生物反应器结构图
Fig.5 Structural drawing of prototype photobioreactor
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（五）营养、配合饲料的研究与水产养殖
1,配合饲料与鱼的生长、生产性能
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表 10 日本养鳗技术发展的时期 （代）及特点第一代 第二代 第三代 第四代发展时代投喂生鱼类饵料时代投喂配合饵料，进行露天池塘养殖时代投喂配合饵料，养殖池加温时代新设计适合于亚热带露天养殖时代年代 1950-1962 年 1963-1975 年 1976-1985 年 1986 年驯养饵料鱼肉、贝类、红虫红虫鳗线投喂配合饵料、搭配红虫鳗线投喂配合饵料、搭配红虫成鳗饵料 鱼肉 配合饵料 配合饵料 配合饵料开始放养至成鳗收获平均 24 个月 平均 18 个月 平均 12 个月 平均 10 个月养殖时间出口最盛期第二年 6-10 月 第二年 5-9 月 当年 7-10 月 当年 7-8 月养殖技术种类静水式 半流水式 半流水式 流水式
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2,诱饵物的研究表 6 一些经济鱼虾的诱饵物质试验动物 饲 料 提 取 物 摄 饵 促 进 物 质虹 鳟 各种无脊椎动物 氨基酸混合物鳗 鲡 菲律宾蛤仔、甲壳类、蠕虫、小鱼 甘氨酸、丙氨酸、组氨酸、脯氨酸、氨基酸混合物、
尿苷单磷酸海 鲈 类 甲壳类、端足类、小鱼 氨基酸混合物师 鱼 竹荚鱼肉、太平洋磷虾、头足类 肌氨酸、丙氨酸、脯氨酸、蛋氨酸、次黄单磷酸金鳍锯石鲈 对虾、三疣梭子蟹、贝类、小鱼 氨基酸、甜菜碱真 鲷 竹荚鱼、玉筋鱼、鱼粉、矶蚯蚓、斯氏柔鱼内脏肌氨酸,ADP,ATP,甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、赖氨酸、甘氨酸、甜菜碱、虾青素黑 鲷 太平洋磷虾、蚕蛹 甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、精氨酸、谷氨酸、核苷酸菱体兔牙鲷 桃红对虾 （ P,d u o r a r u m ） 甘氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、异亮氨酸、甜菜碱大 菱 鲆 甲壳类、蠕虫、贝类、鱼类 次黄单磷酸、肌苷鳎 蠕虫、贝类 甘氨酸、甜菜碱、氨基酸鲤 鱼 蚕蛹 氨基酸、荧光物质日本对虾 与日本缀锦蛤组成相似的氨基酸混合物 甘氨酸、牛磺酸、丝氨酸美洲龙虾 蛤贝 谷氨酸、羟脯氨酸、天冬氨酸、精氨酸、甘氨酸、牛磺酸、丙氨酸
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1,蛋白源的利用与饲料成本动物蛋白——鱼粉、肉粉、血粉植物蛋白——豆类、油柏类单细胞蛋白——单细胞藻、酵母、细菌
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（六）鱼类洄游机理的研究及其资源利用
1,鲑科鱼类的嗅觉与洄游
2,鲑鱼的人工繁殖
A
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三、水产养殖发展趋势
1 增量型大众型向高效优质型转化
2 劳动密集型向技术密集型转化
3 集约化设施渔业
休闲渔业
