基本信息
- 项目名称：
- 水栖萤火虫的集约化养殖系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 根据水栖萤火虫生活史，通过对其野外生息地的考察，分析总结生活习性及生存环境的各项物理、化学、生物指标，针对孵化期、幼虫期、化蛹期三个关键阶段研发出全套集约化养殖技术设备。运用该设备方案能轻松实现全人工规模化饲养，养殖的人力物力成本低，并大幅降低养殖工作繁琐性。此外养殖装置显著提升整个生长周期成活率的同时，通过环境调控使成虫寿命延长2倍以上。可为萤火虫复育、科研科普工作、商业化应用等提供最根本基础。
- 详细介绍：
- 萤火虫在分类上属于动物界节肢动物门昆虫纲鞘翅目萤科，中国已发现有100多种。根据萤火虫幼虫的生活环境，可以将其分为陆栖、半水栖和水栖萤火虫。我们针对其中的水栖萤类火虫，做了大量养殖技术方面的研究。根据水栖萤火虫Aquatica属的生活史，通过对其野外生息地的考察，分析总结萤火虫的生活习性及其生存环境的各项物理、化学、生物指标，针对孵化期、幼虫期、上陆化蛹期三个关键阶段研发出全套水栖萤火虫的集约化养殖技术设备。运用该设备方案轻松实现萤火虫的全人工规模化饲养，养殖的人力、物力成本低，并大幅降低养殖工作繁琐性。此外养殖装置显著提升整个生长周期成活率的同时，通过环境调控使萤火虫成虫寿命延长2倍以上。该技术方案可为萤火虫复育、科研科普工作、商业化应用等提供最根本基础。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、目的： 解决水栖萤火虫的全人工养殖技术难题。该技术方案适用于Aquatica属的水栖萤火虫，如Aquatica ficta Olivier （黄缘萤）、 Aquatica leii Fu et Ballantyne （雷氏黄萤）、 Aquatica wuhana Fu （武汉萤）、 Aquatica hydrophila Jeng （黄胸黑翅萤）等。 二、基本思路： 通过对野外萤火虫的生息地考察，分析总结萤火虫的生活习性及其生存环境的各项物理、化学、生物指标，研发出全套水栖萤火虫的集约化人工养殖技术设备。 三、创新点： 用全套养殖技术设备轻松实现萤火虫的全人工规模化养殖。养殖的人力、物力成本低。为自然资源环境保护、科研科普工作，或者商业化应用提供最根本基础。 四、技术关键及主要技术指标： 根据水栖萤火虫生活史，针对孵化期、幼虫期、上陆化蛹期三个决定性关键阶段制定技术指标。 1.养殖水环境指标（孵化期、幼虫期）：水温28-30℃，pH值=7.5-8.3，溶氧量≥7.0mg/L,氨氮含量≤0.12ppm，水流速度≤1cm/s。 2.养殖环境指标（上陆化蛹期）：水体温度24-25℃，陆地温度26-27℃，pH值=7.5-8.3，水流速度≤0.2cm/s。 3.孵化率≥90%、幼虫期存活率≥90%、蛹化率≥50%。
科学性、先进性
- 国内外目前只针对水栖萤火虫幼虫阶段的养殖做了研究，如利用鱼缸、培养皿进行饲养，但是效果不佳，人工操作繁杂，尤其是食物利用率不高，剩余的食物在饲养装置中腐烂变臭，污染水质，导致幼虫大量死亡。 针对水栖萤火虫从卵—幼虫—蛹—成虫的整个生活环的全套人工养殖技术，尚未见报道。我们结合上海海洋大学水产、水族的专业优势，研发出全套水栖萤火虫的集约化人工养殖技术设备。通过可调节流量的循环水满足不同养殖环节的水流速度需要，模拟野外环境并确保高密度养殖的萤火虫其生活环境维持在一个良好的指标条件。 该成套设备将水栖萤火虫整个生长周期的成活率提高了15倍。大幅度降低了养殖工作繁琐性的同时，解决了养殖过程中水质难以维持、养殖底物和食物利用效率不高等问题。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 生产阶段
技术转让方式
- 对方合作要求：能够建造或具有至少1000平方米的室内饲养萤火虫空间。有旅游市场开放和推广能力。
作品可展示的形式
- 实物、模型、图纸、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 一、技术特点和优势：1.利用水产、水族专业优势，大大提高存活率。野生虫孵化率＜50%，幼至成虫的成活率约2%，即从卵到成虫成活率一般低于1%；人工养殖的萤火虫经测算，孵化率≥90%，幼虫成活率≥90%，化蛹率≥50%，羽化成功率＞80%，即从卵到成虫成活率大于30%。2.通过环境调控，使萤火虫成虫寿命延长2倍以上。野外成虫寿命一般3-7天。人工养殖成虫可使寿命长达14-21天。为长途运输、延长成虫观赏时间、保种育种、科学研究等提供了有效的技术保障。3.集约化养殖优势明显。一套系统放置4个养殖盒。以雷氏黄萤为例，系统中的单个孵化盒可孵化卵两千枚；单个养殖盒饲育初龄幼虫两千只，二龄幼虫一千只，三龄幼虫五百只，四龄至六龄幼虫为三百只；单个蛹化盒化蛹三百枚。4.简化养殖操作，且造价成本节低。经实践一套完整设备造价6000元人民币。二、应用范围及推广前景：科研工作、科普宣传、生态旅游或其他类型商业应用等。三、市场分析和经济效益预测：以萤火虫主题公园为例进行项目收益分析。 以上内容详见申报书。
同类课题研究水平概述
- 当前国内外针对萤火虫的研究，主要集中在对其发光原理、交流信号、闪光信号组成、光信号的起源和进化等发光机制方面；对于应用，则主要集中在仿生学、荧光素酶等方面，其中以日本为首，亦对萤火虫生物防治及生态环境的指示方面有所探索。随着生态旅游成为世界旅游业发展的新潮流，部分国家和地区展开投入萤火虫生态旅游点的开发，如著名的新西兰怀托摩萤火虫洞与马来西亚的雪兰莪河（此二景皆为自然景观）。 进行科学研究需要大量基础材料，但是针对萤火虫的养殖，鲜有学者进行深入研究。而近几十年来自然生态的急速恶化以及城市化的发展导向已导致萤火虫数量急剧减少，如今萤火虫却芳影难觅。由于萤火虫的自身生物学特性，解决水栖萤火虫的全人工养殖成为新技术难题。 当前国内外探索的养殖手段介绍：在水栖萤火虫卵的孵化期，利用鱼缸和水草进行卵的孵化（Ohba,1981）。其卵粒直径0.02cm，孵化期需要21天，面临植物容易在鱼缸中腐烂变臭，污染水质，导致卵粒大量腐败的问题。 在水栖萤火虫的幼虫养殖阶段，用小网箱养殖的方法（付新华，2008），即将幼虫限制在带有网片的小盒内饲养，小盒放入大盒，大小盒的水可以流通。该方法提高了食物的利用率，但是人工操作复杂，需要不间断地换水并用软管吸出食物残渣，因此难以进行规模化养殖。由于幼虫口器构造独特，取食前先通过大颚的注射孔向猎物注射毒液，使猎物麻痹，然后将消化液注入猎物体内，使之分解后再吸食肉汁。幼虫每次取食时间需要2小时以上，因此养殖水体很容易变质，导致幼虫大量死亡。 在水栖萤火虫化蛹阶段，由于萤火虫的蛹为裸蛹，很容易受到各种天敌骚扰以及各类病菌的侵害，导致化蛹率与蛹化率极低。国内外目前尚无较佳的方法，一般在饲养水缸内放置石头和水草让其上陆化蛹。 针对上述问题，我们先将养殖水体由“死水”变成“活水”，即设计了一套循环水系统，再针对不同的养殖阶段，采用相应的养殖设备。
