رمزگشایی از سیستم آبزی‌پروری جریان عبوری: کلید نوآوری در آبزی‌پروری

بازگشت به منشأ: گذشته و حال سیستم‌های آبزی‌پروری جریانی

سیستم‌های آبزی‌پروری جریانی اختراعی مدرن نیستند؛ بلکه تاریخ طولانی دارند. در چین، روش پرورش ماهی با استفاده از آب چشمه‌های کوهستانی در شهرستان شیونینگ به دوره‌های سلسله تانگ و سونگ بازمی‌گردد. این منطقه دارای شرایط طبیعی منحصربه‌فردی است که شامل کوه‌های بلند، جنگل‌های انبوه، شبکه‌ای از رودخانه‌ها، جوی‌ها و برکه‌های فراوان و آب‌های شفاف و تمیز می‌شود. روستاییان از منابع فراوان آب و علوفه کوهستانی و همچنین ذخایر بومی منحصربه‌فرد ماهی بهره بردند. آن‌ها استخرهای ماهی را در امتداد جوی‌های کوهستانی، در معابر روستاها، جلوی و پشت خانه‌ها و در حیاط خانه‌ها ساختند و از آب چشمه‌های کوهستانی برای پرورش ماهی استفاده کردند. این روش، سیستمی از میراث فرهنگی کشاورزی را شکل داده است که بر پایه آبزی‌پروری جریانی بنا شده و با کشاورزی و پرورش ماهی در قالب کشاورزی بوم‌شناختی تلفیق شده است. این روش پرورش ماهی هزاران سال است که به ارث رسیده و تا امروز نیز زنده مانده است. بررسی کارشناسی که توسط شهرستان شیونینگ سازماندهی شد، تأیید کرد که بیش از ۳۰۰۰ استخر ماهی قدیمی در این شهرستان وجود دارد که در دوره‌های مختلف ساخته شده‌اند و سوابق تاریخی کاملی از پرورش ماهی با آب چشمه کوهستانی را از آغاز تا بلوغ حفظ کرده‌اند.

سیستم‌های آبزی‌پروری جریانی نیز در خارج از کشور مراحل طولانی از توسعه را پشت سر گذاشته‌اند. از دهه ۱۹۶۰، کشورهای توسعه‌یافته مانند اروپا و ایالات متحده شروع به بررسی آبزی‌پروری صنعتی مبتنی بر زمین با سیستم چرخش مجدد آب کردند که شکل پیشرفته‌ای از آبزی‌پروری جریانی است. سیستم‌های اولیه آبزی‌پروری صنعتی مبتنی بر زمین با چرخش مجدد آب نسبتاً ساده بودند و عمدتاً شامل ایجاد یک مسیر اولیه گردش آب و استفاده از دستگاه‌های فیلتراسیون ساده برای انجام تصفیه اولیه آب بودند که تنها به تصفیه و بازیابی محدود آب منجر می‌شد. در این دوره، آبزی‌پروری در مقیاس کوچک انجام می‌شد و فناوری هنوز نارسیده بود. این فناوری عمدتاً یک مفهوم و آزمایش نوظهور بود که در مقیاس محدود در مؤسسات تحقیقاتی و مزارع انجام می‌شد.

در دهه ۱۹۸۰، با توسعه اولیه فناوری بیوفیلتراسیون، آبزی‌پروری دوره‌ای صنعتی مبتنی بر زمین پیشرفت قابل توجهی داشت. با افزایش شناخت از نقش حیاتی میکروارگانیسم‌ها در تصفیه آب، از بیوفیلترها و سایر تأسیسات در سیستم‌های آبزی‌پروری استفاده شد که به‌طور مؤثر مواد مضری مانند آمونیاک و نیتروژن را از آب حذف کردند و کیفیت و پایداری آب آبزی‌پروری را بهبود بخشیدند. همزمان، فناوری کنترل خودکار نیز شروع به برجسته‌شدن در بخش آبزی‌پروری کرد. تجهیزات خودکار ساده‌ای مانند دستگاه‌های تغذیه زمان‌بندی‌شده و سیستم‌های کنترل خودکار هوادهی معرفی شدند و بخش‌هایی از فرآیند آبزی‌پروری را به‌صورت اولیه خودکار کردند و از نیروی کار دستی کاسته شد. در این دوره، تعداد گونه‌های آبزی‌پروری به تدریج افزایش یافت. علاوه بر ماهی‌های تجاری سنتی، برخی میگو و صدف‌ها نیز شروع به استفاده از مدل‌های آبزی‌پروری دوره‌ای صنعتی کردند، دامنه فعالیت‌ها گسترش یافت و به تدریج این بخش به یک صنعت مهم در اروپا و ایالات متحده تبدیل شد.

در اوایل قرن بیست و یکم، با توسعه سریع علم مواد، مواد جدید مقاوم در برابر خوردگی، با استحکام بالا و نسبتاً کم‌هزینه مانند پی‌وی‌سی (PVC) و پلی‌اتیلن (PE) به‌طور گسترده در تأسیسات آبزی‌پروری و سیستم‌های لوله‌کشی مورد استفاده قرار گرفتند و این امر دوام و پایداری سیستم‌های آبزی‌پروری را به‌طور چشمگیری بهبود بخشید. همزمان، پیشرفت‌های عمده‌ای در فناوری نظارت بر کیفیت آب حاصل شد و انواع حسگرهای با دقت بالا ظهور کردند که قادر به نظارت دقیق و لحظه‌ای از پارامترهای کلیدی مانند دما، اکسیژن محلول، pH و نیتروژن آمونیاکی در آب آبزی‌پروری بودند. بر اساس این داده‌های نظارتی، سیستم‌های کنترل خودکار هوشمندتر شدند و به‌صورت خودکار عملکرد تجهیزات را بر اساس تغییرات کیفیت آب تنظیم می‌کردند و کنترل دقیق محیط آبزی‌پروری را محقق می‌ساختند. علاوه بر این، در زمینه‌های تغذیه زیستی و فناوری خوراک آبزی‌پروری، تحقیقات عمیقی درباره نیازهای تغذیه‌ای گونه‌های مختلف آبزی در مراحل رشد متفاوت انجام شد که منجر به توسعه فرمول‌های خوراک دقیق‌تری شد، کارایی مصرف خوراک را افزایش داد و آلودگی محیطی را کاهش داد. در این دوره، آبزی‌پروری چرخشی مبتنی بر زمین و کارخانه‌ای به‌سرعت در سراسر جهان توسعه یافت. مناطقی مانند آسیا و آمریکای جنوبی نیز شروع به ترویج و اجرای گسترده این مدل کردند که منجر به پرش کیفی در مقیاس و پیشرفت فناوری شد.

بررسی مزایای منحصر به فرد سیستم‌های آبزی‌پروری جریان عبوری

(I) عملکرد بالا، کارایی زیاد

سیستم‌های آبزی‌پروری جریان عبوری مانند یک «بهشت رشد فراموش‌ناشدنی» با دقت طراحی‌شده برای ماهی‌ها هستند. جریان مداوم آب نه تنها اکسیژن فراوانی فراهم می‌کند، بلکه تأمین‌کننده منابع غذایی غنی نیز می‌باشد. در این محیط برتر، ماهی‌ها در یک «باشگاه ورزشی پویا» زندگی می‌کنند، متابولیسم آن‌ها افزایش یافته و نرخ رشدشان به‌طور چشمگیری بالا می‌رود. در مقایسه با روش‌های سنتی آبزی‌پروری، سیستم‌های آبزی‌پروری جریان عبوری چرخه رشد را به‌طور قابل توجهی کوتاه‌تر کرده و عملکرد را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهند. در برخی از شیوه‌های آبزی‌پروری جریان عبوری با تراکم بالا، عملکرد می‌تواند به بیش از ۲۰۰ کیلوگرم در متر مربع برسد، که نسبت به استخرهای متداول ۴۰ درصد افزایش دارد. این بدین معناست که کشاورزان می‌توانند از مساحت یکسانی از آبزی‌پروری، ماهی بیشتری برداشت کنند و درآمد اقتصادی بیشتری کسب نمایند. (2) کیفیت عالی آب، حفظ سلامت

آب با کیفیت بالا برای رشد سالم ماهی‌ها حیاتی است و سیستم‌های آبزی‌پروری جریانی در این زمینه مزیت طبیعی قابل توجهی ارائه می‌دهند. آب در حال جریان مانند یک «نگهبان تمیزکننده» هوشمند عمل می‌کند و به‌سرعت دفعات ماهی و علوفه‌های باقی‌مانده را از بین می‌برد و خطر آلودگی آب را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد. در مقایسه با آبزی‌پروری سنتی در استخر، کیفیت آب در سیستم‌های آبزی‌پروری جریانی پایدارتر است، سطح اکسیژن محلول در آن بالاتر و غلظت مواد مضر مانند نیتروژن آمونیاکی و نیتریت پایین‌تر است. این کیفیت عالی آب نه تنها خطر بیماری ماهی‌ها و نیاز به دارو را کاهش می‌دهد، بلکه عادات شنا طبیعی ماهی‌ها را نیز رعایت می‌کند و باعث فعالیت بیشتر آن‌ها می‌شود؛ در نتیجه ماهی‌هایی سالم‌تر، خوش‌طعم‌تر و رقابتی‌تر در بازار تولید می‌شود.

(3) صرفه‌جویی در منابع و پایدار

با کم‌آبی فزاینده منابع آبی، مزایای پایدار سیستم‌های آبزی‌پروری جریان عبوری به‌مراتبه برجسته‌تر می‌شوند. این سیستم‌ها امکان بازیافت آب را فراهم می‌کنند. از طریق مجموعه‌ای از فناوری‌های پیشرفته تصفیه آب، پساب تولیدشده در حین فرآیند آبزی‌پروری تصفیه و به استاندارد مناسبی برای استفاده مجدد رسانده می‌شود و در نتیجه نیاز به آب تازه به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. آمارها نشان می‌دهند که نرخ بازیافت آب در سیستم‌های آبزی‌پروری جریان عبوری می‌تواند از ۹۰ درصد فراتر رود و تنها مقدار کمی آب که از طریق تبخیر و تخلیه فاضلاب از دست می‌رود باید جایگزین شود. علاوه بر این، سیستم‌های آبزی‌پروری جریان عبوری وابستگی به زمین را کاهش می‌دهند و امکان آبزی‌پروری با تراکم بالا را در فضای محدود فراهم کرده و کارایی استفاده از زمین را بهبود می‌بخشند. این روش آبزی‌پروری سبز و سازگار با محیط زیست نه تنها به حفاظت از محیط زیست کمک می‌کند، بلکه مطابق با مفهوم توسعه پایدار نیز است و زمینه‌ساز پایه‌ای محکم برای توسعه بلندمدت و پایدار صنعت شیلات می‌شود.

چشم‌انداز: آینده سیستم‌های آبزی‌پروری جریان عبوری

اگرچه سیستم‌های آبزی‌پروری جریان عبوری به عنوان یک مدل کلیدی در آبزی‌پروری مدرن، موفقیت‌های قابل توجهی داشته‌اند، اما همچنان با چالش‌هایی روبه‌رو هستند و فرصت‌های فراوانی برای توسعه در آینده ارائه می‌دهند.

از نظر چالش‌ها، هزینه یکی از موانع اصلی گسترش بیشتر سیستم‌های آبزی‌پروری جریان عبوری است. ایجاد یک سیستم جامع آبزی‌پروری جریان عبوری نیازمند سرمایه‌گذاری اولیه قابل توجهی در تجهیزات، ساخت محل و فناوری است. در طول بهره‌برداری، نگهداری تجهیزات، مصرف انرژی و به‌روزرسانی فناوری نیز هزینه‌های مستمری را به همراه دارند. این موضوع بار قابل توجهی برای آبزی‌پروران کوچک یا آنهایی که در مناطق کمتر توسعه‌یافته اقتصادی فعالیت می‌کنند، ایجاد می‌کند و گسترش گسترده سیستم‌های آبزی‌پروری جریان عبوری را محدود می‌سازد.

پایداری فنی نیز یکی از دغدغه‌های کلیدی است. هرچند فناوری کنونی آبزی‌پروری جریان عبوری نسبتاً بلوغ یافته است، اما کاربردهای عملی آن همچنان می‌تواند تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار گیرد، از جمله خرابی تجهیزات، تغییرات ناگهانی در کیفیت آب و تغییرات آب‌وهوا. مشکلات سیستم فنی می‌تواند محیط آبزی‌پروری را بدتر کند، رشد ماهی را مختل نماید و حتی باعث بیماری‌های گسترده و مرگ و میر شود که منجر به زیان‌های قابل توجهی برای پرورش‌دهندگان می‌شود. علاوه بر این، با افزایش تقاضا برای کیفیت و ایمنی فرآورده‌های آبزی، سیستم‌های آبزی‌پروری جریان عبوری با چالش‌های جدیدی در تضمین این کیفیت مواجه هستند. این امر مستلزم بهینه‌سازی مداوم فرآیندهای پرورش، تقویت مدیریت مصرف خوراک و داروها و بهبود سیستم‌های بازرسی کیفیت و ردیابی است.

با این حال، چشمانداز توسعه سیستم‌های آبزی‌پروری جریانی امیدوارکننده باقی می‌ماند. از نظر نوآوری فناوری، با پیشرفت مداوم علم و فناوری، مواد، تجهیزات و فناوری‌های جدیدی به طور مداوم ظهور خواهند کرد و زمینه‌سازی قوی برای ارتقای سیستم‌های آبزی‌پروری جریانی فراهم خواهند کرد. کاربرد تجهیزات هوشمند گسترده‌تر خواهد شد و از حسگرها، اینترنت اشیا و فناوری‌های داده‌های بزرگ برای نظارت جامع و لحظه‌ای و کنترل دقیق محیط آبزی‌پروری استفاده خواهد شد. سیستم‌های هوشمند تغذیه می‌توانند به صورت خودکار مقدار و زمان بخشیدن علوفه را بر اساس رشد ماهی و نیازهای تغذیه‌ای آن تنظیم کنند، که منجر به بهبود استفاده از علوفه و کاهش ضایعات می‌شود. سیستم‌های هوشمند نظارت و کنترل کیفیت آب قادر خواهند بود تغییرات کیفیت آب را به موقع تشخیص داده و تجهیزات مربوطه را به صورت خودکار فعال کنند تا کیفیت آب همواره در بهترین حالت حفظ شود. این امر نه تنها بازدهی آبزی‌پروری و کیفیت محصولات را بهبود می‌بخشد، بلکه هزینه‌های نیروی کار و پیچیدگی مدیریت را نیز بیشتر کاهش می‌دهد.

در همان زمان، ادغام با سایر بخش‌ها مسیرهای جدیدی را برای سیستم‌های آبگذر پرورش آبزیان فراهم خواهد کرد. به عنوان مثال، با ادغام این سیستم‌ها با فناوری‌های نوین انرژی مانند انرژی خورشیدی و بادی، می‌توان به خودکفایی انرژی دست یافت، وابستگی به منابع سنتی انرژی کاهش یافته و انتشار کربن کمتر شود که این امر پرورش آبزیان آبگذر را سازگارتر با محیط زیست و پایدارتر می‌کند. ادغام با صنایعی مانند گردشگری ماهیگیری و کشاورزی تفریحی، مدلی جامع از توسعه صنعت ماهیگیری را ایجاد خواهد کرد که پرورش آبزیان، تماشا، تجربه و آموزش را دربر می‌گیرد و وظایف و ارزش صنعت ماهیگیری را گسترش داده و منابع درآمدی کشاورزان را افزایش می‌دهد.

سیستم‌های آبزی‌پروری جریان عبوری بدون شک نقش مهم‌تری در توسعه آینده صنعت آبزی‌پروری ایفا خواهند کرد. این سیستم‌ها نه تنها به نیاز رو به رشد در زمینه محصولات آبزی با کیفیت بالا پاسخ خواهند داد، بلکه به مدرن‌سازی، هوشمندسازی و توسعه سبز آبزی‌پروری نیز کمک خواهند کرد و منجر به دستیابی به موقعیتی برد-برد از نظر منافع اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی خواهند شد. باور دارم که با تلاش مشترک تمامی طرف‌ها، آینده سیستم‌های آبزی‌پروری جریان عبوری سرشار از فرصت‌های بی‌شماری خواهد بود و سهم بیشتری در توسعه پایدار ماهی‌گیری جهانی ایفا خواهد کرد.