Flow-through aquacultuur: Een nieuw hoofdstuk in het aquatische landbouwlandschap

De Evolutie van Doorstroomaquacultuur

Doorstroomaquacultuur, ook wel doorlopende-wateraquacultuur genoemd, is een methode waarbij een continue aanvoer van vers water uit een natuurlijke bron zoals een rivier, bron of put wordt geleid door de viskweekeenheden. Dit verse water voert zuurstof toe en verwijdert afvalstoffen, waardoor een relatief stabiele en gezonde omgeving wordt gecreëerd voor de aquatische organismen.

De oorsprong van doorstromingsaquacultuur gaat terug tot de oudheid. Zo begon de lokale bevolking in sommige bergachtige gebieden met overvloedig bronwater duizenden jaren geleden met het aanleggen van eenvoudige visvijvers langs de beken en het gebruiken van het stromende bronwater om vis te kweken. In China heeft het gebruik van stromend water uit bergbronnen om vis te kweken een lange geschiedenis. Al in de Song-dynastie zijn relevante verslagen over de viskweek in bergbronnen te vinden in sommige lokale kronieken, zoals de "Xin'an Zhi" (新安志), geschreven door Luo Yuan tijdens de Zuidelijke Song-dynastie, waarin de situatie met betrekking tot de viskweek in bergbronnen in die tijd werd beschreven.

Door de eeuwen heen, met de ontwikkeling van de menselijke samenleving en de voortdurende verbetering van aquacultuurtechnologie, heeft doorstroomaquacultuur zich geleidelijk ontwikkeld. In het verleden was de schaal van doorstroomaquacultuur relatief klein, vaak beperkt tot op gezinsbasis bedrijvende kleine operaties, die hoofdzakelijk gebruikmaakten van eenvoudige aarden vijvers en natuurlijke waterlopen. Het aantal vissoorten dat werd gekweekt, was eveneens beperkt, meestal gangbare zoetwatervissoorten die geschikt waren voor de lokale waterkwaliteit en klimaatcondities.

In moderne tijden, met de vooruitgang van wetenschap en technologie, heeft doorstroomaquacultuur aanzienlijke veranderingen ondergaan. De toepassing van moderne techniek en apparatuur heeft de efficiëntie en productiviteit van doorstroomaquacultuur verbeterd. Er worden hoogwaardige materialen gebruikt om viskweekvijvers te bouwen, waardoor de waterkwaliteit beter kan worden gehandhaafd en waterverlies kan worden voorkomen. Automatische waterkwaliteitsmonitoringapparatuur kan continu parameters zoals opgeloste zuurstof, pH-waarde en ammoniumstikstofgehalte in het water monitoren, zodat de waterstroom en het waterkwaliteitsbeheer tijdig kunnen worden aangepast. Tegelijkertijd hebben ook de kweek van verbeterde vissoorten en de verbetering van de voerkwaliteit bijgedragen aan de ontwikkeling van doorstroomaquacultuur, wat de opbrengst en kwaliteit van vis heeft verhoogd.

Tegenwoordig speelt doorstroomaquacultuur een cruciale rol in de wereldwijde aquacultuurindustrie. Het vertegenwoordigt een aanzienlijk aandeel in de productie van bepaalde hoogwaardige vissoorten, met name in gebieden waar geschikte waterbronnen beschikbaar zijn. Bijvoorbeeld in sommige regio's die rijk zijn aan koud water, wordt doorstroomaquacultuur veel gebruikt voor de teelt van forel en zalm, die een kwalitatief hoogwaardig koudwatermilieu vereisen. Het levert niet alleen een stabiele aanvoer van aquatische producten aan de markt, maar bevordert ook de ontwikkeling van gerelateerde industrieën zoals visverwerking en -verkoop, en draagt daarmee bij aan de economische ontwikkeling en voedselvoorziening van vele landen en regio's.

De Voordelen van Doorstroomaquacultuur

Hoge Opbrengst en Kosteneffectief

Een van de meest opvallende voordelen van doorstroomaquacultuur is het hoge opbrengstpotentieel. De continue waterstroom in dit systeem biedt verschillende voordelen die bijdragen aan een hogere productie. Ten eerste zorgt de stromende water voor een constante aanvoer van zuurstof. Zuurstof is essentieel voor de ademhaling van vissen, en een hoger zuurstofgehalte in het water stelt vissen in staat om krachtiger te groeien. Bijvoorbeeld, in een doorstroomforellenboerderij maakt goed gezuurstoffd water het mogelijk dat de forel een sneller metabolisme heeft, wat op zijn beurt de groei bevordert.

Ten tweede zorgt de continue waterstroom ook voor een verse aanvoer van voedsel. Naarmate het water door de opfokunits stroomt, voert het plankton en andere natuurlijke voedselbronnen aan, die de kunstmatige voeding aanvullen. Deze extra voedselbron helpt de vissen om meer voedingsstoffen binnen te krijgen, wat leidt tot betere groei en hogere opbrengsten.

Wat betreft kosten-effectiviteit heeft doorstroomaquacultuur verschillende voordelen. De efficiënte gebruikmaking van water en de relatief hoge bezettingsdichtheid betekenen dat er meer vis per eenheid oppervlakte kan worden geproduceerd. In vergelijking met traditionele uitgebreide moddervijvercultuur kunnen doorstroomsystemen bijvoorbeeld een veel hogere opbrengst per vierkante meter behalen. Deze hogere opbrengst per eenheid oppervlakte verlaagt effectief de kosten per eenheid geproduceerde vis.

Bovendien helpt het systeem voedselverspilling te minimaliseren. In een goed ontworpen doorstroomsysteem kan de waterstroom worden afgesteld om ervoor te zorgen dat het voer gelijkmatig wordt verdeeld en dat de vissen het efficiënt kunnen opnemen. Omdat ongegeten voer snel wordt afgevoerd door het stromende water, is er minder ophoping van restvoer in het opfokgebied, wat de voerkosten verlaagt en tevens watervervuiling door vergaan voer voorkomt. Daarnaast zijn sommige doorstroomaquacultuurfaciliteiten gemaakt van duurzame materialen die lange tijd hergebruikt kunnen worden, waardoor de langetermijninvesteringkosten verder worden verlaagd.

Waterkwaliteit en milieubescherming

Flow-through aquacultuursystemen hebben een positief effect op het beheer van waterkwaliteit. De continue toevoer van vers water en de gelijktijdige verwijdering van afvalwater spelen een cruciale rol bij het behouden van een goede waterkwaliteit. Naarmate vers water de viskweekeenheden binnenstroomt, verdunt het eventueel opgehoopte schadelijke stoffen zoals ammoniak, nitriet en organisch afval dat door de vissen wordt geproduceerd. Deze schadelijke stoffen kunnen giftig zijn voor de vissen als ze zich ophopen, wat kan leiden tot stress, ziekte en zelfs dood.

Bijvoorbeeld: ammoniak is een veelvoorkomend bijproduct van de vismetabolisme. In een statisch watersysteem, zoals een traditionele aarden vijver, kan ammoniak zich opbouwen in de loop van tijd, met name bij intensieve kweekomstandigheden. In een flow-through systeem echter, wordt de ammoniak snel afgevoerd uit de kweekzone, waardoor de concentratie op een veilig niveau voor de vissen blijft.

Deze constante wateruitwisseling helpt ook om een stabiele watertemperatuur en pH-niveaus te behouden. Het verse binnenkomende water heeft een relatief stabiele temperatuur en pH, waardoor plotselinge veranderingen in het opfokmilieu worden gecompenseerd. Bijvoorbeeld in de zomer, wanneer de buitentemperatuur hoog is, kan het koele binnenkomende water voorkomen dat het water in de visopfokunits oververhit raakt, waardoor er een comfortabelere omgeving voor de vissen wordt geboden.

Vanuit milieubescherming gezien is doorstroomaquacultuur een duurzamere optie in vergelijking met sommige traditionele aquacultuurmethoden. Omdat het afvalwater continu wordt verwijderd en apart kan worden behandeld, wordt de kans op vervuiling van omliggende natuurlijke waterlichamen verkleind. In tegenstelling tot vijveraquacultuur met aarden bassins wordt daar vaak onbehandeld of slecht behandeld afvalwater rechtstreeks geloosd in nabijgelegen rivieren of meren, wat kan leiden tot eutrofiëring en schade aan het aquatische ecosysteem.

Bovendien zijn sommige geavanceerde doorstroomsysteem voor aquacultuur ontworpen om water te hergebruiken. Nadat het afvalwater is behandeld om onzuiverheden en schadelijke stoffen te verwijderen, kan het opnieuw worden gebruikt in het aquacultuurproces. Dit vermindert niet alleen de behoefte aan vers water, maar beperkt ook de milieubelasting van de aquacultuuractiviteit.

Versnelde groei en verbeterde kwaliteit

Het stromende water in doorstroomsystemen voor aquacultuur stimuleert het metabolisme van de vissen, waardoor hun groeisnelheid toeneemt. Wanneer vissen zich in een omgeving met stromend water bevinden, moeten ze voortdurend zwemmen om hun positie te behouden, wat een vorm van lichaamsbeweging is. Deze beweging verhoogt hun spieractiviteit en stofwisseling. Net zoals regelmatige lichaamsbeweging mensen energieker en gezonder maakt, zorgt de fysieke activiteit van vissen in stromend water ervoor dat ze robuuster worden en sneller groeien.

Bijvoorbeeld, onderzoeken hebben aangetoond dat zalm die wordt opgekweekt in doorstroomsystemen sneller groeit dan zalm in stilstaande waterpoelen. De constante waterstroom dwingt de zalm om tegen de stroming in te zwemmen, wat hun spieren versterkt en hun spijsvertering en voedingsstoffenopname verbetert. Daardoor kunnen ze het voer efficiënter omzetten in lichaamsmassa, waardoor een snellere groei wordt bereikt.

Naast de groeisnelheid wordt ook vaak de kwaliteit van de vis die wordt geproduceerd in doorstroomsystemen verbeterd. Het schone en goed geoxideerde water, samen met de stabiele omgevingsomstandigheden, creëert een gunstige leefomgeving voor de vis. In een dergelijke omgeving zijn vissen minder gestrest, wat kan leiden tot vlees van betere kwaliteit. Het vlees van in doorstroomsystemen gekweekte vis is meestal steviger, heeft een aangenamere smaak en een hogere voedingswaarde. Bijvoorbeeld het gehalte aan omega-3 vetzuren in vis die wordt opgekweekt in hoogwaardige doorstroomsystemen is vaak hoger, wat gunstig is voor de menselijke gezondheid. De verminderde stress bij de vis betekent ook dat ze minder vatbaar zijn voor ziekten, waardoor de noodzaak voor antibiotica en andere medicijnen afneemt, waardoor de vis een gezondere en veiligere voedselkeuze wordt voor consumenten.

Doorstroomaquacultuur versus aquacultuur in aarden vijvers: een vergelijkende analyse

Groeiomgeving

Bij doorstroomaquacultuur is het groeimilieu zeer goed regelbaar. De watertemperatuur kan gedeeltelijk worden gereguleerd volgens de eisen van de gekweekte soort. Bijvoorbeeld, in een doorstroomsalmonde kwekerij kan de watertemperatuur worden gehandhaafd op ongeveer 10 - 15°C, wat het optimale temperatuurbereik is voor de groei van zalm. De continue aanvoer van vers water zorgt voor hoogwaardig water, met lage concentraties verontreinigende stoffen en een stabiele pH-waarde. Rijke hoeveelheden opgeloste zuurstof zijn ook kenmerkend voor doorstroomsystemen, aangezien het stromende water voortdurend zuurstof aanvult, wat gunstig is voor de groei en gezondheid van de vissen.

Daarentegen wordt de aquacultuur in aarden vijvers sterk beïnvloed door het natuurlijke milieu. De watertemperatuur in aarden vijvers verandert met de seizoenen en de dagelijkse weersomstandigheden. In de zomer kan de watertemperatuur in vijvers te hoog oplopen, waardoor het boven het geschikte temperatuurbereik komt voor sommige vissoorten, wat stress bij de vissen kan veroorzaken en hun groei kan beïnvloeden. De kwaliteit van het water in aarden vijvers is ook moeilijker stabiel te beheersen. Het water staat in contact met de bodem van de vijver, en stoffen in de bodem kunnen in het water oplossen, wat de waterkwaliteit beïnvloedt. Bijvoorbeeld kan het vrijkomen van voedingsstoffen uit de bodem leiden tot een overmatige algenbloei in de vijver, wat 's nachts kan resulteren in zuurstoftekort en schadelijk is voor de vissen. Daarnaast wordt de opgeloste zuurstof in aarden vijvers hoofdzakelijk geleverd door natuurlijke beluchting en de fotosynthese van waterplanten. Bij slechte weersomstandigheden, zoals aanhoudend bewolkte dagen, wordt de fotosynthese van waterplanten geremd, wat leidt tot onvoldoende opgeloste zuurstof in het vijverwater en het overleven van de vissen in gevaar brengt.

Beheersmoeilijkheid

Doorstroomaquacultuur vereist relatief hoge beheersvaardigheden en professionele apparatuur. Ten eerste is voor de bediening en onderhoud van waterstroomregelapparatuur, waterkwaliteitsmonitoringinstrumenten en voederafgiftesystemen geschoold personeel nodig. Bijvoorbeeld moet de waterstroomsnelheid worden aangepast aan het groeistadium van de vis en de situatie van de waterkwaliteit. Als de waterstroomsnelheid te hoog is, kan dit leiden tot een te hoog energieverbruik van de vis door tegen de stroming in te moeten zwemmen, terwijl een te lage stroomsnelheid mogelijk niet effectief afval kan verwijderen en de waterkwaliteit kan behouden.

Ten tweede zijn snelle reacties en professionele kennis vereist om mogelijke problemen in het systeem aan te pakken, zoals storingen in apparatuur en plotselinge veranderingen in waterkwaliteit. In geval van een defect aan het waterkwaliteitsmonitoringinstrument zijn tijdige detectie en reparatie nodig om ervoor te zorgen dat de waterkwaliteit altijd onder controle blijft.

Aan de andere kant is aquacultuur in aarden vijvers in sommige opzichten relatief eenvoudiger in het beheer. De infrastructuur van aarden vijvers is relatief basis, en is grotendeels afhankelijk van natuurlijke omstandigheden zoals zonlicht en regenval. Toch kent het ook specifieke beheersuitdagingen. Het beheersen van de waterkwaliteit in aarden vijvers is een complexe taak. Regelmatig waterkwaliteitstesten en het gebruik van middelen ter verbetering van de waterkwaliteit zijn vaak noodzakelijk. Bijvoorbeeld het gebruik van kalk om de pH-waarde van het water aan te passen, en probiotica om het watermilieu te verbeteren. Ziektepreventie en -bestrijding in aarden vijvers is eveneens lastig. Vanwege het relatief open karakter van aarden vijvers zijn vissen gevoeliger voor besmetting met ziekteverwekkers van buitenaf. Zodra een ziekte uitbreekt, is het vaak moeilijk om de besmette vissen snel te isoleren en te behandelen, waardoor de ziekte zich snel door de vijver kan verspreiden en aanzienlijke verliezen kan veroorzaken.

Economische Voordelen

Flow-through aquacultuur heeft meestal hoge opbrengsten vanwege het gunstige groeimilieu en efficiënt beheer. High-value vissoorten kunnen worden gekweekt in flow-through systemen, en dankzij de hoge bezettingsdichtheid en snelle groei van de vissen kunnen aanzienlijke economische rendementen worden behaald. Bijvoorbeeld, op een goed beheerde flow-through steurboerderij kan de jaarlijkse opbrengst per oppervlakte-eenheid relatief hoog zijn, terwijl steurproducten zoals kaviaar en steurvlees op de markt in grote vraag zijn en hoge prijzen opleveren. Echter, de investeringen voor flow-through aquacultuur zijn ook groot. De bouw van installaties, de aanschaf van apparatuur en de kosten voor dagelijks bedrijf en beheer, inclusief elektriciteitsverbruik voor watercirculatie en waterkwaliteitsbehandeling, zijn relatief hoog. Toch kunnen bij de teelt van high-value vissoorten de hoge kosten worden gecompenseerd door de waardevolle productie, wat goede economische voordelen oplevert.

De investeringskosten voor aquacultuur in aarden vijvers zijn lager. De aanleg van aarden vijvers is relatief eenvoudig en de benodigde apparatuur is niet zo geavanceerd als bij doorstroomaquacultuur. De kosten voor het pachten van land en basisfaciliteiten zijn relatief laag. De opbrengst van aquacultuur in aarden vijvers wordt echter vaak beperkt door natuurlijke omstandigheden en een relatief uitgebreide manier van beheer. De bezettingsdichtheid van vis in aarden vijvers mag niet te hoog zijn om verslechtering van de waterkwaliteit en uitbraken van ziekten te voorkomen. Daarom is de totale economische opbrengst vaak lager dan bij doorstroomaquacultuur voor vissoorten met een hoge waarde. Bovendien wordt de prijs van producten uit aquacultuur in aarden vijvers vaak sterker beïnvloed door marktschommelingen. Aangezien de kwaliteit en groeisnelheid van vis in aarden vijvers meer kunnen variëren door natuurlijke factoren, is het moeilijker om een stabiele productkwaliteit te behouden, wat kan leiden tot grotere prijsschommelingen en relatief instabiele economische resultaten.

Conclusie: De toekomst van doorstroomaquacultuur

Kortom, doorstroomaquacultuur heeft een lange geschiedenis en is voortdurend geëvolueerd tot een moderne en efficiënte vorm van aquacultuur. De voordelen, waaronder hoge opbrengstpotentie, kosteneffectiviteit, uitstekend waterkwaliteitsbeheer, milieubeschermende kenmerken en de mogelijkheid om visgroei te versnellen en productkwaliteit te verbeteren, maken dit tot een veelbelovende aanpak binnen de aquacultuur.

In vergelijking met aquacultuur in aarden vijvers blijkt doorstroomaquacultuur duidelijk superieur te zijn wat betreft controle over de groeiomgeving, hoewel het ook hogere eisen stelt aan het beheer. Op economisch vlak brengen de hoge opbrengsten van doorstroomaquacultuur voor bepaalde soorten aanzienlijke rendementen, ondanks de grote initiële investering.

Op de lange termijn wordt verwacht dat doorstroomaquacultuur nog grotere vooruitgang zal boeken met de voortdurende ontwikkeling van technologie. De integratie van geavanceerdere automatisering en intelligente regelsystemen zal de beheerefficiëntie verder verbeteren en de arbeidskosten verlagen. Bijvoorbeeld kunnen op kunstmatige intelligentie gebaseerde modellen voor waterkwaliteitsvoorspelling worden ontwikkeld om de waterdoorvoersnelheden en waterkwaliteitsparameters nog nauwkeuriger in real-time aan te passen.

Daarnaast zal, in het kader van duurzame wereldwijde ontwikkeling, de milieuvriendelijke karakteristiek van doorstroomaquacultuur ervoor zorgen dat deze steeds populairder wordt. Naarmate de vraag van consumenten naar hoogwaardige en duurzame aquatische producten blijft toenemen, zal doorstroomaquacultuur, die gezonde en hoogwaardige vis kan produceren met minder milieubelasting, een steeds belangrijkere rol spelen bij het voldoen aan deze marktvraag. Het is te verwachten dat doorstroomaquacultuur in de toekomst een bredere ontwikkelingsruimte zal krijgen binnen de mondiale aquacultuurindustrie, en zo zal bijdragen aan het duurzaam aanbod van aquatische producten en de ontwikkeling van de aquacultuureconomie.