Течение-сквозное аквакультурное производство: Новая глава в ландшафте водного животноводства

Эволюция текучей аквакультуры

Текучая аквакультура, также известная как аквакультура с проточной водой, представляет собой метод, при котором непрерывный поток свежей воды из природного источника, такого как река, родник или скважина, проходит через единицы выращивания рыбы. Эта свежая вода поставляет кислород и удаляет отходы, создавая относительно стабильную и здоровую среду для водных организмов.

Происхождение проточной аквакультуры восходит к глубокой древности. Например, в некоторых горных районах с обильными источниками родниковой воды местные жители начали строить простые пруды вдоль ручьёв и использовать проточную родниковую воду для разведения рыбы тысячи лет назад. В Китае практика использования проточной воды горных источников для разведения рыбы имеет давнюю историю. Ещё в эпоху династии Сун соответствующие записи о разведении рыбы из горных источников можно найти в некоторых местных летописях, например, в «Синьань чжи» (新安志), написанной Ло Юанем в эпоху Южной династии Сун, где описывается ситуация с разведением рыбы из горных источников в этом регионе в то время.

На протяжении веков, с развитием человеческого общества и постоянным совершенствованием технологий аквакультуры, течение-сквозная аквакультура постепенно развивалась. В прошлом масштабы течение-сквозной аквакультуры были относительно небольшими, зачастую ограничиваясь мелкомасштабными семейными хозяйствами, где использовались простые земляные пруды и естественные водотоки. Ассортимент выращиваемых видов рыб также был ограничен — в основном это были распространённые пресноводные виды, подходящие к местным условиям качества воды и климата.

В современную эпоху, с развитием науки и технологий, текучее аквакультурное производство претерпело значительные изменения. Применение современных инженерных решений и оборудования повысило эффективность и производительность текучей аквакультуры. Для строительства прудов для выращивания рыбы используются высококачественные материалы, которые позволяют лучше поддерживать качество воды и предотвращать её утечку. Автоматическое оборудование для мониторинга качества воды может непрерывно отслеживать такие параметры, как содержание растворённого кислорода, значение pH и уровень аммиачного азота в воде, что позволяет своевременно регулировать расход воды и управлять качеством воды. В то же время селекция улучшенных пород рыб и повышение качества кормов также способствовали развитию текучей аквакультуры, увеличив урожайность и качество рыбы.

В настоящее время течение-сквозное аквакультурное производство играет важную роль в глобальной индустрии аквакультуры. Оно занимает значительную долю в производстве некоторых высокотоварных видов рыб, особенно в районах, где доступны подходящие водные ресурсы. Например, в некоторых регионах, богатых холодной водой, течение-сквозная аквакультура широко используется для выращивания форели и лосося, которым требуется высококачественная среда с холодной водой. Это не только обеспечивает стабильные поставки водных биоресурсов на рынок, но и способствует развитию смежных отраслей, таких как переработка и продажа рыбы, внося важный вклад в экономическое развитие и продовольственное обеспечение многих стран и регионов.

Преимущества течение-сквозной аквакультуры

Высокая урожайность и экономическая эффективность

Одним из наиболее заметных преимуществ текучей аквакультуры является её высокий потенциал урожайности. Постоянный поток воды в этой системе обеспечивает несколько преимуществ, способствующих увеличению производства. Прежде всего, движущаяся вода обеспечивает постоянное поступление кислорода. Кислород необходим для дыхания рыб, и более высокий уровень кислорода в воде позволяет рыбам расти более интенсивно. Например, на ферме по выращиванию форели с проточным водоснабжением хорошо насыщенная кислородом вода позволяет форели иметь более высокую скорость метаболизма, что, в свою очередь, стимулирует их рост.

Во-вторых, непрерывный поток воды также приносит свежие запасы пищи. По мере того как вода проходит через выростные установки, она переносит планктон и другие естественные источники питания, дополняя искусственный корм. Этот дополнительный источник пищи помогает рыбам получать больше питательных веществ, что способствует лучшему росту и более высокой продуктивности.

С точки зрения соотношения затрат и эффективности, текучая аквакультура имеет несколько преимуществ. Эффективное использование воды и относительно высокая плотность посадки означают, что на единицу площади можно произвести больше рыбы. Например, по сравнению с традиционным экстенсивным прудовым разведением в земляных прудах, текучие системы могут обеспечить значительно более высокую урожайность на квадратный метр. Более высокая урожайность на единицу площади фактически снижает стоимость единицы произведенной рыбы.

Кроме того, система помогает свести к минимуму потери корма. В хорошо спроектированной системе проточного типа скорость потока воды можно регулировать так, чтобы корм равномерно распределялся и рыба могла эффективно его потреблять. Поскольку несъеденный корм быстро выносится потоком воды, в зоне выращивания скапливается меньше отходов, что снижает расходы на корм и предотвращает загрязнение воды из-за разложения остатков корма. Кроме того, некоторые объекты аквакультуры с проточной системой изготавливаются из прочных материалов, которые можно многократно использовать в течение длительного времени, что дополнительно снижает долгосрочные инвестиционные затраты.

Качество воды и защита окружающей среды

Системы аквакультуры с проточным водоснабжением положительно влияют на управление качеством воды. Постоянный приток свежей воды и одновременное удаление сточных вод играют ключевую роль в поддержании высокого качества воды. По мере поступления свежей воды в рыбоводные установки она разбавляет накопившиеся вредные вещества, такие как аммиак, нитриты и органические отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности рыбы. Если этим вредным веществам позволяют накапливаться, они могут оказывать токсическое воздействие на рыбу, вызывая стресс, заболевания и даже гибель.

Например, аммиак является обычным побочным продуктом метаболизма рыбы. В системе со статичной водой, такой как традиционный грунтовый пруд, концентрация аммиака может постепенно возрастать, особенно при интенсивных условиях выращивания. Однако в проточной системе движущаяся вода быстро удаляет аммиак из зоны выращивания, поддерживая его концентрацию на безопасном для рыбы уровне.

Этот постоянный обмен воды также помогает поддерживать стабильную температуру и уровень pH. Свежая поступающая вода имеет относительно стабильную температуру и pH, что смягчает резкие изменения в среде выращивания. Например, летом, когда внешняя температура высокая, прохладная входящая вода может предотвратить перегрев воды в рыбоводных установках, обеспечивая более комфортные условия для рыбы.

С точки зрения охраны окружающей среды, текучее аквакультурное производство является более устойчивым вариантом по сравнению с некоторыми традиционными методами аквакультуры. Поскольку сточные воды постоянно удаляются и могут отдельно обрабатываться, это снижает вероятность загрязнения природных водных объектов. Напротив, аквакультура в земляных прудах зачастую сбрасывает неочищенные или плохо очищенные сточные воды непосредственно в близлежащие реки или озёра, что может вызвать эвтрофикацию и нанести вред водной экосистеме.

Кроме того, некоторые передовые поточные системы аквакультуры предназначены для повторного использования воды. После очистки сточных вод от примесей и вредных веществ её можно повторно использовать в процессе аквакультуры. Это не только снижает потребность в пресной воде, но и минимизирует воздействие на окружающую среду.

Ускоренный рост и улучшенное качество

Течение воды в поточных системах аквакультуры стимулирует метаболизм рыб, что, в свою очередь, ускоряет темпы их роста. Когда рыбы находятся в условиях движущегося потока воды, им необходимо постоянно плавать, чтобы сохранять своё положение — это своего рода физическая нагрузка. Такая нагрузка увеличивает активность мышц и скорость обмена веществ. Точно так же, как регулярные физические упражнения помогают людям быть более энергичными и здоровыми, двигательная активность рыб в проточной воде делает их более выносливыми и способствует их росту.

Например, исследования показали, что лосось, выращенный в системах проточного типа, растет быстрее, чем в прудах со статичной водой. Постоянный поток воды заставляет лосося плавать против течения, что укрепляет его мышцы и улучшает пищеварение и способность усваивать питательные вещества. В результате он может более эффективно преобразовывать корм в мышечную массу, достигая более быстрого роста.

Помимо скорости роста, улучшается и качество рыбы, выращенной в текучих системах. Чистая и насыщенная кислородом вода, а также стабильные экологические условия создают благоприятную среду обитания для рыбы. В таких условиях рыба испытывает меньший стресс, что может привести к более высокому качеству мяса. Мясо рыбы, выращенной в текучих системах, обычно более плотное, имеет более приятный вкус и повышенную питательную ценность. Например, содержание омега-3 жирных кислот в рыбе, выращенной в высококачественных текучих системах, зачастую выше, что положительно сказывается на здоровье человека. Снижение уровня стресса у рыбы также означает, что она меньше подвержена заболеваниям, что уменьшает необходимость в использовании антибиотиков и других лекарственных препаратов, делая рыбу более полезным и безопасным продуктом питания для потребителей.

Текучие системы аквакультуры против аквакультуры в земляных прудах: сравнительный анализ

Среда выращивания

В текучей аквакультуре среда для роста является высококонтролируемой. Температуру воды можно регулировать в определённых пределах в соответствии с требованиями выращиваемых видов. Например, на текучей ферме по выращиванию лосося температуру воды можно поддерживать на уровне около 10–15 °C, что является оптимальным диапазоном температур для роста лосося. Постоянная подача свежей воды обеспечивает высокое качество воды с низким содержанием загрязняющих веществ и стабильным значением pH. Высокое содержание растворённого кислорода также характерно для текучих систем, поскольку движущаяся вода постоянно обогащается кислородом, что благоприятно сказывается на росте и здоровье рыб.

Напротив, аквакультура в грунтовых прудах сильно зависит от природной среды. Температура воды в таких прудах меняется в зависимости от времени года и ежедневных погодных условий. Летом температура воды в прудах может подниматься слишком высоко, выходя за пределы оптимального диапазона для некоторых видов рыб, что вызывает у них стресс и негативно сказывается на росте. Качество воды в грунтовых прудах также сложнее поддерживать на стабильном уровне. Вода контактирует с почвой на дне пруда, и вещества из почвы могут растворяться в воде, влияя на её качество. Например, выделение питательных веществ из почвы может привести к чрезмерному цветению водорослей в пруду, что вызывает дефицит кислорода в ночное время и вредит рыбам. Кроме того, содержание растворённого кислорода в грунтовых прудах в основном обеспечивается за счёт естественной аэрации и фотосинтеза водных растений. При неблагоприятных погодных условиях, например, в периоды продолжительной облачности, фотосинтез водных растений замедляется, в результате чего в воде пруда возникает недостаток растворённого кислорода, что угрожает выживанию рыб.

Сложность управления

Течение — в аквакультуре требуется относительно высокий уровень управленческих навыков и профессиональное оборудование. Во-первых, эксплуатация и обслуживание оборудования для регулирования потока воды, приборов для контроля качества воды и систем подачи корма требуют подготовленного персонала. Например, скорость потока воды необходимо корректировать в зависимости от стадии роста рыбы и состояния качества воды. Если скорость потока слишком высока, это может привести к чрезмерным энергозатратам рыбы на преодоление течения, а если слишком низка — это может не обеспечить эффективное удаление отходов и поддержание качества воды.

Во-вторых, решение потенциальных проблем в системе, таких как сбои оборудования или резкие изменения качества воды, требует быстрой реакции и профессиональных знаний. В случае неисправности прибора контроля качества воды необходимо своевременно обнаружить и устранить её, чтобы гарантировать постоянный контроль качества воды.

С другой стороны, аквакультура в земляных прудах относительно проще в некоторых аспектах управления. Инфраструктура земляных прудов является сравнительно базовой и в определенной степени зависит от природных условий, таких как солнечный свет и дождь. Однако у неё есть и свои управленческие трудности. Контроль качества воды в земляных прудах — сложная задача. Часто требуется регулярное тестирование качества воды и использование средств для её улучшения. Например, применение извести для регулирования уровня pH воды и пробиотиков для улучшения среды качества воды. Профилактика и борьба с заболеваниями в земляных прудах также затруднительны. Из-за относительно открытой среды земляных прудов рыба легче подвергается заражению патогенами извне. Как только заболевание возникает, часто бывает трудно быстро изолировать и лечить поражённую рыбу, и болезнь может быстро распространиться по пруду, вызывая значительные потери.

Экономические преимущества

Текущее аквакультурное производство обычно имеет высокие урожаи благодаря благоприятным условиям для роста и эффективному управлению. В системах проточного типа можно выращивать ценные виды рыб, а высокая плотность посадки и быстрый рост рыб обеспечивают высокую экономическую отдачу. Например, на хорошо управляемой ферме по выращиванию осетровых годовой выход продукции с единицы площади может быть относительно высоким, а продукты осетровых, такие как икра и мясо осетра, пользуются на рынке большим спросом и продаются по высоким ценам. Однако инвестиции в проточное аквакультурное производство также значительны. Строительство сооружений, приобретение оборудования и расходы на повседневную эксплуатацию и управление, включая затраты на электроэнергию для циркуляции воды и обработки качества воды, являются сравнительно высокими. Тем не менее, в целом, при выращивании ценных пород рыбы высокие затраты могут компенсироваться высокой стоимостью продукции, обеспечивая хорошую экономическую выгоду.

Аквакультура в земляных прудах требует меньших инвестиционных затрат. Строительство земляных прудов относительно простое, а оборудование, необходимое для них, не такое сложное, как в текучей системе аквакультуры. Стоимость аренды земли и базовых объектов сравнительно невысока. Однако продуктивность аквакультуры в земляных прудах зачастую ограничена природными условиями и относительно экстенсивным режимом управления. Плотность посадки рыбы в земляных прудах не может быть слишком высокой, чтобы избежать ухудшения качества воды и вспышек заболеваний. Поэтому общий экономический доход оказывается ниже по сравнению с текучей системой аквакультуры при выращивании высокотоварной рыбы. Кроме того, цена продукции, полученной в земляных прудах, чаще подвержена рыночным колебаниям. Поскольку качество и скорость роста рыбы в земляных прудах могут варьироваться в большей степени из-за природных факторов, стабильное качество продукции поддерживать труднее, что может привести к более значительным колебаниям цен и относительно нестабильным экономическим результатам.

Заключение: Будущее текучего метода в аквакультуре

В заключение можно сказать, что текучий метод в аквакультуре имеет долгую историю и непрерывно развивался, превращаясь в современный и эффективный метод выращивания водных организмов. Его преимущества, включая высокий потенциал продуктивности, экономическую эффективность, отличное управление качеством воды, экологические достоинства, а также способность ускорять рост рыб и повышать качество продукции, делают этот метод весьма перспективным направлением в аквакультуре.

По сравнению с прудовым разведением в грунтовых прудах текучий метод демонстрирует очевидное превосходство в контроле условий среды обитания, хотя и требует более высокого уровня управления. С точки зрения экономической выгоды, несмотря на значительные первоначальные инвестиции, высокая рентабельность текучего метода при выращивании определённых видов может обеспечить существенный доход.

В перспективе, с постоянным развитием технологий, течение-сквозное аквакультуры ожидается еще больший прогресс. Интеграция более передовых систем автоматизации и интеллектуального управления дополнительно повысит эффективность управления и снизит затраты на рабочую силу. Например, могут быть разработаны модели прогнозирования качества воды на основе искусственного интеллекта для более точной корректировки скорости потока воды и параметров качества воды в режиме реального времени.

Кроме того, в контексте глобального устойчивого развития экологичные особенности текучих систем аквакультуры будут способствовать их всё большей популярности. По мере роста потребительского спроса на высококачественную и устойчивую продукцию аквакультуры, текучие системы аквакультуры, которые позволяют производить здоровую и высококачественную рыбу с меньшим воздействием на окружающую среду, будут играть всё более важную роль в удовлетворении этого рыночного спроса. Предсказуемо, что в будущем текучие системы аквакультуры получат более широкие перспективы развития в глобальной индустрии аквакультуры, способствуя устойчивому предложению водных продуктов и развитию экономики аквакультуры.