Раскрытие системы аквакультуры с проточным водоснабжением: ключ к инновациям в аквакультуре

Возвращаясь к истокам: прошлое и настоящее текучих аквакультурных систем

Системы текучего аквакультурного хозяйства не являются современным изобретением; они имеют долгую историю. В Китае практика рыбоводства с использованием горной родниковой воды в уезде Сюньнин восходит к династиям Тан и Сун. Регион обладает уникальными природными условиями: высокие горы, густые леса, разветвлённая сеть рек, множество ручьёв и прудов, а также прозрачная, чистая вода. Жители деревень использовали обилие водных и кормовых ресурсов гор, а также уникальные местные популяции рыб. Они строили рыбные пруды вдоль горных ручьёв, на деревенских тропах, перед и позади домов, а также во дворах, используя горные источники для разведения рыбы. Так сформировалась система сельскохозяйственного культурного наследия, основанная на текучем аквакультурном хозяйстве, интегрированном с экологическим сельским и рыбным хозяйством. Этот метод рыбоводства передаётся из поколения в поколение уже тысячи лет и по-прежнему остаётся актуальным. Экспертное исследование, организованное уездом Сюньнин, подтвердило, что в уезде существует более 3000 древних рыбных прудов, построенных в разные исторические периоды, которые сохранили полную историческую летопись развития рыбоводства с использованием горной родниковой воды — от зарождения до зрелости.

Системы текучего аквакультурного хозяйства также прошли длительный процесс развития за рубежом. Начиная с 1960-х годов развитые страны, такие как страны Европы и США, начали осваивать наземные рециркуляционные аквакультурные комплексы фабричного масштаба — передовой вид проточного аквакультурного хозяйства. Ранние наземные рециркуляционные системы аквакультуры фабричного типа были относительно простыми: они в основном предусматривали создание предварительного водяного циркуляционного контура и использовали простые фильтрационные устройства для первичной очистки воды, что обеспечивало ограниченную очистку и повторное использование воды. В этот период аквакультура имела небольшие масштабы, а технологии ещё не были совершенными. Это было скорее новой концепцией и экспериментом, проводимым в ограниченных масштабах в научно-исследовательских учреждениях и на фермах.

В 1980-х годах с первоначальным развитием технологии биофильтрации наземное фабричное рециркуляционное аквакультурное производство достигло значительного прогресса. По мере роста понимания ключевой роли микроорганизмов в очистке воды, биофильтры и другие сооружения начали применяться в системах аквакультуры, эффективно удаляя вредные вещества, такие как аммиак и азот, из воды, что способствовало улучшению качества и стабильности водной среды в аквакультуре. В то же время автоматизированные системы управления также начали приобретать важное значение в секторе аквакультуры. Были внедрены простые автоматизированные устройства, такие как дозаторы корма с таймером и системы автоматического управления аэраторами, что позволило частично автоматизировать некоторые процессы в аквакультуре и снизить потребность в ручном труде. В этот период постепенно увеличивалось количество видов аквакультуры. Помимо традиционных промысловых рыб, некоторые виды креветок и моллюсков также начали использовать фабричные рециркуляционные модели аквакультуры, расширяя масштабы производства и постепенно становясь значительной отраслью в Европе и США.

В начале XXI века с быстрым развитием науки о материалах новые коррозионно-стойкие, высокопрочные и относительно недорогие материалы, такие как ПВХ и полиэтилен, получили широкое распространение в объектах аквакультуры и трубопроводных системах, значительно повысив долговечность и устойчивость систем аквакультуры. Одновременно были достигнуты крупные прорывы в технологии мониторинга качества воды: появились различные высокоточные датчики, способные точно и в режиме реального времени отслеживать ключевые параметры, такие как температура, содержание растворённого кислорода, pH и концентрация аммиачного азота в воде для аквакультуры. На основе этих данных мониторинга системы автоматического управления стали более интеллектуальными, автоматически регулируя работу оборудования в зависимости от изменений качества воды и обеспечивая точный контроль условий среды в аквакультуре. Кроме того, в областях биологического питания и технологий кормления в аквакультуре были проведены углублённые исследования потребностей различных видов культурных гидробионтов в питательных веществах на разных стадиях роста, что позволило разработать более точные формулы кормов, повысить эффективность их использования и снизить загрязнение окружающей среды. В этот период наземная фабричная замкнутая аквакультура быстро развивалась по всему миру. Регионы Азии и Южной Америки также начали активно продвигать и внедрять эту модель, что привело к качественному скачку как в масштабах, так и в технологическом уровне.

Изучение уникальных преимуществ проточных систем аквакультуры

(I) Высокая производительность, высокая эффективность

Проточные системы аквакультуры подобны тщательно созданным «райским условиям для быстрого роста» рыб. Постоянный поток воды обеспечивает не только обилие кислорода, но и богатые ресурсы пищи. В этой превосходной среде рыбы живут словно в динамичном «фитнес-зале», их метаболизм ускоряется, а темпы роста значительно увеличиваются. По сравнению с традиционными методами аквакультуры проточные системы существенно сокращают цикл выращивания и значительно повышают урожайность. В некоторых практиках интенсивного проточного выращивания урожайность может достигать более чем 200 килограммов на квадратный метр, что на 40% выше, чем в обычных прудах. Это означает, что фермеры могут собирать больше рыбы с той же площади аквакультуры, получая более высокую экономическую отдачу. (2) Отличное качество воды, поддержание здоровья

Качественная вода имеет решающее значение для здорового роста рыбы, и текучие системы аквакультуры предоставляют здесь естественное преимущество. Поток воды действует как добросовестный «охранник чистоты», оперативно удаляя рыбьи отходы и остатки корма, значительно снижая риск загрязнения воды. По сравнению с традиционным прудовым рыбоводством, качество воды в текучих системах аквакультуры более стабильное, с более высоким содержанием растворённого кислорода и более низкой концентрацией вредных веществ, таких как аммиачный азот и нитриты. Такое высокое качество воды не только снижает риск заболеваний рыб и необходимость в применении лекарств, но и соответствует естественным плавательным привычкам рыб, обеспечивая их активность, в результате чего получается более здоровая, вкусная и конкурентоспособная на рынке рыба.

(3) Экономия ресурсов и устойчивость

По мере того как водные ресурсы становятся всё более дефицитными, устойчивые преимущества текучих систем аквакультуры становятся всё более очевидными. Они позволяют осуществлять рециркуляцию воды. С помощью ряда передовых технологий очистки сточных вод, образующиеся в процессе аквакультуры, очищаются и обрабатываются до уровня, пригодного для повторного использования, что значительно снижает потребность в пресной воде. Согласно статистике, коэффициент рециркуляции воды в текучих системах аквакультуры может превышать 90 %, при этом необходимо лишь восполнять небольшое количество воды, потерянной из-за испарения и удаления стоков. Кроме того, текучие системы аквакультуры уменьшают зависимость от земельных ресурсов, позволяя осуществлять высокоплотное разведение водных организмов в ограниченном пространстве и повышая эффективность использования земли. Этот экологически чистый и безопасный метод аквакультуры не только защищает окружающую среду, но и соответствует концепции устойчивого развития, закладывая прочный фундамент для долгосрочного и стабильного развития рыболовной отрасли.

Перспективы: Будущее текучих аквакультурных систем

Хотя текучие аквакультурные системы, как ключевая модель современной аквакультуры, достигли значительных успехов, они по-прежнему сталкиваются с вызовами и открывают перед собой многочисленные возможности для дальнейшего развития.

Что касается вызовов, то основным препятствием для дальнейшего распространения текучих аквакультурных систем является стоимость. Создание комплексной текучей аквакультурной системы требует значительных первоначальных вложений в оборудование, строительство объекта и технологии. В процессе эксплуатации постоянные расходы возникают на техническое обслуживание оборудования, энергопотребление и модернизацию технологий. Это представляет собой серьёзную нагрузку для мелкомасштабных производителей аквакультуры или тех, кто находится в экономически слаборазвитых регионах, что ограничивает широкое внедрение текучих аквакультурных систем.

Техническая стабильность также является ключевой проблемой. Хотя современные технологии текучего аквакультурного производства относительно зрелые, на практике их применение может подвергаться влиянию различных факторов, таких как выход оборудования из строя, резкие изменения качества воды и изменение климата. Проблемы с технической системой могут ухудшить условия аквакультуры, замедлить рост рыбы и даже вызвать массовые заболевания и гибель, что приведёт к значительным потерям для фермеров. Кроме того, в условиях растущих требований к качеству и безопасности водных продуктов, системы текучей аквакультуры сталкиваются с новыми вызовами в обеспечении этого качества. Это требует постоянной оптимизации процессов аквакультуры, усиления контроля за использованием кормов и лекарственных средств, а также совершенствования систем контроля качества и прослеживаемости.

Однако перспективы развития проточных систем аквакультуры остаются многообещающими. Что касается технологических инноваций, то с постоянным развитием науки и техники будут появляться новые материалы, оборудование и технологии, которые обеспечат надежную поддержку модернизации проточных систем аквакультуры. Применение интеллектуального оборудования станет более широким, с использованием датчиков, Интернета вещей и технологий больших данных для всестороннего, непрерывного мониторинга и точного управления средой аквакультуры. Интеллектуальные системы кормления смогут автоматически регулировать количество и время подачи корма в зависимости от роста рыб и их потребностей в питании, повышая эффективность использования корма и сокращая отходы. Интеллектуальные системы мониторинга и контроля качества воды смогут оперативно выявлять изменения в качестве воды и автоматически запускать соответствующее оборудование для обработки, обеспечивая оптимальное качество воды в любое время. Это не только повышает эффективность аквакультуры и качество продукции, но и дополнительно снижает затраты на рабочую силу и сложность управления.

В то же время интеграция с другими отраслями откроет новые возможности для проточных систем аквакультуры. Например, за счёт интеграции с новыми энергетическими технологиями, такими как солнечная и ветровая энергия, такие системы могут достичь энергетической независимости, снизить зависимость от традиционных источников энергии и уменьшить выбросы углерода, что сделает проточную аквакультуру более экологичной и устойчивой. Интеграция с такими отраслями, как рыболовный туризм и агротуризм, позволит создать комплексную модель развития рыбного хозяйства, объединяющую аквакультуру, экскурсионные программы, ознакомительные мероприятия и образование, расширив функции и ценность рыбопромыслового сектора и увеличив источники дохода фермеров.

Системы аквакультуры с проточной водой, несомненно, будут играть еще более важную роль в будущем развитии отрасли аквакультуры. Они не только удовлетворят растущий спрос на высококачественную водную продукцию, но и способствуют модернизации, интеллектуализации и экологически устойчивому развитию аквакультуры, обеспечивая взаимовыгодные результаты с экономической, социальной и экологической точки зрения. Я верю, что при совместных усилиях всех сторон будущее систем аквакультуры с проточной водой будет наполнено бесконечными возможностями и внесет еще больший вклад в устойчивое развитие мирового рыбного хозяйства.