Naujas intensyvios recirkuliacinės akvakultūros modelis
1. Įvadas:
Šiuolaikinis recirkuliacinių akvakultūros sistemų (RAS) modelis pasižymi akvakultūros nuotekų valymu ir pakartotiniu panaudojimu naudojant vandens valymo įrenginius. Tai daugiadisciplinė sistema, integruojanti zoologijos, mechaninės inžinerijos, aplinkos inžinerijos, kompiuterinio valdymo technologijos ir civilinės inžinerijos principus. Ši naujoviška intensyvios akvakultūros forma yra pažangių technologijų ir tvarios praktikos konvergencija.
2. Kūrimo apžvalga:
RAS augimas užsienio šalyse
Gamyklinės{0}}recirkuliacinės akvakultūros koncepcija atsirado septintajame dešimtmetyje išsivysčiusiose Europos šalyse. Jo pagrindinės technologijos atsirado dėl vidaus jūros akvariumų, išmaniųjų akvariumo sistemų ir didelio-tankio srauto-per žuvų auginimo modelius.
RAS kūrimas vyko trimis pagrindiniais etapais: iki{0}}pramoninės, gamyklos-ir pramoninės akvakultūros. Šiandien daugelis sistemų yra pasiekusiosmechanizavimas, automatizavimas, informatizavimas ir protingas valdymas, žymintis perėjimą prie šiuolaikinio mokslinio žuvininkystės valdymo.
Įgyvendinus ES Vandens pagrindų direktyvą, RAS tapo nacionalinės politikos prioritetu keliose Europos ir Amerikos šalyse, taip pat pagrindiniu akvakultūros pramonės tvarios plėtros akcentu.
Techninės savybės ir rūšių įvairovė Europoje
Ankstyvojo RAS kūrimo Europoje pradininkasNyderlandai ir Danija, daugiausia dėmesio skiriant gėlavandenėms rūšims, tokioms kaip afrikinis šamas, upėtakis ir ungurys:
♢Olandiškos RAS sistemos: įprastai uždaroje{0}} kilpoje, optimizuota afrikinių šamų ir ungurių auginimui.
♢Danijos RAS sistemos: pusiau{0}}uždaros lauko sistemos, daugiausia naudojamos upėtakių auginimui.
Tobulėjant RAS technologijoms ir didėjant pramonės bei vyriausybės dėmesiui,auginamų rūšių įvairovęgerokai išsiplėtė. Šiuo metu įprastos RAS auginamos rūšys yra:
Atlanto lašiša, tilapija, ungurys, upėtakiai, otai, afrikinis šamas, otas ir krevetės - iš viso daugiau nei tuzinas veislių.
Diegimo mastas ir pramonės integracija
Skaičiuojant 2014 m., daugiau nei360 RAS{1}}pagrįsti akvakultūros įrenginiaibuvo įsteigta visojeJAV ir Europa. Tarp jųNorvegija ir Kanadayra pripažinti pasauliniais RAS lyderiaislašišų auginimas.
Nuo 1985 iki 2000 m. tipiško Europos ūkio lašišų mailiaus gamybos pajėgumai (pagal biomasę) padidėjo maždaug20 kartų. Škotijoje lašišų mailiaus gamybapadvigubėjo nuo 1996 iki 2006 m, pasiekęs daugiau nei metinę produkciją150 000 lašišų jauniklių.
Didelės tarptautinės akvakultūros korporacijosŠiaurės Vakarų Europa, Kanada ir Čilėnuolat įsigijo mažesnes įmones, kuriasispecializuotos ir vertikaliai integruotos grupės. Pavyzdžiui, įmonės, esančiosŠkotija, Norvegija ir Nyderlandaidabar atsiskaitykitedaugiau nei 85 proc.pasaulinės lašišos produkcijos.
Pramonės branda ir reprezentacinės įmonės
Europoje vis daugiau įmonių naudoja uždarą RAS technologiją, skirtą sodinukų auginimui ir pilno{0}}ciklo ūkininkavimui. Atstovaujančios įmonės apima:
♢ Mėlynojo vandens plekšnių ferma (JK)
♢ France Turbot SAS (Prancūzija)
♢ „Ecomares Marifarm GmbH“ (Vokietija)
Šios įmonės žengia link specializacijos ir didelio masto plėtros-, palaipsniui sudarydamos visapusę pramonės grandinę, apimančią:
Įrangos gamyba → Sistemų integravimas → Komercinis diegimas.
Ši pramonės evoliucija padėjo tvirtą pagrindą recirkuliacinės akvakultūros globalizacijai kaip atvarus, aukštųjų{0}}technologijų ir efektyvusžuvų auginimo modelis.
Dabartinė recirkuliacinės akvakultūros sistemos (RAS) įrangos kūrimo užsienyje būklė
1. Stiprus pramoninis pagrindas, įgalinantis pažangią RAS įrangą
Remdamosi savo labai išvystyta pramonės infrastruktūra, užsienio šalys padarė didelę pažangą tirdamos ir plėtodamos svarbiausią recirkuliuojančių akvakultūros sistemų (RAS) įrangą. Pagrindinių ūkininkavimo įrenginių našumas ir patikimumas šiose šalyse yra vieni geriausių visame pasaulyje, o tai palaiko visišką -procesų automatizavimą ir veiksmingą sistemų integravimą.
2. Pirmaujantys tarptautiniai RAS įrangos gamintojai
Kelios pasaulinės įmonės yra RAS įrenginių gamybos priešakyje, kurių kiekviena daugiausia dėmesio skiria skirtingiems akvakultūros gamybos grandinės komponentams:
♢AKVA grupė (Norvegija):
Specializuojasi kuriant ir gaminant visą akvakultūros įrangą, skirtą visam gyvavimo ciklui -, įskaitant žuvų veisimą, auginimą-, surinkimą ir perdirbimą, taip pat didelio masto- atviroje jūroje auginimo laivus.
♢VAKI akvakultūros sistemos (Islandija):
Didžiausias dėmesys skiriamas pagalbinei ūkio operacijų įrangai, pvz., žuvų siurbliams, rūšiavimo mašinoms ir automatinėms šėrykloms.
♢HYDROTECH (Švedija):
Garsūs gaminantys aukštos{0}kokybės mikro-ekrano būgninius filtrus, itin svarbius vandens valymui ir kietųjų atliekų šalinimui naudojant RAS nustatymus.
3. Pažangios šėrimo sistemos – pasaulinėje priešakyje
Automatizuotų šėrimo technologijų srityje kelios įmonės sukūrė tarptautiniu mastu pirmaujančias sistemas, kurios pagerina pašarų efektyvumą ir mažina atliekų kiekį:
♢Fishtalk{0}}„AKVA Group“ (Norvegija) valdoma:
Išmani šėrimo valdymo platforma, apimanti duomenų stebėjimą, šėrimo strategijos optimizavimą ir aplinkos jutimą.
♢ ETI Company (JAV) Feedmaster:
Pažangi šėrimo valdymo sistema, pritaikyta tiksliajai akvakultūrai.
♢ArvoTec (Suomija) sukurti maitinimo robotai:
Šie robotai įgalina automatizuotą, programuojamą ir{0}}rūšims būdingą šėrimą, todėl padidėja tikslumas ir darbo efektyvumas.
Įvairių RAS modelių kūrimas žuvims, krevetėms, dumbliams, vėžiagyviams ir jūros agurkams
Kinija jau sukūrė brandžią ir keičiamo dydžio RAS technologijų ir įrangos sistemą žuvų ir krevečių akvakultūrai.
Be to, buvo atlikti reikšmingi moksliniai tyrimai ir pramoninė praktika auginant mikrodumblius, vėžiagyvius ir jūros agurkus:
- arba vienaląsčių dumblių auginimui, taip pat vėžiagyvių ir jūros agurkų sodinukų auginimui, sukurta brandi RAS technologijos sistema.
- TheOkeanologijos institutas, Kinijos mokslų akademijasukūrė uždarojo{0}}ciklo vamzdinius fotobioreaktorius, skirtus dideliam-Haematococcus pluvialis auginimui, ir sukūrė visą proceso sistemą, skirtą astaksantinui iš šių dumblių išgauti.
- Rytų Kinijos mokslo ir technologijų universitetaspriėmė "heterotrofinis-skiedimas-nuotraukos sukeltas nuolatinis auginimo procesasGamyklinio{0}}masto didelio-tankio Chlorella auginimui, sprendžiant tokias problemas kaip mažas ląstelių tankis, prastas augimo greitis, mažas produktyvumas, didelės derliaus nuėmimo išlaidos ir nenuosekli produkto kokybė, pastebėta naudojant tradicinius fotoautotrofinius metodus.
Moliuskų ir jūros agurkų sodinukų auginimui:
- Technologijos yra gana brandžios ir buvo taikomos plačiu mastu.
- Tačiau pramonė vis dar daugiausia naudoja srautą{0}}per gamyklos ūkininkavimo modelius, kurių mechanizacijos ir automatizavimo lygis yra žemas.
- Dar yra daug galimybių tobulinti įrenginių modernizavimą ir ūkininkavimo modelių atnaujinimą.
Tarptautinės recirkuliacinės akvakultūros sistemos (RAS) pramonės problemos
1. Didelės statybos sąnaudos ir energijos sąnaudos yra pagrindiniai RAS modelių iššūkiai
Remiantis susijusiais tyrimais, gamyklos{0}}akvakultūros sistemos sunaudoja daugiau energijos (elektros ir kuro) ir patiria didesnes statybos sąnaudas, palyginti su tradiciniais akvakultūros modeliais. Šie veiksniai kelia didžiausius iššūkius darniai RAS plėtrai. Nors RAS taiko intensyvias gamybos sistemas, kurios žymiai sumažina vandens ir žemės naudojimą, didelis energijos suvartojimas padidina veiklos sąnaudas ir prisideda prie galimo poveikio aplinkai ir energijai, susijusiam su iškastinio kuro naudojimu.
Norint pasiekti ekonominį ir aplinkos tvarumą, labai svarbu rasti pusiausvyrą tarp vandens naudojimo, atliekų išleidimo, energijos vartojimo ir gamybos efektyvumo.
Todėl energijos -taupymo ir išmetamųjų teršalų- mažinimo technologijų moksliniai tyrimai RAS įrenginiuose kartu su ekologiškų ir efektyvių naujų technologijų ir įrangos kūrimu bus pagrindinė būsimos RAS pramonės pažangos sritis.
2.Ligos problemos trukdo sveikam RAS vystymuisi
Ligos protrūkiai yra vienas iš svarbiausių veiksnių, turinčių įtakos sveikam gamyklos{0}}akvakultūros vystymuisi. Infekcinė lašišų anemija (ISA), kurią sukelia ISA virusas, yra sunki virusinė liga. Dėl jo poveikio 2009–2010 m. smarkiai sumažėjo Čilės Atlanto lašišos gamyba. Kita svarbi pasaulinio lašišų auginimo liga yra vaivorykštinio upėtakio mailiaus sindromas (RTFS), kurį sukelia šalto vandens bakterija Flavobacterium psychrophilum.
Ši gram{0}}neigiama bakterija sukelia užkrėsto vaivorykštinio upėtakio blužnies, kepenų ir inkstų nekrozę, dėl kurios atsiranda anoreksija ir nenormalus plaukimo elgesys. Dėl šios ligos lašišų mailiaus mirtingumas yra didelis ir kasmet patiriama didelių nuostolių.
Krevečių akvakultūroje ligos yra dar rimtesnės nei žuvys. Įprastos krevečių ligos yra baltųjų dėmių liga (WSD), geltonosios galvos liga (YHD) ir daugelis kitų. Šios ligos ir toliau vargina RAS krevečių auginimo pramonę ir tapo pagrindinėmis kliūtimis sveikam jos vystymuisi.
Perspektyvos: veiksmingos, pažangios ir tikslios akvakultūros link
Veiksmingas, protingas ir tikslus ūkininkavimas yra pagrindinė ateities ekologiškos Kinijos akvakultūros pramonės plėtros kryptis. Ši evoliucija apims akvakultūros daiktų interneto, intelektualių valdymo sistemų, didelių duomenų technologijų, robotikos ir išmaniosios įrangos, integruotos su recirkuliacinėmis akvakultūros sistemomis (RAS), sukurtomis pagal auginamų rūšių biologines savybes, tyrimus ir plėtrą.
Kartu šios pažangos tikslas yra sukurti sausumos-, gamyklos- tipo „nepilotuojamus“ išmaniuosius žuvų ūkius.
Sparčiai tobulėjant buitinio vandens kokybės stebėjimo jutikliams, pažangiam informacijos apdorojimui ir daiktų interneto platformoms, išmaniųjų technologijų taikymas gamykloje{0}}pagrįstoje akvakultūroje tampa vis labiau įmanomas. Tačiau reikia pabrėžti, kad tikroji protinga akvakultūra gali būti įgyvendinta tik nuodugniai ištyrus ir supratus:
- auginamų rūšių fiziologines sąlygas ir elgesio ypatybes;
- jų augimo modelius ir energijos biudžetą;
- vandens kokybės dinamika ūkininkavimo procese;
- ir aplinkos reguliavimo mechanizmai.
Tik šiuo pagrindu galime efektyviai integruoti IoT{0}}pagrįstą didelių duomenų rinkimą ir analizę, kad sukurtume akvakultūros ekspertų valdymo sistemą,{1}}kurią apjungia kultivuotų organizmų sveikatos stebėjimą ir vertinimą, ūkininkavimo proceso valdymą, vandens kokybės kontrolę ir įrangos veikimą. Tai bus būtina siekiant išmaniosios akvakultūros tikslų.