Intensiivse retsirkuleeriva vesiviljeluse uus mudel
1. Sissejuhatus:
Retsirkuleerivate vesiviljelussüsteemide (RAS) kaasaegset mudelit iseloomustab vesiviljelusreovee puhastamine ja taaskasutamine läbi veepuhastusseadmete. See on multidistsiplinaarne süsteem, mis ühendab zooloogia, masinaehituse, keskkonnatehnika, arvutijuhtimistehnoloogia ja tsiviilehituse põhimõtteid. See intensiivse vesiviljeluse uuenduslik vorm esindab arenenud tehnoloogia ja säästvate tavade lähendamist.
2. Arengu ülevaade:
RAS-i tõus välisriikides
Tehasepõhise{0}}vesiviljeluse kontseptsioon tekkis 1960. aastatel arenenud Euroopa riikides. Selle põhitehnoloogiad tulenevad sisemere akvaariumidest, intelligentsetest akvaariumisüsteemidest ja suure-tihedusega voolust-kalakasvatusmudelite kaudu.
RAS-i arendamine on edenenud kolmes peamises etapis: -industriaalne, tehasepõhine-ja tööstuslik vesiviljelus. Tänaseks on paljud süsteemid saavutanudmehhaniseerimine, automatiseerimine, informatiseerimine ja intelligentne juhtimine, mis tähistab üleminekut tänapäevasele teaduslikule kalavarude majandamisele.
Ajendatuna EL vee raamdirektiivi rakendamisest, on RAS muutunud riiklikuks poliitiliseks prioriteediks mitmes Euroopa ja Ameerika riigis, samuti on nende vesiviljelustööstuse säästva arengu põhifookus.
Tehnilised omadused ja liikide mitmekesisus Euroopas
RAS-i varase arengu Euroopas tegi teerajajaksMadalmaad ja Taani, keskendudes peamiselt mageveeliikidele, nagu Aafrika säga, forell ja angerjas:
♢Hollandi RAS-süsteemid: tavaliselt siseruumides ja suletud{0}}ahel, optimeeritud Aafrika säga ja angerja tootmiseks.
♢Taani RAS-süsteemid: pool{0}}suletud välisüsteemid, mida kasutatakse peamiselt forellikasvatuseks.
Seoses RAS-tehnoloogiate arenguga ning tööstuse ja valitsuse kasvava tähelepanugakasvatatavate liikide mitmekesisuson oluliselt laienenud. Praegu on RAS-is kasvatatavad tavalised liigid:
Atlandi lõhe, tilaapia, angerjas, forell, kammeljas, Aafrika säga, hiidlest ja krevetid -, kokku üle tosina sordi.
Kasutuselevõtu ulatus ja tööstuslik integratsioon
2014. aasta seisuga üle360 RAS{1}}põhised vesiviljelusrajatisedaastal asutatiUSA ja Euroopa. Nende hulgasNorra ja Kanadaon tunnustatud RAS-i ülemaailmsete liidritenalõhekasvatus.
Aastatel 1985–2000 kasvas tüüpilise Euroopa farmi lõhemaimude tootmisvõimsus (biomassi osas) ligikaudu20 korda. Šotimaal lõheprae tootminekahekordistus aastatel 1996-2006, saavutades aastase toodangu üle150 000 lõhe noorjärku.
Suured rahvusvahelised vesiviljeluskorporatsioonidLoode-Euroopas, Kanadas ja Tšiilison pidevalt omandanud väiksemaid ettevõtteid, moodustadesspetsialiseeritud ja vertikaalselt integreeritud rühmad. Näiteks ettevõtted riigisŠotimaa, Norra ja Hollandnüüd arvestamaüle 85%ülemaailmsest lõhetoodangust.
Tööstusküpsus ja esinduslikud ettevõtted
Euroopas on rohkem ettevõtteid kasutamas suletud RAS-tehnoloogiat seemikute tootmiseks ja täis{0}}tsükliliseks kasvatamiseks. Esindusettevõtete hulka kuuluvad:
♢ Bluewater Flatfish Farm (Ühendkuningriik)
♢ France Turbot SAS (Prantsusmaa)
♢ Ecomares Marifarm GmbH (Saksamaa)
Need ettevõtted liiguvad spetsialiseerumise ja ulatusliku{0}}arengu suunas, moodustades järk-järgult tervikliku tööstusahela, mis hõlmab:
Seadmete tootmine → Süsteemi integreerimine → Kaubanduslik juurutamine.
See tööstuslik areng on loonud tugeva aluse ringlussevõtu vesiviljeluse kui ajätkusuutlik, kõrgtehnoloogiline-ja tõhuskalakasvatuse mudel.
Recirculating Aquaculture System (RAS) seadmete arendamise hetkeseis välismaal
1. Tugev tööstuslik alus, mis võimaldab täiustatud RAS-seadmeid
Välisriigid on oma kõrgelt arenenud tööstuslikule infrastruktuurile toetudes teinud märkimisväärseid edusamme akvakultuuri ringlussüsteemide (RAS) võtmeseadmete uurimisel ja arendamisel. Nende riikide põhiliste põllumajandusrajatiste jõudlus ja töökindlus on ülemaailmselt parimad, toetades täielikku-protsesside automatiseerimist ja tõhusat süsteemiintegratsiooni.
2. Juhtivad rahvusvahelised RAS-seadmete tootjad
Mitmed ülemaailmsed ettevõtted on RAS-i rajatiste tootmise esirinnas, igaüks keskendub vesiviljeluse tootmisahela erinevatele komponentidele:
♢AKVA Group (Norra):
On spetsialiseerunud täielike vesiviljelusseadmete väljatöötamisele ja tootmisele kogu elutsükli jooksul -, sealhulgas kalakasvatus, väljakasvatamine-, saagikoristus ja töötlemine, aga ka suured-avamerekasvatuslaevad.
♢VAKI vesiviljelussüsteemid (Island):
Keskendutakse talutoimingute tugiseadmetele, nagu kalapumbad, sorteerimismasinad ja automaatsed söötjad.
♢HYDROTECH (Rootsi):
Tuntud kvaliteetsete-kvaliteetsete mikro-ekraantrummelfiltrite tootmise poolest, mis on kriitilise tähtsusega vee puhastamisel ja tahkete jäätmete eemaldamisel RAS-i seadistustes.
3. Intelligentsed söötmissüsteemid ülemaailmsel esirinnas
Automatiseeritud söötmistehnoloogia valdkonnas on mitmed ettevõtted välja töötanud rahvusvaheliselt juhtivaid süsteeme, mis parandavad sööda efektiivsust ja vähendavad jäätmeid:
♢Fishtalk{0}}AKVA Groupi (Norra) juhtimine:
Nutikas söötmishaldusplatvorm, mis ühendab andmete jälgimise, söötmisstrateegia optimeerimise ja keskkonnatuvastuse.
♢ Feedmaster firmalt ETI Company (USA):
Täiustatud söötmise juhtimissüsteem, mis on kohandatud täppisvesiviljeluse jaoks.
♢ ArvoTeci (Soome) välja töötatud söödarobotid:
Need robotid võimaldavad automaatset, programmeeritavat ja liigipõhist{0}}söötmist, suurendades täpsust ja töö tõhusust.
Mitmekülgsete RAS-mudelite väljatöötamine kalade, krevettide, vetikate, karpide ja merikurgi jaoks
Hiina on juba loonud küpse ja skaleeritava RAS-tehnoloogia ja -seadmete süsteemi kalade ja krevettide vesiviljeluse jaoks.
Lisaks on tehtud olulisi uuringuid ja tööstuslikku praktikat mikrovetikate, karpide ja merikurkide tehasekasvatuses:
- ehk ainuraksete vetikate kasvatamisel, samuti karpide ja merikurgi seemikute kasvatamisel, on välja töötatud küps RAS-tehnoloogia süsteem.
- TheHiina Teaduste Akadeemia Okeanoloogia Instituuton välja töötanud suletud{0}}ahelaga torukujulised fotobioreaktorid Haematococcus pluvialise suuremahuliseks-kultiveerimiseks ja loonud tervikliku protsessisüsteemi astaksantiini ekstraheerimiseks sellest vetikast.
- Ida-Hiina teaduse ja tehnoloogia ülikoolvõttis vastu "heterotroofne{0}}lahjendus-fotoindutseeritud pidev kultiveerimisprotsess"Klorella tehase-mastaabis suure-tihedusega kultiveerimise jaoks, mis tegeleb selliste probleemidega nagu madal rakkude tihedus, halb kasvukiirus, madal tootlikkus, kõrged koristamiskulud ja ebaühtlane tootekvaliteet, mida on täheldatud traditsiooniliste fotoautotroofsete meetoditega.
Karpide ja merikurgi seemikute tootmiseks:
- Tehnoloogiad on suhteliselt küpsed ja neid on rakendatud ulatuslikult.
- Kuid tööstuses kasutatakse endiselt peamiselt voolu{0}}vabrikupõllumajanduse mudeleid, mille mehhaniseerimise ja automatiseerimise tase on madal.
- Rajatiste moderniseerimise ja põllumajandusmudelite uuendamise osas on veel palju arenguruumi.
Rahvusvahelised probleemid tsirkuleeriva vesiviljelussüsteemi (RAS) tööstuses
1. Kõrged ehituskulud ja energiatarbimine on RAS-mudelite peamised väljakutsed
Seotud uuringute kohaselt tarbivad tehasepõhised{0} vesiviljelussüsteemid rohkem energiat (elektrit ja kütust) ning nende ehituskulud on traditsiooniliste vesiviljelusmudelitega võrreldes suuremad. Need tegurid seavad suurimad väljakutsed RAS-i säästvale arengule. Kuigi RAS võtab kasutusele intensiivsed tootmissüsteemid, mis vähendavad oluliselt vee- ja maakasutust, suurendab suur energiatarbimine tegevuskulusid ning aitab kaasa fossiilkütuste kasutamisega seotud võimalikele keskkonna- ja energiamõjudele.
Nii majandusliku kui ka keskkonnasäästlikkuse saavutamiseks on oluline leida tasakaal veekasutuse, jäätmete ärajuhtimise, energiatarbimise ja tootmise tõhususe vahel.
Seetõttu on RAS-i rajatiste energiasäästu- ja
2. Haigusprobleemid takistavad RAS-i tervislikku arengut
Haiguspuhangud on üks kriitilisemaid tegureid, mis mõjutavad tehase{0}}põhise vesiviljeluse tervislikku arengut. Nakkuslik lõheaneemia (ISA), mida põhjustab ISA viirus, on raske viirushaigus. Selle mõju põhjustas Tšiili Atlandi ookeani lõhe tootmise järsu languse aastatel 2009–2010. Teine ülemaailmse lõhekasvatuse peamine haigus on vikerforelli maimude sündroom (RTFS), mille põhjustab külmaveebakter Flavobacterium psychrophilum.
See Gram{0}}negatiivne bakter põhjustab nakatunud vikerforelli põrna, maksa ja neerude nekroosi, mis põhjustab anoreksiat ja ebanormaalset ujumiskäitumist. Selle haiguse puhul on lõhemaimude suremus kõrge ja põhjustab igal aastal märkimisväärseid kahjusid.
Krevettide vesiviljeluses on haigusprobleemid veelgi tõsisemad kui kalade puhul. Levinud krevetihaigused on valgetäpiline haigus (WSD), kollapea haigus (YHD) ja paljud teised. Need haigused häirivad jätkuvalt RAS-i krevetikasvatustööstust ja on muutunud peamiseks takistuseks selle tervislikule arengule.
Väljavaated: tõhusa, intelligentse ja täpse vesiviljeluse suunas
Tõhus, intelligentne ja täppispõllumajandus on Hiina vesiviljelustööstuse tulevase rohelise arengu võtmesuund. See areng hõlmab läbimurdeid vesiviljeluse asjade Interneti, intelligentsete juhtimissüsteemide, suurandmete tehnoloogiate, robootika ja nutikate seadmete uurimis- ja arendustegevuses, mis on integreeritud kultiveeritud liikide bioloogiliste omaduste järgi loodud vesiviljelussüsteemidega (RAS).
Nende edusammude eesmärk on üheskoos rajada maapealseid-tehase-tüüpi "mehitamata" intelligentseid kalakasvandusi.
Koduvee kvaliteedi jälgimise andurite, intelligentse teabetöötluse ja asjade Interneti platvormide kiire arenguga muutub intelligentsete tehnoloogiate rakendamine tehase{0}}põhises vesiviljeluses üha teostatavamaks. Siiski tuleb rõhutada, et tõelist intelligentset vesiviljelust saab realiseerida ainult siis, kui kõigepealt põhjalikult uurida ja mõista:
- kultiveeritud liigi füsioloogilised tingimused ja käitumisomadused;
- nende kasvumustrid ja energiaeelarved;
- veekvaliteedi dünaamika põllumajandusprotsessis;
- ja keskkonnaregulatsiooni mehhanismid.
Ainult sellel alusel saame tõhusalt integreerida IoT{0}}põhist suurandmete kogumist ja analüüsi, et luua vesiviljeluse ekspertide juhtimissüsteem-, mis ühendab kultiveeritud organismide terviseseire ja hindamise, põllumajandusprotsesside juhtimise, veekvaliteedi kontrolli ja seadmete kasutamise. See on aruka vesiviljeluse eesmärkide saavutamiseks hädavajalik.