Uusi intensiivisen kierrättävän vesiviljelyn malli
1. Johdanto:
Nykyaikaiselle kierrätettävien vesiviljelyjärjestelmien (RAS) mallille on ominaista vesiviljelyjätevesien puhdistaminen ja uudelleenkäyttö vedenkäsittelylaitteiden avulla. Se on monialainen järjestelmä, joka yhdistää eläintieteen, koneenrakennuksen, ympäristötekniikan, tietokoneohjaustekniikan ja maa- ja vesirakentamisen periaatteet. Tämä innovatiivinen intensiivisen vesiviljelyn muoto edustaa edistyneen teknologian ja kestävien käytäntöjen lähentymistä.
2. Kehityksen yleiskatsaus:
RAS:n nousu ulkomailla
Tehdaspohjaisen kiertovesiviljelyn käsite{0}} sai alkunsa 1960-luvulta kehittyneissä Euroopan maissa. Sen perustavanlaatuiset teknologiat ovat peräisin sisävesiakvaarioista, älykkäistä akvaariojärjestelmistä ja suuren-tiheyden virtauksesta-kalanviljelymalleista.
RAS:n kehitys on edennyt kolmen suuren vaiheen läpi: esiteollinen,{0}}tehdaspohjainen-ja teollinen vesiviljely. Nykyään monet järjestelmät ovat saavuttaneetkoneellistaminen, automaatio, informatisointi ja älykäs hallinta, mikä merkitsee siirtymistä kohti nykyaikaista tieteellistä kalastuksenhoitoa.
EU:n vesipuitedirektiivin toimeenpanon myötä RAS-järjestelmästä on tullut kansallisen politiikan prioriteetti useissa Euroopan ja Amerikan maissa sekä keskeinen painopiste niiden vesiviljelyteollisuuden kestävässä kehityksessä.
Tekniset ominaisuudet ja lajien monimuotoisuus Euroopassa
Varhainen RAS-kehitys Euroopassa oli edelläkävijäAlankomaat ja Tanska, joka keskittyy ensisijaisesti makean veden lajeihin, kuten afrikkalaiseen monniin, taimenen ja ankeriaan:
♢Hollantilaiset RAS-järjestelmät: Tyypillisesti sisätiloissa ja suljettu -silmukka, optimoitu afrikkalaisen monni- ja ankeriaantuotantoon.
♢Tanskalaiset RAS-järjestelmät: Puoli{0}}suljetut ulkojärjestelmät, joita käytetään pääasiassa taimenen viljelyyn.
RAS-tekniikoiden kehittyessä ja teollisuuden ja hallituksen huomion lisääntyessä,viljeltyjen lajien monimuotoisuuson laajentunut merkittävästi. Tällä hetkellä yleisiä RAS:ssa viljeltäviä lajeja ovat:
Lohi, tilapia, ankerias, taimenen, piikkikampela, afrikkalainen monni, pallas ja katkarapu - yhteensä yli tusina lajiketta.
Käyttöönoton laajuus ja teollinen integraatio
Vuodesta 2014 lähtien yli360 RAS{1}}pohjaiset vesiviljelylaitoksetoli perustettu eri puolilleYhdysvallat ja Eurooppa. Näiden joukossaNorja ja Kanadaon tunnustettu RAS:n maailmanlaajuisiksi johtajiksilohenviljely.
Vuodesta 1985 vuoteen 2000 tyypillisen eurooppalaisen tilan lohenpoikasten tuotantokapasiteetti (biomassalla mitattuna) kasvoi noin20 kertaa. Skotlannissa lohenpoikasten tuotantokaksinkertaistui vuodesta 1996 vuoteen 2006, saavuttaen yli vuosituotannon150 000 nuorta lohta.
Suuret monikansalliset vesiviljelyyrityksetLuoteis-Eurooppa, Kanada ja Chileovat jatkuvasti hankkineet pienempiä yrityksiä muodostaenerikoistuneita ja vertikaalisesti integroituneita ryhmiä. Esimerkiksi yritykset sisälläSkotlanti, Norja ja Alankomaatnyt tililleyli 85 %maailman lohituotannosta.
Teollisuuden kypsyys ja edustavat yritykset
Euroopassa yhä useammat yritykset ottavat käyttöön suljettua RAS-tekniikkaa taimien tuotantoon ja koko{0}}kiertoviljelyyn. Edustavia yrityksiä ovat mm.
♢ Bluewater Flatfish Farm (Yhdistynyt kuningaskunta)
♢ France Turbot SAS (Ranska)
♢Ecomares Marifarm GmbH (Saksa)
Nämä yritykset ovat siirtymässä kohti erikoistumista ja laajaa{0}}kehitystä muodostaen vähitellen kattavan teollisuusketjun, joka kattaa:
Laitevalmistus → Järjestelmäintegraatio → Kaupallinen käyttöönotto.
Tämä teollinen kehitys on luonut vankan perustan kierrätettävän vesiviljelyn globalisoitumiselle akestävää, huipputeknologiaa-ja tehokastakalanviljelymalli.
Recirculating Aquaculture System (RAS) -laitteiden kehittämisen nykytila ulkomailla
1. Vahva teollisuuspohja, joka mahdollistaa edistyneet RAS-laitteet
Ulkomaiset maat ovat edistyneet merkittävästi kiertovesiviljelyjärjestelmien (RAS) keskeisten laitteiden tutkimuksessa ja kehittämisessä pitkälle kehittyneisiin teollisiin infrastruktuureihinsa tukeutuen. Näiden maiden ydinviljelylaitosten suorituskyky ja luotettavuus ovat maailman parhaita, mikä tukee täydellistä-prosessiautomaatiota ja tehokasta järjestelmäintegraatiota.
2. Johtavat kansainväliset RAS-laitevalmistajat
Useat maailmanlaajuiset yritykset ovat RAS-laitosvalmistuksen eturintamassa, joista jokainen keskittyy vesiviljelyn tuotantoketjun eri komponentteihin:
♢AKVA Group (Norja):
Erikoistunut täydellisten vesiviljelylaitteiden kehittämiseen ja tuotantoon koko elinkaarelle -, mukaan lukien kalankasvatus,-uloskasvatus, korjuu ja jalostus sekä suuret-offshore-viljelyalukset.
♢VAKI Aquaculture Systems (Islanti):
Keskittyy maatilan toimintojen tukilaitteisiin, kuten kalapumput, lajittelukoneet ja automaattiset syöttölaitteet.
♢HYDROTECH (Ruotsi):
Tunnettu korkealaatuisista-mikro--mikrorumpusuodattimista, jotka ovat tärkeitä vedenpuhdistuksessa ja kiinteiden jätteiden poistamisessa RAS-asennuksissa.
3. Älykkäät ruokintajärjestelmät maailman kärjessä
Automatisoidun ruokintatekniikan alalla useat yritykset ovat kehittäneet kansainvälisesti johtavia järjestelmiä, jotka parantavat rehutehokkuutta ja vähentävät jätettä:
♢Fishtalk-AKVA Groupin (Norja) hallinta:
Älykäs ruokinnanhallintaalusta, joka yhdistää tietojen seurannan, ruokintastrategian optimoinnin ja ympäristön havaitsemisen.
♢ Feedmaster by ETI Company (USA):
Edistyksellinen ruokinnan ohjausjärjestelmä, joka on räätälöity tarkkuusvesiviljelyyn.
♢ArvoTecin (Suomi) kehittämät ruokintarobotit:
Nämä robotit mahdollistavat automaattisen, ohjelmoitavan ja lajikohtaisen{0}}ruokinnan, mikä parantaa tarkkuutta ja työn tehokkuutta.
Monipuolisten RAS-mallien kehittäminen kaloille, katkarapuille, leville, äyriäisille ja merikurkulle
Kiina on jo perustanut kypsän ja skaalautuvan RAS-teknologian ja laitteiston kalojen ja katkarapujen vesiviljelyyn.
Lisäksi mikrolevien, äyriäisten ja merikurkkujen tehdasviljelyssä on tehty merkittävää tutkimusta ja teollista käytäntöä:
- tai yksisoluisten levien viljelyyn sekä äyriäisten ja merikurkun taimien tuotantoon, on kehitetty kypsä RAS-teknologiajärjestelmä.
- TheOceanology Institute, Kiinan tiedeakatemiaon kehittänyt suljetun-silmukan putkimaisia fotobioreaktoreita Haematococcus pluvialis -bakteerin laajamittaiseen-viljelyyn ja luonut täydellisen prosessijärjestelmän astaksantiinin uuttamiseksi näistä levistä.
- Itä-Kiinan tiede- ja teknologiayliopistohyväksyi "heterotrofinen-laimennus-valokuvan aiheuttama jatkuva viljelyprosessiChlorellan tehdas{0}}mittakaavassa korkean
Äyriäisten ja merikurkun taimien tuotantoon:
- Tekniikat ovat suhteellisen kypsiä ja niitä on sovellettu laajasti.
- Toimiala käyttää kuitenkin edelleen pääasiassa virtaus{0}}tehdasviljelymalleja, joissa koneistuksen ja automaation taso on alhainen.
- Tilan modernisoinnissa ja viljelymallien uudistamisessa on vielä paljon parantamisen varaa.
Kansainväliset ongelmat kierrättävän vesiviljelyjärjestelmän (RAS) alalla
1. Korkeat rakennuskustannukset ja energiankulutus ovat suuria haasteita RAS-malleissa
Aiheeseen liittyvien tutkimusten mukaan tehdas{0}}vesiviljelyjärjestelmät kuluttavat enemmän energiaa (sähköä ja polttoainetta) ja aiheuttavat korkeammat rakennuskustannukset perinteisiin vesiviljelymalleihin verrattuna. Nämä tekijät asettavat suurimmat haasteet RAS:n kestävälle kehitykselle. Vaikka RAS käyttää intensiivisiä tuotantojärjestelmiä, jotka vähentävät merkittävästi veden ja maan käyttöä, korkea energiankulutus lisää käyttökustannuksia ja myötävaikuttaa fossiilisten polttoaineiden käyttöön liittyviin mahdollisiin ympäristö- ja energiavaikutuksiin.
Sekä taloudellisen että ympäristön kestävyyden saavuttamiseksi on välttämätöntä löytää tasapaino vedenkäytön, jätehuollon, energiankulutuksen ja tuotannon tehokkuuden välillä.
Siksi RAS-tilojen energiansäästö- ja
2. Sairausongelmat haittaavat RAS:n tervettä kehitystä
Taudinpurkaukset ovat yksi kriittisimmistä tekijöistä, jotka vaikuttavat tehdas{0}}vesiviljelyn terveeseen kehitykseen. ISA-viruksen aiheuttama tarttuva lohen anemia (ISA) on vakava virustauti. Sen vaikutus johti Chilen Atlantin lohen tuotannon jyrkäseen laskuun vuosina 2009–2010. Toinen merkittävä sairaus maailmanlaajuisessa lohenviljelyssä on kirjolohenpoikassyndrooma (RTFS), jonka aiheuttaa kylmävesibakteeri Flavobacterium psychrophilum.
Tämä gram{0}}negatiivinen bakteeri aiheuttaa nekroosin tartunnan saaneen kirjolohen pernassa, maksassa ja munuaisissa, mikä johtaa anoreksiaan ja epänormaaliin uintikäyttäytymiseen. Tautiin liittyy korkea lohenpoikasten kuolleisuus ja se aiheuttaa merkittäviä menetyksiä vuosittain.
Katkarapujen vesiviljelyssä tautiongelmat ovat jopa vakavampia kuin kaloihin vaikuttavat. Yleisiä katkarapusairauksia ovat White Spot Disease (WSD), Yellow Head Disease (YHD) ja monet muut. Nämä taudit vaikeuttavat edelleen RAS-katkaraputeollisuutta, ja niistä on tullut merkittäviä esteitä sen terveelle kehitykselle.
Näkymät: Kohti tehokasta, älykästä ja tarkkaa vesiviljelyä
Tehokas, älykäs ja tarkkuusviljely on avainsuunta Kiinan vesiviljelyteollisuuden tulevalle vihreälle kehitykselle. Tämä kehitys sisältää läpimurtoja vesiviljelyn IoT:n, älykkäiden ohjausjärjestelmien, big data -tekniikoiden, robotiikan ja älykkäiden laitteiden tutkimuksessa ja kehittämisessä, jotka on integroitu viljeltyjen lajien biologisten ominaisuuksien mukaan suunniteltuihin kierrätysvesiviljelyjärjestelmiin (RAS).
Yhdessä näillä parannuksilla pyritään rakentamaan maa--tehdas{1}}-tyylisiä "miehittämättömiä" älykkäitä kalanviljelylaitoksia.
Kotitalousveden laadunvalvontaantureiden, älykkään tiedonkäsittelyn ja IoT-alustojen nopean kehityksen myötä älykkäiden teknologioiden soveltaminen tehdas{0}}vesiviljelyyn on tulossa entistä mahdollisemmalle. On kuitenkin korostettava, että todellinen älykäs vesiviljely voidaan toteuttaa vain tutkimalla ja ymmärtämällä ensin perusteellisesti:
- viljellyn lajin fysiologiset olosuhteet ja käyttäytymisominaisuudet;
- niiden kasvumallit ja energiabudjetit;
- veden laadun dynamiikka viljelyprosessissa;
- ja ympäristön sääntelyn mekanismit.
Vain tällä pohjalla voimme tehokkaasti integroida IoT{0}}-pohjaisen suuren datan keruun ja analyysin rakentaaksemme vesiviljelyn asiantuntijahallintajärjestelmän-, joka yhdistää viljeltyjen organismien terveyden seurannan ja arvioinnin, viljelyprosessien hallinnan, veden laadun valvonnan ja laitteiden käytön. Tämä on välttämätöntä älykkään vesiviljelyn tavoitteiden saavuttamiseksi.