水產養殖自動投餌進展與應用

汪海波

（淮安信息職業技術學院，江蘇 淮安223003）

飼料是水產養殖中的可更改成本，通常占水產養殖成本的65%左右。將養殖成本降低到最低在養殖管理中占有重要地位，既可以節省飼料的成本，又能夠減少殘留飼料對環境的污染。但投放過少的魚餌，又會影響水產生物的生長速度，延長養殖的時間，使得其他成本及風險升高。所以，無論投餌不足或者過多，都會降低養殖的經濟效益與養殖效率。此外，養殖生物對魚餌的需求、飼料轉化率是隨水速、水溫、光照強度的變化而變化的，同時也和飼料的質量與喂養生物的年齡、性別等等緊密相連，幾乎無法依靠計算獲得準確的數值。養殖者無法準確滿足養殖生物的需求。所以，在水產養殖中應用自動投餌系統，能夠降低生產成本，提升經濟效益。

1 水產養殖投餌系統的進展

1.1 傳統投餌機

傳統自動投餌機依據固定的程序或設置完好的機械狀態按照一定的時間進行投餌。即使發展后的機器可以調整投餌的時間與數量，但投餌的速度與面積仍舊無法改變。早期的自動投餌機器僅僅是替代了喂養者拋灑餌料的動作，無法依據養殖生物的進食行為的變化而進行相應的調整，嚴格說這并不是自動投餌。

所以，需求式的投餌機也應運而生。但研究者發現統治地位的魚類會阻擋其他魚類接近飼料的出口，只有被訓練成會使用這種投餌機的生物才適用這種機器，對于其他的魚類養殖無法并無法應用，需求類投餌機本身就帶有一定的局限性。

1.2 智能投餌系統

不斷對魚類生理學與行為學的深入認識，使人們運用計算機與傳感器技術開發出可以計算養殖生物飼料需求的投餌機器。此種投餌機裝配了多種監測設備，擁有自動判斷養殖生物飼料需求的能力，被看作適應性高的智能投餌系統。

1.2.1 氣力提升與水下攝影

現下國內人工投餌往往使用勺子等手工工具進行投喂飼料，而且是依靠經驗判斷養殖生物的需求飼養量。隨著養殖容器的深入發展，憑經驗判斷的盲目性也更加突出。而國外是利用氣力提升泵與水下的攝像機。當氣力提升泵提升上的餌料達到顯著數值時，投餌者可以停止投餌。另外，某些養殖者會在投餌時使用水下攝像機來檢測攝食的情況。現如今，氣力提升與水下攝影只是操作者對投餌的狀況進行輔佐幫助，自動化的水平還有待于提升。

1.2.2 傳感器系統

除氣力提升與水下攝影以外，傳感器是常用的方式。傳感器系統整合得數據能作為自動化中的變量來控制投餌。現如今經常使用的水底聲波傳感器與紅外傳感器。聲波傳感器的原理是傳感器裝在養殖容器的下方，生成餌料與生物的影像照片，通過影像照片檢測殘留餌料或養殖生物的行為來判斷是否停止投喂。如果魚饑餓時會到水面搶奪餌料，當魚食欲降低時，魚群的聚集區域也會改變。魚群的位置也會受到兇猛魚類的攻擊、魚病的影響。使用軟件檢測生物的位置與密度能夠為投餌機提供基本數據。

1.3 自動投餌研發趨勢

智能投餌機器可以避免因投餌過量造成的飼料浪費，能夠使用在池塘與網箱養殖上，之后還分別依據室內養殖與網箱養殖的獨特方面研發出自動投餌機器人與中央投餌系統，分別向高精度與大容量方向發展。針對開放性的大型海域網箱方法，研發出漂浮在海面的自動大容量飼料喂養系統。投餌系統設備的檢測、反饋與調整更加智能，監測的項目包括攝食的狀況、自然環境等等。反饋和控制系統正向與圖片、視頻結合的方向發展，智能化也將更進一步的提升。伴隨著人們深入了解影響養殖生物進食的環境因素、飼料質量，自動投餌系統還會基于上述產品的基礎向更加準確的方向發展。

2 水產養殖自動投餌的應用

2.1 投餌方法

使用料倉與旋轉下料器組成儲存餌料的系統。料倉包括2個耐腐蝕的筒倉，能夠儲存不同的餌料。氣密性旋轉下料器把輸送氣流與料倉分開，并且可以計算飼料量。下飼料室內有8 個腔室，腔室的體積都相同，可以存儲相等數量；喂養人員可以依據網箱的大小與魚類數量調整下料器的速度，改善飼養每個魚池的飼料數量。下料器的制作材料和飼料的粘合力小，飼料不容易附在下料容器內。使用旋風撒料器即是每根飼料運送的管道尾部都配有一個飼料的撒布器。撒料器能夠把飼料的分布面積占據到大網箱表面積的75%，且依據網箱的大小與風速改變飼料分布的面積。這的原理是，使用運送飼料的空氣沖擊位于撒料器里的渦輪，用渦輪帶動拋灑器能夠達到800rmp 的速度，拋灑盤能夠將飼料拋灑到半徑為18m 的圓周內。改變風機的工作速度、撒料器的高度等等可以改變拋灑的半徑。

2.2 投餌數量

控制系統中的重要部件是PLC，喂養者能夠使用PLC 的屏幕管控投餌系統，但使用PC 來進行人機溝通更加方便讀取數據、檢測故障及進行及時的調整。電腦依據每個網箱中的魚類、蝦類的數量、重量與水溫等等狀況，準確自動計算不同魚箱中需要的飼料數量。喂養者也能夠任意改變所有或單一網箱中的飼料數量。電腦還會按時計算網箱中不同生物的平均生產量與總重量。此外，自動投餌系統使用的是羅茨風機，他有著特殊的長處，會消耗更少的功率，輸出的空氣低，較低的空氣溫度會有效減少飼料軟化、油分揮發、飼料的破損等狀況的發生。風機高的輸出壓力降低因油分揮發而堵塞管道的危險，這能夠減少飼料的浪費，提升喂養的經濟效益。

2.3 投餌時間

喂養者可以設置任意的時間周期，對全部的網箱或其中一個網箱喂養需要投喂的全部飼料或者部分飼料，即能夠把需要投喂的飼料數量平均或者非平均地分配到不同的時間內喂養，這也是因為水產養殖的生物在不同的生長時間段內對飼料的需求量不同。水產養殖自動投餌可以自動分辨不同養殖對象在不同時間段內需要的飼料量，并且對其進行針對化的喂養，這不但能夠節省人力物力，提升進行投喂的效率，還可以真正實現精細化、專一化的投喂工作。現有技術的不足之處即是在投餌裝置過于笨重，成本比較高，大部分只適合大水面的投餌，并不適用于小面積或養殖水箱的投餌。當前水產養殖發展情況來看，隨著水產養殖規模的不斷擴大。自動投餌技術必然有著較大的應用空間，對于投餌時間的把握也有著不同的需求，這就需要確保投餌人員精準把握投餌時間和養殖范圍之間的關系，精準把握投餌需求，取得更好的投餌效果。

結束語

現如今，中國的魚蝦類養殖量在水產養殖總量的比重逐漸提升，并且，水產養殖的餌料也正從大量用低值野雜魚變化為人工搭配飼料，水產養殖行業對人工搭配飼料的需求量也在逐漸提升。與水產養殖業的規模和數量相比較，中國的水產養殖相關設施比較落后，自動化程度比較低，這其中明顯的即是國內沒有大型的網箱養殖、高密度的工廠養殖與自動化設備。所以，開展自動化投餌技術的研究，研發符合中國水產養殖業的實際情況、操作簡便并經濟性好的自動投餌機器或技術成為了重中之重。提升養殖設備的研究與推廣，改善設備落后影響養殖業進步的狀況，提升養殖業的自動化水平是現如今水產養殖業經營的必然發展趨勢。