四川省水產養殖數字化裝備發展分析

王 勇，萬 勇，彭曉琴，趙一霽，曹合榮，唐 玲，羅安妮，徐文娟

(四川農業機械研究設計院，成都 610066)

1 引言

在水產養殖過程中，科學使用漁業機械裝備，可降低水產養殖人工成本，提高養殖效率與管理水平，實現增產增收。近年來，四川省不斷優化種質資源，創新養殖技術與管理模式，提高水產養殖機械化水平，促進水產養殖產業良好發展，質量效益得到明顯提升。但四川省水產養殖產業比較優勢不明顯，機械化水平低、池塘建設標準程度不高、淤泥尾水生態化處理技術應用少等問題依舊存在。為進一步推動四川水產養殖產業高質量發展，有必要對四川水產養殖裝備進行提檔升級。依托于“大數據”“物聯網”等新興技術，結合傳統水產養殖技術，對機械化裝備進行提升改造與集成創新，形成數字化、智能化的新裝備與智慧化管理的新模式，助力提升水產養殖的管理水平，實現增效提質。

2 基本情況

2.1 四川省水產養殖現狀

四川是西部水產大省，養殖水面類型多種多樣，如池塘、河溝、湖泊等，養殖方式包括湖泊水庫養殖、池塘養殖、圍欄養殖、網箱養殖、工廠化養殖等。隨著漁業的發展，養殖技術與養殖模式不斷創新，水產種質資源逐步優化，養殖面、總產量、產值也逐年升高。據統計，2020年水產養殖面積1.93×105hm2，比上年增長0.03%，養殖產量1.6×106t，比上年增長3.97%[1]，水產養殖產業發展良好。但四川不是水產養殖強省，與國內其他省份相比，還存在著不小的差距，在辛嶺等[2]對我國現代漁業發展水平評價研究，對全國漁業現代化進行了定量評價，四川省漁業現代化綜合發展程度不高，距離基本實現漁業現代化還有較大差距。

2.2 面臨的挑戰

水產養殖業的發展內外部環境都在發生變化。在生產端，與水產養殖產業發展需求不匹配的是四川省水產養殖機械化率較低、池塘建設標準化不高、進排水系統化不完善、尾水清淤處理設施化缺檔、疾病預防診治管理空白、養殖管理智能化不足等問題。同時，受資源環境剛性約束，傳統養殖空間日益受限，人工成本持續上漲，養殖成本不斷升高等愈發突出[3]。在消費端，隨著人們消費水平的提檔升級，市場需要提供更加綠色、安全、高品質的水產品滿足人們的消費需求。

3 四川水產養殖環節存在的主要問題

3.1 水質監測技術及智能化裝備研發應用不足

良好的水質環境不僅可以促進養殖水產的生長發育，品質提升，而且也可降低水產養殖疾病發生率，大大降低養殖風險。但水質易受生物、物理、化學、水文氣象和人類生產活動等多因素交叉影響，作用機制復雜[4]。而傳統的水質檢測常常通過采樣送檢的方式來檢測水質變化，時效性差。采樣點位過少，范圍有限，檢測結果可能不太精確，不能及時反饋水質的問題。大多數養殖戶水質管理較為粗曠化，通過人工巡塘、守塘，觀測水體顏色、氣味等判斷水質變化，可靠性低，對于水體溶氧量、PH值、氮磷含量、菌落種類及其它有害物質等指標具體變化情況不明晰，調控水質依靠經驗進行決策。加之缺少數字化、智能化監測設備，不能實時觀測水產的成活率、生長情況、死亡情況，以及殘餌、水草老葉腐壞、淤泥集聚程度和其它污染等問題，對于造成水質變化的具體原因不明確，調控水質不能做到有的放失，精準施策。

3.2 水體增氧裝備智能化程度不高

氧氣是養殖水產的生命要素，水體溶氧量過低，容易造成魚類浮頭、甚至死亡。也有研究表明，若水體溶氧量小于3mg/L，會導致飼餌系數成倍增長[5]，增加飼養成本與水質劣化的可能性。為有效解決水體溶氧量不足的問題，養殖戶通過增氧設備來提高水體含氧量，提高了水產養殖的密度、產值、效益。現增氧設備在水產養殖機械化程度相對較高，如局部增氧的葉輪增氧機、底部增氧的微孔曝氣增氧機、平衡增氧的耕水機等被廣泛應用，但自動化程度不高，啟停控制主要由人為操控，遠程自動控制難。且水體溶氧量易受氣壓、溫度等因素影響，大部分增氧設備未能結合天氣、溫度等因素變化，根據水體溶氧量變化，實現智能化調控。同時，不同養殖水產與水體適用的增氧設備不同，若不考慮養殖水產的生長規律及特性，隨意選型使用設備會影響水產的生長發育，嚴重時會導致養殖水產患病死亡。

3.3 餌料投喂智能化裝備缺檔

良好的餌料投喂管理有助于養殖水產的生長發育，因此在水產養殖管理過程中投飼機應用較廣，其投餌的均勻性高于人工，餌料不易粉碎，大大降低了投喂管理的餌料、人工成本，減小了因餌料投喂過量導致水質劣化的可能性。現目前市場上投飼機類型多種多樣，如風送投飼機、下落式投飼機、振動式投飼機等，技術裝備較為成熟，已基本實現自動化。但在投喂管理過程中，天氣、水溫和水產攝食情況不斷變化，不同生長期所需營養不同，投喂飼料的品種規格、密度不同，需及時調整投飼機的投飼量、次數及時間等。而目前常見的投飼機普適性不夠高，缺少精準稱量功能，無法精準測量計算不同餌飼投飼作業所需投飼量。同時，養殖戶養殖技術參差不齊，只能根據經驗粗略估算投飼量，精準投喂難保障，可能會造成飼喂管理脫節。

3.4 尾水及淤泥處理設施不足

過去，養殖尾水處理較為粗曠化，直接排入河道、溝渠中，不利于整體水環境的改善。近年來，隨著河湖長制的落實落細，養殖尾水禁止直排入河，部分地區開展養殖尾水整治示范點建設，應用如“漂浮稻”、人工濕地凈化等技術，為尾水處理與水環境保護之間的矛盾提供了解決途徑。但四川省水產養殖以池塘養殖為主，池塘基礎設施老舊，缺少安裝濾池、濾塔等尾水處理裝備相匹配的條件。同時，老舊池塘建設標準化程度不高，系統化程度低，未鋪設吸污排污管網，淤泥難以及時清理，造成塘內淤泥集聚，降低池塘載魚量。而在清淤裝備設施方面，只有泥漿泵、推土機等機械裝備，只適宜在水產養殖捕撈后作業，針對于水產養殖過程中淤泥處理需求難滿足，缺少能夠帶水作業、靈活性高、潛走型的清淤設備。

3.5 疾病預防在線診斷技術及裝備空白

病防工作是水產養殖中至關重要的工作，防控不力，可能會造成巨大的經濟損失。由于養殖水產生長環境的隱匿性，受光照強度﹑水體渾濁以及水產運動隨機等影響，且缺乏可視化、數字化、智能化的觀測裝備，不能有效監測水產品生長情況。加之發病前期較為輕微，征兆不明顯，缺乏診斷依據，不能及時發現水產品患病情況、發病程度,可能延誤治療時機。發病中后期，由于水產病害種類多，養殖戶自身專業知識欠缺，缺少水產養殖病防治在線看診平臺，疾病診斷缺少科學指導，不明病因藥理，不知如何選藥、用藥，診斷治療難保障。

4 建議

4.1 加快水質智能監測調控技術與配套裝備推廣應用

集成“傳感器、視頻監控、在線監測等技術+漁業機械裝備”等形成可視化、數字化裝備，對水體的含氧量、溫度、pH、氮磷元素含氧量和水產養殖生長情況等進行在線監測、實時監控，實時收集顯示相關數據。如利用水產養殖機器人開展水下移動式全方位視頻監控,有效監測水產品成活率、生長情況及養殖環境,及時發現問題[6]。結合水產養殖技術，設定水產品生長發育的安全閾值，根據水質變化情況，決定增氧、進排水、施藥添菌等調控水質，而且可視化、數字化的裝備可減少養殖人員巡塘、守塘時間與次數，降低養殖人工成本。

4.2 研發智能綠色高效增氧技術與裝備

明確設備適用養殖水產的范圍，解決增氧設備智能化程度不高的問題。高效增氧設備是實現水質智能調控的基礎，結合養殖水產品生長特性與自動化控制技術，研發智能高效增氧設備，逐步對不同水產，不同生長發育期、不同時段天氣等主要水產品所需耗氧數據收集，設立水體溶氧量安全域值。結合水質智能調控系統測定水體的溶氧量，達到閾值自動啟停，實現智能調控，節能增效。

4.3 優化精準飼喂技術與裝備

降低餌料投喂管理成本，提高水產品質。結合水產養殖飼喂技術，優化餌料成分配比，在精準稱量和自動化控制基礎上[7]，對現有投餌機進行優化，實時掌握已投喂飼料量、剩余飼料量等信息，再集成技術研發精準化、智能化投喂裝備，提高餌料投喂面積與播撒均勻性，降低餌料粉碎率。根據水產生長情況與飼料殘留量，合理控制飼料投喂量與時間，防止殘餌腐敗污染水質，實現飼喂管理自動化、智能化。

4.4 推廣應用尾水及清淤生態處理技術與裝備

以解決水資源循環利用及水質自動化調控不足的問題。結合原位修復技術[8]與異位修復技術[9]對池塘進行標準工程化建設，對排污、截污、進排水等漁業基礎設施進行提升改造。加快研發能夠帶水作業、靈活性、潛走型的清淤設備，完善尾水處理及清淤系統，提高漁業設施自動化水平，實現尾水生態化利用，尾水零排放，結合水質智能檢測調控系統，定期抽排更換水體，保持良好的水體環境。

4.5 搭建水產養殖疾病預防診斷在線云平臺

利用大數據、云平臺、人工智能等共享水產養殖疾病防治技術，搭建水產養殖病防治專家在線看診平臺，建立水產養殖疾病數據庫。再結合水質智能監測調控系統采集的水體數據，對水體內的細菌、真菌、寄生蟲等水質指標與環境變化、投餌施肥等情況進行綜合分析，利用數據庫與專家在線看診平臺，進行疾病比對識別，根據魚情生長狀況與患病情況，指導科學選藥，合理施藥添菌。

5 結語

水產養殖機械化是加快水產養殖數字化、智能化發展的基礎，通過對水產養殖管理中各環節機械化裝備的提升改造，再與“互聯網”“大數據”等現代信息技術手段結合，集成創新，形成數字化、智能化的漁業裝備，促進水產養殖業高質量發展。文章重點對水產養殖管理環節中的現存部分機械裝備短板與相關技術進行分析，未涉及到魚苗管理、捕撈設施及水產品加工等環節，存在諸多不足之處。但相信隨著水產養殖數字化、智能化新裝備和配套新技術的研究應用推廣，與冷鏈物流等相關產業更加的融合發展，水產養殖產業將得到新提升，到達新高度，必將實現水產養殖全程機械化、智能化。