水產養殖機械化新技術應用現狀及發展趨勢

楊貴民 王冬梅 馮思志 邱韶峰

機械化是水產養殖業現代化的重要內容、重要支撐和重要標志。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。本文擬對幾項水產養殖機械化新技術應用現狀及發展趨勢進行介紹和分析，供參考。

一、尾水高精度機械化過濾技術

由于養殖過程中飼料投喂和糞便產生等原因，養殖水體中存在相當數量固體懸浮物（Total suspended solids，TSS）。固體懸浮物包括無機和有機兩種，其中有機固體懸浮物會導致氧的消耗、有機物腐敗和病原菌滋生等問題，而無機固體懸浮物極易堵塞養殖生物的鰓，吸附于懸浮物的大量病原微生物很容易造成宿主的鰓部感染，這些都大大增大了養殖生物的發病概率。因此，如何降低養殖水體特別是循環水養殖系統的懸浮顆粒物質量濃度，是減少病害發生風險，實現水產養殖穩產高產的關鍵。

水產養殖水體懸浮物過濾常用的機械是微濾機，微濾機是一種機械過濾器，通過微孔篩網截留養殖廢水中粒徑較大的固體顆粒物來達到固液分離的目的。微濾機在過濾懸浮物的同時，減少了水體的化學需氧量，有效減少了水中氨氮含量。目前國內微濾機常用濾網在100～200目之間。研究表明粒徑小于100μm的顆粒是非沉淀顆粒，水體中75μm以上的非沉淀顆粒物約占30%～35%，30μm以上的非沉淀顆粒占到85%～90%。標配的微濾機濾網是200目，孔徑是75μm，它只可過濾掉水中30%～35%的非沉淀顆粒，其他小于75μm粒徑的65%～70%的非沉淀顆粒會從網目中漏掉，進入到后面的生化處理程序中，加重了后處理的負荷。

湖北某水產裝備研究所研制的水產尾水固液分離器目前過濾精度已達到了400目，可過濾38μm以上的固體顆粒物，去除水中80%以上的非沉淀顆粒，有效減少了水中氨氮含量和化學需氧量，省去了大片用來凈化養殖水體的沉淀池、有效地節約了土地使用面積，省去了大量一次性過濾耗材，大幅縮短了凈化養殖水體的時間和過程，節約了生產成本，為工程化水產養殖中產生的尾水回收利用提供了可靠的技術和裝備保障。

隨著水產養殖業綠色發展，對尾水機械化過濾技術和裝備也提出了更高的要求，通過機械過濾去除尾水中更多的氨氮含量和化學需氧量，減輕后續處理負荷是必然趨勢。

二、水產養殖自動精準投喂技術

自動精準投喂是養殖企業節本增效的重要舉措，對水產養殖企業尤為重要，餌料投喂不足，影響產量；投喂過量，不僅浪費飼料還造成水體污染。自動化精準投餌機械是制約我國深海網箱養殖機械化發展的短板和弱項，自動精準投喂技術基于魚類攝食行為研究成果，利用物聯網、大數據、人工智能等技術，運用水下監測設備對網箱內魚類生長情況和水下環境進行實時監測，并通過計算機準確控制投餌，依據海情、魚情數據準確給定投餌時間與數量，實現遠距離精準投餌，降低了勞動強度，提高了經濟效益，實現深海網箱精準化養殖。

目前，挪威、加拿大、美國、日本等國家普遍實現了自動投餌，養殖規模大大提高。如挪威 AKVA公司的MarinaCCS投餌系統。投餌采用管道低壓輸送方式，一臺風機經投餌分配器可實現多達60路遠程輸送，輸送距離為300～1400m，最大喂料量為648～5220kg/h。投餌系統對風管進行散熱處理，減少了飼料的損壞率； 安裝風力控制器，防止飼料堆積與磨損。監視系統是精準投餌的關鍵，運用多普勒殘餌量傳感器、環境傳感器、喂餌攝像機，對水下環境、魚的生長情況，以及殘餌和死魚進行監測，實現精準控制投餌量。挪威AKVA公司的養殖管理系統與投餌系統協同工作，已經全面實現了自動化、智能化控制。

目前國內水產養殖飼喂機械還沒有普及，很多網箱養殖還依靠人工投喂，水產養殖機械化飼喂特別是自動精準飼喂技術與裝備有著巨大的發展空間。

三、深遠海養殖網箱網衣清洗技術

網箱組件和網衣清潔是深遠海養殖無法回避的一個重大問題。網箱組件和網衣在經過長時間海水浸泡后，海中生物，如藻類、甲殼動物、藤壺類生物會附著在裝備上，嚴重時會導致網眼堵塞，養殖海水難以進行流通，污染養殖水體，導致養殖魚類的病蟲害和減產。此外，過多的海洋生物附著會改變網箱等平臺的結構特征，使得整體穩性發生變化，對平臺的抗風浪性產生不利影響。目前國內深遠海網箱網衣的清潔主要靠對網衣定期整體更換，將其拿到岸上或者工作船上利用高壓水槍并配合刷子進行人工沖洗，這種方法效率低，容易造成魚體表損傷。

英國極光海事公司生產的ROV水下清理機器人采用履帶式結構與水流雙重驅動模式，通過磁力吸附裝置能夠較好地緊固在網箱結構上，自身安裝高壓水流噴射裝置，可以對網箱進行水流清理；ROV具備自動感知功能，可根據網箱的結構動態調整高壓水流強度，以降低高壓水流對網箱結構的損傷。

通過大數據、機器學習，清洗機器人智能化程度不斷提高。未來利用圖像識別技術精準確定水下污損位置和污損等級，通過智能控制算法實現清洗路徑自動規劃、制訂最佳清潔方式、最適清潔力度將是網衣清洗機器人發展的方向。

（作者單位：山東省農業機械技術推廣站）