水产养殖机械化新技术应用现状及发展趋势

杨贵民 王冬梅 冯思志 邱韶峰

机械化是水产养殖业现代化的重要内容、重要支撑和重要标志。机械装备，可降低水产养殖人工成本，提高养殖效率与管理水平，实现增产增收。本文拟对几项水产养殖机械化新技术应用现状及发展趋势进行介绍和分析，供参考。

一、尾水高精度机械化过滤技术

由于养殖过程中饲料投喂和粪便产生等原因，养殖水体中存在相当数量固体悬浮物（Total suspended solids，TSS）。固体悬浮物包括无机和有机两种，其中有机固体悬浮物会导致氧的消耗、有机物腐败和病原菌滋生等问题，而无机固体悬浮物极易堵塞养殖生物的鳃，吸附于悬浮物的大量病原微生物很容易造成宿主的鳃部感染，这些都大大增大了养殖生物的发病概率。因此，如何降低养殖水体特别是循环水养殖系统的悬浮颗粒物质量浓度，是减少病害发生风险，实现水产养殖稳产高产的关键。

水产养殖水体悬浮物过滤常用的机械是微滤机，微滤机是一种机械过滤器，通过微孔筛网截留养殖废水中粒径较大的固体颗粒物来达到固液分离的目的。微滤机在过滤悬浮物的同时，减少了水体的化学需氧量，有效减少了水中氨氮含量。目前国内微滤机常用滤网在100～200目之间。研究表明粒径小于100μm的颗粒是非沉淀颗粒，水体中75μm以上的非沉淀颗粒物约占30%～35%，30μm以上的非沉淀颗粒占到85%～90%。标配的微滤机滤网是200目，孔径是75μm，它只可过滤掉水中30%～35%的非沉淀颗粒，其他小于75μm粒径的65%～70%的非沉淀颗粒会从网目中漏掉，进入到后面的生化处理程序中，加重了后处理的负荷。

湖北某水产装备研究所研制的水产尾水固液分离器目前过滤精度已达到了400目，可过滤38μm以上的固体颗粒物，去除水中80%以上的非沉淀颗粒，有效减少了水中氨氮含量和化学需氧量，省去了大片用来净化养殖水体的沉淀池、有效地节约了土地使用面积，省去了大量一次性过滤耗材，大幅缩短了净化养殖水体的时间和过程，节约了生产成本，为工程化水产养殖中产生的尾水回收利用提供了可靠的技术和装备保障。

随着水产养殖业绿色发展，对尾水机械化过滤技术和装备也提出了更高的要求，通过机械过滤去除尾水中更多的氨氮含量和化学需氧量，减轻后续处理负荷是必然趋势。

二、水产养殖自动精准投喂技术

自动精准投喂是养殖企业节本增效的重要举措，对水产养殖企业尤为重要，饵料投喂不足，影响产量；投喂过量，不仅浪费饲料还造成水体污染。自动化精准投饵机械是制约我国深海网箱养殖机械化发展的短板和弱项，自动精准投喂技术基于鱼类摄食行为研究成果，利用物联网、大数据、人工智能等技术，运用水下监测设备对网箱内鱼类生长情况和水下环境进行实时监测，并通过计算机准确控制投饵，依据海情、鱼情数据准确给定投饵时间与数量，实现远距离精准投饵，降低了勞动强度，提高了经济效益，实现深海网箱精准化养殖。

目前，挪威、加拿大、美国、日本等国家普遍实现了自动投饵，养殖规模大大提高。如挪威 AKVA公司的MarinaCCS投饵系统。投饵采用管道低压输送方式，一台风机经投饵分配器可实现多达60路远程输送，输送距离为300～1400m，最大喂料量为648～5220kg/h。投饵系统对风管进行散热处理，减少了饲料的损坏率； 安装风力控制器，防止饲料堆积与磨损。监视系统是精准投饵的关键，运用多普勒残饵量传感器、环境传感器、喂饵摄像机，对水下环境、鱼的生长情况，以及残饵和死鱼进行监测，实现精准控制投饵量。挪威AKVA公司的养殖管理系统与投饵系统协同工作，已经全面实现了自动化、智能化控制。

目前国内水产养殖饲喂机械还没有普及，很多网箱养殖还依靠人工投喂，水产养殖机械化饲喂特别是自动精准饲喂技术与装备有着巨大的发展空间。

三、深远海养殖网箱网衣清洗技术

网箱组件和网衣清洁是深远海养殖无法回避的一个重大问题。网箱组件和网衣在经过长时间海水浸泡后，海中生物，如藻类、甲壳动物、藤壶类生物会附着在装备上，严重时会导致网眼堵塞，养殖海水难以进行流通，污染养殖水体，导致养殖鱼类的病虫害和减产。此外，过多的海洋生物附着会改变网箱等平台的结构特征，使得整体稳性发生变化，对平台的抗风浪性产生不利影响。目前国内深远海网箱网衣的清洁主要靠对网衣定期整体更换，将其拿到岸上或者工作船上利用高压水枪并配合刷子进行人工冲洗，这种方法效率低，容易造成鱼体表损伤。

英国极光海事公司生产的ROV水下清理机器人采用履带式结构与水流双重驱动模式，通过磁力吸附装置能够较好地紧固在网箱结构上，自身安装高压水流喷射装置，可以对网箱进行水流清理；ROV具备自动感知功能，可根据网箱的结构动态调整高压水流强度，以降低高压水流对网箱结构的损伤。

通过大数据、机器学习，清洗机器人智能化程度不断提高。未来利用图像识别技术精准确定水下污损位置和污损等级，通过智能控制算法实现清洗路径自动规划、制订最佳清洁方式、最适清洁力度将是网衣清洗机器人发展的方向。

（作者单位：山东省农业机械技术推广站）