精細化水產養殖產生、發展及應用

水寶寶

現代漁業必然要從技術智能化、管理精細上進行面對，以滿足時代的需要。這樣的發展趨勢，就是需要對水產養殖活動進行精細化管理，也可以認為是設施漁業的一個方面。

文/圖 中國水產科學研究院南海水產研究所 呂俊霖 艾紅 黃巧珠 章麗萍

近30年來，我國的水產養殖無論是養殖總面積還是養殖總產量均遙居世界領先地位。然而水產養殖業的基礎設施簡陋問題，土地資源浪費問題、水資源浪費以及環境污染的問題己嚴重制約水產養殖業的可持續發展,日益引起人們的關注。因此，發展和推廣資源節約型和環境友好型的現代化水產養殖業，從而提高水產品質量和社會經濟效益，加快產業轉型，促進我國水產養殖業的可持續發展是今后的必然趨勢。在這樣的產業背景下，產生了水產養殖進行精細化的需求。

對水產養殖進行精細化養殖是在“精細農業”背景下提出的新概念。精細農業是指基于變異的一種田間管理手段，農田里田間土壤、作物的特性都不是均一的，是隨著時間、空間變化的。根據田間變異來確定最合適的管理決策，目標是在降低消耗、保護環境的前提下，獲得最佳的收成。精細水產同樣如此，基于不同的時間地點，不同的水環境，不同的養殖對象而自行調節，從而達到高產出、低損耗、低風險和精細管理的功能。就目前的技術而言，為實現水產養殖的精細化，需要傳感器、計算中心和控制中心三者的配合。隨著當前傳感技術、網絡技術和軟件技術的發展，這些都已經慢慢成為現實，并已經開始投入生產實踐。

傳感器的發展,物聯網和3G網絡的發展,改變了養殖業的生產模式，可以克服傳統養殖業的一系列問題。

一、目前水產養殖業存在的問題

1、基礎設施簡陋問題，養殖風險性高

根據1996年上海市的調查，1996年上海市精養魚池的固定資產每畝平均不到1000元。多數養殖場缺乏現代化高層次生產所必需的物質條件和技術能力，對水質環境的監測能力較低，無法實時了解水體的溶解氧、pH值、溫度和鹽度等，多數只能靠簡單的設備和經驗進行檢測，這樣無疑加大了養殖生產的風險。

2、土地資源的占用和浪費問題

池塘養殖是傳統淡水養殖的主要方式，它一般需要占據大量土地資源。在耕地日漸緊缺的今天，通過增加養殖面積來擴大養殖規模潛力己不大。海水養殖由于沿海工業、旅游業、港口等行業的發展，可用于水產漁業的面積也日益減少。另外，這些地方的養殖還造成沿海海區、港灣的生態影響、水質污染以及紅樹林等資源的破壞等問題。

3、水質資源的浪費問題

目前水產養殖一般依賴天然水資源，如地表水、地下水或海水等。由于國家對水資源的管理力度不大，水產養殖業者幾乎沒有對養殖廢水處理的意識，往往依靠大量水交換來保障養殖水體的水質，養殖污水未經處理大量排放。這對鄰近的水域造成一定的污染，加上化工、農業、生活污水等污染，水環境的污染已經相當大。事實上，如果考慮到水產養殖所造成的污染治理成本，則養殖所帶來的利潤必將所剩無幾。

4、人力資源不足問題

我國水產養殖相關的漁業設施較為落后，投餌、清污、換水、捕撈等生產環節基本上依靠人力。盡管我國勞動力成本目前仍較低，但是受雇人員大多文化水平較低，專業知識掌握不夠，一般憑經驗盲目性地生產經營，難以完成有一定技術要求的工作，是生產中的一個風險因素。另外，由于社會的人口結構問題，許多青年人更愿意去建筑工地或工廠打工，養殖業存在人力不足的危機。

因此，促進水產養殖業的產業升級，使用精細水產技術；促進水產養殖智能化和信息化的發展，降低養殖風險，提高資源利用率，減少土地資源和水資源浪費，節約人力成本，建立高可控可管的養殖模式，是實現水產養殖業現代化的必然趨勢。

二、精細水產的產生和發展

聯合國糧農組織在《關于2000年以后水產養殖業發展的曼谷宣言和戰略》中指出，在過去30年中，水產養殖已成為增長最快的食物生產部門并對國民經濟的發展、全球糧食供應和糧食安全作出日益重要的貢獻。由于人口的增長，為了維持目前的魚產品消費水平，到2030年，世界魚產品的產量每年需要增加3700萬噸。但是目前世界傳統捕魚業已經達到了最高產量，所以養殖水產品將是唯一能夠彌補這一缺口的途徑。為此，更快更好的發展現代水產養殖業，以滿足人民群眾的食品（水產品）需求，是現代漁業的時代要求。現代漁業必然要從技術智能化、管理精細上進行面對，以滿足時代的需要。

這樣的發展趨勢，就是需要對水產養殖活動進行精細化管理，也可以認為是設施漁業的一個方面。具體來講，就是將工程技術、機械設備、監控儀表等現代工業技術用于漁業生產，結合軟件技術和網絡技術，實現高密度、高產值、高效益、低風險、高可控的養殖模式。

采用精細水產管理的養殖場將設置傳感器和監控器，傳感器可以測量溶解氧、pH、溫度等水質指標。監控器可以監控魚體的喂食情況，活動或死亡情況，這些模擬信號最終轉換為數字信號，通過網絡設備（主要是通過無線通信的方式，如GPRS或3G網絡）傳送出去。接收方可以是手機，也可以是電腦或其他的終端設備，這些終端設備將數字信號表達為文字或圖形的格式。從而可以實時監控水質情況，繪制出詳細的圖表。另外，通過監控畫面可以實時了解養殖情況和場地情況。

通過長期連續的監測、調節和控制水質，使養殖對象處在最適于生長的環境下，達到增產、節能、減輕工人勞動強度的效果。從而減少養殖損失，增加養殖產量。通過該系統，即使在遠離觀測現場的異地，也能方便地對各種環境要素如溫濕度、光照、CO2等環境數據的采集讀取，真正實現了遠程監測和數據共享的功能。除數據遠程采集、實時監控外，系統還可實現遠程手機報警，并通過用戶手機遠程控制現場設備。如此，我們達到了水質管理，養殖管理和場地管理的統一，實現精細管理。從而達到精細調節，未雨綢繆，節約資源，避免浪費，減少了養殖風險，提升了養殖效益。實現了精細水產技術的養殖模式。具體的養殖模式可見圖例1。









如圖例1，在各養殖場設置傳感器，監測水體因子，監控養殖對象的活動情況，并將數據通過網絡接口發送出去（一般采用無線的Z-bee模式），養殖場辦公室接收傳感器發來的數據，并通過軟件形成圖形圖像，通過分析和調整各種參數，采取合理的養殖活動。另外，數據還可以通過GPRS網絡或3G網絡發送到手機，這對不在養殖場的管理人員尤其好用。也可以把數據通過互聯網發送到生產總部或其他研究機構，通過各種軟件系統進行遠程診斷和維護。

現在以某公司的東營市海水漁業科技示范中心水質無線監控系統舉例說明。

養殖品種：海參

系統功能：在海參人工養殖的過程中，不適宜的水環境將導致海參發病率升高，甚至影響海參的存活。海水養殖水質無線監控系統的功能，是對養殖水環境中對海參生長發育極為重要的5個參數：水溫、pH、DO、EC、水位進行無線監測。傳統的海參養殖水質管理方法是使用離線的水質監測儀器，定時對水質進行人工測量，這種方法耗時耗力，且測量值因不同的個體操作易造成誤差。此海水養殖水質無線監控系統可實現水質的長時間在線測量：每隔半個小時自動對這些水質參數測量記錄一次，數據能夠在海水漁業科技示范中心辦公室通過觸摸屏實時顯示。同時在采集節點、路由節點、上位機自動存儲，并且能夠使用U 盤進行本地數據下載、遠程通過GPRS下載，實現海參養殖水環境的自動監測和遠程監測。

在電腦上，接收傳感器的數據，并轉換為圖形格式。

三、展望

目前，國內已有一些廠家和研究機構在做精細水產的研發和推廣工作。隨著3G網絡的發展，物聯網的出現，可以實現多個傳感器的互聯、互通和互計算，從而在監控和調節上更加便捷化、智能化。另外，云計算的興起，為多個傳感器的協同奠定了基礎，從而在互操作性、穩定性上更有保證。可以預見，隨著計算機和網絡技術的發展，養殖管理模式將會發生翻天覆地的改變。

參考文獻（略）

我愛養蝦

面對現實，放下身段多為基層水產養殖者服務吧

九天飛龍

我支持樓主的思路，希望和現實有更緊密的階段性方案

yulee

我認為這應該是未來發展的趨勢，等粗放養殖不能帶來足夠利潤時，精細化養殖是必由之路。

yulee

請問這樣一套系統需要投資多少錢？每個監控器的覆蓋范圍或者面積是多少？

angelfish

樓主的思路是好，但是我國現階段大多數的養殖水平，包括養殖人員的水平和養殖成本的投入都不能達到自動化。很長的路要走！

老蠍子

在臺灣相關類似的投資計畫，不論在學界和實業界都多有所見！但是，大多是由「實驗室」的構思，直接移植到產業界。對於下列幾個要求無法達成，亦或是根本沒有實際執行的能力，以致於功敗垂成，亦或是不了了之！
1.實際的操作流程中的數據，如何反應的養殖問題，以及該如何操作解決方法？
2.經濟效應以及成本攤提問題。
3.人員技術水準與學術素養於法匹配。
4.研究單位存在「上位優越感」，現場人員存在「抱殘受缺」的執著，難有共識！
5.沒有官方的統合和支持！