【word】 深水网箱养殖装备技术前沿进展

【word】 深水网箱养殖装备技术前沿进展 深水网箱养殖装备技术前沿进展 中国农业科技导报,2011,13(5):44—49 JournalofAgriculturalScienceandTechnology 深水网箱养殖装备技术前沿进展 郭根喜,陶启友,黄小华,胡昱 (中国水产科学研究院南海水产研究所,广州510300) 摘要:上世纪七十年代末,海水鱼类养殖其中最重要的一项技术成果是发明了深水网箱,持续数十年的研 究与开发应用,使现代海洋农业有了新的诠释.随着深水网箱装备技术的进步,围绕”一条鱼”养殖工程技术 的种质,养成,营养,管理,环境,加工,物流,信息以及养殖配套装备等技术链日益完善,深水网箱已成为现代 海洋农业不可或缺的重要装备. 关键词:深水网箱;养殖;装备技术 doi:10.3969/j.issn.1008-0864.2011.05.07 中图分类号:$967.3文献标识码:A文章编号:1008-0864(2011)05-0044-06 ProgressonFrontierofEquipmentTechnologyfor Sea-cageAquaculture GUOGen—xi,TAOQi—you,HUANGXiao—hua,HUYu (SouthChinaSeaFisheriesResearchInstitute,ChineseAcademyofFisherySciences,Guangzhou510300,China) Abstract:Attheendofthe1970’S.sea—cagewasthemostimportanttechnical achievementinmarinefish aquaculture.Thesustainableinvestigationandapplicationforseveraldecadesmadethemodernmarineagriculture haveanewinterpretation.Alongwiththeprogressonequipmenttechnologiesofsea—cage,technologyaroundthe industrychainof”onefish”aqua—culturalengineering,suchasgermplasm,f arming,nutrition,management, environment,processing,logistics,informationandfacilitytechnologyhasbecomeperfectdaybyday.Sea—cageisa indispensableandimportantequipmentinmodernseaaquaculture, K吖words:sea—cage;aquaculture;equipmenttechnologies 随着全球人口增长,资源短缺和环境恶化问 题愈发突出,陆地资源已难以充分满足社会发展 的需求.3.6亿km浩瀚的海洋是一种潜力巨大 的资源宝库,是人类食物的重要来源,也是增加人 类优质蛋白质的”粮仓”,海洋正在成为人类的第 二生存空间,21世纪人类对海洋的开发与利用将 迎来一个空前迅猛的发展时代. 随着科学技术的进步,海水设施养殖成为世 界各国开发和利用海洋的重要途径,也是我国新 时期向海洋领域拓展的重要战略举措.深水网箱 是海水设施养殖的重要战略方向,是海水养殖先 进生产力的代表,在提升海水养殖产业技术水平, 拓展海水养殖空间,保护近海生态环境等方面具 有重要作用. 1发展深水网箱养殖的意义 1.1发展离岸深水养殖是拓展食物生产空间的 有效途径 我国地少人多,人均耕地面积仅为世界平均 水平的1/3,陆地农业发展面I临着耕地El益减少 和人口不断增长的双重压力,对食物安全供给构 成严重威胁?.随着社会经济的快速发展,人们 对优质蛋白类食品,尤其是水产品的需求不断增 加.发展现代海水养殖业,向海洋索取资源,拓宽 生存空问,是保障食物安全和满足人们对优质蛋 白食品需求的重要途径.我国海洋面积299.7万 km,其中20Ill等深线内海域面积约1600万 收稿日期:20117;接受日期:2011437-22 基金项目:国家863 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 资助项目(2006AA100302);国家科技支撑计 划资助项目(2011BAD13B11);广东省科技计划项目 (2oo8B021o0Oo42);广东省海洋渔业科技推广专项资助项目 (A200901G03)资助. 作者简介:郭根喜,研究员,从事海洋渔业及渔业设施研究.E—mail:scsggx@163.COB 5期郭根喜等:深水网箱养殖装备技术前沿进展45 hm,40m等深线以内海域面积约5000万 hm.l2J ,海水养殖的发展空问巨大.据测算,在现 有养殖装备技术支撑下,如将其中的100万hm 用于发展深水网箱养殖业,可增加优质鱼类产量 达680万t,相当于世界水产养殖产量的10%以 上J,若装备技术再提升一个层次,同样的面积 产量将提高2倍,对缓解粮食安全保障压力,解决 我国未来16亿人口食物安全问题具有重要意义. 1.2发展深水网箱养殖是加快转变海水养殖发 展方式,实现渔业安全生产的重要保障 长期以来,由于我国近海养殖的设施化和工 程化水平不高,养殖生产基本处于低技术水平的 数量规模化发展.目前,我国拥有海水养殖网箱 100多万箱,但由于养殖设施简陋,装备水平落 后,无法抵御较大风浪和较恶劣的海况条件.据 统计,我国每年因风暴潮和台风等灾害事故给近 海养殖造成的损失均达百亿元以上,养殖生产仍 处于”靠天吃饭”.深水网箱是一种高投入,高 产出的现代新型海洋设施养殖装备,相对于传统 网箱具有较高的生产效率和科技属性,以现有一 个HDPEC43深水网箱的产量是传统海水网箱的 40倍,养殖效率提高30%以上,其具备抗风12 级,抗浪高5m,耐流1m/s的高风险抵御能 力,大幅度提高了网箱在外海水域作业的安全 性.融入高新技术元素的深水网箱及养殖,使我 国的近海养殖从低层次的粗放,脆弱型生产向多 元化科技稳定型转变,成为海洋产业最有活力和 产业群经济带动的火车头,形成农业生产体系向 工业生产体系的质变,促进渔业平稳,健康和可持 续发展. 1.3发展深水网箱养殖是缓解近海养殖环境压 力,保护海洋生态环境的重要举措 “以养为主”的渔业发展模式,突破了渔业发 展过分依赖天然渔业资源的旧模式,拓展了渔业 发展的空问.但随着海水养殖业的快速发展,近 海养殖活动已超过了生态环境的承载量,致使养 殖水域水质下降,养殖生物疾病频发和浅海生态 环境的破坏,直接威胁着养殖业的可持续发展. 深水网箱在远离海湾的开放海域,在充分利用海 洋国土获得高养殖效益的同时,更好地保护了近 海,浅海生态环境.近年来,我国政府以及各级科 技和渔业主管部门站在科学发展的高度,积极推 动近海养殖向外海转移发展战略的实施,使我国 深水网箱养殖实现了跨越式发展.纵观国内外海 水养殖的发展,利用高新技术向深海进军已成为 必然趋势,深水网箱是实现现代海洋农业经济目 标的首选. 2国际前沿技术及相关战略性新兴产业 发展现状与趋势 挪威在经历了从淡水陆基养殖到近海养殖发 展阶段后,近海养殖的成功带来了向深海养殖的 基本思路,积极探索和开发先进高效的深水养殖 模式,持续30余年的系统研究与创新,基于深水 养殖装备技术的成功开发,造就了”一条鱼”深水 养殖产业,实现了单一品种(三文鱼)世界产量最 大,全球贸易市场占有率最高,长盛不衰的局面. 近20多年来,欧,美,日等发达国家的离岸深水养 殖产业发展迅速,为各自国家的海洋利用和开发, 渔业经济的可持续发展,人民生活水平的提高都 做出了重要贡献.目前国际上关于离岸深水养殖 技术的研发,主要聚焦于深水网箱装备及以深水 网箱为载体的养殖技术方面,其涉及的前沿技术 主要有深水网箱数字化设计技术,装备自动控制 技术,养殖数字化管理技术和大型鱼类网箱养殖 技术等方面. 2.1深水网箱数字化设计技术 深水网箱数字化设计技术是实现海水养殖设 施高效率,高质量,高标准设计的重要平台.不断 创新的设计源于高性能的高仿真模拟,促进了个 性化设计,优化了结构与 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 ,加快了养殖装备的 更新换代,成为引领海洋养殖持续发展的重要支 撑.国外一些先进企业累积了大量厚实的基 础技术,以CAE技术为基础,开发了用于网箱结 构设计与模拟 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 的计算机软件,如美国的 MOSES,AquaFE软件,挪威的RIFLEX, AquaSim软件.先进分析与设计手段,使养殖装 备性能得到大幅度提高,养殖容量更大,操作更方 便,安全更有保障,成本效益更高.如挪威的 AKVA集团是目前世界着名的水产养殖技术与装 备研发机构,新产品应用率达25%以上.拥有25 年的金属网箱,塑料网箱和工作船,投喂系统,饲 料驳船,传感器系统和鱼类养殖系统软件的设计 和制造经验,并在世界范围内为网箱养殖客户提 中国农业科技导报 供最有效的养殖设施J.设计技术的进步,大大 优化了深水网箱结构及安全,促进了深水网箱向 大型化,外海发展. 2.2深水网箱装备自动控制技术 装备自动控制技术是实现海水设施工业化养 殖的重要手段.海洋也是一种有限资源,单位综 合效益的提高是对海洋有限资源空间的充分利 用.随着养殖设施向大型化,外海发展,自动化, 机械化的养殖配套装备,使养殖过程操作变得简 单易行,是代替人工操作不可或缺的重要工具. 挪威Akvasmart创建于1980年,研制的自动投饵 系统被称为Akvamarina饲料系统,包括各种饲 料和环境传感器,多普勒颗粒传感器和各种水下, 水面摄像机系统.自动投饵系统由电脑控制,使 复杂的养殖过程控制变得异常简单和准确,叮以 同时实现对40个网箱进行远程投饵,最大喂料量 11520kg/h,最大输送距离达14001TI.爱尔兰 FLUID公司生产的离心式吸鱼泵,大大缩短了渔 获时间,独特的泵体叶轮结构设计保证了被吸鱼 体的存活.装备技术的进步,使养殖产量大幅 度提高及可控生产成为可能.目前,除中国外,挪 威及美国生产的养殖装备在世界各圉的深水网箱 养殖,工厂化养殖应用广泛. 2.3深水网箱养殖数字化管理技术 数字化管理技术是实现设施渔业现代化的必 然选择.养殖数字化管理系统是养殖过程管理的 专家,有效实现软硬装备智能一体化的管家.其 关键优势在于:实现软件和硬件没备一体化的有 效地集成,鱼类养殖控制与饲料系统及多环境参 数相结合;形成强大的分析 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ,经过统计优化, 减少了人为工作的错误;同时饲料系统和所有环 境传感器都将被自动记录;有450多个养殖分析 变量,以适应个人需要和养殖记录溯源. 挪威的深水网箱养殖场,都有自己开发的养 殖管理软件.AKVA集团开发的养殖管理系统是 一 种强大而先进的软件,正逐步向全球同户推 广LsJ.养殖管理软件针对性较强,系统要根据不 同的养殖品种,饲料营养以及养殖环境等进行特 定编程,不能像微软视窗那样普遍共享.其下一 步的数字化管理技术开发重点是与物联网衔接, 使养殖,销售,加工和管理一体化. 2.4大型鱼类(金枪鱼)网箱养殖技术 金枪鱼肉质柔嫩,营养价值高,是很受欢迎的 海洋美食.冈欧洲各国限制金枪鱼的捕捞,而天 然金枪鱼的资源越来越少,许多国家开始进行金 枪鱼的人工养殖.口本对金枪鱼的养殖研究,已 坚持了近30年,取得了一系列重要科研成果,目 前已培育出子二代金枪鱼,但距产业化规模化养 殖仍有一段技术距离.澳大利业则侧重于网 箱阶段性养殖,取得了全球较好的经济效益.日 本,澳大利亚,墨西哥以及地中海地区沿岸国家足 金枪鱼养殖的主要国家.据不完伞统计,2008年 世界养殖金枪鱼总产量为31900t,其中地中海沿 岸国蓄养的大西洋蓝鳍金枪鱼合计产最为18000 t;墨西哥蓄养的太平洋蓝鳍金枪鱼产量为3000 t;日本养殖的北太平洋蓝鳍金枪鱼产量为5600 t;澳大利亚蓄养的马苏金枪鱼产量为5300tlol. 这些国家大部分是采用周长100m以上的大型网 箱进行金枪鱼圈养,苗种均来源于捕捞的野生金 枪鱼.我国在金枪鱼网箱养殖技术研究方面尚属 空白.但在”十一五”期间,由农业部资助在广东 省进行了一些有益的探索,积累了一些有益的经 验及数据.如:在农业部”948”项日”我国金枪龟 繁养及加I技术引进及产业化”资助F,金枪鱼 捕捞技术取得突破进展,成功摸索了一套活钓金 枪鱼技术,掌握了金枪鱼海上运输的基本技术,在 开展海上小规模网箱暂养金枪鱼试验方面进行r 尝试,为今后金枪鱼养殖发展积累了经验?. 3我国深水网箱发展现状与存在的主要 问题 3.1我国深水网箱发展现状与成就 “十在”以来,在国家”863”计划,科技攻关计 划的资助下,我国深水网箱养殖关键技术,重要装 备技术得到突破性进展,填补了我国深海养殖技 术与装备的空白,深水网箱及养殖实现了”零”的 突破J.2002年起,在国家和地方政府相关政策 的鼓励引导下,深水网箱养殖得到快速发展,我国 的深水网箱数量逐年递增(见1).截至2009 年12月,我国深水网箱的应用总量超过5000 只,分布在一20Ill半开放水域附近,养殖品种主 要有卵形鲳,军曹鱼,大黄鱼,鲈鱼等,比传统港 5期郭根喜等:深水网箱养殖装备技术前沿进展47 ?詈.唧% : 1000 O 2003200420052006200720082009 年份Year 图1我国深水网箱数量及养殖水体变化情况 cagesandwatervolumeofseacages[ Fig.1Thechangesofthenumberofsea— 12] 湾网箱综合经济效益提高约30%,60%,取得了 重大科技成果?. “十一五”期间,国家”863”计划和科技支撑 计划等相关项目针对我国深水网箱应用中存在的 问题及产业技术需求,开展了第二阶段的科技攻 关,先后研制出多种类型的新型网箱,创制出深水 网箱养殖远程多路自动投饵系统,吸鱼泵,智能起 网机等多个配套装备,开发出海水网箱数字化养 殖操作管理软件.从技术研发层面看,我国深水 网箱的设施与工程化技术较”十五”期间,又向前 迈进了一大步.”十五”以来有20多项专利技术 得到较好的孵化,应用于深水网箱养殖产业建设, 建立了年产能力达1200只网箱的制造企业,建 立了13个深水网箱超百箱规模的养殖基地,技术 的应用与推广取得了较大的社会效益和经济效 益?.南海区掀起了新一轮的深水网箱产业发 展热潮,预计至2015年,南海区新增深水网箱将 超过3000箱. 3.2我国深水网箱与国外技术的差距及存在的 主要问题 在”十五”和”十一五”期间深水网箱快速发 展,虽然我国的深水网箱数量已和挪威大致相等 (约为5000只),但我国深水网箱装备技术及养 殖产量与挪威相比仍不在同一级别上,特别是在 前沿技术研发方面差距甚远.高技术,前沿技术 研究的滞后,从2009年我国深水网箱产量为35 676t【12] ,仅相当于挪威网箱年养殖产量的1/20. 差距及其存在的主要问题具体表现在如下几个 方面: 3.2.1设计技术落后一个新产品的诞生,从设 计开始.设计的合理与否,直接影响产品的生命 力.目前,我国大部分深水网箱设计仍以传统经 验为主,我国海况复杂,海底地貌多样,产品的技 术参数盲点较大.深水网箱系统设计具有个性化 鲜明的特点,与建筑工程技术相仿,不同的海域和 养殖品种需要不同的深水网箱系统.若每次进行 单独模型试验,时效长成本高,况且不能”放之四 海而皆准”.国外普遍使用的数字化设计技术, 通过数字化设计平台有效解决了深水网箱适应性 与构筑等技术问题.我国深水网箱数字化设计技 术仍处于空白状态,深水网箱工程技术的基础理 论研究薄弱,网箱养殖设施的设计仍缺乏详实的 理论依据,许多工作都是建立在经验和实践的基 础之上的,盲目性较大,严重障碍了我国深水网箱 产业的发展. 3.2.2配套装备技术缺失深水网箱养殖系统 不是一个孤立的单一养殖装备,以深水网箱为主 体附属配套装备才能形成强大的先进生产力,不 同的深水网箱养殖生产方式对配套装备有不同的 需求,通常以组合及系列产品出现.国外常见的 配套装备有自动投饵机,养殖工船,机动快艇,水 质环境监i贝0装备,养殖监视装备,吸鱼泵和起网机 等等.我国习惯上仍以传统的养殖管理方式,开 发出的深水网箱养殖配套控制装备尚未进行标准 化,产业化生产,其核心技术有待于进一步熟化, 性能有待提高,目前只在个别深水网箱养殖基地 进行试验与示范,严重制约了深水网箱产业做大 做强. ?00由0?0.0Z 一一删匿 OOOO OOOO O0OO 5432 48中国农业科技导报 3.2.3产业技术脱节深水网箱是养殖的载体, 鱼类或其他生物体是养殖的主体,主体的生命及 生长j营养及健康有关.在国外,人工配合饲料, 病害控制技术是养殖准人条件也是必备条件.在 我同,海水鱼人]一配合饲料及病害控制技术研究 往往落后于生产实际需求,这与个体渔民经营者 由于规模较小,习惯上偏爱传统饲料有关,但重要 的原L大j是不能预见性地培育养殖的主导产品或促 进养殖市场的发育,提前展开预见性的产业前沿 技术研究,一旦自发性的养殖品种市场形成,滥用 药物及不清洁的饲料町能充斥市场,给养殖带来 复杂的确定凶素,经济损失,信心受挫在所难 免,严重影响了我国深水网箱养殖产业的健康 发展. 4我国深水网箱发展的重点任务 深水网箱是实现现代海洋农业生产体系最重 要的技术装备,是人类开发海洋利用海洋获取巨 大经济效益和提供丰富安全食物来源的生产工 具,深水网箱必将得到持续发展,为人类作出巨大 贡献. 我国海域辽阔,海况复杂,区域性生物多样性 明显,为人工养殖提供了_丰富资源.我国在深入 贯彻落实科学发展观,以加快转变渔业发展方式 为主线,以加快推进现代渔业健康可持续发展为 主攻方向的背景下,深水网箱养殖产业悄然进入 了沿海省快车道,面向满足国家优质水产品战略 需求和瞄准界深海养殖科技前沿,以装备技术 拓展渔业牛产空问,提升产业技术水平;以养殖技 术拓展产业效益,提升养殖产品品质;以数字化技 术拓展养殖效率,提升养殖管理水平.只有养殖 装备技术的突破及创新,才能协同支撑和实现我 国深水养殖产业的持续发展,赶上或超过海洋设 施养殖国际先进水平. 根据我国现代海洋农业发展的战略方向 和深水网箱养殖产业的发展趋势及技术需求, 深水网箱前沿科技重点任务主要有如下儿个 方面: 4.1深水网箱数字化设计技术 通过构建符合我国养殖条件和特点的数字化 设计技术平台,实现数字化设计与制造,为我困沿 海海域海况多样性及养殖对象提供适合的安全的 网箱系统.数字化技术的突破,是进入世界先进 行列的重要标志,数字设计技术所形成的优势及 优质价廉的网箱产品,是支撑我国深水网箱,:业 向外海拓展的”载体”和”助推器”,仪影响着我 国深水网箱产业化的进程,也将是迅速占领和引 领正在兴起的庞大的深水网箱国际市场的重要手 段.数字化设计技术的核心内容即是开发出深水 网箱智能计算机辅助没汁(intelligentCAD, ICAD)技术,构建高仿真性设计系统平台,研制出 数字化完全海洋工况深水网箱养殖系统装备,以 提高网箱养殖的风险控制能力,保障网箱养殖 效益. 4.2深水网箱养殖数字化控制技术 预计深水网箱”十二五”期问将在沿海省份 得到快速发展,规模越来越大,离岸越来越远,传 统的养殖及管理方式将无法适应规模化的养殖行 为.建立以养殖品种为目标的基于养殖生产要素 的数字控制技术与装备,提高养殖过程的可控性, 准确性,大幅度提高规模化养殖的成本效益,经济 效益是产业的生产核心.养殖数字化控制技术的 突破,是传统生产方式向现代生产方式转变的关 键,应围绕网箱养殖特定鱼类,重点研究深水网箱 养殖数字化技术,构建养殖鱼类生长数字模型,开 发深水网箱养殖IT应用管理技术,数字化装备合 成应用技术,为实现深水网箱精准智能化养殖管 理提供解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 . 4.3大型鱼类(金枪鱼)养殖技术装备开发 围绕外海深海养殖,大型洄游性鱼类深水网 箱养殖是获取和提高海洋经济效益的主要方向. 外海,深海,大型鱼类三者都联系一起,埘技术装 备有全新的要求.突破大型装备的安全,研制出 适合大型鱼类(如金枪鱼)养殖的大型深水网箱, 突破和发展金枪鱼的苗种繁育和圈养技术,填补 我国深海养殖金枪鱼技术与装备的空白,是促进 我国设施养殖大国向养殖强国转变的重要标志. 我国是世界水产养殖大国,海水养殖无论在面积 还是产量上都位居世界前茅.但在现代养殖新技 术的研究和开发上,我国缺少开创性的技术,缺乏 打进国际市场的主导产品,迫切需要开发出大型 5期郭根喜等:深水网箱养殖装备技术前沿进展49 鱼类养殖技术装备,争取早日进入大型鱼类养殖 产业的行列中来. 4.4鱼类养殖过程生长节点调控技术研究 围绕社会需求,针对养殖品种的利益最大化, 突破”一条鱼”设施养殖系统工程从规模化繁育, 优育,圈养,病防等深水网箱鱼类生长节点调控技 术,采用环境调节控制产卵时间,确定不同条件下 鱼类最佳单位放养密度,放养时间,投喂节点和渔 获节点等养殖控制节点关键参数,构建”一条鱼” 经济利益与社会需求的产业平台,实现自由生产 向合同生产方式转变,支撑设施鱼类养殖持续稳 定发展 5展望 建议”十二五”期间,成立”深水网箱产业技 术创新战略联盟”,并以此联盟为基本团队,通过 科技部科技专项持续对深水网箱养殖前沿技术研 究资助,解决我国深水网箱养殖持续发展的相关 技术问题,为我国利用海洋,开发海洋,保障粮食 安全供给作出重要贡献. 在国家政府的有力政策支持下,深水网箱养 殖有望成为我国海洋经济新的增长点,产业前景 十分看好.随着深水网箱前沿技术的深入研究与 突破,将为深水网箱拓展养殖发展空间,保障养殖 生产安全,大规模提高养殖效益等方面提供技术 与装备支撑,深水网箱养殖产业必将迎来新一轮 的发展机遇. 参考文献 [1]万宝瑞.农业发展面临的矛盾与改革建议[J].人民论坛, 2008,3(6):6—7. 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