數據化管理在黃顙魚養殖中的應用

來源: | 作者:北京水世紀 | 發布時間: 2020-12-18 | 1264 次瀏覽 | 分享到:

摘要：智慧漁業及物聯網技術在水產養殖中的運用越來越廣泛。通過智能在線監測系統對水體中的核心指標進行收集、分析，進而指導養殖將會成為未來發展方向。通過對水世紀湖北公安基地的在線數據進行統計分析，結果發現：黃顙魚( Pelteobagrus fulvidraco)養殖過程中，基礎屬性（指水體中總堿度、總硬度及鈣鎂離子等的簡稱）水平穩定在適宜范圍的前提下，溶氧范圍3～13 mg/L占比達到91%以上，同時pH值范圍7.5～8.5占比達到81%以上的水體相對穩定，疾病可控。并給出了黃顙魚養殖過程中的基礎屬性技術標準，運用數據化管理的具體方法與措施。

摘要：智慧漁業及物聯網技術在水產養殖中的運用越來越廣泛。通過智能在線監測系統對水體中的核心指標進行收集、分析，進而指導養殖將會成為未來發展方向。通過對水世紀湖北公安基地的在線數據進行統計分析，結果發現：黃顙魚( Pelteobagrus fulvidraco)養殖過程中，基礎屬性（指水體中總堿度、總硬度及鈣鎂離子等的簡稱）水平穩定在適宜范圍的前提下，溶氧范圍3～13 mg/L占比達到91%以上，同時pH值范圍7.5～8.5占比達到81%以上的水體相對穩定，疾病可控。并給出了黃顙魚養殖過程中的基礎屬性技術標準，運用數據化管理的具體方法與措施。

關鍵詞 數據化管理；黃顙魚( Pelteobagrus fulvidraco)；溶氧；pH值；基礎屬性；水平衡

黃顙魚( Pelteobagrus fulvidraco) 是我國重要的特種水產養殖品種之一，因其肉質鮮美，營養豐富，深受廣大消費者喜愛^[1]。在經濟利益的推動下，我國水產科技工作者突破了黃顙魚人工繁育，甚至培育出全雄黃顙魚、雜交黃顙魚，給養殖者提供了充足的苗種需求，使得養殖規模及區域不斷擴大，當前除海南、西藏、甘肅、青海沒有養殖外其它地區都有養殖。

2019年黃顙魚產量為53.7萬t，較2018年的50.9萬t增加5.36%^[2]。在如此形勢下，養殖黃顙魚也遇到不少困難，其中之一就是病害問題，直接導致黃顙魚養殖失敗案例比比皆是。與此同時應用物聯網技術，數據化管理在黃顙魚產業的發展上大放異彩，大幅度改善了傳統養殖中水質管理標準、疾病防控、投飼管理等問題。

在2020年4—5月在黃顙魚主養區湖北宜昌、枝江、浙江湖州等地發生了大規模的黃顙魚疾病，引發了暴發性死亡。據我們統計，約30%的黃顙魚受災。導致這一階段黃顙魚成魚價格達到40元/kg。同時期依據數據化管理的池塘保持穩定，在湖北公安養殖基地6口黃顙魚池，4—6月份魚損失量不超過0.3%。

隨著智慧漁業技術的發展與推進，數據化管理將對池塘養殖起到了至關重要的作用。在黃顙魚養殖中，我們通過數據來選擇池塘，通過數據進行養殖過程管理，可以最大限度提升養殖效益。

1 黃顙魚對水質環境的要求

在確定養殖黃顙魚后，查找黃顙魚對水環境各項指標的適宜范圍，除氨氮、亞鹽、pH值外，還要重點了解黃顙魚對水質基礎屬性即八大離子的適宜范圍。目前很多養殖品種沒有明確的八大離子最適范圍，所以我們需要通過大量的數據檢測，尋找發現某個養殖品種的最適范圍。這將是一個大的系統工程。我們連續在全國的主要養殖區做了水質基礎屬性的檢測，有了一些初步結論，還需要進一步驗證。先了解養殖品種對水質基礎屬性的適宜范圍，以此適宜數據為指導并將池塘的水質屬性調整到這個范圍。如果沒有調節的條件，還要繼續養殖時，可以通過降低密度以及過程調控等措施來做過程管理。2019年我們在湖南的一些地區做調研（見表1），發現地區三不宜做養殖，總堿度、總硬度水平都偏低，即便養殖也會存在產量低、病害多、不易管理等問題。

表1 湖南三個小龍蝦主養區主要指標數據表

總堿度/mg CaCO₃·L^-1			總硬度/mg CaCO₃·L^-1			鈣離子/mg·L^-1
地區一	地區二	地區三	地區一	地區二	地區三	地區一	地區二	地區三
56	181	70	133	267	65	45	85	18
94	174	71	306	204	49	78	70	17
80	137	79	223	188	68	55	68	25
80	178	60	134	254	70	40	84	20
105	178	56	161	249	60	54	86	20
116	185	21	195	267	30	61	88	10
96	133	70	179	154	50	50	59	14
115	131	52	129	170	117	48	63	27
70	119	31	172	164	30	58	57	10
92	124	40	176	206	65	43	64	25

此時還需要考慮水源的基礎屬性是什么水平，一年當中有什么變化，決定在養殖過程中如何加注外源水。

數據化管理以水平衡為基礎，影響水環境的數據因子非常多，當下應以哪些數據做為關鍵，起到綱舉目張的作用是非常重要的。近幾年來我們在養殖實踐中不斷印證，采用基礎屬性與背景離子的平衡穩定做為基礎，以溶氧與pH值的平衡穩定做為過程管理依據，將水平衡在養殖中應用以實現數據化管理。在檢測水平與檢測設備大范圍使用不足的條件下以及依據相關數據對養殖重要性，暫時以總堿度、鈣離子、鎂離子為代表的基礎屬性，以溶氧與pH值來展開。黃顙魚適宜的基礎屬性范圍（見表2），適宜的溶氧與pH值水平（見表3）。

表2 黃顙魚養殖水體基礎數據要求表

類別	總堿度/mg CaCO₃·L^-1	總硬度/mg CaCO₃·L^-1	鈣離子/mg·L^-1	鎂離子/mg·L^-1	鉀離子/mg·L^-1	氨氮/mg·L^-1	亞硝酸氮/mg·L^-1
黃顙魚	120～180	180～300	40～100	10～20	10～15	＜0.9	＜0.1

通過對養殖過程水質指標的持續監測，可以及時了解池塘溶氧與pH值數據的變化，通過一系列的方法與措施將溶氧與pH值調節到適宜的范圍，是池塘管理的重點與難點。

表3 黃顙魚養殖水體過程水質數據要求表

類別	最適溶氧/mg·L^-1	適宜溶氧/mg·L^-1	最適pH值	適宜pH值
黃顙魚	5～8	3～13	7.5～8.5	7.5～9

在養殖過程中依據這個標準，越接近最適范圍，養殖水環境越平衡穩定。相對應的養殖效益也有很明顯提升。

2 黃顙魚數據化過程管理

湖北公安養殖基地依上述標準指導養殖，使用武漢中易天地物聯的Y55智能監測系統與P1智能檢測系統做數據采集與分析，使得養殖過程有數據可依、依數據可用。

在養殖過程中3天檢測一次水質基礎屬性，表4為其中5^#池塘的水質基礎屬性變化情況，發現有偏差，立即通過補鈣素、優鎂、活肥進行調節。

表4 黃顙魚5^#池塘水質基礎屬性數據表

總堿度	總硬度	鈣離子	鎂離子	記錄時間
79	212	75	6	2020年4月5日
102	264	77	17	2020年4月8日
103	178	45	16	2020年4月10日
128	214	71	9	2020年4月13日
148	231	72	12	2020年4月16日
97	254	83	11	2020年4月19日
120	174	47	14	2020年4月22日
110	161	42	14	2020年4月25日
114	218	61	16	2020年4月28日
103	220	61	16	2020年5月1日
110	201	55	15	2020年5月5日
135	197	52	16	2020年5月8日
117	420	106	38	2020年5月11日
131	315	78	29	2020年5月14日
110	219	68	12	2020年5月17日
98	233	55	23	2020年5月20日
114	251	71	18	2020年5月29日

養殖基地6口池塘的基礎屬性均值堿度水平為113～138 mg CaCO₃/L,總硬度為230～264 mg CaCO₃/L，鈣離子水平為60～71 mg/L,鎂離子水平為17～25 mg/L。符合我們對黃顙魚的基礎屬性要求。（見表5）

表5 6口池塘基礎屬性均值表

池塘編號	總堿度/mg CaCO₃·L^-1	總硬度/mg CaCO₃·L^-1	鈣離子/mg·L^-1	鎂離子/mg·L^-1
3區精養4號	138	233	68	17
1區蓄水池2號	134	243	71	17
2區蝦池6號	127	264	63	25
3區精養2號	123	228	61	19
3區精養1號	115	230	60	19
5區實驗池5號	113	233	66	17

在養殖過程中，不定期觀察智能監測系統App，依據溶氧與pH值的變化波動曲線來決策做相應的調控。

2.1 當日溶氧與pH值波動

當日溶氧波動范圍（當日最小值與最大值之差）大于12或pH值波動范圍（當日最小值與最大值之差）大于1時。及時開增氧機、加水并依據實際情況決定是否消除一部分藻類。

當日溶氧大于12 mg/L時，開增氧機曝氣，當日pH高于8.5時用黃金益菌素進行調節。

當日溶氧低于4 mg/L時，開增氧機增氧，當日pH低于7.5時用卵囊藻進行調節。

2.2 三日溶氧與pH值波動

連續三日最高溶氧大于13 mg/L時（見圖1），于第四日用活肥配合補鈣素、優鎂調節。

連續三日最高溶氧或最低溶氧或最高最低溶氧同時處于下降趨勢（天氣平穩）時，及時用卵囊藻配合補鈣素、優鎂調節。

連續三日最高pH值或最低pH值或最高最低pH值同時處于下降趨勢（天氣平穩）時，及時用卵囊藻、活肥配合補鈣素、優鎂調節。

圖1 連續三日溶氧與pH值波動

3 黃顙魚養殖1-6月份階段性成果

黃顙魚養殖6個月中，生長速度較快，依存塘量核算餌料系數為1.2，在當期周邊池塘大量暴發疾病的同時，基地的黃顙魚養殖一切順利。

我們獲取了6口池塘養殖過程中所有的溶氧與pH值在線監控的數據，依據不同的溶氧與pH值梯度（見表6）。

表6 6口池塘溶氧與pH值在不同范圍的比率

5區實驗池5號	溶氧/mg·L^-1	0～1	1～3	3～5	5～8	8～10	10～13	13～16	16～19	19～21
	比例	0.0%	2.0%	72.9%	24.3%	0.8%	0.0%	0.0%	0.0%	0.0%
	pH值	6～6.5	6.5～7	7～7.5	7.5～8	8～8.5	8.5～9	9～9.5	9.5～10	10～10.5
	比例	0.0%	0.0%	0.0%	0.0%	11.8%	88.2%	0.0%	0.0%	0.0%
3區精養2號	溶氧/mg·L^-1	0～1	1～3	3～5	5～8	8～10	10～13	13～16	16～19	19～21
	比例	0.0%	1.1%	25.3%	57.1%	9.2%	6.1%	1.2%	0.0%	0.0%
	pH值	6～6.5	6.5～7	7～7.5	7.5～8	8～8.5	8.5～9	9～9.5	9.5～10	10～10.5
	比例	0.4%	2.4%	61.2%	28.1%	7.8%	0.0%	0.0%	0.0%	0.0%
1區蓄水池2號	溶氧/mg·L^-1	0～1	1～3	3～5	5～8	8～10	10～13	13～16	16～19	19～21
	比例	0.0%	4.3%	39.5%	32.5%	12.5%	8.4%	2.3%	0.4%	0.1%
	pH值	6～6.5	6.5～7	7～7.5	7.5～8	8～8.5	8.5～9	9～9.5	9.5～10	10～10.5
	比例	0.0%	0.0%	0.0%	89.0%	7.8%	2.8%	0.5%	0.0%	0.0%
3區精養1號	溶氧/mg·L^-1	0～1	1～3	3～5	5～8	8～10	10～13	13～16	16～19	19～21
	比例	0.0%	8.4%	26.7%	52.4%	7.9%	4.4%	0.2%	0.0%	0.0%
	pH值	6～6.5	6.5～7	7～7.5	7.5～8	8～8.5	8.5～9	9～9.5	9.5～10	10～10.5
	比例	2.4%	7.3%	0.9%	50.4%	31.5%	7.1%	0.4%	0.0%	0.0%
2區蝦池6號	溶氧/mg·L^-1	0～1	1～3	3～5	5～8	8～10	10～13	13～16	16～19	19～21
	比例	0.0%	3.1%	26.2%	39.5%	15.0%	15.4%	0.8%	0.0%	0.0%
	pH值	6～6.5	6.5～7	7～7.5	7.5～8	8～8.5	8.5～9	9～9.5	9.5～10	10～10.5
	比例	0.0%	0.0%	0.0%	45.2%	47.1%	7.7%	0.0%	0.0%	0.0%
3區精養4號	溶氧/mg·L^-1	0～1	1～3	3～5	5～8	8～10	10～13	13～16	16～19	19～21
	比例	0.0%	0.9%	36.2%	58.2%	3.7%	1.0%	0.1%	0.0%	0.0%
	pH值	6～6.5	6.5～7	7～7.5	7.5～8	8～8.5	8.5～9	9～9.5	9.5～10	10～10.5
	比例	0.0%	0.0%	2.1%	89.8%	8.0%	0.1%	0.0%	0.0%	0.0%

發現6口池塘溶氧范圍為3～13 mg/L占到91%以上。pH值范圍為7.5～9范圍占到81%以上（見表7），死魚率低于0.3%。

表7 6口適宜范圍溶氧與pH占比及發病情況

5區實驗池5號	溶氧/mg·L^-1	3～13	死魚	17.3 kg
	比例	98.0%
	pH值	8～9	占比	0.15%
	比例	100.0%
3區精養2號	溶氧/mg·L^-1	3～13	死魚	7.9 kg
	比例	97.7%
	pH值	7～8	占比	0.11%
	比例	89.3%
1區蓄水池2號	溶氧/mg·L^-1	3～13	死魚	17.01 kg
	比例	92.9%
	pH值	7.5～8.5	占比	0.26%
	比例	96.7%
3區精養1號	溶氧/mg·L^-1	3～13	死魚	0.18 kg
	比例	91.4%
	pH值	7.5～8.5	占比	0.01%
	比例	81.9%
2區蝦池6號	溶氧/mg·L^-1	3～13	死魚	6.84 kg
	比例	96.1%
	pH值	7.5～8.5	占比	0.30%
	比例	92.2%
3區精養4號	溶氧/mg·L^-1	3～13	死魚	7.7 kg
	比例	99.1%
	pH值	7.5～8.5	占比	0.20%
	比例	97.8%

4 分析與總結

魚類細菌性疾病是造成水產業嚴重損失的重要疾病，其中大多數病原菌為條件致病菌。細菌性疾病的暴發與水環境中微生物失衡有關、微生物的失衡與藻類失衡有關、藻類與微生物失衡與水體中營養離子水平失衡有關，這些失衡一定會在基礎屬性、DO與pH值的指標上有表現。病毒性疾病的暴發與應激有很大的關系，應激的強與弱與水平衡有極強的關系。

寄生蟲的爆發與水環境中食物鏈有較強的關系，多數浮游動物如橈足類、枝角類、輪蟲、原生動物可以攝食部分寄生蟲的浮游幼體（如錨頭蚤幼體浮游期、小瓜蟲幼體浮游期等）。水體中微生物、藻類、浮游動物之間的變化也在基礎屬性、DO與pH值的指標上有表現。關注數據的變化趨勢，及時做處理將降低減少病害的發生。

黃顙魚養殖過程中，水質基礎屬性（指水體中總堿度、總硬度及鈣鎂離子等的簡稱）水平穩定在適宜范圍的前提下，溶氧范圍3～13 mg/L占比達到91%以上，同時pH值范圍7.5～8.5占比達到81%以上水體相對穩定，疾病可控。

在養殖過程中定期補充卵囊藻，卵囊藻有助于pH值與溶氧的穩定，特別是黃顙魚塘水長期處于混濁狀態更加需要，卵囊藻可以有效緩解亞硝酸鹽、氨氮的升高。

穩定且適宜的基礎屬性水平，穩定適宜的溶氧、pH值水平，定期補充卵囊藻穩定水質，是提升黃顙魚養殖效益最關鍵的因素。

參考文獻：

[1] 楊移斌,姜蘭,宋懌等.黃顙魚體表潰爛癥初步研究[J].淡水漁業,2019，49（5）：51-55

[2] 張顯良.2020中國漁業統計年鑒[M].北京：中國農業出版社,2020,6月：24-25

（收稿日期：2020-08-18）

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