水產養殖水質監控技術及其發展

摘要：隨著我國水產養殖業的快速發展，養殖水質監控對提高產量、降低成本與提高經濟效益發揮重要的作用。加強對水產養殖水質監控技術的研究，對養殖水質做出準確評價，對促進農業信息處理技術的應用研究具有重要意義。

關鍵詞：水產養殖產業；水質監控技術；發展探研

中圖分類號： S959 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.24.044

隨著我國農業結構調整改革，水產養殖業逐步向集約化養殖模式發展。在水產養殖中加強對水質的監控，對提高水產品產量及經濟效益具有重要作用。傳統的養殖過程中，通過人工采集水樣實驗分析進行水質監測。人工抽樣式的監測方法無法實現實時監控，自動智能化的工業化養殖成為養殖水質監控技術的發展趨勢。

1 水產養殖水質影響因素

水產養殖水質研究涉及水體顏色、透明度等主要物理要素，水產養殖必須以優良的水質為基礎保障。在開展水生物養殖時，應針對養殖水質進行全面監控，物理要素在本質上決定水生物存貨的時限及生長能力。養殖戶應密切結合水生物的物理控制因素，為水生物健康生長提供良好的生存環境。

水產養殖涉及對象較多，生物類型各不相同。水質監控中，不同類型水生物對水質條件需求不同。通常水產養殖水體可達到pH值為7左右的酸堿度，魚類最適應水體酸堿度為7.5～8.5，水體本身酸堿度的不同則會影響水產養殖，甚至可能引發大面積水生物死亡。

水產養殖涉及生物種類較多，水產養殖構成了較大規模的生物系統，野生魚類在特定水體環境中可能會因爭奪其他生物所需養料。因此，對養殖業涉及到的生物因素應進行全面監控，從而保證優良的養殖水質。

水溫對水產動物生長具有重要的影響作用，在水生物的生長環境中，水溫過低會影響水產動物的新陳代謝，導致寄生蟲類疾病多發。水溫過高則會降低水中氧含量，增加水中氨、氮等毒素的毒性。因此，必須將水溫控制在合適水產生物生長的范圍內。

溶解氧是水產養殖中的重要水質參數之一，在水產生物養殖中應維持適當的溶解氧，以有效抑制有毒物質的產生。如水產養殖水質中溶解氧含量過低，則會引起水產動物減產。養殖水域中溶解氧含量過高，則會引發水產動物的氣泡病，魚、蝦、蟹類養殖水域溶解氧含量至少應達到4mg/L。

2 水產養殖水質監控智能技術

養殖水質在線監控系統集成即通過統一平臺進行工程設計，對養殖生產工藝流程的各環節，實現網絡區域的水質檢測監控的可視化運行要求。系統集成系統具有性能穩定，性價比高等特點，具備系統的可配置性。養殖水質自動監控系統由系統軟件、傳感網絡、現場控制等部分組成。

水產養殖中的水質智能控制系統由感知控制，遠程控制終端及本地監控中心組成。感知控制模式通過各類傳感器實時檢測各項水產生物的水質參數?？刂颇K用以接受控制指令，調節水質參數。主要包括增氧機等設備。通信模塊通過與本地監控中心進行數據通信，接受本地監控中心各類控制信息，將感知模塊檢測數據實時上傳到本地監控中心。

多參數水質傳感器利用傳感器技術、控制技術及相關專用軟件組成的專門系統，對養殖水體中主要影響魚類生長健康的參數進行量化分析，確保水質符合水生物安全生長需求。多參數水質傳感器具有自動采集傳輸水樣監測數據、設備異常自動報警等功能。國內一些單位在水產養殖多參數實時檢測儀器研制方面做出很多努力，但其傳感器使用限制等問題，影響了其在水產養殖生產實踐中的廣泛應用。

無線傳感器網絡由數據采集點、信息處理中心與無線傳輸網絡組成，ZigBee對等網絡允許通過多跳路由的方式在網絡中傳輸數據。適用于工業監控與養殖水質監控，具有自動組織修復的組網能力。其網絡節點由個人區域網絡協調器、簡約化功能設備等組成，PAN協調器具有網絡控制中心作用，網絡狀態發生變化，其他FFD可發揮ZigBee協調器作用。PAN協調器可制定設備成為臨近的新簇的簇首，構成多簇對等網絡。養殖水質檢測無線傳感網絡中，多各無線節點與匯集點決定水質檢測區域的范圍。天線的選擇設置會直接影響無線通信網絡的運行質量。

3 水產養殖水質監控技術的未來發展

系統集成的本質即優化統籌設計，為達到系統的低成本、高效能、可擴充性等要求，集成系統需同步解決傳感器檢測、智能控制器等問題。養殖水質在線監控系統技術未來發展應注意實用性、先進性、經濟性、共享性等原則。

實用性即系統監控技術體現了堅持為生產經營管理過程服務的原則，構建可及時準確連續監測目標水質變化狀況的監測系統。先進的技術條件不斷推動水產行業的技術升級，構成了數字漁業的基本框架。應以國家對漁業先進的養殖水質要求為出發點，不斷研發新的養殖水質監控技術，現場設備要做到數字化、智能化、網絡化，使監測精準度與智能化水平不斷提升。

根據我國水產養殖現狀，應加大水產養殖水質監控相關技術的科研力度。大力研發適用于不同層次需求的水質監測技術，積極開發價格低廉、性能可靠的水質監測設備，實現我國水產養殖增長方式的轉變。

根據我國區域分散、工況環境惡劣等池塘養殖區域特點，采用國標器件產品，確保設備操作簡便，利于各層次人員使用。更好的發揮系統的數據作用，繼續應用開發相關技術，利用信息技術進行目標控制數學模型仿真演算優化控制系統，利用檢測數據對水體溶解氧的控制，減少水體溶解氧的波動幅度，為建設數字化養殖水環境管理提供有利條件。

4 結語

在當今農業產業結構調整，水產養殖集約化模式轉型背景下，我國水產養殖水質監控技術不斷發展，本文針對養殖水環境參數進行了分析，通過傳感器技術、人工智能技術等進行綜合研究，以實現高產、安全養殖的目標。

參考文獻

[1]毛力，肖煒，楊弘.用信息融合技術改進水產養殖水質監控系統[J].水產學雜志，2015，28（02）：55-58.

作者簡介：吳豪，大專學歷，助理工程師，研究方向：水產養殖。