순환양식 시스템에서 민물고기의 성장성과 수질관리 기술
양식 산업이 지속적으로 강화되고 환경 보호 요구 사항이 더욱 엄격해짐에 따라 전통적인 양식 양식 모델은 환경 오염, 수자원 낭비, 제품 품질 저하 등 수많은 문제에 직면해 있습니다. 순환양식시스템(RAS)은 새로운 형태의 양식방법으로 물 절약, 토지 절약, 높은 사육 밀도, 환경 제어성, 폐수 배출 감소 등의 장점을 가지고 있습니다. 이는 순환 경제, 에너지 보존 및 배출 감소에 대한 현재 국가의 전략적 요구와 일치하며 양식 산업의 변화와 발전을 위한 중요한 방향을 나타내며 현대 수산업의 지속 가능한 발전을 위한 중요한 모델이 되었습니다. RAS에서는 양식수를 물리적 여과, 생물학적 정화, 폭기, 소독 등의 처리 과정을 거쳐 재순환시키므로 어류 성장에 적합한 수질 조건을 지속적으로 유지하는 시스템이 필요합니다. 어류의 생존을 위한 직접적인 환경으로서 다양한 수질 매개변수의 변동은 어류의 생리적 기능, 대사 효율 및 질병 저항성에 직접적인 영향을 미치며 궁극적으로 성장 성능의 차이로 나타납니다. 따라서-RAS에서 수질 관리와 민물고기 성장 성능 사이의 본질적인 관계에 대한 심층적인 탐구는 양식 효율성을 향상하고 건전한 산업 발전을 촉진하는 데 이론적, 실무적으로 중요한 중요성을 갖습니다.
1 순환양식 시스템 개요
순환양식 모델은 사육수를 물리적, 화학적, 생물학적 필터 과정을 거쳐 처리한 후 재순환시키는 양식 방식이다. 순환 양식 기술에 대한 연구는 해외에서 더 일찍 시작되었습니다. 1960년대에는 미국, 네덜란드, 덴마크 등의 국가에서 관련 연구를 시작했다. 미국에서는 주로 무지개 송어, 줄무늬 농어, 흑해 농어를 양식하는 데 사용했습니다. 네덜란드에서는 주로 유럽 장어와 아프리카 메기에 사용했습니다. 덴마크의 순환 양식 공정 시스템은 주로 무지개 송어 생산에 사용되는 실외 반밀폐형 시스템이었습니다.
중국은 1980년대에 해외 순환형 양식 기술과 시설을 도입했다. 높은 투자비와 운영비로 인해 도입된 시설의 대부분이 빠르게 폐기되었습니다. 1988년 중국수산과학원 수산기계기구연구소는 서독의 기술을 활용하여 중국 최초의 순환식 양식 생산 작업장을 설계 및 건설했습니다. 최근 몇 년 동안 Qu Keming과 같은 중국 학자들은 다양한 유형의 양식 기업의 다양한 요구 사항을 기반으로 고, 중, 저{5}}수준의 순환 양식 기술 모델을 제안하고 이를 해안 지역에서 장려했습니다. 흑룡강성 수산기술 확장소의 Liu Bo는 양식 기술과 모델을 순환시키는 "컨테이너"를 제안했습니다. Huazhong Agricultural University의 He Xugang 교수는 연못에 "무방류" 친환경 및 효율적인 "포로" 양식 모델을 제안했습니다.
순환 양식 모델은 주로 "레이스웨이", "컨테이너" 및 "포로"와 같은 유형으로 구분됩니다. "경주로" 양식 모델을 예로 들면, 이는 탱크를 통과하는 흐름-, 폐기물 수집 구역, 폭기 시설, 전환 시설, 정화 구역, 습지 및 기타 구성 요소로 구성됩니다. 양식장을 추진하는 작은-물-체수-는 직사각형 탱크로 구성되어 있으며 연못 면적의 2%~5%를 차지합니다. 최근 몇 년 동안 국내 흐름-탱크 사양은 일반적으로 길이 20m, 너비 4m, 높이 2.5m이며 수역 6670m²당 1~2개의 탱크가 설정됩니다. 핵심 구성 요소는 물을 밀어내는-폭기 장비입니다. 초기 버전에서는 물을 밀기 위한 임펠러 장치와 산소 공급을 위한 통기 장치를 사용했지만 현재는 대부분 송풍기, 미세 다공성 통기 튜브 및 배플로 구성된 공기 리프트 장비를 사용합니다. 일반적으로 10m³ 용량의 상호 연결된 수중 폐기물 수집 탱크 2개가 탱크 3개마다 건설되며, 배양 구역에서 폐기물을 수집하기 위한 유동{22}}탱크 후단에 배치됩니다. 대규모-수역-수역 생태 정화 구역이 연못 면적의 95%~98%를 차지하며, 전환 제방과 수심이 2m 이상입니다. 이 지역에서는 주로 여과-섭식 물고기를 양식하며, 수생 식물의 범위는 정화 지역의 20~30%로 통제됩니다. 패들휠 에어레이터, 임펠러 에어레이터, 조파기 등을 갖추고-미생물 제제를 적절하게 첨가한다.
2 순환양식모델이 민물고기의 성장성능에 미치는 영향
2.1 성장률
순환 양식 모델은 민물고기에게 상대적으로 안정적인 성장 환경을 제공하여 성장률을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 전통적인 연못 양식에서 수질은 온도, 강수량 등 외부 환경 요인에 의해 크게 영향을 받으며, 이로 인해 수질 변동이 쉽게 발생하고 어류 성장에 영향을 미칠 수 있습니다. 순환 양식 모델에서 수질 제어 시스템은 수온, 용존 산소, pH 값과 같은 비교적 안정적인 수질 매개변수를 유지하여 어류에 적합한 성장 조건을 조성할 수 있습니다. 예를 들어, "레이스웨이(raceway)" 양식 모델에서 탱크를 통과하는 흐름-의 물 흐름 속도는 물을 밀어내는 폭기 장비를 통해 조정될 수 있습니다.- 적절한 유속은 물고기의 움직임을 촉진하고 체력을 향상시키며 사료 섭취량을 늘리고 성장을 가속화할 수 있습니다.
2.2 피드 활용률
순환 양식 모델은 민물고기의 사료 이용률을 향상시킬 수 있습니다. 전통적인 양식에서는 사료를 분배한 후 일부 사료가 소비되지 않고 바닥으로 가라앉아 폐기물이 발생합니다. 한편, 바닥으로 가라앉은 사료는 분해되어 유해물질을 발생시켜 수질에 영향을 미치게 됩니다. 재순환 양식 모델에서는 물 흐름의 효과로 인해 사료가 물에 더 잘 분산되어 물고기가 더 쉽게 섭취할 수 있어 사료 낭비가 줄어듭니다. 또한 순환 양식 시스템의 바이오필터와 같은 처리 장치는 양식수에서 잔류 사료 및 배설물과 같은 유기물을 제거하여 수질 내 암모니아성 질소 및 아질산성 질소와 같은 유해 물질의 함량을 줄일 수 있습니다. 이는 이러한 유해 물질이 어류의 소화 및 흡수 기능에 미치는 영향을 줄여 사료 이용률을 향상시킵니다.
2.3 제품 품질
순환 양식 모델은 민물고기의 제품 품질을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 전통적인 양식업에서 어류는 기생충, 박테리아 등의 병원체에 감염되기 쉬우며 이로 인해 질병이 발생하고 제품 품질에 영향을 미칩니다. 순환 양식 모델에서는 수질 관리 및 소독과 같은 조치를 통해 물 속의 병원균 수를 효과적으로 줄여 어류 질병의 위험을 낮출 수 있습니다. 동시에 순환 양식 모델의 어류의 상대적으로 깨끗한 성장 환경은 탁한 냄새와 같은 바람직하지 않은 냄새의 발생을 줄여 제품의 맛과 품질을 향상시킵니다.
순환 양식 모델에서 수질 관리의 3가지 주요 매개변수 및 방법
3.1 주요 매개변수
3.1.1 용존산소
용존산소는 어류 성장에 영향을 미치는 중요한 수질 매개변수 중 하나입니다. 물고기는 성장하는 동안 호흡을 위해 충분한 산소가 필요합니다. 용존산소가 부족하면 성장이 둔화되고 면역력이 떨어지며 심지어 사망에 이를 수도 있습니다. 일반적으로 순환 양식 시스템의 용존 산소는 5mg/L 이상으로 유지되어야 합니다.
3.1.2 암모니아 질소
암모니아성 질소는 양식수 내 주요 오염물질 중 하나로, 주로 어류 배설물과 잔류 사료의 분해에서 발생합니다. 암모니아성 질소는 어류에 매우 독성이 강하여 아가미 조직, 신경계 및 면역 체계를 손상시켜 성장과 생존에 영향을 미칩니다. 순환 양식 시스템의 암모니아 질소 농도는 0.5mg/L 미만으로 제어되어야 합니다.
3.1.3 아질산염 질소
아질산성 질소는 암모니아성 질소의 질화 과정에서 생성되는 중간 생성물이며 특정 독성을 가지고 있습니다. 아질산염 질소는 물고기 혈액의 헤모글로빈과 결합하여 산소-운반 능력을 감소시키고 물고기에게 저산소증과 질식을 유발합니다. 순환 양식 시스템의 아질산염 질소 농도는 0.1mg/L 미만으로 제어되어야 합니다.
3.1.4 pH 값
pH 값은 물의 산성이나 알칼리성을 나타내는 중요한 지표로, 물고기의 성장과 생리적 기능에 큰 영향을 미칩니다. 순환 양식 시스템의 pH 값은 7.0에서 8.5 사이로 조절되어야 합니다.
3.2 수질관리 방법
3.2.1 물리적 제어
물리적 통제에는 주로 여과, 침전, 통기 등의 조치가 포함됩니다. 여과는 물에서 부유 물질과 입자상 물질을 제거하는 효과적인 방법입니다. 일반적으로 사용되는 여과 장비에는 마이크로스크린 필터와 모래 필터가 포함됩니다. 침전은 중력을 이용하여 물속의 고체 입자를 바닥까지 침전시켜 수질을 정화하는 것입니다. 폭기는 물의 용존 산소를 증가시키는 중요한 수단입니다. 일반적으로 사용되는 폭기 장비에는 송풍기, 외륜 통풍기 및 임펠러 통풍기가 포함됩니다.
3.2.2 화학물질 관리
화학적 제어에는 주로 수질을 조절하기 위해 물에 화학 물질을 첨가하는 것이 포함됩니다. 예를 들어, 물 속의 암모니아성 질소와 아질산염성 질소 농도가 너무 높으면 질화 박테리아 제제를 첨가하여 질화 반응을 촉진하고 암모니아성 질소와 아질산염성 질소의 함량을 줄일 수 있습니다. 물의 pH 값이 너무 낮으면 생석회를 적용하여 pH 값을 높일 수 있습니다.
3.2.3 생물학적 방제
생물학적 방제는 수질을 정화하기 위해 미생물, 수생 식물 및 기타 유기체를 사용합니다. 미생물은 물 속의 유기물을 분해하여 암모니아성 질소, 아질산성 질소와 같은 유해 물질을 무해한 물질로 전환할 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 미생물 제제에는 광합성 박테리아, 바실러스 및 질산화 박테리아가 포함됩니다. 수생 식물은 물에서 질소, 인과 같은 영양분을 흡수하여 부영양화 발생을 줄이는 동시에 물고기에게 서식지와 그늘을 제공할 수 있습니다. 일반적인 수생 식물로는 부레옥잠, 악어 잡초, 엘로데아 등이 있습니다.
4 순환양식 모델에서 민물고기의 성장성과 수질관리의 상관관계
4.1 용존산소 및 성장성능
물속의 용존산소가 충분하면 물고기의 호흡이 정상적으로 이루어지고 신진대사가 활발해지며 사료섭취량이 증가하고 성장속도가 빨라진다. 반대로 신진대사가 느려지고 성장 속도가 느려집니다. 재순환 양식 모델에서 합리적인 통기 조치는 물 속의 용존 산소 수준을 안정적으로 유지하여 어류에게 좋은 호흡 환경을 제공하고 어류의 성장과 발달을 촉진합니다.
4.2 암모니아성 질소, 아질산염성 질소 및 성장 성능
암모니아성 질소와 아질산성 질소는 양식수에 포함된 독성 물질로 어류의 성장과 생존에 심각한 해를 끼칩니다. 고농도의 암모니아 질소는 물고기의 아가미 조직을 손상시켜 호흡 기능에 영향을 미칩니다. 또한 물고기의 신경계와 면역 체계를 손상시켜 질병 저항력을 감소시킵니다. 순환 양식 모델에서 바이오 필터와 같은 처리 장치는 물에서 암모니아 질소와 아질산염 질소를 즉시 제거하여 물고기에 대한 독성 영향을 줄이고 건강한 물고기 성장을 보장할 수 있습니다.
4.3 pH 값과 성장 성능
pH 값은 물고기의 성장과 생리적 기능에 중요한 영향을 미칩니다. 어종마다 pH 값에 대한 적응 범위가 다릅니다. 순환 양식 모델에서는 물의 pH 값을 정기적으로 테스트하고 테스트 결과에 따라 해당 조정 조치를 취합니다.
5 순환형 양식 모델의 개발 동향 및 과제
5.1 지능화, 정밀화 개발방향
사물인터넷, 빅데이터, 인공지능 기술의 발달로 순환형 양식업 모델이 지능화, 정밀화를 향해 진화하고 있습니다. 온라인 수질 모니터링, 자동 공급, 장비 제어 등의 시스템을 통합하여{1}}양식 환경의 실시간 조절과 생산 과정의 자동화된 관리를 달성할 수 있습니다.
5.2 저-탄소 환경 보호 및 지속 가능한 개발 경로
순환 양식 모델은 물 절약, 에너지 절약, 오염 감소를 통해 저탄소 환경 보호와 지속 가능한 개발 요구 사항을 충족합니다.{0}} 앞으로는 수처리 공정을 더욱 최적화하고, 에너지 소비와 비용을 줄이고, 시스템 안정성과 운용성을 개선하기 위한 노력이 필요합니다. 예를 들어, 태양광 및 풍력과 같은 재생 에너지원을 사용하여 전기를 공급하고 탄소 배출을 줄일 수 있습니다. 미생물 연료전지 기술은 폐수 내 유기물의 에너지 활용을 달성하고 통합된 "양식-에너지-환경 보호" 시스템을 구축하는 데 사용될 수 있습니다.
5.3 과제와 대응책
현재의 순환 양식업 모델은 여전히 높은 투자, 기술적 복잡성, 높은 관리 요구 사항 등의 과제에 직면해 있습니다. 시스템 구축 및 운영 비용을 줄이기 위해 기술 연구 개발과 통합 혁신을 강화해야 합니다. 농민의 기술 수준을 향상시키기 위해 표준 시스템과 운영 사양을 개선합니다. 농촌 지역에 순환 양식 모델의 적용을 촉진하기 위한 정책 지원 및 재정 투자를 강화합니다.
6 결론 및 전망
재순환 양식 모델은 합리적인 수질 관리를 통해 용존 산소, 암모니아성 질소, 아질산성 질소, pH 값과 같은 주요 수질 매개변수의 안정적인 수준을 유지합니다. 이는 민물고기에게 좋은 성장 환경을 제공하여 성장 속도, 사료 이용률 및 제품 품질을 향상시킵니다. 현재 순환양식 모델의 실제 적용에 있어서는 양식조 구조가 유체역학적 특성에 미치는 영향으로 인한 폐기물 수거효율 저하, 바이오필터의 불안정한 처리효율 등의 문제가 여전히 남아있다. 향후 연구에서는 배양 탱크 구조를 더욱 최적화하여 폐기물 수집 효율성을 향상시켜야 합니다. 바이오필터의 처리 효율성을 향상시키기 위해 생물막 성장 조절 및 물 순환 최적화에 대한 연구를 강화합니다. 동시에 지능형 기술을 결합하여-수질 매개변수의 실시간 모니터링과 자동 제어를 달성하고, 순환 양식 모델의 과학적이고 정확한 특성을 더욱 향상시키며, 민물고기 양식 산업의 지속 가능한 발전을 촉진합니다.