大閘蟹養(yǎng)殖的環(huán)境因素要求及其環(huán)境監(jiān)測方法分析

戴 賢

（昆山陽澄湖博文蟹業(yè)有限公司，江蘇 昆山 215311）

大閘蟹雖在淡水里生長，但卻要在河口附近的淺海中繁殖后代。每年秋季成熟個體匯聚到通海的河道中，順流而下至河口區(qū)域，并在此交配、產(chǎn)卵、越冬。成蟹喜歡在泥岸的洞穴棲息，或匿藏石礫及水草叢里，對溫度、鹽度的適應范圍廣。食性雜，不管是水生維管束植物、岸邊植物，還是有堅硬外殼的螺、蚌等，它都能巧妙地捕食。大閘蟹在中國分布很廣，通海的江河基本都有分布；隨著遠洋運輸業(yè)的發(fā)展，大閘蟹隨著大型船舶的壓倉水也能漂洋過海，世界沿海諸國?？梢姷?。水產(chǎn)養(yǎng)殖的關鍵在于養(yǎng)水，水產(chǎn)品的的生長發(fā)育很大一部分取決于水質(zhì)環(huán)境的優(yōu)良，因此對水質(zhì)環(huán)境的掌控直接影響到了水產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣和養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟效益。水質(zhì)的溫度、溶氧量、水位、光照等因素直接影響了蟹的變態(tài)發(fā)育和繁殖過程。大閘蟹是比較低等的甲殼生物，對于外界環(huán)境因素有相當高的敏感度和要求，水質(zhì)環(huán)境的惡化會導致致病菌、有害物質(zhì)、營養(yǎng)不足、刺激、缺氧等問題，從而影響大閘蟹養(yǎng)殖的產(chǎn)量和質(zhì)量。

經(jīng)過科研人員的大量實驗模擬以及實踐探索之下，相關人員順應時代發(fā)展的潮流，構建了一種科學完整的大閘蟹養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，利用計算機及工業(yè)控制原理將水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)納入系統(tǒng)的科學的管理之中，極大地減少養(yǎng)殖人員精力的投入，并能通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，實時預測各種病情的發(fā)生，實現(xiàn)以較少的投入，獲得較大的效益。這種物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖的出現(xiàn)已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式。物聯(lián)網(wǎng)采用無線傳感技術、網(wǎng)絡化管理等先進管理方法對養(yǎng)殖環(huán)境、水質(zhì)、蟹類生長狀況、藥物使用、廢水處理等進行全方位管理、監(jiān)測，具有數(shù)據(jù)實時采集分析、食品溯源、生產(chǎn)基地遠程監(jiān)控等功能。在保證質(zhì)量的基礎上大大提高了產(chǎn)量。

1.大閘蟹養(yǎng)殖的環(huán)境因素要求

1.1 溫度

陽澄湖大閘蟹是變溫動物，白天會靠在洞穴里休息，夜間出來活動。一般來說，環(huán)境水溫決定其體溫，通常陽澄湖大閘蟹的體溫略高于周圍環(huán)境的溫度。水溫21℃左右，蚤狀幼體變態(tài)只需四五天即可；一般水溫在10℃時開始明顯攝食；10℃以下時攝食能力減弱；15℃左右蛻殼生長；20～28℃為生長旺盛期；陽澄湖大閘蟹能忍受低溫；水溫在-1～-2℃條件下蟹卵和產(chǎn)蟹不會死亡，能順利過冬。冬天陽澄湖大閘蟹會隱藏于洞穴中越冬，這個時間段會停止攝食。

1.2 光照

陽澄湖大閘蟹畏強光，喜歡待在弱光的環(huán)境中。不同的生長階段對光照的需求不同，一般要求光照在2000～6000勒克斯，光照強度會隨著幼體日齡增加而逐步增加。早期的胚胎發(fā)育基本處于黑暗狀態(tài)，但到后期則需要適當?shù)墓庹?，發(fā)育至幼體變態(tài)時就更需要一定的光照強度；否則將影響幼體蛻皮和成活率。

1.3 氧氣

陽澄湖大閘蟹晝伏夜出，喜溶氧高的清潔水體，大閘蟹可以像魚一樣，用鰓將溶解于水中的氧氣和血液中的二氧化碳進行氣體交換完成呼吸，水中溶氧在4毫克/升左右，適合于陽澄湖大閘蟹生長。目前養(yǎng)殖場使用增氧泵，能夠在一定程度上保持塘口螃蟹的成活率，其次，降低蟹塘的水草腐敗程度。因為塘口的環(huán)境和溶解氧有直接關聯(lián)，缺氧會導致底層的有機質(zhì)沒辦法消化分解，變成有害物質(zhì)，繼而引發(fā)水黑、泛塘等一系列的不良影響。

1.4 水體酸堿度（pH值）

陽澄湖大閘蟹 pH值要求中性或微堿性（7～8之間）；幼體變態(tài)時pH值約在7.8～8.6之間。初夏時水草比較好，光合作用強，水的PH指數(shù)就變高，大閘蟹長期處于堿性環(huán)境就會大量分泌黏液，時間一長就會發(fā)生病變，可能不吃食或者上草現(xiàn)象，傷亡就會成倍增長，遇到這種情況要立即采取措施降低pH值。生石灰具有消毒、殺菌、調(diào)節(jié)水質(zhì)和pH值及增加鈣質(zhì)等作用，水質(zhì)為酸性時，可施加適量石灰調(diào)節(jié)pH值至微堿性。

1.5 鹽度

大閘蟹幼體進入淡水水域后，要求水體的鹽度越低越好?？刂扑w的鹽度不能偏高，鹽度過高容易使幼蟹發(fā)育不完善，不利于它的生長。第一期蚤狀幼體鹽度要求一般不能低于7‰；第二期幼體鹽度要求一般鹽度降至5‰左右。鹽度突變對幼體發(fā)育不利，一般鹽度差不超過3‰，不然將會引起幼體大批死亡，給養(yǎng)殖戶帶來不可挽回的損失。

2.大閘蟹養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)測方法

2.1 監(jiān)測對象

一般情況下，在實際的大閘蟹養(yǎng)殖監(jiān)測過程中，管理人員應重點關注大閘蟹養(yǎng)殖環(huán)境中的空氣溫度，水口溫度，池內(nèi)溫度，以及光照時間，含氧量，水質(zhì)等影響因素，在充分關注其具體的養(yǎng)殖特性后，應深入大閘蟹養(yǎng)殖的基層內(nèi)容，通過實地調(diào)查等方式來收集大閘蟹養(yǎng)殖監(jiān)測的基本數(shù)據(jù)信息，進而可以對大閘蟹養(yǎng)殖工作管理創(chuàng)造諸多有利的條件。

2.2 監(jiān)測系統(tǒng)原理

傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖大量使用人工，浪費人力，增加成本，或者因為信息采集不及時和殘缺，導致能源使用的浪費，物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)能更好地規(guī)避這些問題。水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要四部分組成，包括信息采集系統(tǒng)、無線傳輸系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)和軟件監(jiān)控平臺組成。

2.2.1 信息采集系統(tǒng)，溫度傳感器、光照強度傳感器，水體溶解氧、PH值、亞硝酸鹽含量、水溫探頭。用于監(jiān)測水域影響大閘蟹生長的各類信息參數(shù)，及時消除不利因素。

2.2.2 無線傳輸系統(tǒng)，用途。用于遠程無線傳輸數(shù)據(jù)采集。

2.2.3 自動控制系統(tǒng)。水口電磁閥、增氧泵、天窗自動開啟和關閉。

2.2.4 軟件平臺。自動化控制功能、各類預警功能、遠程數(shù)據(jù)實時查看功能。水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)基于智能處理、智能傳感、無線通信、與智能控制等物聯(lián)網(wǎng)技術的開發(fā)，集水質(zhì)環(huán)境參數(shù)在線采集、預警信息發(fā)布、無線傳輸、決策支持、智能組網(wǎng)、智能處理、遠程自動控制于一體的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。

2.3 養(yǎng)殖水域環(huán)境監(jiān)測

2.3.1 養(yǎng)殖水域環(huán)境主要指溫度和光照。

2.3.1.1 溫度監(jiān)測。溫度是影響大閘蟹養(yǎng)殖的重要環(huán)境因素之一，這其中包括進水口溫度，池內(nèi)溫度，養(yǎng)殖場空氣溫度等。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)可24小時全天候監(jiān)測養(yǎng)殖水域水體溫度，當溫度高于或低于設定范圍時，系統(tǒng)自動報警，并將現(xiàn)場情況通過短信發(fā)到用戶手機上，監(jiān)控界面彈出報警信息。用戶可通過重新設置，自動打開水溫控制設備，當水溫恢復正常值時，系統(tǒng)又會自動關閉。

2.3.1.2 光照檢測。光照時間長短、強弱決定著大閘蟹長的繁殖周期和生產(chǎn)品質(zhì)，光照系統(tǒng)會自動計算水域養(yǎng)殖時大閘蟹需要的光照時間長短，是否需要開關天窗。養(yǎng)殖區(qū)溫度過高時，天窗自動開啟散熱。

2.4.養(yǎng)殖水域水質(zhì)監(jiān)測

水質(zhì)是指水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理學、化學和生物學的綜合特性。各項水質(zhì)指標表示水中雜質(zhì)的種類、成分和數(shù)量，是判斷水域的具體標準。在大閘蟹無公害養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中，通常用水體酸堿度（pH值）、溶解氧、硫化氫、鹽度、水色、水的味道和透明度等來表示水質(zhì)化學指標和物理性狀。

2.4.1 水體酸堿度（pH值）監(jiān)測。水體酸堿度是水產(chǎn)生物生存環(huán)境的重要生態(tài)因子，對水產(chǎn)生物的成活率和生長率，甚至對酶活性和基因表達均會產(chǎn)生影響。PH值過高，水體堿性過高，引起大閘蟹病變；pH值過低，水體呈酸性，造成大閘蟹生病或者水中細菌大量繁殖。系統(tǒng)安裝pH值測試探頭，當水體pH值超過正常范圍時，水口閥門自動開啟，進行換水。

2.4.2 溶解氧監(jiān)測。水中的溶氧量會直接影響到蟹類的正常生長。自動檢測養(yǎng)殖區(qū)含氧量，無需24小時增氧，當水體溶解氧含量降低時，系統(tǒng)會自動打開增氧泵增氧。

2.4.3 鹽度的監(jiān)測。根據(jù)鹽的測試值，計算機控制系統(tǒng)在鹽度設置范圍內(nèi)自動控制換水系統(tǒng)調(diào)節(jié)水質(zhì)。

2.4.4 硫化物監(jiān)測。地下水及生活污水常含有硫化物，是水體污染的重要指標。其中一部分是在厭氧條件下，由于微生物的作用，使硫酸鹽還原或含硫有機物分解而產(chǎn)生的。通常所測定的硫化物是指溶解性的和酸溶性的硫化物。水中只要含有零點零幾毫克／升的硫化氨，就會引起不愉快；硫化氫的毒性也很大，可危害細胞色素、氧化酶，造成細胞組織缺氧，甚至危及生命；

2.4.5 亞硝酸鹽的監(jiān)測。亞硝酸鹽超標會對大閘蟹的生長和存活造成重大影響。研究表明，高濃度亞硝酸鹽暴露亦可使大閘蟹血細胞總數(shù)顯著下降，抑制機體的防御能力。亞硝酸鹽脅迫下丙二醛的累積而造成的氧化損傷可能是亞硝酸鹽對大閘蟹產(chǎn)生毒害作用的方式之一。 大閘蟹的體表滲透和吸收亞硝酸鹽進入血液后，與血液中的攜氧蛋白質(zhì)結(jié)合而使之失去攜帶氧氣的功能，缺氧癥狀的具體表現(xiàn)：攝食量下降、體力衰退、呼吸困難、游動緩慢、鰓部受損變黑，出現(xiàn) “偷死”“浮頭”“冒底”等現(xiàn)象。除此以外.大閘蟹長時間生活在亞硝酸鹽偏高的水體中，其活力差，自身免疫力下降.容易感染爆發(fā)疾病。

3.中國大閘蟹養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)測發(fā)展近況

根據(jù)養(yǎng)殖專家經(jīng)驗及相關的文獻獲得其水質(zhì)壞境的要求,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術,設計了基于物聯(lián)網(wǎng)的中華絨螯蟹水質(zhì)環(huán)境遠程控制系統(tǒng),并在上海市崇明某養(yǎng)殖基地進行了實施,其中,傳感器部分選用Thermor多功能傳感器,通過zigbee組建了無線傳感網(wǎng)絡,主控處理器采用S3C2440芯片,數(shù)據(jù)傳輸模塊采用GPRS DTU及WIFI模塊完成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸,經(jīng)由TCP/IP通信協(xié)議對遠程服務器進行Socket連接,然后進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),最終完成了對水質(zhì)的溫度、溶氧量、水位、光照等重要參數(shù)的監(jiān)測和水位、增氧、投餌的控制,養(yǎng)殖戶可通過web完成對監(jiān)測數(shù)據(jù)、監(jiān)控視頻的遠程訪問,系統(tǒng)較傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖方式,具有更小的人力開銷、更大的市場競爭力、更堅固的消費者與商家的信任關系。2016年，中國蟹庫網(wǎng)率先將基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術充分應用到大閘蟹產(chǎn)業(yè)中，成為國內(nèi)首家開啟螃蟹“智慧養(yǎng)殖”模式的企業(yè)，有效降低螃蟹病死率、節(jié)省人工和管理成本、提高效益，實現(xiàn)精細化、智能化的科學養(yǎng)殖，使養(yǎng)殖戶成為給力的“飼養(yǎng)專家”。2018年，蘇州市發(fā)布拆除太湖全部圍網(wǎng)的公告和相關補償方案，目的是保護生態(tài)太湖重要水源地。拆除圍網(wǎng)將促使大閘蟹加快實現(xiàn)生態(tài)養(yǎng)殖。2019年，中國農(nóng)業(yè)大學李道亮教授團隊及江蘇中農(nóng)物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司研制并推出的智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)，以物聯(lián)網(wǎng)傳感技術精確識別蟹塘含氧量，無線3G設備、主控平臺與增氧設備智能聯(lián)動，實現(xiàn)了蟹塘的智能化精確增氧。2022年3月11日,由國家市場監(jiān)管總局主管媒體《產(chǎn)品可靠性報告》雜志社主辦的中國大閘蟹行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展與標準體系建設研討會在北京舉行。研討會圍繞“大閘蟹養(yǎng)殖、質(zhì)量監(jiān)管、物流配送、環(huán)境監(jiān)測”四個焦點展開討論。物聯(lián)網(wǎng)智能養(yǎng)殖是未來養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展趨勢。該技術不僅提高了其經(jīng)濟效益，節(jié)約了人力成本和能耗，更重要的是在大閘蟹養(yǎng)殖過程中，通過有效的水體管理、精確用料、信息化管理，減排增效，為環(huán)境保護作出貢獻，是一種可持續(xù)發(fā)展觀。而且，通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術，收集大閘蟹養(yǎng)殖流通全程海量數(shù)據(jù)，為大閘蟹食品安全追溯提供有效的數(shù)據(jù)支持，從而確保提供給消費者的大閘蟹都能健康、安全、美味。

4.結(jié)束語

總而言之，堅持可持續(xù)的健康養(yǎng)殖模式，加強對水環(huán)境的質(zhì)檢工作。大閘蟹養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)測管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)會受到外界各種環(huán)境因素的影響，企業(yè)的管理部門首先應該做到統(tǒng)籌規(guī)劃，在統(tǒng)一環(huán)境智能監(jiān)測處理方法后，對工作人員進行專業(yè)的技術指導，避免各種風險事件的發(fā)生；其次，應當投入適當?shù)慕ㄔO資金，采購一些質(zhì)量較高的檢測處理設備，同時聘請優(yōu)秀的系統(tǒng)設計人員，科學完整地將主要操作技巧和方法應用到大閘蟹養(yǎng)殖項目中；最后，還要定期地積極學習國內(nèi)外先進的預警監(jiān)測處理技術，在因地制宜、具體問題具體分析后，提高大閘蟹養(yǎng)殖人員的工作效率，促進相關行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。