Оптимизиране на аквакултурата: Цялостно ръководство за фуражни системи

Аквакултурата, или рибовъдството, играе решаваща роля в глобалната продоволствена сигурност, осигурявайки значителна и нарастваща част от световните доставки на морски дарове. Тъй като дивите рибни запаси са подложени на все по-голям натиск, отговорното и ефективно отглеждане на водни организми става все по-жизненоважно. Крайъгълен камък на успешната аквакултура е използваната фуражна система, която влияе не само върху растежа и здравето на отглежданите видове, но и върху икономическата жизнеспособност и екологичната устойчивост на дейността.

Това цялостно ръководство изследва многостранния свят на фуражните системи в аквакултурата, като се задълбочава в различните видове фуражи, стратегии за хранене, технологични постижения и управленски практики, които допринасят за оптимално производство. Ще разгледаме хранителните изисквания на различните видове аквакултури, въздействието на производството и използването на фуражи върху околната среда и икономическите съображения, които определят вземането на решения при проектирането и прилагането на фуражни системи. Чрез казуси и практически примери от цял свят се стремим да предоставим ценен ресурс за специалисти, изследователи и студенти в областта на аквакултурата, които искат да разширят разбирането си за този критичен аспект на аквакултурата.

Разбиране на фуражите за аквакултури: Основата на растежа

В своята същност фуражът за аквакултури осигурява основните хранителни вещества, необходими за растежа, здравето и възпроизводството на отглежданите водни животни. Специфичните хранителни нужди варират значително в зависимост от вида, етапа на живот, условията на околната среда и производствените цели. Разбирането на тези нужди е от първостепенно значение за формулирането и избора на подходящи фуражи.

Основни хранителни вещества във фуражите за аквакултури

Фуражите за аквакултури трябва да осигуряват балансиран набор от основни хранителни вещества, включително:

• Протеин: От решаващо значение за растежа и възстановяването на тъканите. Източникът на протеин и аминокиселинният профил са критични съображения. Често използвани източници на протеин включват рибно брашно, соев протеинов концентрат и брашно от насекоми.
• Липиди: Осигуряват енергия и незаменими мастни киселини, особено омега-3 мастни киселини (EPA и DHA), които са жизненоважни за здравето на рибите и храненето на хората. Рибеното масло, растителните масла и маслото от водорасли са често срещани източници на липиди.
• Въглехидрати: Служат като лесно достъпен източник на енергия. Нишестетата и захарите обикновено се получават от зърнени култури и други съставки на растителна основа.
• Витамини: Необходими за различни метаболитни процеси и имунната функция. Недостигът на витамини може да доведе до заболявания и намален растеж.
• Минерали: Важни за развитието на костите, функцията на ензимите и цялостното здраве. Ключовите минерали включват калций, фосфор и цинк.
• Добавки: Могат да бъдат включени редица добавки за подобряване на качеството на фуража, подобряване на вкусовите качества, насърчаване на растежа или предотвратяване на заболявания. Примерите включват антиоксиданти, пигменти и пробиотици.

Видове фуражи за аквакултури

Фуражите за аквакултури се предлагат в различни форми, всяка от които е подходяща за различни видове и стратегии за хранене:

• Сухи фуражи: Най-често срещаният вид фураж за аквакултури, предлаган в различни размери и форми (напр. потъващи пелети, плаващи пелети, трохи). Сухите фуражи предлагат удобство, добра стабилност при съхранение и лесна автоматизация.
• Екструдирани фуражи: Обработени при високи температури и налягане, което води до по-смилаем и вкусен фураж с подобрена стабилност във вода. Екструдирането също така позволява прецизен контрол на плътността на фуража (плаващ или потъващ).
• Кашообразни фуражи: Фино смлени фуражи, често използвани за ларвни или ювенилни стадии. Кашообразните фуражи се консумират лесно от малки рибки, но могат да бъдат по-податливи на извличане на хранителни вещества и влошаване на качеството на водата.
• Живи фуражи: Живи организми, като водорасли, ротифери и артемия, често се използват като начален фураж за ларви на риби и миди. Живите фуражи осигуряват основни хранителни вещества и ензими, които не винаги присъстват във формулираните фуражи.
• Пресни/Замразени фуражи: Пресни или замразени риби, скариди или други водни организми могат да се използват като фураж, особено при месоядни видове. Използването на пресни/замразени фуражи обаче може да създаде рискове за биосигурността и може да не е устойчиво.

Стратегии за хранене: Оптимизиране на доставката и усвояването на фуража

Ефективните стратегии за хранене са от решаващо значение за максимална ефективност на фуража, минимизиране на отпадъците и насърчаване на оптимален растеж. Няколко фактора влияят върху избора на стратегия за хранене, включително вид, етап на живот, поведение при хранене, условия на околната среда и производствена система.

Методи на хранене

В аквакултурата се използват различни методи за хранене, всеки със своите предимства и недостатъци:

• Ръчно хранене: Включва разпределяне на фуража на ръка, което позволява внимателно наблюдение на поведението на рибите и коригиране на нормите на хранене. Ръчното хранене е трудоемко, но може да бъде подходящо за малки стопанства.
• Автоматично хранене: Използва автоматични хранилки за подаване на фураж на предварително определени интервали. Автоматичните хранилки могат да подобрят ефективността на хранене, да намалят разходите за труд и да минимизират загубите на фураж. Предлагат се няколко вида автоматични хранилки, включително:
  • Хранилки по заявка: Задействат се от самите риби, освобождавайки фураж, когато рибите блъснат или клъвнат задействащ механизъм.
  • Хранилки с таймер: Подават фураж в предварително зададено време, независимо от поведението на рибите.
  • Лентови хранилки: Доставят непрекъснат поток от фураж с контролирана скорост.
• Разпръскващо хранене: Включва равномерно разпръскване на фуража по водната повърхност. Разпръскващото хранене се използва често в рибовъдството в басейни, но може да доведе до неравномерно разпределение на фуража и увеличени загуби.
• Локализирано хранене: Концентрира фуража в определени зони, като например пръстени за хранене или корита. Локализираното хранене може да подобри достъпността на фуража и да намали загубите.

Честота на хранене и размер на дажбата

Определянето на оптималната честота на хранене и размера на дажбата е от решаващо значение за максимален растеж и минимизиране на загубите на фураж. Факторите, които трябва да се вземат предвид, включват:

• Вид: Различните видове имат различни изисквания към храненето и храносмилателни способности.
• Етап от живота: По-младите риби обикновено изискват по-често хранене и по-малки дажби от по-старите риби.
• Температура на водата: Метаболизмът и скоростта на хранене на рибите се влияят от температурата на водата.
• Качество на водата: Лошото качество на водата може да намали скоростта на хранене и да увеличи загубите на фураж.
• Гъстота на зарибяване: По-високите гъстоти на зарибяване може да изискват по-често хранене и по-големи дажби.

Могат да се използват няколко метода за определяне на подходящи норми на хранене, включително:

• Таблици за хранене: Предоставят препоръчителни норми на хранене въз основа на размера на рибата, температурата на водата и други фактори.
• Мониторинг на растежа: Редовно претегляне и измерване на рибите за проследяване на темповете на растеж и съответно коригиране на нормите на хранене.
• Хранене до насищане: Осигуряване на рибите с толкова фураж, колкото ще консумират за даден период, и след това коригиране на нормите на хранене въз основа на консумираното количество фураж.

Примери за стратегии за хранене по света

• Норвегия (Сьомга): Силно зависима от автоматизирани системи за хранене с мониторинг в реално време на приема на фураж и качеството на водата. Това е от решаващо значение за поддържане на оптимални условия за растеж в техните морски клетки и намаляване на въздействието върху околната среда. Те използват напреднали технологии и анализ на данни, за да минимизират отпадъците и да оптимизират коефициентите на конверсия на фуража.
• Виетнам (Пангасиус): Често използва комбинация от ръчно и автоматично хранене, особено в системите за отглеждане в басейни. Разходите за фураж са значителен фактор, и фермерите често допълват формулираните фуражи с местно достъпни селскостопански вторични продукти, за да намалят разходите. Стратегиите за хранене се адаптират въз основа на условията в басейна и поведението на рибите.
• Китай (Шаран): Традиционното отглеждане на шаран често разчита на комбинация от формулирани фуражи и местно достъпна органична материя (напр. тор, остатъци от реколта). Стратегиите за хранене са съобразени с конкретния вид шаран и характеристиките на екосистемата на басейна.
• Еквадор (Скариди): Интензивното отглеждане на скариди използва автоматични хранилки за разпределяне на фуража няколко пъти на ден. Внимателното наблюдение на качеството на водата и поведението на скаридите е от съществено значение за предотвратяване на прехранване и поддържане на оптимални водни условия. Пробиотиците и други фуражни добавки се използват често за подобряване на здравето и растежа на скаридите.

Технологичен напредък във фуражните системи за аквакултури

Технологичният напредък революционизира фуражните системи в аквакултурата, водейки до подобрена ефективност, устойчивост и рентабилност. Тези постижения обхващат широк спектър от области, от формулиране и производство на фуражи до оборудване за хранене и системи за мониторинг.

Технологии за прецизно хранене

Технологиите за прецизно хранене имат за цел да доставят фураж на рибите в точното количество, в точното време и на точното място. Тези технологии разчитат на сензори, камери и анализ на данни за наблюдение на поведението на рибите, качеството на водата и условията на околната среда, и след това съответно коригират нормите и стратегиите за хранене.

Примери за технологии за прецизно хранене включват:

• Акустични системи за мониторинг: Използват хидрофони за откриване на звуци от храненето на рибите и коригират нормите на хранене въз основа на апетита на рибите.
• Системи за хранене, базирани на камери: Използват камери за наблюдение на поведението на рибите и коригират нормите на хранене въз основа на гъстотата на рибите и активността на хранене.
• Системи за хранене, базирани на сензори: Използват сензори за измерване на параметри на качеството на водата (напр. разтворен кислород, температура, pH) и коригират нормите на хранене въз основа на условията на околната среда.

Алтернативни фуражни съставки

Индустрията на аквакултурите активно проучва алтернативни фуражни съставки, за да намали зависимостта си от рибно брашно и рибено масло, които са ограничени ресурси. Появяват се няколко обещаващи алтернативи, включително:

• Брашно от насекоми: Насекомите са богат източник на протеини и мазнини и могат да се произвеждат устойчиво от селскостопански вторични продукти.
• Брашно от водорасли: Водораслите са източник на омега-3 мастни киселини и други ценни хранителни вещества.
• Едноклетъчен протеин: Произвежда се чрез ферментация на бактерии, дрожди или гъби.
• Растителни протеинови концентрати: Соев протеинов концентрат, царевичен глутен и други източници на растителен протеин могат да се използват за заместване на рибното брашно във фуражите за аквакултури.

Автоматизирани системи за хранене

Автоматизираните системи за хранене могат значително да подобрят ефективността на хранене и да намалят разходите за труд. Тези системи могат да бъдат програмирани да подават фураж в определено време, в определени количества и на определени места. Те могат също да бъдат интегрирани със сензори и камери за наблюдение на поведението на рибите и качеството на водата и съответно да коригират нормите на хранене.

Примери за иновативни фуражни системи в аквакултурата

• MicroBalance на Skretting: Технология за формулиране на фуражи, която позволява намаляване на рибното брашно и рибеното масло във фуражите за аквакултури, като същевременно се поддържа оптимален растеж и здраве на рибите. Те използват широк спектър от алтернативни източници на протеин, като същевременно внимателно балансират аминокиселинните профили.
• Blue Impact на BioMar: Фуражи, предназначени за специфични етапи на растеж и условия на околната среда. Те инвестират сериозно в научноизследователска и развойна дейност, за да оптимизират фуражните формули и да подобрят смилаемостта на фуража.
• iQuatic на Cargill: Платформа, използваща прогнозен анализ и прозрения, базирани на данни, за вземане на интелигентни решения относно фуража, стратегиите за хранене и управлението на фермата.

Екологични съображения при фуражните системи в аквакултурата

Фуражните системи в аквакултурата могат да имат значително въздействие върху околната среда, както положително, така и отрицателно. От съществено значение е да се вземат предвид тези въздействия при проектирането и управлението на фуражни системи в аквакултурата и да се приемат практики, които минимизират отрицателните въздействия и максимизират положителните.

Въздействия от производството на фуражи

Производството на фуражи за аквакултури може да допринесе за няколко екологични проблема, включително:

• Прекомерен риболов: Използването на рибно брашно и рибено масло във фуражите за аквакултури може да допринесе за прекомерния риболов на диви рибни запаси.
• Обезлесяване: Отглеждането на соя и други фуражни съставки на растителна основа може да допринесе за обезлесяването.
• Замърсяване: Производството на фуражни съставки може да генерира замърсяване от торове, пестициди и други химикали.
• Емисии на парникови газове: Производството и транспортирането на фуражни съставки може да допринесе за емисиите на парникови газове.

Въздействия от усвояването на фуражите

Използването на фуражи за аквакултури също може да има въздействие върху околната среда, включително:

• Влошаване качеството на водата: Неизяденият фураж и отпадъците от рибите могат да замърсят водата, което води до еутрофикация, изчерпване на кислорода и натрупване на вредни вещества.
• Поява на болести: Лошото качество на водата и стресът от прехранване могат да увеличат риска от поява на болести.
• Въвеждане на инвазивни видове: Живите фуражи могат да въведат инвазивни видове в средата на аквакултурата.

Практики за устойчиво фуражиране

Могат да се приемат няколко практики за устойчиво фуражиране, за да се минимизират екологичните въздействия на фуражните системи в аквакултурата, включително:

• Използване на алтернативни фуражни съставки: Заместване на рибното брашно и рибеното масло с устойчиви алтернативи, като брашно от насекоми, брашно от водорасли и едноклетъчен протеин.
• Оптимизиране на формулирането на фуража: Формулиране на фуражи, които отговарят на хранителните изисквания на рибите, като същевременно се минимизират отпадъците.
• Подобряване на стратегиите за хранене: Приемане на стратегии за хранене, които намаляват загубите на фураж и подобряват ефективността му.
• Пречистване на отпадъчни води: Пречистване на отпадъчните води от аквакултурните дейности за отстраняване на замърсители и предотвратяване на еутрофикацията.
• Използване на интегрирани системи за аквакултури: Интегриране на аквакултурата с други селскостопански дейности за създаване на по-устойчива и ефективна система за производство на храни.

Глобални регулации и сертификации

Много държави и организации са установили регулации и сертификации за насърчаване на устойчиви практики за фуражиране в аквакултурата. Тези регулации и сертификации могат да помогнат да се гарантира, че фуражите за аквакултури се произвеждат и използват по екологично отговорен начин.

Примери за съответни регулации и сертификации включват:

• Best Aquaculture Practices (BAP): Сертификационна програма, която обхваща всички аспекти на производството в аквакултурата, включително производството и използването на фуражи.
• Aquaculture Stewardship Council (ASC): Сертификационна програма, която се фокусира върху екологичните и социалните въздействия на производството в аквакултурата.
• GlobalG.A.P.: Сертификационна програма, която обхваща широк спектър от селскостопански практики, включително аквакултура.
• Marine Stewardship Council (MSC): Въпреки че се фокусира предимно върху дивия риболов, MSC също има стандарти, свързани с отговорния добив на рибно брашно и рибено масло, използвани във фуражите за аквакултури.

Икономически съображения при фуражните системи в аквакултурата

Разходите за фураж са значителен разход в производството на аквакултури, често съставляващи 40-60% от общите оперативни разходи. Ето защо, оптимизирането на фуражните системи за минимизиране на разходите за фураж и максимизиране на ефективността на фуража е от решаващо значение за икономическата жизнеспособност.

Анализ на разходите за фураж

Един задълбочен анализ на разходите за фураж трябва да вземе предвид следните фактори:

• Цена на фуража: Цената на фуража може да варира в зависимост от съставките, формулата и доставчика.
• Коефициент на конверсия на фуража (FCR): Количеството фураж, необходимо за производството на една единица рибна биомаса. По-ниският FCR показва по-голяма ефективност на фуража.
• Темп на растеж: Скоростта, с която рибите растат. По-бързите темпове на растеж могат да намалят общия период на хранене и да понижат разходите за фураж.
• Процент на оцеляване: Процентът на рибите, които оцеляват до събиране на реколтата. По-високите проценти на оцеляване могат да увеличат общото производство и да намалят разходите за фураж на единица продукция.

Стратегии за намаляване на разходите за фураж

Могат да се използват няколко стратегии за намаляване на разходите за фураж, включително:

• Използване на по-евтини фуражни съставки: Заместване на скъпи фуражни съставки с по-евтини алтернативи, като растителни протеинови концентрати или селскостопански вторични продукти.
• Оптимизиране на формулирането на фуража: Формулиране на фуражи, които отговарят на хранителните изисквания на рибите, като същевременно се минимизира използването на скъпи съставки.
• Подобряване на стратегиите за хранене: Приемане на стратегии за хранене, които намаляват загубите на фураж и подобряват ефективността му.
• Преговори с доставчици на фуражи: Договаряне на изгодни цени и условия на плащане с доставчиците на фуражи.
• Производство на фураж на място във фермата: В някои случаи може да е икономично да се произвежда фураж на място, особено за малки стопанства.

Ролята на инвестициите и иновациите

Инвестирането в нови технологии и иновативни фуражни формули може да доведе до значителни икономии на разходи и подобрена рентабилност в дългосрочен план. Това включва:

• Технологии за прецизно хранене: Както бе споменато по-рано, те могат драстично да намалят загубите на фураж.
• Стратегии за превенция на заболявания: Инвестиране в превантивни мерки за намаляване на епидемиите от болести, които водят до смъртност и намалена ефективност на конверсията на фуража.
• Програми за генетично подобрение: Подобряване на генетичния фонд на отглежданите видове за повишаване на темповете на растеж и ефективността на фуража.

Казуси: Успешни фуражни системи в аквакултурата по света

За да илюстрираме принципите и практиките, обсъдени в това ръководство, нека разгледаме някои казуси на успешни фуражни системи в аквакултурата от цял свят:

Казус 1: Устойчиво отглеждане на сьомга в Чили

Чили е основен производител на отглеждана сьомга. През последните години чилийската сьомгова индустрия постигна значителен напредък в подобряването на устойчивостта на своите фуражни системи. Това включва намаляване на зависимостта от рибно брашно и рибено масло, оптимизиране на фуражните формули и приемане на технологии за прецизно хранене. Компаниите вече използват алтернативни източници на протеин като водорасли и брашно от насекоми в своите фуражи. Те също така прилагат сложни системи за мониторинг, за да проследяват консумацията на фураж и качеството на водата и съответно да коригират нормите на хранене. Това доведе до подобрена ефективност на фуража, намалено въздействие върху околната среда и повишена рентабилност.

Казус 2: Интегрирано отглеждане на шаран в Бангладеш

В Бангладеш интегрираното отглеждане на шаран е традиционна практика, която съчетава рибовъдството с други селскостопански дейности, като отглеждане на ориз и животновъдство. Шаранът се храни с комбинация от формулирани фуражи и местно достъпна органична материя, като тор и остатъци от реколта. Органичната материя осигурява хранителни вещества за рибите, а също така помага за наторяване на оризовите полета. Тази интегрирана система е силно устойчива и ефективна и осигурява ценен източник на храна и доходи за селските общности.

Казус 3: Интензивно отглеждане на скариди в Тайланд

Тайланд е основен производител на отглеждани скариди. Интензивното отглеждане на скариди използва сложни фуражни системи, които са предназначени да максимизират темповете на растеж и да минимизират появата на болести. Скаридите се хранят няколко пъти на ден с помощта на автоматични хранилки. Качеството на водата се следи внимателно, а пробиотиците и други фуражни добавки се използват често за подобряване на здравето и растежа на скаридите. Фермерите все повече приемат рециркулационни аквакултурни системи (RAS), за да подобрят допълнително качеството на водата и да намалят въздействието върху околната среда.

Заключение: Бъдещето на фуражните системи в аквакултурата

Фуражните системи в аквакултурата непрекъснато се развиват, за да отговорят на нарастващото търсене на морски дарове, като същевременно минимизират въздействието върху околната среда и максимизират икономическата жизнеспособност. Бъдещето на фуражните системи в аквакултурата вероятно ще се характеризира със следните тенденции:

• Увеличено използване на алтернативни фуражни съставки: Индустрията на аквакултурите ще продължи да търси и приема устойчиви алтернативни фуражни съставки, като брашно от насекоми, брашно от водорасли и едноклетъчен протеин.
• По-голям акцент върху прецизното хранене: Технологиите за прецизно хранене ще стават все по-широко разпространени, позволявайки по-ефективна и целенасочена доставка на фураж.
• Разработване на персонализирани фуражи: Фуражите ще бъдат все по-съобразени със специфичните нужди на различните видове, етапи на живот и условия на околната среда.
• Интегриране на анализ на данни и изкуствен интелект: Анализът на данни и изкуственият интелект ще играят по-голяма роля в оптимизирането на формулирането на фуража, стратегиите за хранене и управлението на фермата.
• Фокус върху устойчивостта и проследимостта: Потребителите все повече ще изискват устойчиви и проследими продукти от аквакултури, което ще стимулира приемането на по-отговорни практики за фуражиране.

Чрез възприемане на иновации и прилагане на устойчиви практики, индустрията на аквакултурите може да продължи да играе жизненоважна роля в глобалната продоволствена сигурност, като същевременно защитава околната среда и гарантира дългосрочната жизнеспособност на сектора.