Инновации в аквакультуре: Создание устойчивого будущего для глобальной продовольственной безопасности

Аквакультура, также известная как рыбоводство, — это выращивание водных организмов, таких как рыба, ракообразные, моллюски и водные растения. По мере роста мирового населения и сокращения запасов дикой рыбы из-за перелова и деградации окружающей среды аквакультура становится все более важной для обеспечения глобальной продовольственной безопасности. Однако традиционные методы аквакультуры могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду. Поэтому инновации в аквакультуре имеют первостепенное значение для создания устойчивых и ответственных методов ведения хозяйства, которые минимизируют экологический след и одновременно максимизируют эффективность производства. В этом блог-посте рассматриваются последние достижения и инновации, формирующие будущее аквакультуры во всем мире.

Растущая важность аквакультуры

Спрос на морепродукты растет во всем мире, что обусловлено повышением осведомленности об их питательной ценности и изменением пищевых предпочтений. Популяции дикой рыбы не в состоянии устойчиво удовлетворять этот спрос. Аквакультура предлагает жизнеспособное решение, обеспечивая контролируемую среду для выращивания водных видов, тем самым снижая нагрузку на дикие запасы. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО), аквакультура является самым быстрорастущим сектором производства продуктов питания в мире и в настоящее время поставляет более половины всей потребляемой рыбы в мире. Эта отрасль жизненно важна для обеспечения продовольствием и средствами к существованию миллионов людей во всем мире, особенно в развивающихся странах. Однако для минимизации воздействия на окружающую среду и обеспечения долгосрочной жизнеспособности отрасль должна уделять первоочередное внимание устойчивым практикам.

Ключевые области инноваций в аквакультуре

Инновации в аквакультуре охватывают множество областей, от генетики и технологий производства кормов до систем ведения хозяйства и управления данными. Эти инновации направлены на повышение эффективности, снижение воздействия на окружающую среду, улучшение качества продукции и увеличение прибыльности.

1. Рециркуляционные аквакультурные системы (Установки замкнутого водоснабжения - УЗВ)

УЗВ — это наземные системы, которые рециркулируют воду через ряд процессов очистки, минимизируя потребление воды и сброс отходов. УЗВ предлагают несколько преимуществ:

• Снижение потребления воды: Вода постоянно фильтруется и повторно используется, что значительно сокращает потребности в воде по сравнению с традиционной прудовой или садковой аквакультурой.
• Улучшенная биозащита: Контролируемая среда минимизирует риск вспышек заболеваний и хищничества.
• Более высокая плотность производства: Позволяет достигать более высоких плотностей посадки по сравнению с традиционными системами, увеличивая объем производства.
• Независимость от местоположения: УЗВ можно размещать практически в любом месте, независимо от наличия воды или климата, что позволяет производить морепродукты ближе к потребителям.
• Снижение воздействия на окружающую среду: Минимизирует сброс отходов и сток питательных веществ, уменьшая загрязнение природных водоемов.

Пример: В Дании несколько компаний успешно внедрили УЗВ для разведения лосося, производя высококачественную рыбу с минимальным воздействием на окружающую среду. В этих системах используются передовые технологии фильтрации и мониторинга для поддержания оптимального качества воды и обеспечения благополучия рыбы.

2. Интегрированная мультитрофическая аквакультура (ИМТА)

ИМТА предполагает совместное выращивание нескольких видов с разных трофических уровней. Этот подход направлен на создание более сбалансированной и устойчивой экосистемы за счет использования отходов одного вида в качестве питательных веществ для другого. Например, можно выращивать морские водоросли для поглощения питательных веществ, выделяемых рыбными фермами, а моллюски могут фильтровать твердые частицы, улучшая качество воды. Преимущества ИМТА включают:

• Сокращение отходов: Отходы перерабатываются и утилизируются, минимизируя загрязнение окружающей среды.
• Повышение биоразнообразия: Поддерживает более разнообразную экосистему в рамках аквакультурной системы.
• Улучшенное использование ресурсов: Максимизирует использование доступных ресурсов, повышая общую производительность.
• Диверсифицированные источники дохода: Фермеры могут выращивать несколько видов, создавая дополнительные возможности для получения дохода.

Пример: В Канаде разрабатываются и внедряются системы ИМТА для совместного выращивания лосося, морских водорослей и моллюсков. Этот подход показал многообещающие результаты в снижении воздействия на окружающую среду и повышении общей производительности фермы.

3. Передовые технологии производства кормов для аквакультуры

Корма являются основной статьей расходов в аквакультуре и могут также способствовать негативному воздействию на окружающую среду. Инновации в технологиях производства кормов направлены на разработку устойчивых и питательных альтернатив, которые снижают зависимость от рыбной муки из дикой рыбы и минимизируют отходы. Ключевые области инноваций включают:

• Альтернативные источники белка: Замена рыбной муки растительными белками (соя, водоросли), мукой из насекомых и микробными белками.
• Улучшенные рецептуры кормов: Оптимизация состава питательных веществ для ускорения роста рыбы, улучшения ее здоровья и устойчивости к болезням.
• Точное кормление: Использование технологий для подачи корма в нужном количестве и в нужное время, что минимизирует отходы и максимизирует эффективность конверсии корма.

Пример: Компании в Норвегии разрабатывают и используют муку из насекомых в качестве устойчивого источника белка для корма лосося. Мука из насекомых производится из выращенных насекомых, которых можно кормить побочными продуктами сельского хозяйства, что снижает экологический след производства кормов.

4. Программы генетического улучшения

Селекция и генная инженерия используются для улучшения желаемых признаков у выращиваемых водных видов, таких как скорость роста, устойчивость к болезням и качество мяса. Программы генетического улучшения могут привести к:

• Более быстрые темпы роста: Сокращение времени, необходимого рыбе для достижения товарного размера, что повышает эффективность производства.
• Улучшенная устойчивость к болезням: Минимизация вспышек заболеваний и снижение потребности в антибиотиках.
• Повышение качества продукции: Улучшение качества мякоти, цвета и питательного состава.
• Повышение выживаемости: Снижение смертности, что приводит к увеличению урожайности.

Пример: В Чили программы разведения лосося сосредоточены на улучшении устойчивости к морским вшам — основному паразиту, поражающему лососевые фермы. Эти программы значительно сократили использование химических обработок для борьбы с морскими вшами.

5. Точная аквакультура: Использование технологий для улучшения управления

Точная аквакультура предполагает использование датчиков, анализа данных и автоматизации для более эффективного мониторинга и управления операциями в аквакультуре. Этот подход позволяет фермерам принимать решения на основе данных, оптимизировать использование ресурсов и улучшать общие показатели фермы. Ключевые технологии, используемые в точной аквакультуре, включают:

• Мониторинг качества воды в реальном времени: Датчики непрерывно отслеживают параметры воды, такие как температура, уровень кислорода, pH и соленость, что позволяет своевременно вмешиваться для поддержания оптимальных условий.
• Автоматизированные системы кормления: Корм подается автоматически в зависимости от размера рыбы, ее пищевого поведения и условий окружающей среды, что минимизирует отходы и максимизирует эффективность конверсии корма.
• Подводные камеры и сонары: Используются для мониторинга поведения, здоровья и биомассы рыбы, предоставляя информацию о плотности посадки, темпах роста и потенциальных вспышках заболеваний.
• Аналитика данных и машинное обучение: Алгоритмы анализируют данные, собранные с датчиков и других источников, для выявления тенденций, прогнозирования потенциальных проблем и оптимизации методов управления фермой.

Пример: Компании в Австралии разрабатывают и внедряют технологию беспилотников для мониторинга рыбных ферм. Дроны, оснащенные камерами и датчиками, могут предоставлять данные в реальном времени о качестве воды, биомассе рыбы и инфраструктуре фермы, позволяя фермерам удаленно контролировать и управлять своими операциями.

6. Интернет вещей (IoT) в аквакультуре

Интернет вещей (IoT) соединяет различные устройства и датчики в единую сеть, обеспечивая удаленный мониторинг и контроль операций в аквакультуре. Системы аквакультуры с поддержкой IoT могут предоставлять данные в реальном времени о качестве воды, поведении рыбы и условиях окружающей среды, позволяя фермерам принимать обоснованные решения и быстро реагировать на потенциальные проблемы. Преимущества IoT в аквакультуре включают:

• Удаленный мониторинг и управление: Фермеры могут удаленно отслеживать и контролировать различные аспекты своих операций, такие как кормление, качество воды и освещение.
• Улучшенный сбор и анализ данных: Устройства IoT собирают огромные объемы данных, которые можно анализировать для выявления тенденций, прогнозирования потенциальных проблем и оптимизации методов управления фермой.
• Повышение эффективности и производительности: Автоматизация и принятие решений на основе данных могут повысить эффективность и производительность, что приведет к увеличению урожайности и снижению затрат.
• Снижение затрат на рабочую силу: Автоматизация может уменьшить потребность в ручном труде, что приведет к экономии средств.

7. Искусственный интеллект (ИИ) в аквакультуре

Искусственный интеллект (ИИ) все чаще используется в аквакультуре для анализа данных, прогнозирования результатов и автоматизации задач. Системы на базе ИИ могут использоваться для:

• Обнаружение и предотвращение заболеваний: Алгоритмы ИИ могут анализировать изображения и данные с датчиков для выявления ранних признаков заболевания, что позволяет своевременно вмешиваться для предотвращения вспышек.
• Оптимизированные стратегии кормления: ИИ может анализировать поведение рыбы и условия окружающей среды для оптимизации стратегий кормления, максимизируя эффективность конверсии корма и минимизируя отходы.
• Прогнозное моделирование: ИИ можно использовать для прогнозирования будущих результатов, таких как темпы роста, риски заболеваний и рыночные цены, что позволяет фермерам принимать обоснованные решения.
• Автоматическая сортировка и калибровка: Роботы на базе ИИ могут автоматически сортировать и калибровать рыбу по размеру и качеству, повышая эффективность и снижая затраты на рабочую силу.

8. Технология блокчейн для отслеживаемости и прозрачности

Технология блокчейн исследуется для улучшения отслеживаемости и прозрачности в цепочке поставок аквакультуры. Блокчейн может создать безопасную и неизменяемую запись всего производственного процесса, от исходных кормов до сбора урожая и распределения. Это может помочь:

• Повысить доверие потребителей: Потребители могут отследить происхождение своих морепродуктов и проверить их подлинность и устойчивость.
• Улучшить эффективность цепочки поставок: Блокчейн может оптимизировать процессы в цепочке поставок, сокращая бумажную работу и задержки.
• Бороться с мошенничеством и незаконным выловом: Блокчейн может помочь предотвратить мошенничество и незаконный вылов, предоставляя проверяемую запись о происхождении морепродуктов.
• Продвигать устойчивые практики: Блокчейн может стимулировать устойчивые практики в аквакультуре, предоставляя потребителям информацию о воздействии их выбора морепродуктов на окружающую среду.

Пример: Компании в Юго-Восточной Азии внедряют технологию блокчейн для отслеживания креветок от фермы до стола, обеспечивая прозрачность и предотвращая мошенничество. Это позволяет потребителям проверять происхождение и устойчивость своих покупок креветок.

Решение проблем и обеспечение устойчивости

Хотя инновации в аквакультуре открывают огромный потенциал, крайне важно решать потенциальные проблемы и обеспечивать устойчивое развитие. Эти проблемы включают:

• Воздействие на окружающую среду: Минимизация сброса отходов, снижение зависимости от рыбной муки из дикой рыбы и предотвращение разрушения среды обитания имеют решающее значение для устойчивого развития аквакультуры.
• Управление заболеваниями: Предотвращение и контроль вспышек заболеваний необходимы для поддержания производительности ферм и минимизации использования антибиотиков.
• Социальные аспекты: Обеспечение справедливых условий труда, защита прав местных сообществ и содействие равноправному доступу к ресурсам являются важными социальными аспектами.
• Нормативно-правовая база: Разработка четких и эффективных нормативных рамок, способствующих устойчивым практикам в аквакультуре и защите окружающей среды, имеет важное значение.
• Последствия изменения климата: Подготовка аквакультурных хозяйств к противостоянию явлениям, вызванным изменением климата, таким как повышение уровня моря, более частые экстремальные погодные условия и усиление закисления океана, является важнейшим компонентом устойчивости.

Будущее инноваций в аквакультуре

Будущее аквакультуры светло, и продолжающиеся инновации обещают превратить отрасль в более устойчивую и эффективную систему производства продуктов питания. Постоянные инвестиции в исследования и разработки, сотрудничество между промышленностью, научными кругами и правительством, а также внедрение лучших практик управления необходимы для реализации полного потенциала инноваций в аквакультуре. Принимая инновации и отдавая приоритет устойчивости, аквакультура может сыграть жизненно важную роль в обеспечении глобальной продовольственной безопасности и защите наших океанов для будущих поколений.

Заключение

Инновации в аквакультуре — это не просто увеличение производства; это создание устойчивой и ответственной отрасли, которая может накормить мир, защищая нашу планету. От рециркуляционных систем до инструментов управления на основе ИИ, рассмотренные в этом посте достижения подчеркивают захватывающий потенциал аквакультуры для революционизирования способа производства морепродуктов. По мере того как потребители становятся все более осведомленными о важности устойчивых источников пищи, спрос на инновационные и ответственные практики в аквакультуре будет только расти. Принимая эти достижения, мы можем создать будущее, в котором аквакультура будет способствовать как глобальной продовольственной безопасности, так и охране окружающей среды.