水产养殖自动化投喂技术研究及其经济效益性

一、自动化投喂技术的分类

（一）基于传感器的投喂系统

基于传感器的投喂系统是现阶段应用较为普遍的自动化投喂技术。该系统主要借助在养殖水体中安装多种传感器，实时采集养殖环境和鱼类生理状况参数，以为精准投喂提供全面的数据支持。

常见的传感器有溶解氧传感器、温度传感器、pH 值传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器以及鱼体超声波传感器等。溶解氧传感器主要监测水体中的溶解氧含量。溶解氧是影响鱼类生存与摄食的关键要素之一，若溶解氧含量过低，鱼类摄食的积极性便会会被约束，此时溶解氧传感器可依据预设好的阈值自动减少投喂数量。温度传感器主要测量水体温度，不同鱼类在不同水温情形下摄食需求存在差别，温度传感器可根据水温的变化对投喂策略进行调整。pH 值传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器主要用于监测水体酸碱度及有害物质含量，当这些指标超出设定范围时，系统会立即发出警报并对投喂量作出调整。鱼体超声波传感器可借助发射和接收超声波信号，测量鱼类诸如体长、体重等生理参数，进而更精准地估计鱼类的摄食需求[1]。

（二）基于图像识别的投喂系统

基于图像识别的投喂系统借助计算机视觉技术和图像识别算法，对养殖水体中鱼类摄食行为、生长状态进行实时监测分析。

该系统主要由摄像头、图像采集卡、计算机以及图像识别软件等部分组成。摄像头安装于养殖水体上方或者特定的点位，可实时采集鱼群的活动画面。图像采集卡将摄像头采集的模拟图像信号转换成为数字信号，并传送给计算机端。计算机内的图像识别软件利用先进的算法去处理、分析采集的图像，识别出鱼类数量、大小以及摄食行为等相关信息。

图像识别软件大多采用深度学习算法，如卷积神经网络（CNN），并利用大量鱼类图像数据进行精准识别。借助对鱼类摄食行为的剖析，如鱼类聚集程度、抢食活动激烈程度等，系统可判断鱼类的饥饿程度与摄食需求。当探测到鱼类摄食呈现活跃状态时，系统会扩充投喂量；当鱼类摄食开始平稳或者停止摄食时，系统会停止投喂，从而有效提高了饲料的利用效率。

（三）智能决策投喂系统

智能决策投喂系统是一种汇聚多种先进技术的体系，如物联网技术、大数据分析、人工智能的技术，能根据养殖环境和鱼类生长的实时数据，自主产出最优投喂策略的高度智能化的自动投喂技术。

该系统凭借物联网技术，将分布于养殖水体中的多种传感器、摄像头以及投喂设备等串联成一个智能网络，从而实现数据的实时采集、传输及共享。大数据分析技术针对采集到的海量数据进行存储、处理以及分析，探索数据背后的规律与趋势。人工智能技术中的机器学习算法则根据大数据分析得出的结果，实时评估鱼类的摄食需求、生长状态、健康状态等，并生成对应的投喂方案。

二、水产养殖自动化投喂技术的经济获利分析

（一）降低人工成本

在传统水产养殖模式中，人工投喂劳动密集，需投入大批人力。随着劳动力成本不断上升，人工投喂引发的成本压力日益凸显。

实施自动化投喂技术后，可以明显减少对人工投喂的依赖程度。自动化投喂设备可依照预先设定的程序和参数，自动完成饲料投喂工作，无须养殖人员反复操作，不仅大幅降低了人工成本，还提升了投喂工作效率与效果。结合相关案例统计，在部分采用自动化投喂技术的养殖场中，人工投喂所需的劳动力数量可减少 50%-80% 。原本需要 10 名养殖人员进行投喂工作的养殖场，采用自动化投喂技术后，仅需 2-5 名养殖人员便可顺利

完成。

（二）提高饲料利用率

传统人工投喂的方式因难以精准掌握投喂量，较易引起饲料浪费，造成饲料利用率普遍偏低。而自动化投喂技术凭借实时监测养殖环境参数和鱼类的摄食行为，可以根据鱼类实际需求实现精准投喂，大幅提高饲料的利用水平。

采用传感器的投喂系统可以依据水体中溶解氧、温度、pH 值等参数以及鱼的生理情形，自动改变投喂饲料数量。若水体环境不利于鱼类进食时，系统会减少投喂量，防止饲料因无法及时被鱼儿摄食而出现浪费[2]。基于图像识别的投喂系统可凭借实时监测鱼类摄食行为，精准判别鱼类的饥饿程度。若鱼类摄食活跃则提升投喂量，若摄食趋于平稳则停止投喂，以此最大程度降低饲料的无谓消耗。智能决策投喂系统更是全面考量了多种因素，依靠大数据分析及智能算法，推出最优的投喂计划，进一步提高了饲料的利用效率。

（三）增加养殖产量

自动化投喂技术凭借精准投喂，为鱼类提供了更舒适的生长环境，有利于推动鱼类健康成长，从而提高养殖产量。

精确的投喂策略可保证鱼类在不同生长阶段都能获取充足的营养。在幼鱼阶段，鉴于其生长速度快、对营养要求高的特点，自动化投喂系统可提升投喂频次与投喂量。在成鱼生长阶段，根据鱼类的生长速度与摄食习惯，合理调整投喂策略，保障鱼类体重持续增长。通过精准投喂，鱼类生长速度均达到平均水平，个体差异量减小，整体养殖产量实现大幅增长。此外，自动化投喂技术还可借助优化养殖环境，间接推动鱼类成长且提升产量。

（四）减少环境污染

传统人工投喂方式产生的饲料浪费，是水产养殖中水体污染的主要根源之一。过多残饵于水体当中分解，消耗掉水体中大量的溶解氧，产生诸如氨氮、亚硝酸盐等有害物质，使水体生态平衡遭到破坏。自动化投喂技术凭借精准管控投喂量、时间和频率，从源头上降低残饵生成量。其所搭载的传感器可实时监测水体溶解氧、鱼类生长阶段等数据，结合算法动态调整投喂方案，保障饲料投放与鱼类摄食需求精准相符。残饵量大幅减少后，水体里有害物质的生成量明显降低，溶氧水平愈发稳定，富营养化风险急剧下降，既稳固了养殖生态，也为鱼类创造了更良好的生长环境，实现了生态与效益的双赢局面。

结束语

水产养殖作为全球关键的食物生产范畴，在满足人类对优质蛋白质的需求方面起到核心作用。伴随人口的增长以及人们生活水准的提高，对水产品的需求不断攀高，推进水产养殖业规模化与集约化的发展步伐。自动化投喂技术不仅可有效降低人工所需成本，加大饲料利用率，降低饲料的无谓消耗和环境污染，还能推动鱼类实现健康生长，提高养殖产出量，增加水产养殖的经济和生态方面效益。开展关于水产养殖自动化投喂技术及其经济效益性的研究，有利于带动水产养殖业的转型升级，实现长期的可持续发展。

参考文献

[1]姚毅,程春明,周艳兵,付佳威,刘长斌,蓝岚,赵燕,杨宗英,曾柳根.基于视觉识别技术的锦鲤自动化投喂养殖设备单元设计与实现[J].江西农业,2024(4):190-192.

[2]许方杰.水产养殖精准投喂技术的研究进展[J].养殖与饲料,2024,23(1 2):58-60.