戴 賢

（昆山陽(yáng)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(zhǎng)，但卻要在河口附近的淺海中繁殖后代。每年秋季成熟個(gè)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(duì)溫度、鹽度的適應(yīng)范圍廣。食性雜，不管是水生維管束植物、岸邊植物，還是有堅(jiān)硬外殼的螺、蚌等，它都能巧妙地捕食。大閘蟹在中國(guó)分布很廣，通海的江河基本都有分布；隨著遠(yuǎn)洋運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，大閘蟹隨著大型船舶的壓倉(cāng)水也能漂洋過(guò)海，世界沿海諸國(guó)?？梢姷健Ｋa(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)鍵在于養(yǎng)水，水產(chǎn)品的的生長(zhǎng)發(fā)育很大一部分取決于水質(zhì)環(huán)境的優(yōu)良，因此對(duì)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(jì)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(guò)程。大閘蟹是比較低等的甲殼生物，對(duì)于外界環(huán)境因素有相當(dāng)高的敏感度和要求，水質(zhì)環(huán)境的惡化會(huì)導(dǎo)致致病菌、有害物質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)不足、刺激、缺氧等問(wèn)題，從而影響大閘蟹養(yǎng)殖的產(chǎn)量和質(zhì)量。

經(jīng)過(guò)科研人員的大量實(shí)驗(yàn)?zāi)M以及實(shí)踐探索之下，相關(guān)人員順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流，構(gòu)建了一種科學(xué)完整的大閘蟹養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)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(xué)的管理之中，極大地減少養(yǎng)殖人員精力的投入，并能通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)各種病情的發(fā)生，實(shí)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(wú)線傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化管理等先進(jìn)管理方法對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境、水質(zhì)、蟹類生長(zhǎng)狀況、藥物使用、廢水處理等進(jìn)行全方位管理、監(jiān)測(cè)，具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析、食品溯源、生產(chǎn)基地遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)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(yáng)澄湖大閘蟹是變溫動(dòng)物，白天會(huì)靠在洞穴里休息，夜間出來(lái)活動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，環(huán)境水溫決定其體溫，通常陽(yáng)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(shí)開始明顯攝食；10℃以下時(shí)攝食能力減弱；15℃左右蛻殼生長(zhǎng)；20～28℃為生長(zhǎng)旺盛期；陽(yáng)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(huì)死亡，能順利過(guò)冬。冬天陽(yáng)澄湖大閘蟹會(huì)隱藏于洞穴中越冬，這個(gè)時(shí)間段會(huì)停止攝食。

1.2 光照

陽(yáng)澄湖大閘蟹畏強(qiáng)光，喜歡待在弱光的環(huán)境中。不同的生長(zhǎng)階段對(duì)光照的需求不同，一般要求光照在2000～6000勒克斯，光照強(qiáng)度會(huì)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(dāng)?shù)墓庹?，發(fā)育至幼體變態(tài)時(shí)就更需要一定的光照強(qiáng)度；否則將影響幼體蛻皮和成活率。

1.3 氧氣

陽(yáng)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(jìn)行氣體交換完成呼吸，水中溶氧在4毫克/升左右，適合于陽(yáng)澄湖大閘蟹生長(zhǎng)。目前養(yǎng)殖場(chǎng)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?yàn)樘量诘沫h(huán)境和溶解氧有直接關(guān)聯(lián)，缺氧會(huì)導(dǎo)致底層的有機(jī)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(yáng)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(shí)pH值約在7.8～8.6之間。初夏時(shí)水草比較好，光合作用強(qiáng)，水的PH指數(shù)就變高，大閘蟹長(zhǎng)期處于堿性環(huán)境就會(huì)大量分泌黏液，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)發(fā)生病變，可能不吃食或者上草現(xiàn)象，傷亡就會(huì)成倍增長(zhǎng)，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(shí)，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(jìn)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(guò)高容易使幼蟹發(fā)育不完善，不利于它的生長(zhǎng)。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(duì)幼體發(fā)育不利，一般鹽度差不超過(guò)3‰，不然將會(huì)引起幼體大批死亡，給養(yǎng)殖戶帶來(lái)不可挽回的損失。

2.大閘蟹養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)測(cè)方法

2.1 監(jiān)測(cè)對(duì)象

一般情況下，在實(shí)際的大閘蟹養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)過(guò)程中，管理人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)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(shí)間，含氧量，水質(zhì)等影響因素，在充分關(guān)注其具體的養(yǎng)殖特性后，應(yīng)深入大閘蟹養(yǎng)殖的基層內(nèi)容，通過(guò)實(shí)地調(diào)查等方式來(lái)收集大閘蟹養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)的基本數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而可以對(duì)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(cè)系統(tǒng)原理

傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖大量使用人工，浪費(fèi)人力，增加成本，或者因?yàn)樾畔⒉杉患皶r(shí)和殘缺，導(dǎo)致能源使用的浪費(fèi)，物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)能更好地規(guī)避這些問(wèn)題。水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要四部分組成，包括信息采集系統(tǒng)、無(wú)線傳輸系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)和軟件監(jiān)控平臺(tái)組成。

2.2.1 信息采集系統(tǒng)，溫度傳感器、光照強(qiáng)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(cè)水域影響大閘蟹生長(zhǎng)的各類信息參數(shù)，及時(shí)消除不利因素。

2.2.2 無(wú)線傳輸系統(tǒng)，用途。用于遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)采集。

2.2.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)。水口電磁閥、增氧泵、天窗自動(dòng)開啟和關(guān)閉。

2.2.4 軟件平臺(tái)。自動(dòng)化控制功能、各類預(yù)警功能、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)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(wú)線通信、與智能控制等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)，集水質(zhì)環(huán)境參數(shù)在線采集、預(yù)警信息發(fā)布、無(wú)線傳輸、決策支持、智能組網(wǎng)、智能處理、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制于一體的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2.3 養(yǎng)殖水域環(huán)境監(jiān)測(cè)

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(cè)。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(jìn)水口溫度，池內(nèi)溫度，養(yǎng)殖場(chǎng)空氣溫度等。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可24小時(shí)全天候監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖水域水體溫度，當(dāng)溫度高于或低于設(shè)定范圍時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，并將現(xiàn)場(chǎng)情況通過(guò)短信發(fā)到用戶手機(jī)上，監(jiān)控界面彈出報(bào)警信息。用戶可通過(guò)重新設(shè)置，自動(dòng)打開水溫控制設(shè)備，當(dāng)水溫恢復(fù)正常值時(shí)，系統(tǒng)又會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

2.3.1.2 光照檢測(cè)。光照時(shí)間長(zhǎng)短、強(qiáng)弱決定著大閘蟹長(zhǎng)的繁殖周期和生產(chǎn)品質(zhì)，光照系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算水域養(yǎng)殖時(shí)大閘蟹需要的光照時(shí)間長(zhǎng)短，是否需要開關(guān)天窗。養(yǎng)殖區(qū)溫度過(guò)高時(shí)，天窗自動(dòng)開啟散熱。

2.4.養(yǎng)殖水域水質(zhì)監(jiān)測(cè)

水質(zhì)是指水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來(lái)的物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的綜合特性。各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)。在大閘蟹無(wú)公害養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)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(lái)表示水質(zhì)化學(xué)指標(biāo)和物理性狀。

2.4.1 水體酸堿度（pH值）監(jiān)測(cè)。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(duì)水產(chǎn)生物的成活率和生長(zhǎng)率，甚至對(duì)酶活性和基因表達(dá)均會(huì)產(chǎn)生影響。PH值過(guò)高，水體堿性過(guò)高，引起大閘蟹病變；pH值過(guò)低，水體呈酸性，造成大閘蟹生病或者水中細(xì)菌大量繁殖。系統(tǒng)安裝pH值測(cè)試探頭，當(dāng)水體pH值超過(guò)正常范圍時(shí)，水口閥門自動(dòng)開啟，進(jìn)行換水。

2.4.2 溶解氧監(jiān)測(cè)。水中的溶氧量會(huì)直接影響到蟹類的正常生長(zhǎng)。自動(dòng)檢測(cè)養(yǎng)殖區(qū)含氧量，無(wú)需24小時(shí)增氧，當(dāng)水體溶解氧含量降低時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開增氧泵增氧。

2.4.3 鹽度的監(jiān)測(cè)。根據(jù)鹽的測(cè)試值，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在鹽度設(shè)置范圍內(nèi)自動(dòng)控制換水系統(tǒng)調(diào)節(jié)水質(zhì)。

2.4.4 硫化物監(jiān)測(cè)。地下水及生活污水常含有硫化物，是水體污染的重要指標(biāo)。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(jī)物分解而產(chǎn)生的。通常所測(cè)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(diǎn)零幾毫克／升的硫化氨，就會(huì)引起不愉快；硫化氫的毒性也很大，可危害細(xì)胞色素、氧化酶，造成細(xì)胞組織缺氧，甚至危及生命；

2.4.5 亞硝酸鹽的監(jiān)測(cè)。亞硝酸鹽超標(biāo)會(huì)對(duì)大閘蟹的生長(zhǎng)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(xì)胞總數(shù)顯著下降，抑制機(jī)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(duì)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(jìn)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(dòng)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(zhǎng)時(shí)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(guó)大閘蟹養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)測(cè)發(fā)展近況

根據(jù)養(yǎng)殖專家經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)的文獻(xiàn)獲得其水質(zhì)壞境的要求,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)的中華絨螯蟹水質(zhì)環(huán)境遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),并在上海市崇明某養(yǎng)殖基地進(jìn)行了實(shí)施,其中,傳感器部分選用Thermor多功能傳感器,通過(guò)zigbee組建了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò),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(luò)數(shù)據(jù)傳輸,經(jīng)由TCP/IP通信協(xié)議對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行Socket連接,然后進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),最終完成了對(duì)水質(zhì)的溫度、溶氧量、水位、光照等重要參數(shù)的監(jiān)測(cè)和水位、增氧、投餌的控制,養(yǎng)殖戶可通過(guò)web完成對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、監(jiān)控視頻的遠(yuǎn)程訪問(wèn),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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、更堅(jiān)固的消費(fèi)者與商家的信任關(guān)系。2016年，中國(guó)蟹庫(kù)網(wǎng)率先將基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分應(yīng)用到大閘蟹產(chǎn)業(yè)中，成為國(guó)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(shí)現(xiàn)精細(xì)化、智能化的科學(xué)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(guān)補(bǔ)償方案，目的是保護(hù)生態(tài)太湖重要水源地。拆除圍網(wǎng)將促使大閘蟹加快實(shí)現(xiàn)生態(tài)養(yǎng)殖。2019年，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)李道亮教授團(tuán)隊(duì)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(shù)精確識(shí)別蟹塘含氧量，無(wú)線3G設(shè)備、主控平臺(tái)與增氧設(shè)備智能聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了蟹塘的智能化精確增氧。2022年3月11日,由國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局主管媒體《產(chǎn)品可靠性報(bào)告》雜志社主辦的中國(guó)大閘蟹行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展與標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)研討會(huì)在北京舉行。研討會(huì)圍繞“大閘蟹養(yǎng)殖、質(zhì)量監(jiān)管、物流配送、環(huán)境監(jiān)測(cè)”四個(gè)焦點(diǎn)展開討論。物聯(lián)網(wǎng)智能養(yǎng)殖是未來(lái)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。該技術(shù)不僅提高了其經(jīng)濟(jì)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(guò)程中，通過(guò)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(hù)作出貢獻(xiàn)，是一種可持續(xù)發(fā)展觀。而且，通過(guò)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，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(fèi)者的大閘蟹都能健康、安全、美味。

4.結(jié)束語(yǔ)

總而言之，堅(jiān)持可持續(xù)的健康養(yǎng)殖模式，加強(qiáng)對(duì)水環(huán)境的質(zhì)檢工作。大閘蟹養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)會(huì)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(yīng)該做到統(tǒng)籌規(guī)劃，在統(tǒng)一環(huán)境智能監(jiān)測(cè)處理方法后，對(duì)工作人員進(jìn)行專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)，避免各種風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生；其次，應(yīng)當(dāng)投入適當(dāng)?shù)慕ㄔO(shè)資金，采購(gòu)一些質(zhì)量較高的檢測(cè)處理設(shè)備，同時(shí)聘請(qǐng)優(yōu)秀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員，科學(xué)完整地將主要操作技巧和方法應(yīng)用到大閘蟹養(yǎng)殖項(xiàng)目中；最后，還要定期地積極學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的預(yù)警監(jiān)測(cè)處理技術(shù)，在因地制宜、具體問(wèn)題具體分析后，提高大閘蟹養(yǎng)殖人員的工作效率，促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。