Xu hướng nuôi trồng thủy sản thông minh

Ngành nuôi trồng thủy sản đang tăng trưởng thần tốc và giữ vai trò quan trọng với an ninh lương thực và cân bằng dinh dưỡng cho dân cư toàn cầu. Do đó, nuôi trồng thủy sản thông minh là giải pháp hữu hiệu giúp ngành hoàn thành sứ mệnh.

Nuôi thâm canh và khép kín

Hệ thống tuần hoàn (RAS) là một cách nuôi mới và độc đáo. Những phương thức truyền thống nuôi thủy sản ngoài trời trong ao mở, hệ thống này lại sử dụng bể nuôi thủy sản mật độ cao trong nhà, được kiểm soát môi trường nghiêm ngặt. Hệ thống tuần hoàn lọc và làm sạch nước và tái sử dụng trong các bể.

RAS mang lại nhiều lợi ích cho nông dân hơn hệ thống nuôi ngoài trời trong các ao mở. Những lợi ích này gồm: tối đa sản xuất trong điều kiện nguồn cung nước và đất bị giới hạn; môi trường được kiểm soát gần như hoàn toàn nhằm tối đa sức khỏe của vật nuôi suốt quanh năm; dễ thay đổi vị trí cơ sở sản xuất gần thị trường tiêu thụ; thu thoạch thuận tiện và nhanh chóng, kiểm soát được dịch bệnh hiệu quả nếu có.

Năng lượng tái tạo

Một trong những vấn đề cơ bản mà ngành thủy sản đang phải đối mặt là quản lý nguồn năng lượng. Theo các chuyên gia trong ngành, thế hệ hiện nay phải có trách nhiệm đảm bảo năng lượng được sử dụng hiệu quả và giảm tác động lên môi trường ở mức tối thiểu. Năng lượng tái tạo bắt đầu tìm chỗ đứng trong các ngành sản xuất. Hầu hết các quốc gia Đông Nam Á đang trải qua giai đoạn tăng trưởng kinh tế và bùng nổ dân số. Nhu cầu năng lượng của khu vực này hiện đang tăng 10% mỗi năm, kéo theo nhu cầu sử dụng đất.

Một số học giả đã đề xuất giảm sử dụng năng lượng từ nhiên liệu bằng các nguồn năng lượng xanh tái tạo như năng lượng mặt trời và gió. Năng lượng nhiên liệu hóa thạch có hiệu quả chi phí ít hơn năng lượng tái tạo; và năng lượng tái tạo lại có tiềm năng sử dụng trong các hệ thống nuôi thủy sản RAS. Tại Đài Loan, Trung Quốc và một số nước châu Á, các dự án nuôi thủy sản thông minh bằng quang năng trở thành hy vọng cho người nuôi tôm và cá. Điện năng chiếm chi phí khoảng 20 - 40% tổng chi phí sản xuất thủy sản; tiêu thụ điện năng hàng tháng khoảng 2.000 kWh.

Xu hướng tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải khí CO2 đã thúc đẩy nông dân sử dụng điện năng hiệu quả hơn bằng năng lượng mặt trời và gió. Tại Đài Loan, các  mái che của nhà kính công nghệ Aqua-PV (nuôi thủy sản bằng quang điện) có thể tích hợp 720 tấm quang năng với sản lượng điện năng khoảng 407.808 kW/năm.

Hê thống nhà kính Aqua-PV

Các quốc gia nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới có lượng ánh sáng mặt trời trung bình trên mỗi đơn vị diện tích xấp xỉ 130 W/m2, rất thích hợp để phát triển năng lượng mặt trời. Thiết kế hệ thống Aqua-PV gồm một mô-đun điện quang, hệ thống tuần hoàn nước, hệ thống giám sát chất lượng nước, máy bơm sục khí tiết kiệm năng lượng hiệu quả kép và thiết bị chiếu sáng bằng đèn LED.

Hệ thống điện quang trong nuôi thủy sản tích hợp vào các trang trại đã góp phần giảm đáng kể chi phí năng lượng đầu vào. Theo những phân tích ban đầu, một nhà máy thí điểm 1 megawatt ở Đài Loan có thể làm giảm 15.000 tấn khí thải CO2mỗi  năm và giảm 75% lượng nước tiêu thụ so với một trại nuôi thủy sản thông thường. Nhiều quốc gia cũng đang thử nghiệm tính khả thi thương mại và kỹ thuật của việc sử dụng đất để nuôi thủy sản và sản xuất điện mặt trời.

Nuôi trồng thủy sản tuần hoàn thông minh

Vì lý do vệ sinh, ngày càng có nhiều cơ sở sản xuất thủy sản tại châu Á xây dựng hệ thống nhà kính kín để ngăn chặn sự xuất hiện của dịch bệnh do các loài chim hoặc vật thủy sản khác gây ra. Nhà kính được ví như tán cây giúp tích hợp mô-đun năng lượng mặt trời.

Nuôi tôm hoặc cá trên cạn trong các hệ thống khép kín luôn được coi là hướng đi tiềm năng trong sử dụng cẩn trọng nguồn tài nguyên đất và nước của khu vực. Việc sử dụng đất hiệu quả hơn này sẽ góp phần bảo tồn các khu rừng ngập mặn còn lại và giảm đáng kể lượng nước tiêu thụ.

Ngoài ra, sử dụng kháng sinh được giảm tối thiểu nhờ môi trường kín và hệ thống biofloc - nơi tôm hoặc cá được cho ăn vi sinh vật trong một vòng khép kín. Bằng cách cung cấp bóng râm, các mô-đun năng lượng mặt trời được tích hợp vào khu nhà ở giúp cải thiện điều kiện làm việc cho nhân viên tại cơ sở; duy trì nhiệt độ nước thấp hơn thúc đẩy tăng trưởng của tôm và cá.

Công nghệ ICT và AIOT cho  nuôi trồng thủy sản chính xác

Để tăng cường và củng cố sản xuất thủy sản bằng công nghệ điều khiển từ xa với mạng lưới IoT, các dữ liệu tổng hợp từ các máy cảm biến và vệ tinh đã được đưa vào sử dụng để  nuôi trồng thủy sản hiệu quả hơn, thân thiện sinh thái hơn. Trong dự án Aqua-PV, một số nơi như Đài Loan đã triển khai công nghệ AIOT và chiến lược công nghệ sinh học để cách mạng hóa ngành  nuôi trồng thủy sản. Bằng công nghệ ICT và AIoT, người điều hành sẽ nắm trong tay tổng quan về các thông số chất lượng nước như hàm lượng ôxy hòa tan, nhiệt độ, pH, độ mặn, NH3… đều được thường xuyên giám sát. Những hệ thống cảnh báo sớm và thiết bị điều chỉnh điều kiện chất lượng nước cũng bao gồm trong đó. Sử dụng hệ thống sinh trắc học bằng hình ảnh có thể tự động nhận dạng các loài tôm, cá và đo chiều dài cơ thể để sau đó chuyển sang trọng lượng thân. Trang trại cũng tiến hành cho ăn chính xác, tức là sử dụng nguồn thức ăn dễ tiêu hóa trong một môi trường được kiểm soát, chú trọng vào hiệu quả sử dụng thức ăn, giảm chi phí khẩu phần thức ăn hàng ngày và giảm thiểu phân thải.

Để kiểm soát dịch bệnh, ngăn chặn sự lây lan và hạn chế sử dụng kháng sinh quá mức, cần phải có công nghệ chẩn đoán dịch bệnh nhanh và chính xác. Công nghệ IoT và hệ thống hỗ trợ chẩn đoán dịch bệnh dựa trên các dấu hiệu lâm sàng cũng được ứng dụng bằng cách gửi hình ảnh vật nuôi bị nhiễm bệnh, kèm văn bản mô tả qua điện thoại di động tới trung tâm chẩn đoán dịch bệnh. Để thực hiện quy trình chẩn đoán dịch bệnh đã được thiết kế, những dữ liệu dịch bệnh tôm, cá; và dữ liệu nguyên nhân/ngăn chặn/chữa trị, chẩn đoán, xử lý dịch bệnh và phương pháp phòng ngừa các dịch bệnh có nguy cơ rủi ro cao cũng được tích hợp vào hệ thống để gửi tới người dùng qua máy tính cá nhân hoặc điện thoại di động. Hệ thống này sẽ hỗ trợ người nuôi thủy sản và bác sĩ thú y bằng cách cung cấp các chẩn đoán dịch bệnh nhanh và dễ dàng.