بومی‌سازی «ژنراتورهای نانوحباب» برای افزایش بهره‌وری مزارع میگو

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، به نقل از معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست جمهوری، آبزی‌پروری در دهه‌های اخیر به علت نقش حیاتی در تامین و حفظ امنیت غذایی در سراسرجهان رشد چشمگیری داشته‌است. علاوه بر این، بر اساس آمار سازمان خوار و بار جهانی (FAO) در سال 2018، بیش از 89 درصد از تولید آبزی پروری جهان به طور عمده در مناطق آسیایی واقع شده است.

تولید میگوی پرورشی در سرتاسر جهان به دلیل فناوری‌های پیشرفته به طور متوسط افزایش یافته است. در این عرصه، مراکز اصلی تولید میگو در چین، هند، اکوادور، ویتنام، اندونزی، تایلند و آرژانتین واقع شده‌اند.

بهینه سازی شرایط پرورش میگو سبب رشد مناسب و تولید باکیفیت در این صنعت می شود. عواملی مانند کیفیت آب و ویژگی‌های خاک در استخرهای پرورشی بسیار حائز اهمیت هستند. اگر این عوامل در سطح مطلوبی حفظ نشوند، سبب ایجاد اختلال در تغذیه میگوها، احتمال افزایش بیماری، کاهش بازماندگی و بقا می‌شود و بر کیفیت و بهره‌وری تولید تأثیر منفی می‌گذارد.

منابع آبی مورد استفاده در مزارع پرورش میگو حاوی مواد آلی و معدنی متنوعی اند که شامل یون‌های معدنی محلول در آب، گازهای حل شده، ذرات معلق، ترکیبات آلی محلول و میکروارگانیسم‌ها هستند. عوامل متعددی از قبیل شرایط جوی و کیفیت آب ورودی به استخرها (عوامل خارجی)، نوع تغذیه میگو، جانوران مرده و مواد دفعی (عوامل داخلی) می‌توانند بر کیفیت آب تأثیرگذار باشند و کیفیت آب مورد استفاده در استخرهای پرورش میگو را به شدت تحت تأثیر قرار دهند (بر اساس گزارش ایبر و همکاران، 2021).

مدیریت دقیق و اطلاع درست از شرایط محیطی و کیفیت آب برای به حداکثر رسیدن کیفیت پرورش میگو و بهره وری مناسب از مزارع همواره دارای اهمیت بسیاری است. یکی از مهم ترین نشانه‌های کیفیت آب در استخرهای پرورشی میزان اکسیژن محلول در آب استخر است؛ بنابراین، درک دقیق عواملی که ممکن است باعث کاهش غلظت اکسیژن حل شده در استخرها شوند، ضروری است.

در شرایط دیگر، استفاده بیش از حد از مواد شیمیایی در سیستم‌های کشت و افزایش میزان رسوبات کف استخر نیز می‌تواند به آلودگی لایه‌های بالایی آب حوضچه منجر شود. علاوه بر این، عدم مدیریت درست مزرعه مانند جمع آوری ضایعات میگوهای مرده و غذاهای مصرف نشده نیز می‌تواند سبب آلودگی آب شود (بر اساس گزارش ایبر و همکاران، 2021).

غلظت های اکسیژن محلول در طول روز افزایش مییابد و مقدار DO تولید شده توسط فتوسنتز بیشتر از مقدار مورد استفاده در تنفس موجودات زنده در استخرها است. در مقابل، در طول شب یا هوای ابری، تنفس توسط میگو، فیتوپلانکتون ها و دیگر موجودات زنده در استخرها منجر به کاهش قابل توجه سطح اکسیژن یا آنوکسیا می شود.

غلظت های پایین اکسیژن محلول در استخرهای پرورشی برای میگوها خطرناک هستند زیرا منجر به از دست دادن اشتها، آسیب پذیری در برابر بیماری ها، بهره وری کم در مصرف خوراک، نرخ بالای مرگ و میر و بازده کم تولید می شود. سیستم های هوادهی برای پرورش میگو مزایای بسیاری مانند افزایش کیفیت آب و افزایش تولید را به همراه دارند.

فتوسنتز اکسیژن را در لایه سطحی آب تولید می کند؛ بنابراین، غلظت اکسیژن محلول با عمق آب کاهش می یابد و کم ترین مقدار آن در کف استخر است. در نتیجه برخی محققین، استخرهای کم عمق را برای پرورش میگو توصیه می کنند زیرا میگوها اکسیژن را در لایه های میانی و پایینی استخرها مصرف میکنند. میزان اکسیژن محلول در حوضچه های پرورش میگو نه تنها به دما، شوری و فشار بستگی دارند، بلکه به میزان تنفس میگو، رسوبات آب و تراکم ذخیره سازی نیز بستگی دارند (بر اساس گزارش تاین و همکاران، 2019).

جدول زیر نشان دهنده تاثیرات میزان اکسیژن محلول بر روی سلامت و رشد میگو است (بر اساس گزارش لازر و همکاران، 2007).

تاثیر بر میگو

میزان اکسیژن محلول برحسب (میلی گرم / لیتر)

میگوها به صورت سالم و رشد بالایی خواهند داشت

7-5

میگوها به صورت نرمال رشد می‌کنند

4

رشد میگوها کند خواهد بود

3

میگوها نمی‌توانند رشد کنند

2

آنوکسیا (کمبود اکسیژن) عدم تامین اکسیژن در میگوها، ممکن است منجر به مرگ آنها شود

1

سبب تلفات میگوها می‌شود

0.3

هواده‌ها به دو دسته اصلی هواده‌های پاششی یا اسپلش (با پاشیدن آب به هوا سبب انتقال اکسیژن به آب می شوند) و هواده‌های حباب ساز (با ساختن حباب های هوا سبب انتقال اکسیژن می شوند) طبقه بندی می شوند.

استفاده از دستگاه‌های هوادهی در پرورش میگو منجر به بهبود رشد و بازماندگی در میگوها می‌شود. با این حال، مصرف انرژی بالا و کارایی پایین انتقال اکسیژن از معایب این دستگاه‌ها به حساب می‌آید. انتخاب دقیق تجهیزات هوادهی و بهینه‌سازی تنظیمات سیستم می‌تواند به کاهش مصرف انرژی و کاهش هزینه‌ها کمک کند. این دستگاه‌ها همچنین می‌توانند به کاهش خطر بیماری‌ها و مسائل محیطی در مزرعه کمک کنند.

در بسیاری از کشورها، از دستگاه‌های هوادهی استفاده می‌شود که از منابع تجدید پذیر مانند نور خورشید بهره می‌برند. در کل، دستگاه‌های هوادهی ابزارهای مهم در صنعت پرورش میگو هستند که به بهبود عملکرد و حفظ محیط زیست کمک می‌کنند (بر اساس گزارش تاین و همکاران، 2019).

در سال 2022 یک استارتاپ در اندونزی، سیستم هوادهی خودکار را که با استفاده از پنل های خورشیدی کار می کند، طراحی کردند. این هواده می تواند برای کشاورزان در جهت صرفه جویی در انرژی ابزار مناسبی باشد. مبنای کار این هواده استفاده از نور خورشید برای تولید حباب های هوا است. وقتی پنل خورشیدی در معرض نور خورشید قرار می گیرد، برق تولید می کند که قسمتی از هواده آن را برای تثبیت ولتاژ خروجی انرژی از پنل خورشیدی ذخیره می کند.

هنگامی که دستگاه کار نمی کند، کنترل کننده انرژی را از پنل خورشیدی به باتری وارد میکند و باتری را شارژ می کند. این هواده میتواند میزان و کیفیت اکسیژن مورد نیاز میگو را در استخر افزایش دهد. این تیم امیدوارند که در آینده، اینترنت اشیاء را روی هواده اعمال کنند تا کشاورزان بتوانند با استفاده از یک گوشی هوشمند هواده را از خانه کنترل کنند (بر اساس گزارش سایت گلوبال سی فود، 2022).

در کشور ایران نیز روش‌های مختلفی برای هوادهی استخرها وجود دارد که در مزارع اجرا شده است. استفاده از ژنراتورهای نانو حباب یکی از روش های نوین برای هوادهی استخرها است که در مزارع آبزی‌پروری کاربرد دارد.