Hệ Thống Cho Ăn Bằng Âm Thanh Giúp Cải Thiện Năng Suất Ở Các Trang Trại Nuôi Tôm

Thiết bị microphone dưới nước hỗ trợ giám sát các thông số môi trường và đưa ra các báo động.

Hệ thống cho ăn bằng âm thanh cho phép điều khiển dựa trên cảm biến của nhiều thiết bị cho ăn trong ao

Hệ thống cho ăn bằng âm thanh cho phép điều khiển dựa trên cảm biến của nhiều thiết bị cho ăn trong ao.

Trong các hệ thống nuôi thâm canh đối với gà, lợn, gia súc và cá hồi được nuôi trong lồng bè trên biển, hệ thống cho ăn tự động phản ánh công nghệ sản xuất cơ bản. Các hệ thống này sử dụng đầu đọc thẻ siêu nhỏ, cảm biến hồng ngoại, camera và các phương pháp cảm biến khác để cung cấp tự động khẩu phần tối ưu mỗi ngày cho vật nuôi.

Tuy nhiên, để thực hiện các biện pháp kiểm soát thức ăn như vậy, ngành nuôi tôm phải đối mặt với nhiều thách thức. Tôm là loài động vật nhỏ có trọng lượng dưới 50 gram. Chúng được nuôi với số lượng lớn có thể là vài triệu con trong các ao có diện tích lên đến 20 ha. Việc nuôi tôm với số lượng lớn này có thể làm cho nguồn nước nuôi bị đục, hạn chế việc kiểm tra bằng mắt thường, do đó làm cho việc đếm và ước tính sinh khối trở nên khó khăn hơn.

Khay cho ăn

Sau những năm đầu, khi các chiến lược cho ăn dựa trên việc đo lượng thức ăn được nạp vào đối với từng cá thể trong các thử nghiệm ở phòng thí nghiệm, việc sử dụng khay cho ăn đã thể hiện một tiến bộ đáng kể trong việc cải thiện việc chuyển hóa thức ăn trong các ao nhỏ và lớn. Tuy nhiên, việc thực hiện và sử dụng khay cho thức ăn hàng ngày làm tăng nhu cầu về nhân công có tay nghề cao và có thể làm lãng phí thức ăn.

Hệ thống cho ăn tự động được điều khiển dựa trên cảm biến đã trở nên phổ biến ở Thái Lan và Malaysia. Hệ thống này góp phần làm giảm chi phí nhân công và hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) thấp hơn, nhưng chúng vẫn hoàn toàn phụ thuộc vào quyết định của con người dựa trên số lần cho ăn và lấy mẫu tăng trưởng hàng tuần.

Trong 5 năm qua, hệ thống cho ăn tự động bằng âm thanh thụ động đã được AQ1 Systems phát triển. Chúng cho phép điều khiển dựa trên cảm biến thông qua các công nghệ đã được xác nhận tại các trang trại nuôi tôm với các loài khác nhau ở nhiều quốc gia khác nhau.

Công nghệ dựa trên âm thanh

Cốt lõi của hệ thống là một hydrophone – một loại microphone dưới nước giúp phân tích nhiều âm thanh xảy ra trong ao. Những âm thanh này được lọc bằng phần mềm có khả năng phân biệt và nhận biết những tiếng động cụ thể do tôm tạo ra khi ăn. Mối quan hệ chặt chẽ giữa âm thanh cho tôm ăn và lượng thức ăn nạp vào được liên kết với khay thức ăn, thiết bị âm thanh và camera dưới nước.

Sau khi biết cường độ cho ăn của tôm, các thuật toán kiểm soát trong việc quản lý thức ăn sẽ quyết định thời điểm và lượng thức ăn cần thiết và đảm bảo tôm ăn hết thức ăn. Các thuật toán về âm thanh mới nhất có khả năng tự kiểm soát, vì vậy các hệ thống có thể được sử dụng cho nhiều loài vật nuôi và trang trại khác nhau.

Trong các ao nuôi, các hydrophone được lắp đặt bên dưới mặt nước trong các khu vực cho ăn với máy cho ăn tự động và hệ thống kiểm soát thức ăn. Hệ thống này cũng góp phần giám sát các thông số môi trường chính và đưa ra các cảnh báo.

Cấu hình hệ thống dựa trên số lượng và kích thước của tôm và các loài được nuôi. Một hydrophone có thể giám sát nhiều máy cho ăn tự động, và một thiết bị điều khiển có thể giám sát hai hydrophone cho hai ao. Tất cả dữ liệu được liên kết không dây với một máy tính trong văn phòng tại trang trại. Hoạt động cho ăn và tỷ lệ tiêu thụ thức ăn của tôm được ghi nhận lại, và phần mềm điều khiển sẽ gửi email tóm tắt về lượng thức ăn hàng ngày cho người phụ trách ao. Thông tin bổ sung có thể được truy cập từ xa qua Internet.

Thử nghiệm cho ăn

Cho đến nay, các nghiên cứu chi tiết về việc cho ăn đã được thực hiện ở tôm sú Penaeus monodon, tôm thẻ Litopenaeus vannamei và tôm L. stylirostris có trọng lượng từ 1-43 gram. Ngoài ra, các nghiên cứu bổ sung với Marsupenaeus japonicusFenneropenaeus indicus cũng đang được tiến hành.

Về quy mô ao nuôi và mật độ thả, các thử nghiệm khả quan đã được thực hiện đối với các ao nuôi có diện tích từ 0,3 – 7,5 ha. Mật độ thả cho đến nay đã thay đổi từ 10-350 con/m2.

Hoạt động ăn của tôm

Sự giảm tỷ lệ thức ăn thường được quan sát thấy trong chu kỳ lột xác chung của tôm, được thể hiện trong Hình 1. Độ mặn trong ao giảm đột ngột do mưa lớn cũng có liên quan đến việc giảm lượng thức cho tôm trong 12 – 36 giờ.

Trong chu kỳ 6 tháng đối với tôm sú P. monodon, thời gian cho ăn đã được thay đổi. Tôm chủ yếu ăn vào ban đêm trong thời tiết ấm, nhưng cho ăn nhiều hơn vào buổi chiều khi nhiệt độ nước giảm. Không có gì ngạc nhiên khi tôm thẻ L. vannamei cũng được nhìn thấy để hiển thị các mô hình cho ăn ưu tiên liên quan đến các thông số như nhiệt độ nước và hoạt động gió mùa ở châu Á.

Mức tiêu thụ thức ăn hàng ngày của tôm với các thông số môi trường có liên quan

Hình 1: Mức tiêu thụ thức ăn hàng ngày của tôm với các thông số môi trường có liên quan.

Xét về mặt không gian, nghiên cứu đã chỉ ra mối quan hệ chặt chẽ giữa nơi tôm ăn trong ao và gió, độ sâu của ao và mức oxy. Dữ liệu cũng chỉ ra rằng tôm phân tán nhanh chóng ra khỏi khu vực cho ăn tự động ở các ao lớn khi cho ăn thiếu các mảnh vụn tích tụ dưới máng ăn. Các mẫu lưới được lấy xung quanh ao trong lúc ăn và sau khi cho ăn.

Cuối cùng, có nhiều yếu tố tác động đến việc khi nào tôm ăn, ăn ở đâu và ăn bao nhiêu. Ngay cả người nông dân lành nghề nhất sử dụng khay thức ăn và máy cho ăn tự động cũng không thể hy vọng cung cấp khẩu phần tối ưu ngay lập tức cả ngày mà không có hệ thống điều khiển vòng kín quản lý việc cho ăn.

Kết quả tại trang trại tư nhân

Các thử nghiệm đã được thực hiện tại các trang trại tư nhân được quản lý tốt ở Úc với tôm sú P. monodon từ năm 2010, ở Thái Lan với tôm thẻ L. vannamei từ năm 2011 và ở New Caledonia với tôm L. stylirostris từ năm 2012. Mục đích của thử nghiệm là xác định mô hình ăn tự nhiên của tôm trong chu kỳ từ 18-24h, điều tra tác động của những thay đổi trong điều kiện môi trường đối với lượng thức ăn và đánh giá lợi ích kinh tế từ sự tăng trưởng tốt hơn, tổng sinh khối khi thu hoạch và khi FCR giảm.

Viêc năng suất tăng phản ánh sự tăng trưởng tốt và tỷ lệ FCR giảm trung bình từ 25-30 % đối với tất cả các loài. Bảng 1 tóm tắt kết quả thử nghiệm thương mại.

Bảng 1. Mức tăng năng suất trung bình trong các thử nghiệm thương mại.

Loài

Tốc độ tăng trưởng FCR Phương thức cho ăn
L. vannamei 12.1% 12.3%

Cho ăn bằng tay và cho ăn bằng máy cho ăn tự động 4 lần mỗi ngày

P. monodon

15.2% 13.0% Cho ăn bằng máy cho ăn tự động 4 lần mỗi ngày
L. stylirostris 30.6% -0.2%

Cho ăn bằng khay 2 lần mỗi ngày

Một lợi ích đáng kể khác của hệ thống cho ăn tự động là chất lượng đáy ao được cải thiện, đặc biệt là đối với các ao lớn. Thức ăn không còn tồn dư ở đáy trong suốt chu kỳ nuôi. Thay vào đó, nó chỉ có sẵn bên dưới máy cho ăn tự động và được tiêu thụ ngay lập tức khi cho tôm ăn, do đó không quan sát thấy lượng thức ăn dư thừa.

Hydrophone và các dữ liệu dưới nước sẽ được gửi không dây tới một máy tính trong văn phòng ở trang trại thông qua email như một báo cáo hàng ngày cho ban quản lý. Thông tin bổ sung có thể được truy cập từ xa qua Internet.

Quan điểm

Với giá thành hiện nay, việc tôm tăng trưởng nhanh mang lại giá trị rất cao. Lợi tức của việc đầu tư vào hệ thống cho ăn bằng âm thanh là 3,5 lần / 2 vụ ở Thái Lan đối với tôm thẻ chân trắng và 2 lần / vụ ở Australia đối với tôm sú. Giảm chi phí nhân công và tỷ lệ FCR giúp thiết kiệm hơn 10% chi phí tại cổng trang trại, điều này sẽ đặc biệt quan trọng khi giá trở lại mức cũ.

Theo Regis Bador, Peter Blyth, và Ross Dodd

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/acoustic-control-improves-feeding-productivity-at-shrimp-farms/

Biên dịch: Huyền Thoại – Bình Minh Capital

Xem thêm:

Leave a Reply

Your email address will not be published.