پرورش آبزیان به یک جزء حیاتی از عرضه پروتئین جهانی تبدیل شده است که با فشارهای فزاینده تقاضا روبرو است. روش‌های سنتی پرورش در فضای باز که به مناطق وسیع زمین و منابع آبی قابل توجه متکی هستند، ناکارآمد بوده و اثرات زیست‌محیطی قابل توجهی از جمله آلودگی آب، تخریب زیستگاه و انتقال بیماری ایجاد می‌کنند.

سیستم‌های پرورش آبزیان چرخشی (RAS) یک مدل پرورش انقلابی را نشان می‌دهند که با تصفیه، تصفیه و بازیافت مداوم آب، راندمان منابع را به طرز چشمگیری بهبود می‌بخشد و در عین حال خطرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهد. این مقاله فناوری RAS را از طریق یک لنز تحلیلی بررسی می‌کند و اصول اصلی، مزایا، چالش‌ها و روندهای آینده آن را با توجه ویژه به تحقیقات پیشگامانه دانشگاه و تحقیقات واگنینگن (WUR) بررسی می‌کند.

در هسته خود، RAS یک محیط حلقه بسته ایجاد می‌کند که از طریق چندین مؤلفه کلیدی از اکوسیستم‌های طبیعی تقلید می‌کند:

• فیلتراسیون مکانیکی: ذرات جامد مانند ضایعات ماهی و غذای خورده نشده را حذف می‌کندفیلتراسیون بیولوژیکی: آمونیاک مضر را با استفاده از میکروارگانیسم‌ها به نیترات تبدیل می‌کند
• کف‌گیری پروتئین: ترکیبات آلی محلول را از بین می‌بردضدعفونی: سطح پاتوژن‌ها را کنترل می‌کند
• اکسیژن‌رسانی: حفظ سطوح بهینه اکسیژن محلولکنترل دما و pH: شرایط رشد پایدار ایجاد می‌کند
• 1.2 مزایای قابل اندازه‌گیریتجزیه و تحلیل داده‌ها مزایای قابل توجه RAS را نسبت به روش‌های سنتی نشان می‌دهد:
• بهره‌وری منابع: 10 برابر راندمان آب بیشتر و بهره‌وری زمین بالاتر را به دست می‌آورد (داده‌های WUR نشان می‌دهد که RAS صدها کیلوگرم در هر متر مکعب در مقابل چند کیلوگرم سیستم‌های سنتی تولید می‌کند)مزایای زیست‌محیطی: 80٪ کاهش تخلیه آلودگی (آمار اتحادیه اروپا) و به طور بالقوه کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای از طریق ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر
• کنترل بیماری: مطالعات نروژی 50٪ کاهش بروز بیماری و 70٪ کاهش استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها را نشان می‌دهد (داده‌های دانمارک)کشاورزی دقیق: تحقیقات کانادایی 20٪ نرخ رشد سریع‌تر را از طریق بهینه‌سازی محیطی نشان می‌دهد

بخش 2: چالش‌ها و راه‌حل‌های مبتنی بر داده

• 2.1 چالش‌های کلیدیداده‌های تحلیلی چندین مانع را برجسته می‌کند:
• هزینه‌های سرمایه بالا: سیستم‌های RAS در مقیاس متوسط به سرمایه‌گذاری چند میلیون یورویی نیاز دارند (داده‌های اروپایی)شدت انرژی: 20٪ هزینه‌های عملیاتی بالاتر را شامل می‌شود (تحقیقات WUR)
• مدیریت پسماند: تولید جامدات و زباله‌های محلول قابل توجهپیچیدگی فنی: به پرسنل متخصص برای عملکرد سیستم نیاز دارد
• 2.2 استراتژی‌های بهینه‌سازیرویکردهای مبتنی بر داده راه‌حل‌هایی را ارائه می‌دهند:
• کاهش هزینه: طرح‌های استاندارد و ساختار مدولاربهره‌وری انرژی: کنترل‌های هوشمند و ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر

بخش 3: تحقیقات پیشگامانه WUR

• دانشگاه و تحقیقات واگنینگن از طریق موارد زیر در نوآوری جهانی RAS پیشرو است:تحقیقات آبزی‌پروری: کار کارل کیسمن در مورد سیستم‌های یکپارچه ماهی و گیاه
• فناوری محیطی: راه‌حل‌های تصفیه آب با الهام از فرآیندهای طبیعیمرکز تحقیقات آبزی‌پروری کاروس: زیرساخت‌های پیشرفته برای مطالعات چند گونه‌ای
• همکاری‌های بین‌المللی: مشارکت در پروژه‌های AquaExcel3.0 و FutureEUAquaبخش 4: روندهای آینده و پیش‌بینی‌ها
• تحولات نوظهور عبارتند از:سیستم‌های هوشمند: حسگرهای IoT، تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ و بهینه‌سازی هوش مصنوعی

پایداری: سیستم‌های بدون تخلیه و استفاده از منابع دایره‌ای

• تنوع: کشت چند گونه‌ای و محصولات با ارزش افزودهمعیارهای عملکرد مقایسه‌ای
• معیارسنتی
• RASبهبود
• منبعبهره‌وری استفاده از زمین

زیاد

• قابل توجهWUR
• بهره‌وری آبکم
• زیاد10x+
• WURتخلیه آلودگی

کم

• 80%+داده‌های اتحادیه اروپا
• بروز بیماریزیاد
• کم50%+
• نروژنتیجه‌گیری: فناوری RAS آینده آبزی‌پروری پایدار را نشان می‌دهد و راندمان تولید را با مسئولیت زیست‌محیطی ترکیب می‌کند. در حالی که چالش‌ها همچنان باقی است، نوآوری مستمر و بهینه‌سازی مبتنی بر داده، RAS را به عنوان یک راه‌حل تحول‌آفرین برای امنیت غذایی جهانی قرار می‌دهد.