戴 贤

（昆山阳澄湖博文蟹业有限公司，江苏 昆山 215311）

大闸蟹虽在淡水里生长，但却要在河口附近的浅海中繁殖后代。每年秋季成熟个体汇聚到通海的河道中，顺流而下至河口区域，并在此交配、产卵、越冬。成蟹喜欢在泥岸的洞穴栖息，或匿藏石砾及水草丛里，对温度、盐度的适应范围广。食性杂，不管是水生维管束植物、岸边植物，还是有坚硬外壳的螺、蚌等，它都能巧妙地捕食。大闸蟹在中国分布很广，通海的江河基本都有分布；随着远洋运输业的发展，大闸蟹随着大型船舶的压仓水也能漂洋过海，世界沿海诸国常可见到。水产养殖的关键在于养水，水产品的的生长发育很大一部分取决于水质环境的优良，因此对水质环境的掌控直接影响到了水产品质量的优劣和养殖户的经济效益。水质的温度、溶氧量、水位、光照等因素直接影响了蟹的变态发育和繁殖过程。大闸蟹是比较低等的甲壳生物，对于外界环境因素有相当高的敏感度和要求，水质环境的恶化会导致致病菌、有害物质、营养不足、刺激、缺氧等问题，从而影响大闸蟹养殖的产量和质量。

经过科研人员的大量实验模拟以及实践探索之下，相关人员顺应时代发展的潮流，构建了一种科学完整的大闸蟹养殖环境智能监测管理系统，利用计算机及工业控制原理将水产养殖业纳入系统的科学的管理之中，极大地减少养殖人员精力的投入，并能通过对历史数据的分析，实时预测各种病情的发生，实现以较少的投入，获得较大的效益。这种物联网养殖的出现已经代替了传统的养殖模式。物联网采用无线传感技术、网络化管理等先进管理方法对养殖环境、水质、蟹类生长状况、药物使用、废水处理等进行全方位管理、监测，具有数据实时采集分析、食品溯源、生产基地远程监控等功能。在保证质量的基础上大大提高了产量。

1.大闸蟹养殖的环境因素要求

1.1 温度

阳澄湖大闸蟹是变温动物，白天会靠在洞穴里休息，夜间出来活动。一般来说，环境水温决定其体温，通常阳澄湖大闸蟹的体温略高于周围环境的温度。水温21℃左右，蚤状幼体变态只需四五天即可；一般水温在10℃时开始明显摄食；10℃以下时摄食能力减弱；15℃左右蜕壳生长；20～28℃为生长旺盛期；阳澄湖大闸蟹能忍受低温；水温在-1～-2℃条件下蟹卵和产蟹不会死亡，能顺利过冬。冬天阳澄湖大闸蟹会隐藏于洞穴中越冬，这个时间段会停止摄食。

1.2 光照

阳澄湖大闸蟹畏强光，喜欢待在弱光的环境中。不同的生长阶段对光照的需求不同，一般要求光照在2000～6000勒克斯，光照强度会随着幼体日龄增加而逐步增加。早期的胚胎发育基本处于黑暗状态，但到后期则需要适当的光照，发育至幼体变态时就更需要一定的光照强度；否则将影响幼体蜕皮和成活率。

1.3 氧气

阳澄湖大闸蟹昼伏夜出，喜溶氧高的清洁水体，大闸蟹可以像鱼一样，用鳃将溶解于水中的氧气和血液中的二氧化碳进行气体交换完成呼吸，水中溶氧在4毫克/升左右，适合于阳澄湖大闸蟹生长。目前养殖场使用增氧泵，能够在一定程度上保持塘口螃蟹的成活率，其次，降低蟹塘的水草腐败程度。因为塘口的环境和溶解氧有直接关联，缺氧会导致底层的有机质没办法消化分解，变成有害物质，继而引发水黑、泛塘等一系列的不良影响。

1.4 水体酸碱度（pH值）

阳澄湖大闸蟹 pH值要求中性或微碱性（7～8之间）；幼体变态时pH值约在7.8～8.6之间。初夏时水草比较好，光合作用强，水的PH指数就变高，大闸蟹长期处于碱性环境就会大量分泌黏液，时间一长就会发生病变，可能不吃食或者上草现象，伤亡就会成倍增长，遇到这种情况要立即采取措施降低pH值。生石灰具有消毒、杀菌、调节水质和pH值及增加钙质等作用，水质为酸性时，可施加适量石灰调节pH值至微碱性。

1.5 盐度

大闸蟹幼体进入淡水水域后，要求水体的盐度越低越好。控制水体的盐度不能偏高，盐度过高容易使幼蟹发育不完善，不利于它的生长。第一期蚤状幼体盐度要求一般不能低于7‰；第二期幼体盐度要求一般盐度降至5‰左右。盐度突变对幼体发育不利，一般盐度差不超过3‰，不然将会引起幼体大批死亡，给养殖户带来不可挽回的损失。

2.大闸蟹养殖环境智能监测方法

2.1 监测对象

一般情况下，在实际的大闸蟹养殖监测过程中，管理人员应重点关注大闸蟹养殖环境中的空气温度，水口温度，池内温度，以及光照时间，含氧量，水质等影响因素，在充分关注其具体的养殖特性后，应深入大闸蟹养殖的基层内容，通过实地调查等方式来收集大闸蟹养殖监测的基本数据信息，进而可以对大闸蟹养殖工作管理创造诸多有利的条件。

2.2 监测系统原理

传统的水产养殖大量使用人工，浪费人力，增加成本，或者因为信息采集不及时和残缺，导致能源使用的浪费，物联网智能系统能更好地规避这些问题。水产养殖环境监测系统主要四部分组成，包括信息采集系统、无线传输系统、自动控制系统和软件监控平台组成。

2.2.1 信息采集系统，温度传感器、光照强度传感器，水体溶解氧、PH值、亚硝酸盐含量、水温探头。用于监测水域影响大闸蟹生长的各类信息参数，及时消除不利因素。

2.2.2 无线传输系统，用途。用于远程无线传输数据采集。

2.2.3 自动控制系统。水口电磁阀、增氧泵、天窗自动开启和关闭。

2.2.4 软件平台。自动化控制功能、各类预警功能、远程数据实时查看功能。水产养殖环境智能监控系统基于智能处理、智能传感、无线通信、与智能控制等物联网技术的开发，集水质环境参数在线采集、预警信息发布、无线传输、决策支持、智能组网、智能处理、远程自动控制于一体的水产养殖环境监测系统。

2.3 养殖水域环境监测

2.3.1 养殖水域环境主要指温度和光照。

2.3.1.1 温度监测。温度是影响大闸蟹养殖的重要环境因素之一，这其中包括进水口温度，池内温度，养殖场空气温度等。物联网监测系统可24小时全天候监测养殖水域水体温度，当温度高于或低于设定范围时，系统自动报警，并将现场情况通过短信发到用户手机上，监控界面弹出报警信息。用户可通过重新设置，自动打开水温控制设备，当水温恢复正常值时，系统又会自动关闭。

2.3.1.2 光照检测。光照时间长短、强弱决定着大闸蟹长的繁殖周期和生产品质，光照系统会自动计算水域养殖时大闸蟹需要的光照时间长短，是否需要开关天窗。养殖区温度过高时，天窗自动开启散热。

2.4.养殖水域水质监测

水质是指水和其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。各项水质指标表示水中杂质的种类、成分和数量，是判断水域的具体标准。在大闸蟹无公害养殖生产过程中，通常用水体酸碱度（pH值）、溶解氧、硫化氢、盐度、水色、水的味道和透明度等来表示水质化学指标和物理性状。

2.4.1 水体酸碱度（pH值）监测。水体酸碱度是水产生物生存环境的重要生态因子，对水产生物的成活率和生长率，甚至对酶活性和基因表达均会产生影响。PH值过高，水体碱性过高，引起大闸蟹病变；pH值过低，水体呈酸性，造成大闸蟹生病或者水中细菌大量繁殖。系统安装pH值测试探头，当水体pH值超过正常范围时，水口阀门自动开启，进行换水。

2.4.2 溶解氧监测。水中的溶氧量会直接影响到蟹类的正常生长。自动检测养殖区含氧量，无需24小时增氧，当水体溶解氧含量降低时，系统会自动打开增氧泵增氧。

2.4.3 盐度的监测。根据盐的测试值，计算机控制系统在盐度设置范围内自动控制换水系统调节水质。

2.4.4 硫化物监测。地下水及生活污水常含有硫化物，是水体污染的重要指标。其中一部分是在厌氧条件下，由于微生物的作用，使硫酸盐还原或含硫有机物分解而产生的。通常所测定的硫化物是指溶解性的和酸溶性的硫化物。水中只要含有零点零几毫克／升的硫化氨，就会引起不愉快；硫化氢的毒性也很大，可危害细胞色素、氧化酶，造成细胞组织缺氧，甚至危及生命；

2.4.5 亚硝酸盐的监测。亚硝酸盐超标会对大闸蟹的生长和存活造成重大影响。研究表明，高浓度亚硝酸盐暴露亦可使大闸蟹血细胞总数显著下降，抑制机体的防御能力。亚硝酸盐胁迫下丙二醛的累积而造成的氧化损伤可能是亚硝酸盐对大闸蟹产生毒害作用的方式之一。 大闸蟹的体表渗透和吸收亚硝酸盐进入血液后，与血液中的携氧蛋白质结合而使之失去携带氧气的功能，缺氧症状的具体表现：摄食量下降、体力衰退、呼吸困难、游动缓慢、鳃部受损变黑，出现 “偷死”“浮头”“冒底”等现象。除此以外.大闸蟹长时间生活在亚硝酸盐偏高的水体中，其活力差，自身免疫力下降.容易感染爆发疾病。

3.中国大闸蟹养殖环境智能监测发展近况

根据养殖专家经验及相关的文献获得其水质坏境的要求,结合物联网技术,设计了基于物联网的中华绒螯蟹水质环境远程控制系统,并在上海市崇明某养殖基地进行了实施,其中,传感器部分选用Thermor多功能传感器,通过zigbee组建了无线传感网络,主控处理器采用S3C2440芯片,数据传输模块采用GPRS DTU及WIFI模块完成网络数据传输,经由TCP/IP通信协议对远程服务器进行Socket连接,然后进行数据转发,最终完成了对水质的温度、溶氧量、水位、光照等重要参数的监测和水位、增氧、投饵的控制,养殖户可通过web完成对监测数据、监控视频的远程访问,系统较传统的水产养殖方式,具有更小的人力开销、更大的市场竞争力、更坚固的消费者与商家的信任关系。2016年，中国蟹库网率先将基于农业物联网技术充分应用到大闸蟹产业中，成为国内首家开启螃蟹“智慧养殖”模式的企业，有效降低螃蟹病死率、节省人工和管理成本、提高效益，实现精细化、智能化的科学养殖，使养殖户成为给力的“饲养专家”。2018年，苏州市发布拆除太湖全部围网的公告和相关补偿方案，目的是保护生态太湖重要水源地。拆除围网将促使大闸蟹加快实现生态养殖。2019年，中国农业大学李道亮教授团队及江苏中农物联网科技有限公司研制并推出的智慧水产养殖系统，以物联网传感技术精确识别蟹塘含氧量，无线3G设备、主控平台与增氧设备智能联动，实现了蟹塘的智能化精确增氧。2022年3月11日,由国家市场监管总局主管媒体《产品可靠性报告》杂志社主办的中国大闸蟹行业高质量发展与标准体系建设研讨会在北京举行。研讨会围绕“大闸蟹养殖、质量监管、物流配送、环境监测”四个焦点展开讨论。物联网智能养殖是未来养殖业的发展趋势。该技术不仅提高了其经济效益，节约了人力成本和能耗，更重要的是在大闸蟹养殖过程中，通过有效的水体管理、精确用料、信息化管理，减排增效，为环境保护作出贡献，是一种可持续发展观。而且，通过农业物联网技术，收集大闸蟹养殖流通全程海量数据，为大闸蟹食品安全追溯提供有效的数据支持，从而确保提供给消费者的大闸蟹都能健康、安全、美味。

4.结束语

总而言之，坚持可持续的健康养殖模式，加强对水环境的质检工作。大闸蟹养殖环境智能监测管理系统的设计与实现会受到外界各种环境因素的影响，企业的管理部门首先应该做到统筹规划，在统一环境智能监测处理方法后，对工作人员进行专业的技术指导，避免各种风险事件的发生；其次，应当投入适当的建设资金，采购一些质量较高的检测处理设备，同时聘请优秀的系统设计人员，科学完整地将主要操作技巧和方法应用到大闸蟹养殖项目中；最后，还要定期地积极学习国内外先进的预警监测处理技术，在因地制宜、具体问题具体分析后，提高大闸蟹养殖人员的工作效率，促进相关行业的可持续发展。