本文收录于《农业工程技术-农业信息化》2024年第5期，目次35
摘要：中国是世界上最大的螃蟹生产和消费国，然而长期以来，病害问题一直困扰着中国的螃蟹养殖业。传统养殖方式防病效果差，而物联网技术为螃蟹养殖病害防治提供了新的思路。该文阐述了物联网技术在螃蟹养殖病害防治中的应用，包括环境监测、病害预警和治疗用药等方面。物联网设备可以实时监测水质参数和病原体，一旦超出理想范围即发出预警，还可远程投放治疗用药物，并根据监测数据调控用药量。这些应用不仅提高了养殖效率，也使病害防控更加精准。
关键词：螃蟹养殖；病害防治；物联网技术；环境监测；病害预警
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螃蟹养殖现状
中国的螃蟹养殖业起步较晚，直到20世纪80年代中后期才逐渐兴起和发展，90年代以后，随着市场需求的拉动和技术条件的逐步改善，螃蟹养殖进入了高速增长时期。目前中国已经成为全球最大的螃蟹养殖国，主要养殖品种以河蟹、梭子蟹和对虾为主，部分地区也开始养殖中华绒螯蟹等高价值品种。全国螃蟹养殖量已从21世纪初的30万吨增长到现在的130多万吨，并仍以10%以上的速度持续增长，养殖规模不断扩大。但是在乘势发展的同时，中国螃蟹养殖业也面临严重的病害问题，主要表现为霉头病、软壳病等常见病害的高发性和传染性，这些疾病不仅可以导致大批量的成蟹死亡，也严重影响了存活蟹的个体质量和经济价值。传统防治措施如换水、杀菌消毒和按症状群体用药的效果十分有限，无法从根本上消除病原体的污染和传播。因此，利用先进的物联网技术手段实现养殖环境和健康状态的实时监测与预警，对推动中国螃蟹标准化养殖、实现养殖过程的精准控制与治理意义重大且迫在眉睫[1]。
物联网技术在螃蟹养殖病害防治中的应用
2.1 物联网在螃蟹养殖环境监测中的应用
物联网环境监测系统可以设置多种不同类型的传感器，对养殖水体的温度、pH值、溶解氧含量、盐度、氨氮浓度等参数进行全面监测。这些传感器的数据通过无线网络实时传输到云平台，并以报表或图像的形式展示给养殖者，以便及时了解水质动态。一旦监测数据超出预先设置的最适宜参数范围，系统会自动推送手机短信或APP消息进行预警。同时，物联网系统还可以远程控制养殖场中的补氧机、换水装置、杀菌灯等设备，自动调节水质至最佳状态，从而确保水环境始终符合螃蟹的生长需求。另外，通过专门的病原体在线监测仪，物联网系统可以快速检测水体中的各类细菌、病毒等病原体的种类及含量，迅速发现病害迹象。该设备主要基于图像识别技术，通过扫描、对比病原体特征，实现不同病原体的分类统计。使用时只需取水样放入仪器，数分钟后就可以读出详细的病原体检测报告。这可以大大节省传统实验室病原体检测的人力物力。一些较为先进的监测系统还利用生物芯片、PCR技术等实现了病原体的高通量检测。
2.2 物联网在螃蟹病害预警中的应用
物联网螃蟹养殖监控预警系统中设定了温度、pH、溶解氧等多个重要环境参数的合理范围。采用高精度传感器实时监测水质，一旦任一监测指标超出预设范围，系统会立即自动触发多项预警措施：第一，通过短信和专门的养殖监控APP立即推送给养殖户，内容包含了超标的参数名、实际检测数值以及与标准值的差距的对比情况；第二，自动拨打养殖户电话进行语音提醒，通知出现了何种参数异常；第三，预警指示灯闪烁显著以引起注意。获得预警反馈的养殖户可以清楚而全面地了解问题的严重程度，从而针对性地调整水泵、氧化设备的参数，或及时投放水质调节制剂等。此外，通过360度摄像头与人工智能算法，系统可以对水中的螃蟹进行图像识别与异常行为分析[2]。当算法判断发现螃蟹存在大量死亡、生长迟缓、行动不灵活等异常时，也会发送视频画面并预警。视频识别所提供的图像信息，有利于养殖户更加直观地分析病变特征与病原，指导后续的治疗方案。相对传统的人工巡查与肉眼判断，这样的智能化分析与预警可以做到全方位无死角、24小时持续监测，大幅提升病害识别的覆盖率与及时性。
2.3 物联网在螃蟹病害治疗中的应用
当发出病害预警后，物联网系统会根据预设的自动诊断与治疗模型，远程控制养殖场内的自动喂食设备，定量定时投放事先配置好的治疗类药物或中药饲料。与人工喂食相比，这样做可以最大限度地避免出现投喂过多或过少的情况，从而保证每次给药剂量精准合理，提高治疗效果。另一方面，自动喂食设备的给药量也会基于水质监测数据进行动态调整。例如当系统检测到溶解氧过低时，会自动减少一些可能降低溶解氧的药物使用量；当盐度过高时，会适当增加盐度调节类药物的配给。与单一固定剂量模式不同，这样的动态精准调控方式综合考量了水环境因素对药效的影响，从而实现误差最小化，既防止低剂量无效的资源浪费，也避免可能产生的高剂量毒副作用。
存在问题及展望
3.1 物联网设备的抗腐蚀性问题
当前，在螃蟹等水产养殖环境下使用的各类物联网设备，包括水质检测传感器、视频监控机构、自动喂食系统等，其抗腐蚀性能还较为有限。酸碱度变化剧烈的水质条件下，会加速金属材料的腐蚀与老化。而由于养殖水体中也含有一定密度的盐分等离子，也会侵蚀焊点接头，降低电子电路的使用寿命。这些都导致了当前物联网设备平均更换周期较短，大约1～2年，从而增加了养殖成本支出。为延长设备使用寿命，需从材料调整和结构优化两个层面进行抗腐蚀性能的提升：第一，选择更加耐腐蚀的金属外壳材料，如海洋级铝合金、钛合金等；第二，在关键电子元件位置设置水密塑胶或硅胶层，增加抗水性防护；第三，使用紫外线固化涂层等表面处理技术，形成隔绝电子元件与水体直接接触的抗腐蚀层。通过这些手段综合提高设备的防水防腐功能，延长物联网系统在恶劣养殖现场环境中的可靠使用寿命[3]。
3.2 数据安全性问题
螃蟹养殖物联网平台中存在大量敏感数据，例如病害监测预警信息、视频图像、用药方案、销售渠道等，这些数据一旦泄露，可能导致不法分子针对性地扰乱系统，或盗取经营信息进行不正当竞争，给企业利益带来重大损失。因此，加强数据安全与权限管控机制，防止黑客攻击与内部数据泄密等风险，是当前迫切需要解决的问题。具体的安全防护措施可以包括：搭建硬件级防火墙，过滤异常数据包；利用数据加密、区块链等技术，保证存储数据的隐秘性与完整性；通过细粒度的权限分级，各类用户仅可访问必要的最小数据集；使用身份识别与多重验证技术，监控和审计系统的各类访问行为等。综合运用现代网络安全手段，全面加固物联网平台的防护能力，使敏感数据免受威胁。
3.3 智能化养殖管理模式推广应用前景广阔
基于物联网传感器的大数据驱动分析与人工智能决策支持系统，已经成为现代水产养殖场数字化、智能化、精细化管理的核心技术手段。未来，这种融合多源异构数据，进行预测建模、视频识别、知识图谱挖掘的智能系统，必将推动规模化螃蟹标准化养殖场的广泛应用：自动监测与控制将遍布养殖全过程的方方面面，严格按照最佳生长模型调节光照、温度、饲料等条件，全面消除病原体污染风险。数以亿计的精准数据积累，也将使养殖决策更加科学精细化。这必将极大提高产出与效率，大幅降低成本风险，使中国螃蟹养殖产业更上一个台阶，向精细化、可持续发展的新阶段迈进。
结语
物联网技术在螃蟹养殖病害监测、预警及治疗中发挥着重要作用，取得了显著成效，不仅提高了生产效率，也使病害防控更加精准。随着相关技术的不断完善，智能化养殖模式必将为中国螃蟹养殖业发展提供有力支持。
参考文献：
[1]田荣伟,王继斌,潘云飞,等.生物技术在螃蟹养殖病害防治上的应用探究[J].南方农业,2021,15(3):188-189.
[2]仇江宏.生物技术在螃蟹养殖病害防治上的应用[J].农业开发与装备,2020(6):240.
[3]齐玉平.生物技术在螃蟹养殖病害防治上的应用[J].江西水产科技,2018(2):43-44.
作者单位：安徽省蚌埠市五河县临北回族乡人民政府
http://www.nygcjs.cn/cn/article/doi/10.16815/j.cnki.11-5446/s.2024.14.035
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