近几十年来,世界水产养殖业经历了大幅增长,全球产量从1970年的260万公吨增加到2020年的8750万公吨。这种增长既发生在粗放型领域,生产扩展到新的国家和物种,也发生在集约型领域,采用新知识和新技术,生产方式更加集约。
这一增长的主要驱动力是创新,包括农业知识的转让和采用,从而提高了生产率,降低了生产成本。
研究对水产养殖领域不同物种的生产率提高和技术效率低下现象进行了研究。越来越多的文献集中于确定该领域新技术的创新者和采用者。
然而,长期以来一直缺乏对许多物种的水产养殖重大进展进行全面评估的努力。这一问题的重要性在于,必须不断取得进展,以确保以对环境负责的方式持续扩大水产养殖生产,并促进海产品消费的增长。
就产量增长而言,鲑鱼被认为是水产养殖业中最成功的品种之一,其增长率超过了水产养殖业的总体增长率,在全球范围内仅次于对虾,居第二位。
挪威的三文鱼产业不仅对三文鱼水产养殖业做出了重要贡献,而且由于三文鱼产业的知识和技术向其他物种的转让和应用,也对全世界更广泛的水产养殖领域做出了贡献。
挪威的鲑鱼水产养殖业
挪威三文鱼水产养殖业始于深秋季节大西洋北部地区河流和湖泊中三文鱼的产卵期。鲑鱼在淡水栖息地度过最初的发育阶段,经历称为'蜕皮'的生理转变,并在春季水流量增加时洄游到海洋。
该产业的重点已转向全球市场,其95%以上的产量出口到100多个国家。
挪威的水产养殖业自1985年以来经历了显著增长,1985年至2020年的年均增长率为12.5%。然而,由于产量水平的提高,这一增长率从2010年至2020年降至4.1%。
价格和成本的发展可归因于生产率和需求增长等因素。直到2000年,由于价格大幅下降,说服了更多消费者购买三文鱼,生产率的增长超过了需求的增长(图1)。
2000年后,产量持续增长,价格和单位成本也趋于稳定,这表明该行业已发展得较为成熟。不过,也有证据表明,价格出现了明显的波动,显示出典型的商品价格周期。
第三阶段始于2010年前后,其特点是由于环境因素,新的生产场地有限,导致价格上涨,因为不仅在挪威,而且在面临类似挑战的其他鲑鱼生产国,生产扩张也受到间接限制。
挪威水产养殖业价值链的创新
挪威水产养殖业通过互动学习过程,经常在创新和技术采用方面取得有利成果,参与者包括水产养殖公司、从事育种、饲料生产、疫苗接种、技术设备提供的供应商和研究机构等。
鲑鱼养殖的显著特点是鱼类转入海水后的生长阶段。挪威最初实施鲑鱼网箱养殖可追溯到1970年,当时奥维(Ove)和西维特-格伦特维特(SivertGrntvedt)在希特拉岛附近成功建造了第一个网箱。
自鲑鱼养殖业建立以来,鲑鱼生产所使用的主流技术逐步发生了变化,包括引进了投喂母船、更先进的喂鱼和监测网箱活动的工具以及综合钢质海洋牧场。
本世纪初,大型HDPE环开始被用作浮筒,但由于海上建筑的出现,这一趋势目前正在发生变化。
水产养殖面临诸多挑战,包括生产成本增加和环境外部性。小型农业设施通常在水质不达标和含氧量不足的地区运营,导致养殖场搬迁到更暴露的地区。
近来,由于需要减少鲑鱼虱,养殖场不得不搬迁到近海地区。
养殖技术
挪威水产养殖逃逸委员会(AEC)于2004年实施了挪威技术标准NS9415,从而制定了饲料驳船、浮筒、网箱和系泊系统的设计标准。
'为解决这些问题,养鱼技术正朝着不同的方向发展,如离岸养殖、半封闭式海洋围栏和陆基循环水产养殖系统(RAS)。例如,SalMar公司于2017年推出了海洋养殖场1概念,该养殖场配备了2万个传感器,便于监控和喂养过程,最大可容纳150万条大西洋鲑鱼。'
水产养殖业的发展通过组织创新使产业结构发生了重大变化。出现了鱼网等专业设备以及技术和服务提供商,AkvaGroup、ScaleAQ和Fiizk等公司通过与养鱼户和研究人员合作,在推进养殖技术和生产方法方面发挥了重要作用。
越来越多的生产流程在陆地上进行,其驱动力是在现有许可证范围内提高产量和完全避免对许可证的需求。这种转变也加强了对生产过程的控制。
鱼苗生产
幼年鲑鱼生产包括孵化鱼卵,产生最初的幼鱼或鱼苗,再经过培育发育成幼鱼。幼年鲑鱼的生产过程包括孵化鱼卵,孵化出最初的幼鱼或鱼苗,随后将其放入淡水湖的网箱中饲养。
鲑鱼蜕皮生产商在鲑鱼蜕皮生产阶段采用创新做法,降低了生长阶段的成本,为鲑鱼产业做出了重大贡献。生产费用的增加是有意识地选择生产更大的鲑鱼。
鱼类健康
鱼类健康是鲑鱼业的一个重大问题,因为在密闭空间内生物量密集,鱼类很容易生病。20世纪80年代中期,该行业面临着由传染性细菌和病毒感染引起的死亡率上升问题,如冷水弧菌病、疖病、传染性鲑鱼贫血症(ISA)和胰腺坏死(IPN)。
该行业中抗生素的使用导致了当地的环境污染问题。鱼类兽医学的出现促进了卫生和处理方法的进步。20世纪80年代末引入了油基疫苗,从而在20世纪90年代初大幅减少了抗生素的使用。
太平洋鲑鱼虱感染也一直是水产养殖业面临的重大挑战。为解决这些问题,人们采用了化学处理、饲料添加剂和清洁鱼等策略。然而,有效的预防措施仍是一项挑战。
2017年,一种针对IPN的新型疫苗问世,而一种旨在免疫ISA的基于DNA的疫苗在挪威获得了初步批准。该部门目前正在探索浸泡疫苗和纳米颗粒等替代选择,以促进创新。
总之,鱼类健康方面的进步促进了鱼类种群的稳健和优质发展,同时确保了经济可行性。然而,疾病作为全球水产养殖业发展的主要障碍,其重要性仍不确定。
育种和遗传学
系统育种计划旨在选择性地增强种群的特定特征,提高生物的生产力,以实现特定目标。这项技术在陆地农业中至关重要,因为它能促进动植物加速生长和增大体型,同时使其有效适应特定的环境条件。
鲑鱼系统化育种计划的开发是水生物种领域的一个重要里程碑,可以追溯到20世纪70年代初。哈拉尔德-斯凯尔沃尔德教授是公认的鲑鱼育种领域的开拓者,他应用了从牛育种中衍生出来的原则和方法。
'1971年,AKVAFORSK(一家由公众支持的组织)启动了一项系统的育种计划,从挪威40条河流中采购受精卵,以获得多样化的遗传基础。育种计划共分为四代,每代的生长周期为四年,目的是为农业部门提供种牛。
育种计划的主要目标最初集中在提高鱼类的生长速度上,事实证明,这在促进鱼类加速生长方面非常成功。
饲料
鱼饲料领域经历了重要的创新,最初的饲料由大约80%的鱼粉和鱼油组成,与小麦混合形成粘合混合物,并添加虾青素以实现鲑鱼肉所需的色泽。该行业最初面临的环境挑战之一是未吃完的饲料在网箱中下沉并在网箱下方积累养分的问题。
通过改变颗粒饲料的物理构成,该行业成功开发出一种下沉速度较慢的饲料,从而大大降低了污染水平,提高了饲料转化率。
'由于对海洋材料的依赖,鲑鱼水产养殖业面临着经济和环境两方面的问题。在水产饲料中使用鱼粉导致了成本增加和捕捞压力增大,而对鱼粉需求增加的潜在后果也引起了环境方面的担忧。'
然而,营养知识的进步使得人们可以用植物性替代品来替代海洋成分,植物性替代品只占普通鲑鱼饲料的25%。
为确保动物福利,在对鲑鱼实施安乐死之前必须进行麻醉,这可能会对鱼类造成压力。2010年,出于对鱼类福利的担忧,二氧化碳被禁止使用。电流和物理冲击等替代麻醉方法已经出现,鲑鱼收获和加工业也已转向自动化和机器人技术。
鱼类初加工
最近,还引进了配备船上屠宰设施的船只,以加快这一过程并最大限度地减少陆上资本投资。
总之,鲑鱼养殖业在成本、可持续性和动物福利方面一直面临着挑战。营养知识的进步、原产地切片技术的使用以及井船的使用为该行业的发展和成功做出了贡献。
讨论和结论
挪威三文鱼产业经历了一个充满活力的创新过程,提高了生产率,加强了对生产过程的控制。这在很大程度上是由新的供应商产业进行的,专业供应商将不断增长的产业视为市场,从而导致了以较低成本提供更好投入的创新。
如今,有专门的供应商提供各种设备、传感器、控制系统和服务,如兽医测试、网具清洁和研究。
鲑鱼水产养殖业的规模不断扩大,表明创新对于创造和利用规模经济十分重要。创新通常具有规模偏向性或规模递增性,在价值链中,从鱼苗生产到海上运输和生长养殖,再到私人加工,最佳经济规模不断扩大。
公共激励措施和监管制度为这些创新提供了便利。开放式和封闭式生产系统的创新可实现若干新的价值链配置,从而降低企业的内部生产成本以及环境排放、疾病和鲑虱等外部成本(图3)。
到目前为止,还没有人知道三文鱼养殖业未来会采用什么样的生产理念,但非常有趣的是,开放式海洋围栏这一基本生产技术正在受到挑战,所有新理念都增强了对生产过程的控制和进一步创新的潜力。
由水产养殖公司、供应商、研究机构和大学组成的创新体系帮助鲑鱼产业迅速发展。2015年,三文鱼产业的资金总额为2.1124亿美元。
供应链中的创新对任何产业的竞争力都同样重要,包括物流、产品开发和对物种的认知。