JP6999137B2 - 養殖池用水質管理装置及び方法 - Google Patents
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Description
図2は、養殖池における水質変化の要因、相互の関係性を示した模式図である。これは、本件発明者がこれまでの養殖魚の飼育経験を踏まえてまとめたものである。図2において、pHは水素イオン濃度、DOは酸素溶解度(酸素濃度)、Tempは水温、ORPは酸化還元電位、ECは導電率である。以下、図2に基づいて説明する。
実施例1は、アンモニア濃度の変化を一定時間(日単位)で監視し、その濃度がこれまでの推移から所定の数値になることを予測し、水の入れ替え(池の限界寿命)を事前に告知するものである。例えば、分析手段を用いることによって、事前に告知を行う時期txにおけるアンモニア濃度の上昇率に基づいて、アンモニア濃度が水質の悪化を示す基準値XXに達する時期txxを予測することができる。
具体的に説明すると、図4のアンモニア濃度の変動から明らかなように、飼育期間の開始からアンモニア濃度は低い数値で推移しており、この期間は水の入れ替え時期の予測はできない。しかし、アンモニア濃度が上がり始めれば、その上昇傾向から時期txにおいて、アンモニア濃度が水質の悪化を示す基準値XXに達する時期txxを予測できる。アンモニア濃度の上昇が始まった段階ではあまり正確な予測はできないので、事前に告知を行う時期txは、例えばアンモニア濃度がXX/3(基準値XXの3分の1)を越えた時期以降とすることもできる。時期txから時期txxの間のアンモニアの上昇は、酸化反応の低下(pH5.5以下、温度低下、酸素不足、炭酸イオン不足)及び還元反応の増加(ヘドロ蓄積、嫌気性状態)に起因する。水質管理装置1は、アンモニア濃度が上昇して基準値XXを超える時期txxを事前に告知するので、作業者は、酸化反応の低下及び還元反応の増加を改善させる必要があると判断ができる。事前に告知を行う時期txが時期txxに近づくにつれてより正確な予告となるので、作業者は、池の環境を改善する作業に加えて、時期txxに達する前に、水の入れ替えを開始することができる。なお、アンモニア濃度は給餌量の増加によっても上昇が起こるため、給餌量による補正を行う必要があり、現時点でのアンモニア濃度が基準値にあたるか否かを判断しなければならない。水質管理装置1は、給餌量に関するデータを記憶させることによって、給餌量による補正を行うことも可能である。
実施例2は、pHの変化を日単位で監視し、その数値が所定値になるのを予測して水の入れ替え時期txxを事前に告知するものである。実施例1における、アンモニア濃度が水質の悪化を示す基準値XXと同様に、pHが基準値に達する時期txxを予測して事前に告知することができる。養殖池の水質が悪化する前の飼育期間において、pHの予測値が低下傾向にある場合は、水質管理装置1は、pH調整剤(炭酸カルシウム、重曹など)を添加させる指示を表示し、増加傾向にある場合は水の入れ替え、堆積物の除去を行うよう指示を表示することができる。上記のとおり、亜硝酸飼育法では、図4(A)のpHの変動のC点において炭酸カルシウムを池に投入してpHの調整を行っている。このようにpH調整によってpHが変動して山と谷がある時期においては水の入れ替え時期を予測することはできない。したがって、水質管理装置1は、山と谷がある時期において水質が悪化する時期の予測を行わないように設定することができる。
実施例3は、ORPの変化を一定時間(日単位)で監視し、数値の減少を継続して検知すると池の酸化能力が低下している、つまり水の入れ替え(池の限界寿命)時期が近づいていることを告知するものである。ORPが300mVを超える場合はpHが5.5以下になって酸化反応が起きにくい状態である可能性が高いためpH調整剤を添加する。
実施例4は、EC(導電率)の変化を一定時間で監視し、その数値が減少傾向にあるとき減少変化量から所定の数値になることを予測し、水の入れ替え(池の限界寿命)を事前に告知するものである。実施例4に関連して、図6は、EC(導電率)の変動傾向と、水の入れ替え時期を示したグラフである。図6に示されるように、一般的なアンモニア飼育法の場合、硝酸濃度が下がるとその後アンモニア濃度が上昇し、池の状態は悪くなることが知られている。このように、硝酸濃度とECとは相関関係があるので、アンモニア濃度がXXに達する時期txxを予測することに代えて、ECの変化を監視し、ECの減少率、すなわち、経過時間に対するECの変化の傾き(負の傾き)が所定値以下(絶対値で所定値以上)となる時期txxを予測することによって、水の入れ替え時期を事前に告知することができる。また、水質管理装置1は、蓄積した過去のデータに基づいて分析を行うほか、給餌量など他の要素も加えることによって、より正確な予測を行うことが可能である。
・酸素溶解機23を駆動しても酸素濃度が所定値にならない場合は曝気水車25を駆動する。
・pHが急激に低下したときは給水弁22を操作して給水する。
・pHが急激に低下したときは炭酸カルシウムの投入を指示する。
・pHは5.5を下回るとアンモニアの分解能力が低下するので5.5を上回るように管理する。
上記のとおり、飼育の日常管理において、酸素濃度は重要な指標となっている。
実施例5は、酸素濃度(DO)の変化を一定時間で監視し、DOの減少率が所定値よりも低下したとき、例えばΔ1ppm/hr以上になった場合に告知するものである。水質管理装置1は、DOが所定値よりも低下したときだけでなく、所定値に近づいたとき、DOが30分以上低下した状態である場合にも告知するように設定することができる。
2 記憶部
3 判定部
4 表示部
11~15 外部センサ
21~25 養殖池用管理設備
Claims (12)
- 養殖池に設置された外部センサによって適宜の時間間隔で測定された水質に関する測定値を記憶する記憶部と、
前記測定値の変動に基づき将来の予測値を算出し、前記予測値が水質の悪化を示す基準値を超える時期を判定する判定部と、
前記基準値を超える時期を表示する表示部と、を具備し、前記時期は池の水の入れ替えが必要となる時期である、養殖池用水質管理装置。 - 前記外部センサによる測定は、1日1回定時に行われる、請求項1に記載の養殖池用水質管理装置。
- 前記判定部は、統計的手法によって前記予測値を算出して、前記時期を判定する、請求項1又は2に記載の養殖池用水質管理装置。
- 前記判定部は、前記測定値に基づいて算出された前記予測値の時間軸に対する傾きが所定値以上又は所定値以下となる時点を予測して、前記基準値を超える時期を判定する、請求項1~3のいずれか一項に記載の養殖池用水質管理装置。
- 前記外部センサがアンモニアセンサであり、前記測定値がアンモニア濃度である、請求項1~4のいずれか一項に記載の養殖池用水質管理装置。
- 前記外部センサがpHセンサであり、前記測定値が水素イオン濃度(pH)である、請求項1~4のいずれか一項に記載の養殖池用水質管理装置。
- 前記外部センサが酸化還元電位計であり、前記測定値が酸化還元電位(ORP)である、請求項1~4のいずれか一項に記載の養殖池用水質管理装置。
- 前記外部センサが導電率計であり、前記測定値が導電率(EC)である、請求項1~4のいずれか一項に記載の養殖池用水質管理装置。
- 前記外部センサが酸素濃度センサであり、前記測定値が酸素濃度(DO)である、請求項1~4のいずれか一項に記載の養殖池用水質管理装置。
- 前記外部センサとして、アンモニアセンサ、pHセンサ、酸化還元電位計、導電率計、酸素濃度センサのうちの2つ以上を用い、前記測定値として受け取った、アンモニア濃度、水素イオン濃度(pH)、酸化還元電位(ORP)、導電率(EC)、酸素濃度(DO)のうちの2つ以上の測定値に基づいて、水質悪化を示す基準値を超える時期を判定する、請求項1~9のいずれか一項に記載の養殖池用水質管理装置。
- 養殖池に設置された外部センサによって適宜の時間間隔で測定された水質に関する測定値を記憶部に記憶するステップと、
前記測定値の変動に基づき、判定部によって将来の予測値を算出し、前記予測値が水質の悪化を示す基準値を超える時期を判定するステップと、
前記基準値を超える時期を表示部に表示するステップと、を含み、前記時期は池の水の入れ替えが必要となる時期である、養殖池用水質管理方法。 - 外部センサは、アンモニアセンサ、pHセンサ、酸化還元電位計、導電率計、酸素濃度センサのうちの少なくとも1つであり、前記測定値は、アンモニア濃度、水素イオン濃度(pH)、酸化還元電位(ORP)、導電率(EC)、酸素濃度(DO)のうちの少なくとも1つである、請求項11に記載の養殖池用水質管理方法。
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