Эффективность привлечения комаров электрооптическим преобразователем для подкормки рыбы

Введение. В настоящее время разведение рыбы в рыбоводческих хозяйствах (прудовых, садковых, бассейновых и т.д.) ведется по интенсивной технологии, позволяющей получать более высокую рыбопродуктивность прудов. Это обеспечивается за счет ряда мероприятий: разведения высокопродуктивных пород рыб; выращивания их в поликультуре; кормления рыб искусственными кормами; удобрения и мелиорации прудов. При этом применяется более высокая плотность посадки рыбы в прудах [1].

Одним из важных способов интенсификации прудового рыбоводства и основным методом увеличения прироста живой массы рыбы является ее кормление. Эффективность данного процесса зависит от экологических условий водоема, техники кормления, состава и качества используемых кормов, которые делятся на две группы: живые и неживые [1].

В прудовых хозяйствах юга РФ, преимущественно карповых, рыбу выращивают в условиях, приближенных к природным. Для получения полноценной и здоровой рыбы в прудах плотность посадки необходимо регулировать таким образом, чтобы доля живого корма составляла для производителей 60…70%, сеголетков – 20…25% и товарной рыбы – 15…20% [1, 2]. При наличии высокопродуктивной естественной кормовой базы или кормлении рыбы неживыми кормами кратность посадки увеличивают в 2…5 раз и более. Однако при увеличении кратности доля живых кормов резко снижается, и они заменяются неживыми. При этом особое значение имеют полноценность и качество кормов.

Рыбоводческие хозяйства активно используют подкормку рыбы искусственными кормами. В качестве последних в основном применяют комбикорма. Концентрированные комбикорма не всегда сбалансированы по питательным веществам, содержат недостаточно витаминов, микроэлементов, биологически активных веществ, необходимых для размножения, развития и роста рыб. Часто в них наблюдаются недостаток протеина и избыток углеводов. Длительное использование таких кормов приводит к нарушению обмена веществ, возникновению гипо- и гипервитаминоза, болезням обмена веществ, алиментарных токсикозов, липоидной дистрофии, токсикозам и гибели рыб [1–3]. Это приводит к снижению продуктивности прудов и увеличению затрат на выращивание рыбы.

В целях снижения расхода концентрированных кормов в рыбоводстве и улучшения эпизоотической обстановки в прудах, необходимо уделять особое внимание мероприятиям по увеличению доли живых кормов, естественной кормовой базы прудов и водоемов с использованием местных кормовых ресурсов. Одним из таких мероприятий является подкормка рыбы насекомыми, привлеченными к поверхности рыбоводческих прудов оптическим излучением. Для этой цели применяют различные электрооптические преобразователи. За счет их использования улучшается качество кормления рыбы путем увеличения доли живых кормов. Что приводит к повышению иммунитета рыбы, снижению заболеваемости, ускорению прироста живой массы.

Наиболее прогрессивным способом увеличения доли живых кормов в пищевом рационе рыбы служит использование электрооптических преобразователей для привлечения к прудам комаров, личинки которых являются излюбленной пищей рыб. Электрооптические преобразователи располагают над поверхностью воды, в местах доступных для рыбы и используются совместно с платформами для роения комаров.

Рисунок 1 - Светодиодный электрооптический преобразователь с платформой для роения комаров

На рисунке 1 представлен электрооптический преобразователь, который применяется в электротехнологии подкормки рыбы живыми кормами [4]. Данная электроустановка работает следующим образом. С наступлением сумерек срабатывает фотореле, которое подает напряжение от источника питания к светоизлучающим диодам (СИД) 2. Комары, привлеченные оптическим излучением, подлетают к установке и опускаются на плавающую платформу 3 (рисунок 1), создающую насекомым благоприятные условия для кладки яиц. Выклевывающиеся из них личинки становятся кормом для рыбы. Автономную работу электрооптического преобразователя обеспечивает аккумулятор, который заряжается от солнечного модуля 1 [4].

Электроустановка такой конструкции является эффективным средством подкормки рыбы живыми кормами, поскольку в ней использован цветовой стимул для привлечения комаров. В результате исследований [4] определены оптимальные, с точки зрения положительного фототаксиса, координаты цветности, соответствующие максимальному количеству привлеченных комаров: хОПТ=0,2294; уОПТ=0,2366. Именно на эти координаты цветности настроено излучение светодиодного излучателя установки, изображенной на рисунке 1.

Оптимальная цветность ( х ОПТ =0,2294; у ОПТ =0,2366) оптического излучения является средней для всего периода летной активности комаров в году и не учитывает влияние на насекомых внешних факторов окружающей среды: температуры и влажности воздуха, осадков, ветра, атмосферного давления, возмущения электрических и магнитных полей, природной освещенности [5, 6]. Анализ современных исследований по воздействию оптического излучения на биологические объекты показывает, что восприятие той или иной цветности излучения в значительной степени зависит от температуры окружающей среды [8, 9].

Проведенные научные исследования [7] выявили зависимость оптимальной цветности привлекающего комаров оптического излучения от температуры окружающего воздуха. Данная зависимость приведена на рисунке 2, из которого видно, насколько существенным является изменение оптимальных координат цветности оптического излучения от температуры окружающего воздуха, соответствующей активному лету комаров (14…38°С): Δ x =0,5330…0,1862, Δ y =0,3073…0,1437. При повышении температуры воздуха оптимальная цветность смещается от оранжево-красных оттенков в область сине-фиолетовых (рисунок 2).

Рисунок 2 – Изменение оптимальной цветности оптического излучения на атласе цветности CIE 31

Таким образом, возможно повышение эффективности электротехнологии подкормки рыбы живыми кормами за счет увеличения количества привлеченных комаров электрооптическим преобразователем путем изменения цветности его излучения в зависимости от температуры окружающего воздуха.

Разработан светодиодный электрооптический преобразователь, изменяющий цветность излучения в соответствии с зависимостью, представленной на рисунке 2 [10]. Функциональная схема данной

Рисунок 3 – Функциональная схема электрооптического преобразователя с изменяющейся цветностью излучения

В качестве ламп-аттрактантов используются три мощных RGB-светодиода (VD1, VD2, VD3) типа PL6N-3LFE расположенные под углом 120° в горизонтальной плоскости. Цветность излучения СИД изменяется путем регулирования токов через светоизлучающие кристаллы с излучением различного цвета (R – красного, G – зеленого, B – синего). Стабилизацию и регулирование токов осуществляют драйверы светодиодов с DIM-интерфейсом. На них поступают управляющие три ШИМ сигнала (с частотой около 2 кГц) от микроконтроллера    ATmega8535    с запрограммированными настройками регулятора цветности излучения. Контролируемая цифровым датчиком ADT75 температура окружающего воздуха передается в микроконтроллер через интерфейс I2C.

Микроконтроллер осуществляет общее управление работой электроустановки:

– включение и отключение излучателя в вечерние и утренние часы суток, в период активного лета комаров на свет;

– отключения светодиодов при температурах воздуха за пределами диапазона температур активного лета комаров.

Электроустановка имеет источник питания на основе аккумуляторной батареи, заряжающейся от солнечного модуля (рисунок 3). С помощью солнечного модуля также осуществляется контроль уровня естественной освещенности. Для этого напряжение с солнечного модуля через делитель поступает на микроконтроллер.

Для сравнительной оценки эффективности двух способов привлечения комаров оптическим излучением, при стабилизации координат цветности излучения х ОПТ =0,2294 и у ОПТ =0,2366 (контроль) и с изменение цветности в зависимости от температуры воздуха, 169

проведены экспериментальные исследования [7]. Результаты данных опытов представлены на рисунке 4.

Рисунок 4 – Эффективность привлечения комаров электрооптическими преобразователями

Заключение. Изменение цветности излучения электрооптического преобразователя в зависимости от температуры окружающего воздуха повышает эффективность привлечения комаров в среднем на 26%. Для технической реализации изменения цветности оптического излучения ламп-аттрактантов следует использовать RGB -светодиоды с управлением от микроконтроллера.

Газалов Владимир Сергеевич, доктор технических наук, профессор, Россия, г. Зерноград, Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВО Донской ГАУ