新型超强纤维改变离岸深水网箱养殖行业

　　近年来，水产品丰富的营养价值逐步得到人们深刻的认识，其市场和消费群体逐年扩大，消费总量呈大幅增长势头。水产养殖作为为弥补资源不足的有效途径得以迅速发展。据农业部数据统计，目前我国水产养殖产量可达到世界总量的70%，我国已经成为世界第一大水产养殖国。

　　水产养殖行业经过近20年的发展，已经从过去的极度匮乏状态，达到了满足市场需求的现状，在农业经济中占有重要地位。但传统的养殖生产方式比较粗放，不仅使经济效益降低，还损害了水源、生态和环境，削减了产业可持续发展的远景。传统养殖模式下，养殖区域所产生的排泄物、残饵会大量进入水中。据估计每吨养殖鱼体会产生近1吨的排泄物。高度的集中饲养还会导致疾病的集中暴发，出于治疗、预防疾病和促进鱼体生长的需要，养殖户普遍存在不合理使用、甚至滥用抗生素等药物的现象，严重地影响养殖环境及消费者健康。水产养殖产业还面临投入高、效率低的问题，虽然养殖水产品可以大规模供应给市场，但水产品带来的附加值较少，利润往往都非常低。对于养殖企业，养殖收入与品种的质量及规模直接相关，而目前部分养殖户的养殖规模小、产品品质低、收入有限。受气候灾害频发的影响，沿海地区水产养殖业也是高风险的行业。构成风险的因素很多，台风是最主要的原因之一。国内主要的养殖区域几乎每年都受到台风的侵害，养殖户常要面对“三年奔小康，一年赔精光”的困境。

　　传统水产养殖面对来自环境、资源、社会等不同方面的重重挑战，小规模、高密度的水产养殖业展道路逐渐步入困境。科学健康的养殖方法、先进环保的养殖技术才是水产养殖行业发展的生命线，对于水产养殖业的可持续发展来说是及其必要和紧迫的。为改善和解决这些困难，一些有远见的研究机构和水产养殖企业开始向专业化和规模化发展。他们通过使用大型、超大型养殖网箱，在远海或者深海地区逐步建立海洋牧场，形成开放式养殖，实现规模化和高品质的产出。在新型养殖模式推广的强劲势头中，传统渔用网箱网具也随之更新换代，新的高性能渔网材料成为助力水产养殖行业发展的隐形英雄，它将传统网箱面积扩大数倍，可以经受13-14级台风的冲击，大大延长网箱的寿命，为养殖行业提供了一个科学、经济、环保和安全的解决方案。本文就这一新材料的发展和应用做了详细介绍。

　　1.传统网箱材料与新型高强材料的开发

　　现代化网箱养殖的技术发展历程中，合成纤维材料得以广泛应用。目前应用于渔网中最为普遍的材料是聚乙烯、尼龙、聚丙烯。聚乙烯纤维在渔业上常使用的类别是高密度聚乙烯纤维。把聚乙烯纺成直径在0.18毫米到0.24毫米的单丝，编织成有节网片、无结精编网片或绞捻网片，用于制作各种捕捞渔具和养殖网箱。聚酰胺纤维即尼龙的品种较多，在我国渔业上应用的品种有PA6和PA66两种。聚丙烯纤维即丙纶是渔用合成纤维中比重最轻的一种的材料。而作为新型的高强渔网材料—超高分子量聚乙烯纤维，正逐渐替代传统纤维，广泛应用于现代化养殖网箱中。

　　超高分子量聚乙烯纤维与碳纤维、芳纶并称为世界三大高性能纤维，是荷兰皇家帝斯曼公司最早发明并规模化生产的。它具有强度高、重量轻、耐腐蚀等显著特点，和终端产品应用相结合，可以取代传统合成纤维材料，显著改善产品性能和寿命，提高工作效率和安全性，实现传统材料不能达到的超高性能指标。超高分子量聚乙烯纤维在众多工业领域得以广泛应用，例如军用防护的防弹装甲和防弹衣、远洋船舶的绳缆，海洋石油平台的吊索等。超高分子量聚乙烯纤维也同样适用于高强超轻渔网的设计应用。

　　1.1 聚乙烯、尼龙、超高分子量聚乙烯纤维制网线、网片对比

　　渔用网线类型主要有精编网片、辫编网片、绞捻网片。以精编网片为例，超高分子量聚乙烯纤维制网片的网目破断强力明显高于聚乙烯、尼制网片的网目破断强力。

　　1.2 聚乙烯、聚丙烯、超高分子量聚乙烯纤维制锚绳、网纲绳对比

　　锚绳和纲绳的作用是为了水下固泊网箱，从而保持网箱的网型和容积。同时，在遇上恶劣的风浪天气，锚绳和纲绳可以最大限度地保证网箱的安全。目前养殖网箱使用的锚绳和纲绳主要采用聚丙烯和聚乙烯材料。而超高分子量聚乙烯纤维制锚绳、网纲绳的强力远远高于其他材料。

　　1.3 超高分子量聚乙烯纤维制网箱可以实现传统网箱三倍以上的体积

　　超高分子量聚乙烯纤维与聚乙烯相比，密度近似，强度却是普通聚乙烯纤维的4-5倍；与尼龙相比，密度仅为尼龙的85%，强度却高出三倍。这意味着在相同网目强度下，所需的超高分子量聚乙烯纤维仅为普通聚乙烯的1/4、尼龙的1/3。而相同重量的条件下，超高分子量聚乙烯纤维制网箱可以实现聚乙烯或尼龙网箱三倍以上的体积。

　　2.超高分子量聚乙烯纤维应用于大型鱼排

　　根据行业标准，网箱面积小于30平方米为小型网箱。在中国，小型网箱主要分布在福建、广东、浙江、山东、海南。小网箱一般采取大小、长短、宽窄不同的组合法将网箱组合在一起。根据水流情况、水域面积来决定网箱大小、深浅及网箱在水中布置的方法。

　　小型网箱的优势在于容易管理，维修搬运方便，鱼体伸手可捉，密度大，饵料浪费少。但是小型网箱也存在很多问题，养殖容量有限、抗风浪能力差、使用寿命短、自身和环境污染、鱼病多，同时还带来一系列的经济、生态和社会问题。

　　为了改善小型网箱养殖的弊端，采用超高分子量聚乙烯纤维制成的大型网箱在原有养殖条件下，整合了上百口小型网箱，极大地扩充养殖容积。该种网箱的网衣强度指标不低于现有70米周长深水网箱的网衣强度，而养殖面积远远大于单个小网箱的面积。

　　如超高分子量聚乙烯纤维制大型网箱实际案例，原网箱组由140口方形小型网箱整合构成，每口网箱的规格为4米×4米。替代后的大型网箱周长为192米，深8米，水体容积为1.8万立方米。

　　使用超高分子量聚乙烯纤维制大型网箱可以扩大养殖容量、帮助水产养殖企业提高生产效率、改善水体环境；网箱重量轻、操作安全简便、降低劳动强度；同时，大型网箱也促进近海网箱养殖业向布局合理、生态友好及健康高效型模式发展。

　　3.超高分子量聚乙烯纤维应用于深海养殖网箱

　　目前日本、挪威等先进国家竞相发展深海网箱养殖技术，挪威的鲑鱼养殖产业现在已建立高科技化、自动化的养殖科技以及严谨的管理体系，进行企业化、工厂化生产，是深海水产养殖的典范。中国的深海养殖起始于1998年，海南率先引入全浮式重力网箱，之后浙江、广东、山东等地也相继使用。浮式网箱的优点在于可以拓展养殖海域、扩大养殖容量；改善养殖环境；一定程度上能够抵御风浪侵袭。

　　浮式网箱由网架、网衣、固定装置、浮沉装置以及附件五个系统组成。网箱网衣的主要材料为聚乙烯以及尼龙。采用超高分子量聚乙烯纤维制成的浮式网箱网衣多项性能优于普通聚乙烯。

　　超高分子量聚乙烯纤维具有高强的特点，加之有很好的抗张力疲劳和抗弯曲疲劳性能，使其制成的深海网箱具有很好的抵抗风浪冲击的能力。因而在远离海岸的开放性水域使用，更能够经受住极端天气和严酷的海洋条件的考验。

　　聚乙烯、尼龙制网衣长时间受到紫外线照射和海水侵蚀后，会导致网箱的性能快速降低，过早老化。而超高分子量聚乙烯纤维制网箱几乎不会受到以上任一条件的影响，所以性能更稳定、更持久耐用。实验证明，超高分子量聚乙烯纤维制网箱使用多年后其性能几乎没有变化。

　　网箱在水下经常面临破损的危险，如果网衣破裂，鱼体会从破裂口逃逸，造成巨大的经济损失。超高分子量聚乙烯纤维在水下耐切割和耐磨损性能大大优于聚乙烯和尼龙，能够有效降低鱼体逃逸率，保护养殖企业利益，同时还能减少水下检查和网衣修补的次数。

　　4.超高分子量聚乙烯纤维应用于超大型离岸养殖围网-海洋牧场

　　深水网箱养殖虽然可以解决近海养殖产生的诸多问题，但要实现海洋牧场还有待进一步提高：提供充足的水体交换，以满足鱼体新陈代谢的需求；能够吸收或者转移环境力量的干扰，以保持系统结构的稳定；需要提供更加稳定的网箱形状，为鱼体创造稳定的生长空间；提供一个高效的养殖工作环境，便于日常喂食、操作以及更换材料。

　　这种开放式的海洋牧场面临复杂的环境条件和技术难题，需要更加精细的设计，对材料也提出了很高的要求。聚乙烯、尼龙受到强度低、重量大和耐磨性差等限制很难满足设计要求，于是水产养殖企业开始寻求更优质、更坚韧的渔网材料。

　　中国水产科学研究院东海水产研究所与荷兰帝斯曼爱地纤维功能材料事业部共同合作，将超高分子量聚乙烯纤维——特力夫.应用于离岸养殖围网。该大型围网项目由钢筋混凝土桩、特力夫.制网衣、网盖组成。以浙江台州某养殖企业使用的超高分子量聚乙烯纤维制大型离岸围网为例，其周长可达350米，围网总面积达8600平方米，相当于一个足球场。在高潮位时，网箱最大养殖水体可达92400立方米，相当于115个圆形浮式网箱。

　　浮式网箱抗风能力一般为12级，抗浪能力为5米，面对超过12级的强台风时，浮式网箱就无法保证网箱设备以及鱼体的安全。而超高分子量聚乙烯纤维制成的大型围网具有更高的安全保障。根据台州养殖企业的使用情况，2013年的菲特台风经过该围网时，台风风力达13-14级，浪高达10米，而该围网完好无损，充分体现了超高分子量聚乙烯纤维在大型离岸养殖围网中超强的抗风浪能力。超高分子量聚乙烯纤维还具有伸长率低的特性，在风浪中网目尺寸会保持稳定，围网不会产生很大变形。这意味着即使在高速水流中，围网也能给鱼苗提供一个稳定、压力小的环境。

　　大型离岸养殖围网为大黄鱼提供了更大的活动空间，促进水体流动顺畅，创造了更健康、更接近自然的养殖环境。养殖户通过使用超高分子量聚乙烯纤维制围网养殖出来的大黄鱼色泽金黄、条形优美，肉质呈蒜瓣状，口感媲美野生大黄鱼。

　　5.小结

　　目前，超高分子量聚乙烯纤维制养殖网箱、围网已经在浙江台州、青海等地投入使用，东海所携手帝斯曼公司为多家水产养殖企业提供了优质服务。根据养殖企业的使用情况，超高分子量聚乙烯纤维制养殖网箱为养殖行业提供了一个安全、可靠、高效益的解决方案，将会彻底改变传统网箱养殖的现状。

　　帝斯曼(中国)有限公司 徐薇