JP4912226B2

JP4912226B2 - 魚介類の飼育装置および飼育方法

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Publication number: JP4912226B2
Application number: JP2007155887A
Authority: JP
Inventors: 冬樹道解
Original assignee: Hakuju Institute for Health Science Co Ltd
Current assignee: Hakuju Institute for Health Science Co Ltd
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2027-06-13
Also published as: JP2008306956A

Description

この発明は、水産動物や海藻類などの魚介類を飼育する飼育装置および飼育方法に関し、特に、魚介類の生育に適した飼育装置および飼育方法に関する。

魚介類や植物の発育を促進するために、水中や土壌中に電界を与える装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置は、導電体を絶縁物で完全に被覆した電極板を水中などに対向して配設し、所望の波形の電圧を両電極板に与える。これにより、水中などの生物に対して電界を負荷して生物の発育を促進する、というものである。

また、養殖魚の運動不足を解消するために、飼育水中にパルス電流を流す飼育方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。この飼育方法は、飼育水中にパルス電流を流すことで、養殖魚に電気的刺激を与え、強制的に筋肉を運動させて運動不足を解消する、というものである。
特開昭５１−５１４８９号公報特開２００３−２３９１５号公報

しかしながら、特許文献１の装置のように魚介類に電界を負荷することでは、魚介類の生育を良好にすることが困難である。また、特許文献２のような飼育方法では、変化が急激な電流波形であるパルス電流によって養殖魚に電気的刺激を与えるため、養殖魚にビリビリ感や過度な刺激を与え、さらにはストレスを与えるおそれがある。その結果、餌の摂食が悪くなるなどの弊害が生じたり、電気的刺激に慣れるまでに長時間を要したりし、養殖魚の生育に適さないものとなる。

そこでこの発明は、魚介類の生育により適した飼育装置および飼育方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、魚介類を飼育する魚介類の飼育装置であって、前記水中に対向して配設される電極と、前記水中に配設された前記電極間に正弦波電流を流す電流負荷手段と、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、電極間に位置する魚介類に正弦波電流が負荷される（流される）。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の魚介類の飼育装置において、前記電極間における前記正弦波電流の電流密度がほぼ均一になるようにする均一化手段を備えることを特徴とする。
この発明によれば、魚介類が電極間のいずれに位置していても、電流密度がほぼ均一な正弦波電流が魚介類に負荷される。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の魚介類の飼育装置において、前記正弦波電流の電流密度が１０〜１０００ｍＡ／ｍ^２に設定されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の魚介類の飼育装置において、前記正弦波電流の周波数が２５Ｈｚ以上に設定されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、魚介類を飼育する魚介類の飼育方法であって、前記魚介類が位置する水域の両端に電極を対向して配設し、前記電極間に正弦波電流を流すことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の魚介類の飼育方法において、前記魚介類が成長期に、前記正弦波電流を流すことを特徴とする。

請求項１および５に記載の発明によれば、電極間に位置する魚介類に正弦波電流が負荷されるため、魚介類の生育を良好にすることが可能となる。すなわち、正弦波電流を魚介類に負荷する（流す）ため、変化が急激なパルス電流を負荷する場合に比べて、魚介類に過度な刺激やストレスを与えることなく、魚介類に適度な電気的刺激を与えて生育を良好にすることが可能となる。しかも、導電性の水を介して魚介類に正弦波電流を負荷するため、電流密度が均一な正弦波電流を魚介類に負荷して、均一な電気的条件下で魚介類を飼育することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、魚介類が電極間のいずれに位置していても、電流密度がほぼ均一な正弦波電流が魚介類に負荷されるため、常に適正な電気的刺激を魚介類に負荷して、魚介類の生育をより良好にすることが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、正弦波電流の電流密度が１０〜１０００ｍＡ／ｍ^２に設定されている。この電流密度は、魚介類に異常な挙動などを起こさせない電流密度であることが本発明者により確認され、この電流密度にすることで、魚介類の生育をより良好にすることが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、正弦波電流の周波数が２５Ｈｚ以上に設定されている。この周波数は、魚介類に異常な挙動などを起こさせずに、魚介類にストレスを与えない周波数であることが本発明者により確認され、この周波数にすることで、魚介類の生育をより良好にすることが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、魚介類が成長期に正弦波電流を流すため、魚介類の死滅をより効果的に防止することが可能となる。すなわち、魚介類は、その成長期において死滅率が高く、しかも一定数の稚魚が死滅すると、同一環境下の稚魚が病気などによって連鎖的にすべて死滅する傾向がある。これに対し、成長期に正弦波電流を負荷して魚介類の生育、成育を良好にすることで、魚介類の死滅、さらには連鎖的な死滅を効果的に防止することが可能となる。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１は、この実施の形態に係る魚介類の飼育装置（以下、適宜「飼育装置」という）１の概略構成ブロック図である。この飼育装置１は、魚（魚介類）Ｔを飼育する装置であって、主として、水槽２と、電極３と、電源（電流負荷手段）４と、絶縁変圧器（電流負荷手段）５と、電流制限回路（均一化手段）６とを備えている。

水槽２は、図２に示すような立方体で、中に水Ｗ１が満たされている。そして、この水槽２内の両端に、つまり魚Ｔが泳ぐ（位置する）水域の両端に、同一の電極３が対向して配設されている。すなわち、水槽２の図中左右の内面に沿って、板状で導電性の電極３が配設され、電極３の板面の大きさは、水槽２の左右の内面と同一に設定されている。そして、このような電極３を配設することで、後述する正弦波電流の電流密度が、電極３間において、つまり水槽２内全域において均一になるようになっている。ここで、電極３の材質としては、白金、チタン、ステンレス鋼、導電性樹脂、導電性塗装を施したもの、炭素繊維など生物性毒性がないものなどが挙げられ、また、軽量化のためにパンチングメタル板や金網状のものを使用してもよい。

電源４は、交流電力を供給する商用電源で、安全性を確保するために絶縁変圧器５を介して電極３側に接続されている。つまり、絶縁変圧器５の１次側に電源４が接続され、これにより電源４が対地と切り離され、また、電源４からの電圧が低電圧（例えば、５〜３０Ｖ）に降圧されるようになっている。なお、低電圧にするのは、より安全性を確保するためである。そして、絶縁変圧器５を介して電源４から電極３に正弦波電圧を印加することで、電極３間の水Ｗ１中に正弦波電流が流れる（負荷される）ものである。

また、電源４の周波数、つまり正弦波電流の周波数は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚで、２５Ｈｚ以上となっている。ここで、周波数が２５Ｈｚ以上の場合には、魚Ｔに異常な挙動などを起こさせず、魚Ｔにストレスを与えないことが本発明者により確認されている。すなわち、周波数が２０Ｈｚ近傍よりも低い場合には、魚Ｔが後泳したり、魚Ｔが多方向に泳いだり（分散）する異常な挙動が確認され、魚Ｔに何らかのストレスを与えていると推察された。これに対し、周波数が３０Ｈｚ超では、このような異常な挙動が確認されなかった。この結果、魚Ｔの種類や水Ｗ１の水質なども考慮して、周波数が２５Ｈｚ以上の場合には、魚Ｔにストレスを与えないと推考したものである。そして、電源４が商用電源であることで、このような良好な周波数が確保されている。

さらに、周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚであるため、魚Ｔに電気的刺激を効果的に与えることが可能となっている。すなわち、心筋細胞の興奮に要する電流とその周波数とは、一般に図３に示すような関係（桜井靖久、小野哲章、石山陽事、菊地眞編集「ＭＥの知識と機器の安全」株式会社南江堂、１９８８年３月１日、ｐ．２９参考）を有している。この図から、数１０Ｈｚ付近、つまり５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの付近で電流閾値が最も低く、刺激を受けやすいことがわかる。従って、周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの正弦波電流を魚Ｔに負荷する（流す）ことで、わずかな電流値で効果的に魚Ｔを刺激することが可能となる。

電流制限回路６は、絶縁変圧器５の２次側に接続され、電極３間に流れる電流を制御する回路である。つまり、電極３間における正弦波電流の電流密度を、所定の値で一定にする回路であり、電流密度を１０〜１０００ｍＡ／ｍ^２に設定、制御している。ここで、正弦波電流の電流密度が１０〜１０００ｍＡ／ｍ^２の場合には、魚Ｔに異常な挙動などを起こさせないことが本発明者により確認されており、この範囲内において、水Ｗ１の水質や魚Ｔの種類などに応じて電流密度を設定すればよい。

次に、このような構成の飼育装置１の作用および、飼育装置１による飼育方法について説明する。

魚Ｔを水槽２に入れた状態で、電源４から交流電力を供給すると、絶縁変圧器５を介して数１０Ｖ以下の正弦波電圧が電極３に印加され、電流制限回路６によって制御された正弦波電流が、電極３間の水Ｗ１中に流される。この際、上記のようにして、電極３間において、つまり水槽２内全域において、正弦波電流の電流密度が一定かつ均一となる。そして、水Ｗ１中を泳いでいる魚Ｔに正弦波電流が負荷され、電気的刺激が与えられる。このような正弦波電流の負荷を、終日連続して、あるいは１日に１０時間程度連続して行うものである。なお、実施の形態１にあっては、絶縁変圧器を用いたので、対地に接続される商用電源を用いても、感電や漏電を有効に防止することができる。

以上のようにこの飼育装置１および飼育方法によれば、魚Ｔを正弦波電流によって刺激するため、魚Ｔの生育を良好にすることが可能となる。すなわち、変化が急激な電流波形であるパルス電流などを魚Ｔに負荷すると、魚Ｔに強い刺激を与えて筋細胞を害したり、ストレスを与えたりするおそれがある。これに対し、正弦波電流を魚Ｔに負荷するため、魚Ｔに過度な刺激やストレスを与えることなく、魚Ｔに適度な電気的刺激を与えて生育を良好にすることが可能となる。しかも、正弦波電流の電流密度および周波数が、魚Ｔに異常な挙動などを起こさせずに、ストレスを与えない値に設定されているため、魚Ｔの生育をより良好にすることが可能となる。なお、特許文献１の装置では、水Ｗ１中に電流を流すものではないため、魚Ｔの生育を良好にすることは困難である。

さらに、導電性の水Ｗ１を介して魚Ｔに正弦波電流を負荷するため、電流密度が均一な正弦波電流を魚Ｔに負荷して、均一な電気的条件下で魚Ｔを飼育することが可能となる。しかも、上記のように、水槽２内全域において、正弦波電流の電流密度が一定かつ均一となるため、常に適正な電気的刺激を魚Ｔに負荷して、魚Ｔの生育をより良好にすることが可能となる。

ここで、稚魚期（成長期）の虎河豚を魚Ｔとして、この飼育装置１で飼育した場合の結果について説明する。具体的には、飼育装置１で３０００匹の虎河豚Ｔを飼育（以下、適宜「本飼育」という）した場合と、電気的刺激を与えない通常の飼育装置で３０００匹の虎河豚Ｔを飼育（以下、適宜「通常飼育」という）した場合とを比較した。また、本飼育では、正弦波電流の電流密度を６０ｍＡ／ｍ^２とし、正弦波電流の周波数を６０Ｈｚとし、毎日１０時間の連続通電を行った。

図４は、本飼育と通常飼育における虎河豚Ｔの死亡数、死亡率の結果を示す図であり、図５は、１５日間における本飼育と通常飼育の死亡数の経緯の結果を示す図である。これらの結果から、１５日間において、本飼育の方が通常飼育に比べて死亡率が著しく低く、しかも死亡の増加傾向（図５での日数に対する死亡数の傾き）が著しく低いことが確認された。また、養殖水槽内で虎河豚Ｔに通常発生する病気として、ヘテロボツリウム症、滑走細菌症、白点症、尾腐れ病（カラムナリス症）などがあるが、本飼育では滑走細菌症のみが発生し、通常飼育では滑走細菌症、尾腐れ病が発生した。さらに、本飼育による４０日後の死亡数は１３匹であり、通常飼育による１５日後の死亡数３５匹よりもはるかに少ない死亡数であった。なお、通常飼育における４０日後の死亡数が測定されていないのは、１５日後の死亡数が多く、このまま飼育を継続すると連鎖的な死亡を招くと考え、通常飼育の虎河豚Ｔを４０日前に海面養殖に移したためである。また、図６は、１０日間の本飼育と通常飼育における５０匹の虎河豚Ｔの総体重の変化を示す結果であり、本飼育の方が通常飼育に比べて体重が増えていることが確認された。

このように、本飼育の方が通常飼育に比べて、死亡率が低く、かつ成長が速いことが確認された。さらに、虎河豚Ｔの場合、回遊することが知られているが、本飼育では水槽２に早く慣れ、海洋の養殖状態で見られる図７に示すような回遊しながら放射状に遊泳する現象も確認された。これは、養殖業者の間では一般に「元気が良い証拠」と言われている。このため、本飼育では、水槽２内でも虎河豚Ｔがストレスを感じることなく、海洋に近い状態で飼育が行えていると考えられる。

以上の結果から、本飼育によれば虎河豚Ｔの稚魚の生育、成育をより良好にすることができる。すなわち、一般的には稚魚期においてその死亡率（死滅率）が高く、しかも一定数の稚魚が死亡すると連鎖的にすべての稚魚が死亡する傾向があるが、本飼育によって稚魚期に正弦波電流を負荷して虎河豚Ｔの生育、成育を良好にすることで、虎河豚Ｔの死亡、さらには連鎖的な死亡を効果的に防止することが可能となる。

さらに、上記のように本飼育によって病気の発生が抑制されることから、水槽２内で長期間魚Ｔを飼育することができ、十分成長した時点で海洋への沖だし（放流や海面養殖など）をし、沖だしの時期を遅らせることも可能となる。さらには、水槽２内で成魚まで育てることも可能となる。また、虎河豚Ｔのような高級魚においては、その生存率は養殖業者にとって死活問題である。一方、食品として扱う水産物には、抗生物質や抗菌剤、駆虫剤などの残留基準値に規制が設けられている。このため、医薬品などを使用せずに、病気が少なくより安定した状態で養殖が可能な本飼育は、養殖業者にとって甚大な利点をもたらす。

（実施の形態２）
図８は、この実施の形態に係る魚介類の飼育装置１０の概略構成ブロック図である。この実施の形態では、電源４の代わりに、発電機（電流負荷手段）７および蓄電池（電流負荷手段）８を備えている点で実施の形態１と構成が異なり、実施の形態１と同等の構成については同一符号を付して説明する。

この実施の形態では、変圧器５の１次側に発電機７が接続され、さらに、変圧器５の１次側にインバータ（電流負荷手段）９を介して蓄電池８が接続されている。インバータ９は、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置であり、蓄電池８からの直流電力を交流電力に変換して電極３側に供給する。そして、正常時は、発電機７から電極３側に交流電力を供給し、発電機７が停止した場合に、バックアップとして蓄電池８から電極３側に交流電力を供給するようになっている。また、発電機７および蓄電池８は対地から絶縁されているため、変圧器５は絶縁変圧器でなくてもよい。

このような構成の飼育装置１０によれば、商用電源を確保できない船上などにおいても、正弦波電流を魚Ｔに負荷することができる。発電機７やインバータ９から特定の周波数の交流電力をつくり変圧器５により降圧し電流制限６を行うことで、魚Ｔの種類や水Ｗ１の水質などに適した正弦波電流を魚Ｔに負荷して、魚Ｔの生育をより良好にすることが可能となる。なお、この実施の形態では、発電機７と蓄電池８とを備えているが、一方のみを備えるようにしてもよいことは勿論である。

（実施の形態３）
図９は、この実施の形態に係る魚介類の飼育装置２０の要部構成図である。この飼育装置２０は、沖だしと呼ばれる海洋での養殖に使用される装置であり、実施の形態１と同等の構成については同一符号を付して説明する。また、電極３から電流制限回路６側の構成については、実施の形態１または２と同等の構成であるため、説明を省略する。

飼育装置２０は、養殖いかだ２１と養殖網２２とを備えている。養殖いかだ２１は、海洋Ｗ２に浮かぶ枠状のいかだであり、この養殖いかだ２１に袋状の養殖網２２が取り付けられている。そして、養殖網２２を海洋Ｗ２中に配置して、養殖網２２の中で魚Ｔを養殖する。また、養殖いかだ２１には、養殖網２２の外側に２つの電極３が対向するように配設され、この電極３の大きさは、養殖網２２の側面の大きさと同等またはそれ以上に設定されている。これにより、魚Ｔが泳ぐ（位置する）水域の両端に電極３が対向して位置するようになっている。また、電極３は、プランクトンを養殖網２２内に通したりするために、網状となっている。

そして、実施の形態１、２と同様にして交流電力を電極３側に供給することで、電極３間において、つまり養殖網２２内全域において、電流密度が一定かつ均一な正弦波電流が流れる。これにより、養殖網２２内を泳いでいる魚Ｔに正弦波電流が負荷され、電気的刺激が与えられるものである。このように、この飼育装置２０によれば、沖だしにおいても魚Ｔに電気的刺激を与えて、生育を良好にすることが可能となる。なお、交流電力の供給については、海洋上に停泊している船舶内の直流電源からインバータを介して供給するようにしてもよい。このようにすることで、陸地から離れた場所で、長時間魚Ｔに電気的刺激を与えることができる。

（実施の形態４）
図１０、１１は、この実施の形態に係る魚介類の飼育装置３０の要部構成図である。この飼育装置３０では、養殖いかだ２１と養殖網２２とを複数組備えている点で実施の形態３と構成が異なり、実施の形態３と同等の構成については同一符号を付して説明する。

この飼育装置３０では、複数の養殖いかだ２１が直線状に連結され、連結された養殖いかだ２１の両端側に電極３が配設されている。また、電極３間には、等間隔に補助電極（均一化手段）３１が配設されている。この補助電極３１は導電性の棒体で構成された環状体で、図１１に示すように、養殖網２２の外側を取り囲むように配設されている。さらに、隣接する補助電極３１間および、補助電極３１と電極３とに、同容量のコンデンサ（均一化手段）３２が接続、配設されている。

このような構成の飼育装置３０によれば、電流密度がより均一な正弦波電流をすべての魚Ｔに負荷することができるものである。すなわち、電極３のエッジ効果による電界の乱れが補助電極３１によって抑制されるとともに、補助電極３１間などをコンデンサ３２で接続することで、補助電極３１間の電位勾配が等しくなる。これにより、各養殖網２２内に流れる電流密度が均一となり、いずれの養殖網２２内にいる魚Ｔに対しても、電流密度が均一な正弦波電流を負荷することができる。

（実施の形態５）
図１２は、この実施の形態に係る魚介類の飼育装置４０の要部構成図である。この飼育装置４０では、タップ付絶縁変圧器（均一化手段）４１を備えている点で実施の形態４と構成が異なり、実施の形態４と同等の構成については同一符号を付して説明する。

タップ付絶縁変圧器４１は、各補助電極３１および電極３に接続され、タップの切り替えによって、隣接する補助電極３１間および、補助電極３１と電極３と間の電位勾配が等しくなるようになっている。つまり、各補助電極３１に直接電圧を印加することで、電位勾配を等しくするものである。これにより、実施の形態４と同様に、電流密度がより均一な正弦波電流をすべての魚Ｔに負荷することができるものである。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、実施の形態１において、正弦波電流の電流密度をより安定化させるために、電源４として定電圧電源を用いてもよい。また、上記の実施の形態では、電極３をその板面が垂直になるように配設しているが、水平に配設するようにしてもよい。つまり、例えば、水槽２の上下面に電極３を配設してもよく、この場合、採光および給餌のために上側の電極３を網状にすることが好ましい。さらに、実施の形態４、５において、Ｕ字状あるいは棒状の補助電極３１を配設してもよく、また、魚介類が魚の場合について説明したが、貝や海藻などにも適用できることは勿論である。

以上のように、この発明に係る魚介類の飼育装置および飼育方法は、魚介類の生育をより良好にすることが可能な装置および方法として極めて有用である。

この発明の実施の形態１に係る魚介類の飼育装置の概略構成ブロック図である。図１の飼育装置の水槽の正面図である。心室細動を引き起こす電流閾値と周波数との関係を示す図である。図１の飼育装置による飼育と通常の飼育とにおける虎河豚の死亡数、死亡率の一例を示す図である。図１の飼育装置による飼育と通常の飼育とにおける虎河豚の死亡数の経緯の一例を示す図である。図１の飼育装置による飼育と通常の飼育とにおける虎河豚の総体重の変化の一例を示す図である。虎河豚が回遊しながら放射状に遊泳する状態を示す図である。この発明の実施の形態２に係る魚介類の飼育装置の概略構成ブロック図である。この発明の実施の形態３に係る魚介類の飼育装置の要部の正面図である。この発明の実施の形態４に係る魚介類の飼育装置の要部の正面図である。図９の飼育装置の一部斜視図である。この発明の実施の形態５に係る魚介類の飼育装置の要部の正面図である。

符号の説明

１魚介類の飼育装置
２水槽
３電極
４電源（電流負荷手段）
５絶縁変圧器（電流負荷手段）
６電流制限回路（均一化手段）
７発電機（電流負荷手段）
８蓄電池（電流負荷手段）
９インバータ（電流負荷手段）
１０魚介類の飼育装置
２０魚介類の飼育装置
２１養殖いかだ
２２養殖網
３０魚介類の飼育装置
３１補助電極（均一化手段）
３２コンデンサ（均一化手段）
４０魚介類の飼育装置
４１タップ付絶縁変圧器（均一化手段）
Ｔ魚（魚介類）
Ｗ１水
Ｗ２海洋

Claims

魚介類を飼育する魚介類の飼育装置であって、
前記水中に対向して配設される電極と、前記水中に配設された前記電極間に正弦波電流を流す電流負荷手段と、を備えることを特徴とする魚介類の飼育装置。
前記電極間における前記正弦波電流の電流密度がほぼ均一になるようにする均一化手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の魚介類の飼育装置。
前記正弦波電流の電流密度が１０〜１０００ｍＡ／ｍ^２に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の魚介類の飼育装置。
前記正弦波電流の周波数が２５Ｈｚ以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の魚介類の飼育装置。
魚介類を飼育する魚介類の飼育方法であって、
前記魚介類が位置する水域の両端に電極を対向して配設し、前記電極間に正弦波電流を流すことを特徴とする魚介類の飼育方法。
前記魚介類が成長期に、前記正弦波電流を流すことを特徴とする請求項５に記載の魚介類の飼育方法。