水產養殖池塘水體氨氮與亞硝酸鹽的管理 |
| 出處：科學養魚 作者：李樣紅 水產養殖網 2016-09-30 14:48:00 |
本文從養殖池塘氮循環入手，試著探討養殖池塘水體氨氮與亞硝酸鹽的管理。
一、養殖池塘的氮循環
在養殖池塘生態系統中，氮循環是養殖池塘生態系統物質循環中重要的一部分，含有蛋白質的飼料輸入成為系統含氮物質最重要的來源，飼料的輸入一方面為養殖的對象提供餌料，滿足了養殖動物在生長過程中對營養的需求，剩余餌料的分解也為池塘的浮游生物生長提供了營養物質，促進了養殖水體中的藻類和浮游動物的生長，間接為養殖對象提供了餌料，促進了養殖動物的生長。另一方面，在投喂飼料的池塘中，飼料中的蛋白質成為養殖池塘中氮的主要來源，隨著投喂飼料的增多，養殖對象機體新陳代謝過程中未利用氮的排泄和殘餌糞便中蛋白質的分解，水體中氨氮、亞硝酸鹽的積累日益增多，超出了養殖生態系統的自凈能力，最終導致養殖水體水質惡化，降低了魚蝦的生長速度和對病原的抵抗力，加上其他因素的疊加效應，病害增多，也在制約著養殖效益的提高。養殖池塘氮循環的示意見圖1。
圖1 養殖池塘氮循環示意
如圖1所示，在養殖過程中，養殖動物本身的排泄以及沉積在池底的殘餌、糞便等含氮有機物分解產生的氨氮成為養殖池塘水體中氮的兩個主要來源。養殖水體中的氮存在的形態主要由有機態氮和無機態氮組成，有機態氮主要包括蛋白質、氨基酸、肽等，最終由氨化細菌分解成氨態氮。無機態氮主要包括溶解態氮氣、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝態氮。各種無機態氮之間的轉化主要是由硝化細菌和硝酸還原細菌來完成的。
硝化細菌大部分為化能自養菌，只有少數為異養菌，均為好氧菌，硝化反應在pH 為7.8～8.9、溫度為25～35℃時進行得最快。
硝酸還原菌大部分為異養菌、只有少數為自養菌，均為厭氧菌，在厭氧環境中，通過將硝態氮經過一系列中間價態的產物(NO2- 、N2O 等) 還原至氨(NH3)，也可以經脫氮作用形成氣態氮從養殖水體中逸出。
含氮物質從水體的移除，主要包括轉化為養殖動物機體蛋白，通過養殖對象的捕撈從水體中移除；氨氮從水體中的逸出；脫氮作用生成大氣氮從養殖水體中逸出；殘餌糞便、藻類死亡后沉積到池底，養殖周期未能完全分解，養殖間隙清淤從養殖系統中移除等方式。
二、養殖池塘水體氨氮過高的危害
在養殖生產中，通常測得的氨氮是指池塘水體的分子氨和離子氨的總和，兩者之間存在著一個動態平衡關系，分子氨和離子氨各自占氨氮的比例主要受pH 和溫度的影響。對水生動物危害較大的是分子氨，而離子氨目前主流觀點認為基本是無毒的。在養殖實際操作中，因為分子氨不能直接測定，只有通過測總氨氮的方法來測算水體中分子氨的含量，不同pH 和溫度下分子氨占總氨氮的比例可以通過相關的換算公式或者查閱相關表格求得。
氨氮過高的危害主要有以下幾個方面：
1.妨礙水生動物體內氨的排泄。大部分淡水魚類通過鰓直接將氨排到體外，水體氨氮濃度過高，魚類排氨不易，最終影響魚的攝食，生長速度下降。
2.腐蝕鰓組織，破壞鰓組織的黏膜層，增大了鰓被各種病原侵染的機會。
3.影響鰓的呼吸，由于對鰓組織的破壞，影響了鰓組織和水體之間的氣體交換，使得鰓對水體溶氧的吸收和轉運能力下降。
4.氨對滲透壓的影響，水體中高濃度的氨增加了魚類對水的滲透性，從而降低了體內離子的濃度。
三、養殖池塘水體亞硝酸鹽過高的危害
亞硝酸鹽的毒性主要體現在影響血液對氧的運輸。亞硝酸鹽能夠與血液中的血紅蛋白結合，將血紅蛋白中的二價鐵氧化為三價鐵，從而使血紅蛋白失去運輸氧的能力，導致魚體相關組織和器官的缺氧，影響器官的正常生理功能。亞硝酸鹽還可以使小血管平滑肌松弛而導致血液淤積。長期生活在亞硝酸鹽高的水體環境中的水生動物容易出現生長速度緩慢、對病原的抵抗力不強、易患病等情況。一般而言，養殖水體的NO2-不應高于0.1 毫克/升。
四、養殖池塘水體氨氮、亞硝酸鹽過高的調控措施
在高密度精養池塘的養殖水體中，氨氮和亞硝酸鹽的管控一直都是一個比較棘手的問題，僅用一種方法很難在整個養殖周期中非常有效地將水體中的氨氮和亞硝酸鹽控制在較為理想的水平，往往需要幾種手段的綜合運用。處理方式一般有以下幾種：
1.換水 改善水質最快、最有效的方法就是換水，但前提是水源水的質量要顯著優于養殖池塘水體。否則，換水便失去了意義。因此，處理氨氮和亞硝酸鹽過高的問題，換水僅僅適用于有充沛的水源且水源條件好的池塘。在實際生產中，隨著工農業污水的排放，很多池塘的水源水不具備這樣的條件。
2.科學合理地投喂飼料 根據不同養殖對象不同生長階段的營養需要，對投餌率進行優化，合理地制定投餌率，不僅有利于飼料的充分吸收利用，減少飼料中未完全利用的蛋白質和糖類轉化成的脂肪在肝臟的積累，降低肝膽的負擔，同時還可以降低未利用的氮的排泄，一定程度上減少養殖水體中氨氮和亞硝酸鹽的來源。
3.多開增氧機 特別是晴天中午多開增氧機，一方面是促使水體中的氨更多地從水體逸出，另一方面，及時償還池塘底部的氧債，維持池塘底部的好氧環境，促進有機物的分解和藻類對氨氮的利用。
4.施磷肥，以磷促氮 這種處理的原理就在于，大多數情況下磷元素是限制養殖池塘初級生產力的關鍵因子，通過施磷肥，能夠提高養殖池塘浮游植物的豐度，通過浮游植物對氨態氮和硝態氮的吸收利用，來降低水體氨氮和亞硝酸鹽的水平，通過施磷肥來降低池塘氨氮和亞硝酸鹽僅僅適用于水質較瘦的池塘，在水質較肥的池塘，由于整個池塘養殖生態系統的限制，浮游植物的豐度不可能再大幅提高，施磷肥也就失去了意義。
5.添加硝化細菌處理 在自然環境中，硝化細菌的繁殖速度較慢，自然環境中需20 多小時繁殖一代，遠遠低于異氧菌。通過人為添加硝化細菌，補充池塘生態系統中硝化細菌的不足，通過增強硝化作用來降低池塘氨氮和亞硝酸鹽的水平。在實際使用的過程中，由于硝化細菌大多是自養需氧菌，在增殖過程中對環境要求比較高，需要水體環境中有一定的溶氧、堿度及碳源等，生長速度較慢，一般需提前幾天使用。由于硝化菌對水體環境的要求較其他有益細菌要苛刻很多，對不同養殖水體的環境適應能力較差，影響了在使用過程中水質處理效果的體現。
6.螯合劑 腐植酸鈉、木質磺酸鈉等螯合劑，通過自身官能團對水體中氨氮和亞硝酸鹽的螯合，來達到降氨氮和亞硝酸鹽的目的。使用該方法處理養殖水體氨氮和亞硝酸鹽過高的問題時有一定的效果，缺點是使用后效果持續時間短，易反彈。
7.物理吸附 對于氨氮偏高的池塘，可以采用沸石粉吸附處理。主要的原理就在于沸石粉自身具有獨特的結構，沸石粉的晶體礦物骨架中具有很多的大小均一的通道和空腔，形成了表面積很大的孔穴，這種多孔結構決定它具有很強的吸附性?？晌酱罅康挠袠O性的分子(如氨、二氧化碳、硫化氫等)，用于水質改良最好使用180 目至200 目規格的優質斜發沸石粉。
8.強氧化劑底改，化學增氧劑配合使用 該方式降氨氮和亞硝酸鹽的原理是通過強氧化劑改底，提高池塘底部的氧化還原電位，同時將池塘底部部分有機物氧化，減少池塘氨氮的來源；另一方面，通過補充氧氣，為池塘的硝化作用提供更充足的氧氣，促進硝化作用的進行。該方法的效果持續時間較使用螯合劑的方法要長。
9.中毒處理 當養殖水體氨氮或亞硝酸鹽偏高，出現中毒情況，可以首先全池使用有機酸解毒劑，降低魚類的應激，再使用沸石粉吸附水體中的氨氮或使用腐植酸鈉等螯合劑螯合水體中的亞硝酸離子，作為應急處理，快速降低水體中氨氮和亞硝酸鹽的濃度，緩解魚蝦中毒癥狀，當天晚上要使用化學增氧劑增氧。接下來再按正常步驟處理氨氮和亞硝酸鹽偏高的問題。
在處理養殖水體亞硝酸鹽過高、導致魚蝦中毒的情況時，往養殖水體中撒食鹽可降低亞硝酸鹽的毒性，相關研究表明氯離子(Cl-)可降解亞硝酸鹽的毒性。這是由于亞硝酸根離子(NO2-)和氯離子(Cl-)都需要通過鰓小板上的氯細胞才能進入魚體，NO2-因Cl-在氯細胞吸位點上的競爭而增加了進入魚體的難度，氯離子(Cl-)從而起到了降低亞硝酸鹽毒性的作用。
需要指出的是，在養殖過程中，用于分解養殖池塘有機物的細菌制劑得到廣泛的使用，在使用的過程中，有時候反而會使養殖池塘氨氮水平上升，這是因為在養殖的中后期，細菌分解的殘餌和糞便等有機物的C/N 的比值較小，在分解有機物過程中產生的氮未能被細菌完全利用，在分解過程中伴隨著氮的礦化。
五、總結
養殖池塘氨氮及亞硝酸鹽的管理，需從養殖周期一開始就要有這方面的意識，根據池塘情況、養殖水平、市場情況合理設計養殖密度和養殖模式，很多時候養殖池塘最大的產量未必是最經濟的產量，因地制宜，選擇合適的放養密度，才能獲取最大的經濟效益。在養殖過程中，池塘水體氨氮和亞硝酸鹽的水平，很大程度上取決于飼料投入的多少和飼料的利用率。在養殖過程中應選擇優質、蛋白利用率高的配合飼料，制定科學合理的投喂策略，以提高飼料的利用率，減少未利用蛋白氮對水體的壓力。在養殖過程中，寄希望于1～2 次調水、改底來解決整個養殖周期的氨氮、亞硝酸鹽偏高的問題是不切實際的，需要自始至終地堅持，多管齊下，才能在整個養殖周期中將氨氮和亞硝酸鹽的水平控制在合理范圍內，使養殖水體的水質處于有利于養殖對象生長的狀態，保證養殖生產的順利進行。
作者：無錫漁愉魚科技有限公司 李樣紅
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