池塘里的那些事儿---氮、增氧、病害(64、65、66)
简介:林文辉,中国水产科学研究院珠江水产研究所研究员,并担任社会经济发展咨询委员会顾问。主要研究、探索健康养殖的环境问题,大力推广健康养殖,得到了行业的广泛认可。曾参与国家兽医协会《水产执业兽医考试指南》编写,翻译美国奥本大学池塘环境经典专著《池塘养殖水质》和《池塘养殖底质》,奠定了我国池塘生态研究理论基础。
以下文章来自于林文辉的QQ空间连载文章:池塘里的那些事儿!已出版成书,内容很多,西南渔业网经少许调整后将分批转载分享!
64池塘中氮的来龙去脉
一种物质是毒品还是补品,其实只是一个量的差别。同样,一种物质,在池塘中是污染物,还是营养素,也只是一个量的区别。例如,有机碳和氨氮,一般被认为是池塘的“污染物”,要想方设法处理掉;但在培水期间和养殖前期,还要作为“营养素”——肥料输入,因为池塘培藻、培菌需要碳和氮作为藻类和微生物的培养基。而随着鱼虾的长大,饲料输入量不断增加,所产生的有机碳和氨氮超过了池塘藻类和微生物的需要,才成为“污染物”。
池塘养殖最大的投入品是饲料,不言而喻,池塘中主要的污染源(有机碳和氨氮)也是来自饲料。在增氧机配置合理的情况下,有机碳可以用氧处理。因此,除大面积粗养水体外,目前池塘养殖承载量主要受氨氮处理能力的限制。要维持池塘生态系统稳定运行,要提高池塘的承载能力,必须了解池塘中氮的来龙去脉。
池塘中氮的来源
1、池塘底质。池塘底质中的氨氮本质上来源于上一造养殖期间遗留下来的污染,其浓度取决于休耕期间干塘晒塘的处理程度。如果休耕期间池塘淤泥能够彻底干燥,将氨氮全部氧化为硝酸,则回水后,当底泥中的氧气被消耗完毕,硝酸往往被作为电子受体和氢受体而还原为氮气。因此,残余的氮不会太多。
2、水源。目前大多数水体都遭受到不同程度的氮污染,因此,水源能够带来一定浓度的氨氮。
3、培水肥料。一般目前用于培水的有机肥料(俗称“肥水膏”)都含有各种氮,包括无机氮(如尿素、硫酸铵、碳酸铵或氯化铵等)和有机氮(如氨基酸、蛋白质等)。这一部分的氮是人为作为肥料输入的,其输入量取决于前面两种来源的数量。也就是说,如果池塘底质和水源中带来的氨氮足以满足前期培水的需要,前期培水的肥料中就可以不考虑含氮。
4、饲料。饲料是池塘中氨氮的主要来源。养殖中后期由饲料所产生的氨氮往往远远超出池塘生态系统中藻类和微生物的需要,因此是需要处理的氨氮。
培水期、养殖前期氨氮、亚硝酸偏高的情况在池塘养殖中并不少见。问题的来源与池塘底质处理不到位以及使用氮污染严重的水源有关。当然也有与施肥不当有关。
养殖中后期氨氮随着饲料投入量的增加而增加。许多养殖户对这个概念并不是很清楚。他们只知道当鱼虾长到什么规格以后就开始出问题,而不知道其根源在于池塘饲料投入量超过了池塘氧的供应能力或氮的处理能力,引起氧债积累或氨氮积累所造成的。
池塘中氮的去处
1、同化。氨氮的同化包括藻类、微生物或其它植物吸收氨氮、亚硝酸或硝酸等无机氮用于合成机体蛋白质,进入生态系统的食物链中,最后以鱼虾蛋白质(氮汇)的形式离开水环境。
2、异化。将氨氮转化为硝酸或进一步还原成氮气(脱氮)离开养殖环境。
3、转移。排污或换水转移到池塘外。
池塘氮的处理能力决定了池塘的负载能力。
65增氧增产稳产
生物化学反应的速度一般遵循米氏方程:
V=Vmax[S]/(Km+[S])
其中Vmax指该反应的最大速度,[S]为底物浓度,Km是米氏常数,V是在某一底物浓度时相应的反应速度。
生物呼吸作用(CH2O + O2 —> CO2 + H2O)也一样,在一定范围内,溶解氧越高,反应速度也越快。大凡从事水产养殖的人都明白,溶解氧越高,饲料效率越高,生长速度也越快。饲料效率高意味着饲料污染减少。同样,溶解氧浓度越高,微生物的呼吸也越快,意味着微生物对污染物的处理速度也加快。
假设溶解氧浓度增加5%,饲料效率提高5%(污染率也降低5%),同时微生物的净化能力也提高5%。相反,假设饲料投入量超过承载力的5%,溶解氧降低5%,饲料效率和微生物净化速度也各降低5%。
在养殖过程中,随着鱼虾的长大,饲料投入量逐步增加。如果饲料投入量的进一步增加超过了氧的供应能力引起溶解氧浓度降低,会引起池塘生态系统断崖式崩溃。例如,假设平衡时污染量为 1,鱼虾饲料效率为1,微生物的分解速度 1,系统平衡。如果饲料投入量增加5%,导致溶解氧浓度降低5%,则污染相应增加为:
(1 + 5%)/(1 - 5%)/(1 - 5%)=1.1634
即饲料超载5%,污染增加16.34%。
相反,如果溶解氧提高5%,则不仅提高饲料效率,节约饲料成本,鱼虾生长速度快,缩短养殖周期,降低风险。而且承载能力相应提高:
1/(1 - 5%)·(1 + 5%)= 1.105
即产量可以提高10.5%。
特别是海水或咸淡水对虾养殖,提高溶解氧浓度不仅可以提高产量,还可以控制弧菌。因为弧菌在溶解氧浓度低时能够以硫酸为电子受体和氢受体进行无氧呼吸,具有生存优势。提高溶解氧浓度,专性好氧微生物具有生长优势,能够抑制弧菌的生长。尤其是采用碳氮平衡的生物絮团技术的养殖系统,由于大剂量补充有机碳,容易导致溶解氧降低而造成弧菌/总菌的比例上升。所以,增氧又是有效控制不良微生物的有效措施,是稳产的重要保证。
66池塘养殖病害的根源
就当今水产养殖而言,饲料虽然不是最完美,但至少营养上还过得去。因此,养殖动物病害的发生基本上都是病原性(如病毒、细菌、寄生虫等)和环境参数失常(如藻毒素、菌毒素、氨氮、亚硝酸、硫化氢等)导致的。
但是,一直以来,我们对养殖动物病害防治的研究大都是从病原入手,从寻找抑制、杀灭病原微生物的药物去防治方面思考问题,很少从另一个角度去探索——为什么会产生这些病原微生物?我们研究药物只抑制了病原微生物的生长或杀灭了该病原微生物,但并没有解决产生病原微生物的根本问题。以至于解决了一个病原微生物,又来了第二病原微生物。长此以往,最终导致病越多药越多,药越多病越多的局面。
池塘是一个集鱼虾生存、饵料生物生产与养殖污水净化于一体的环境。我们以前注重提高池塘生产力来生产更多天然饲料以满足养殖动物生长的需要。而现在我们可以完全采用全价人工配合饲料取代天然饵料的培养,大多数人总以为天然饵料在投喂人工饲料的池塘中可以忽略。近年来池塘天然生产力几乎完全被忽视。殊不知,天然生产力也是池塘自净能力的具体表现。天然生产力降低意味着池塘自净能力降低。我们一方面提高养殖密度,提高饲料投入以求高产,而另一方面又忽视了天然生产力的净化作用导致池塘承载能力降低。这才是病害发生的本质!
打个比方,当饲料投入量(污染量)大于池塘的承载能力时,污染就积累,于是来了苍蝇,我们就研究苍蝇药物,虽然苍蝇得以控制,但污染没有解决,垃圾还在,于是来了蟑螂,于是我们有研究蟑螂药物,蟑螂也控制了,但垃圾照样还在,于是又来了老鼠,于是我们有忙着研究老鼠药……,这是导致病越多药越多,药越多病越多的根源。
解决鱼虾病害的根本在于污染的清除,没了垃圾,自然不用去纠结着是用中药还是西药灭害虫了。因此,只有提高池塘的自净能力,才是生态养殖、生产安全水产品的根本。
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