养殖环境的恶化及其解决方案


时间: 2017-01-07 09:49:27 来源:中国水产网 关键词:水质调节 

  水产养殖生态系统是一个极为复杂的生态系统。在这个系统中,除了具有复杂的物质构成、物质存在形态和迁移变化外,还存在着复杂的生命活动。水产养殖生物作为存在于水体中的生命有机体,其存在和延续均直接或间接地依赖于水体中的物质循环和能量流动,同时又在不断地改变着周围水体中物质的状态。因此整个水产养殖过程就是在养殖生物和养殖生态环境的不断依存和矛盾中完成的。

  水产养殖作为一个人工的受控过程,是通过人为地向水体环境中引入一定数量的生物群体后的生态变化结果。当前的水产养殖模式并非是在生态容量许可下的生态养殖,而是尽量追求最大生态产出的非理性行为。

  因此在目前的状态下,养殖生态环境的恶化除了少数一部分是由外源性环境污染引起之外,主要是由不适当的养殖行为造成的。如养殖生物的密度过大,造成养殖生物的代谢产物积聚过多;过量投饵,残剩饵料沉积于水底引发水质和底质的恶化等。

  由此可见,引起养殖环境的恶化的因素虽然有很多,但主要是大量有机物质的积聚造成的。大量有机物质的存在将导致水体中溶解氧含量的下降,不但可造成养殖生物缺氧,影响其生长、代谢和生命活动,同时使得水体的氧化还原电位下降,正常的生化反应受阻,各种有害成分如硫化氢、非离子氨等大量产生,从而妨碍了水体环境的正常功能。

  相对于水质恶化而言,底质恶化更为严重。因为沉积于水体底部的污染物质在风浪、水体对流和交换等因素影响下,可再一次进入水体,诱发水质的二次污染。因有机物质的过量积聚而导致的水体环境恶化,其主要表现在以下几个方面:

  一、溶氧的动态变化及其生态后果

  养殖环境中的溶解氧是养殖生物赖以生存的最重要的因素。养殖环境中的溶氧主要来自于水体浮游植物的光合作用。而水产动物的生命活动及有机物质的降解则需消耗水体溶氧,因此养殖环境中的实际溶氧水平主要取决于两者的相互作用。同时,水体中的溶氧与水层的深度等有关。一般水体中在2~2.5倍透明度以下的水层,其溶氧含量很低。如果此时有大量的有机物积聚于此,将会通过化学的或生物的氧化过程而大大消耗原本并不富余的溶氧,使得养殖环境的底质及泥水混合界面中处于缺氧的还原状态,有机物的分解不够彻底,甲烷、硫化氢、非离子氨等对养殖生物有害的物质大量产生,并且可使硫酸盐等一些原本无毒性的物质还原产生硫化氢等。因此水体缺氧是养殖环境恶化的基础。水体缺氧时一般水色呈现黑色或灰白色,有时有酸白菜味或霉味,养殖品种出现浮头或死亡,且大规格的生物受害比较小规格的严重。

  水体溶氧含量的下降,虽然有时并不直接地造成养殖生物的急性反应,但其可对养殖生态系统中的各级生物产生全方位的影响:如影响好氧或厌氧微生物的分布和种群数量,由此产生有机物最终分解产物的不同,直接影响水质或底质的环境质量;影响养殖生物的生长速率、代谢水平,使养殖生物一直处于应激状态,最终影响渔业生产的产量和质量;影响养殖生物机体的抗病能力,造成疾病的频发。

  为了保持养殖环境中的溶氧水平能维持在5mg/L以上,在目前的养殖状况下,主要是通过促进过量有机物的分解和使用化学增氧剂来达到增氧的目的。虽然现有的一些高密度养殖池都配有增氧机,但这种机械增氧的方法并非能完全解决问题,有时甚至会帮倒忙,如处于分层状态的水体使用增氧机,可在短时间内造成上下层水的逆转,引起全池缺氧;另增氧机也无法解决池底底质缺氧的问题。

  为了解决这一问题,无锡中顺生物技术有限公司进行了长期的研究和探索,近年所推出的获国家专利的“粒粒氧”产品较好地解决了这一问题。“粒粒氧”产品以有“固体双氧水”之称的过碳酸钠为主要原料,有效氧含量较以往其它化学增氧剂要高。在此基础上配以缓释剂、崩解剂等辅料,以特珠的制粒工艺生产出了新型的颗粒型增氧剂。这种增氧剂能快速沉降于水体底部,有效地缓释出分子态的活性氧,从下而上地增加水体的溶解氧含量,提高水体的氧化还原电位,促进有机物的分解。据相关权威水产研究机构的研究证明,“粒粒氧”有效作用时间长达6小时以上,可提高水体相应水层的溶氧含量在50%以上。不过使用化学增氧剂并非是解决水体溶氧不足的根本性措施,要提高水体的溶氧水平,关键是要消除水体中残剩有机物的污染。

  在这一方面,复合微生物制剂显示了其良好的应用前景。作为生物修复的主力军,复合微生物制剂因具有使用方便、成本低廉、安全有效等多种优势而备受关注。中顺公司开发生产的“博士”系列复合微生物制剂,采用原核生物和真核生物相结合的菌种组配,应用多菌种的生态特性,通过微生物的共生和互生作用,可在24小时内快速有效地降解各类有机物,减少水体的污染负荷,增加水体溶氧水平。若能将“博士”系列和“粒粒氧”配合使用,效果则更好。

  二、氮元素存在形式的变化及其污染效应

  无论是过剩的饵料还是养殖生物的代谢产物,其中均含有含氮的有机物。这些含氮的有机物经微生物的氨化作用,首先转变为无机形态的氨氮。氨氮是由铵根离子和非离子氨所构成的,其存在受水体pH值和水温的影响较大。一般在酸性环境和较低的水温中,氨氮均以铵根离子存在,其对养殖生物无直接的毒性影响,且是水生浮游植物良好的生长营养元素。但因其可刺激藻类的生长,可引起水质的富营养化而危害养殖生物。在高温和高pH下氨氮主要以非离子氨的形式存在。其可对养殖生物造成严重的毒性危害。

  据研究,高浓度的氨接触鱼体粘膜或表皮时,可吸收其水份,碱化脂肪,造成组织坏死,使深层组织受损,会使鱼的次级鳃丝上皮肿胀,粘膜增生,柱状细胞完全分解,使原来排列整齐的鳃小片产生扭曲,鳃上皮增生,甚至出现鳃小片融合。由于对鱼鳃的危害,使鱼从水中获得氧的能力降低,甚至使鱼窒息死亡。我国的渔业水质标准规定非离子氨的含量不能超过0.02mg/L。同时氨氮在水体环境中还可通过亚硝化细菌和硝化细菌的作用,氧化为亚硝酸盐或硝酸盐,并可在厌氧细菌的作用下通过反硝化作用(或脱氮作用)转变为氮气而从水环境中逸散。

  亚硝酸盐是水体环境中可能对养殖生物造成危害的另一氮素形式。其可与血液中血红蛋白结合,从而竞争了血红蛋白的携氧能力而引起机体功能的紊乱。因此对于养殖环境来说,其恶化的因素与氨氮和亚硝酸盐的超含量是密切相关的。目前解决此类问题最好的也是最有效的方法便是使用复合微生物制剂。中顺公司生产的“博土”系列复合微生物制剂,因其菌株具有氨化、亚硝化、硝化和反硝化的功能,不仅可快速降解含氮有机物,而且能改善水体中无机氮素存在形式,并最终达到生物脱氮的目的。

  三、底质环境中的还原状态和硫化氢的污染

  养殖环境底质中的硫化物主要是通过硫酸盐的异化还原过程而形成的。硫酸盐的异化还原是硫酸根离子被微生物还原成硫化氢的过程。众所周知,在天然水体中,当水体溶氧丰富时,水中或底质中的有机物首先被分子态的氧所氧化。当溶解氧被耗尽之后,有机物将进一步被硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸根离子所氧化。但由于水体中硝酸盐、亚硝酸盐、浓度远较硫酸根离子低,尤其是在海水中。所以缺氧水体中一个重要氧化还原体系为有机物与硫酸根离子的反应。

  养殖环境底质一方面因位于水体补偿深度以下而造成溶氧的生成和补充速率极低,另一方面因积聚了大量的生物代谢产物、残剩饵料等有机物而造成溶氧的消耗量增大。因此养殖环境底质和泥水界面是处在一个缺氧还原态,导致氧化还原电位的下降。在此情形下,硫酸盐在细菌(硫酸盐还原菌,SRB)作用下被有机物还原为硫化物。

  养殖环境底质中的硫化物的另一个来源是生物的代谢产物、残剩饵料等有机质中的含硫氨基酸在沉降于底质的过程中被微生物分解利用而产生。

  养殖环境底质中硫化物的形成还与环境条件有很大关系。夏季水温很高时,硫化物形成的速度也很快。这主要因为较高水温可促使底质中氧的消耗和硫酸盐还原菌的生长繁殖。同时,底质COD、pH等对硫化物的影响也很大。由于硫化氢是一种弱酸,当水体底质呈现酸性时硫化氢的浓度高,毒性强,如pH=5时,99%的硫化物均以硫化氢的形式存在,而当pH=7时,硫化氢约占50%。

  养殖环境底质中硫化物可通过释放、水体对流等方式进入水体,影响水中和泥水界面中养殖生物的生存。水质和底质中的硫化物可与养殖生物血液中的血红蛋白结合产生硫血红蛋白,生成如巧克力样的黑色血,降低了机体中血液的携氧能力。硫化物对养殖生物的鳃组织具有很强的刺激和腐蚀作用,可使组织产生凝血性坏死,引起生物呼吸困难窒息死亡。硫化物中毒时鱼鳃呈现褐色,鳃盖紧闭,鱼血呈巧克力色,血液、肾中硫代硫酸盐水平增加,大于2mg/L以上可致养殖生物死亡。故我国渔业水质标准(GB11607-89)和地表水环境质量标准(GB3838-2002)中规定其在水质中的含量不得超过0.2mg/L。

  在当前高密度养殖的模式下,要使养殖水质和底质中不产生硫化物显然是不现实的。如何合理有效地去除养殖环境特别是底质中的硫化物是当今水产养殖工作者不断研究和探索的。作为国内知名的水产药物及环境改良剂生产企业,无锡中顺生物技术有限公司在此领域进行了多年的研究和尝试,终于在2003年推出了“底净宝”。“底净宝”从底质中硫化物形成的机理入手,一方面通过提高底质中氧化还原电位,促进有机物的氧化,减少硫酸盐的还原,从根本上减少硫化物的生成,另一方面通过强力的化学配位作用而拮抗已经生成的硫化物,降低硫化物的生态风险性。这是一个既治标又治本的理想产品,可起到全方位的防护作用。“底净宝”为颗粒型设计,不仅使用方便,而且可因增加水质和底质中悬浮颗粒而加快硫化物的氧化速率,其意义不仅仅在于是一种剂型的变化。“底净宝”使用一个小时内,可使底质中的硫化物迅速降低。

  养鱼先养水!养殖环境的恶化是制约水产养殖业可持续发展的关键。作为中国知名的水产药物企业,无锡中顺生物技术有限公司以推广无公害健康养殖为己任,通过近几年的努力,已成为同行业中的“水质改良专家”,对退化养殖生态环境的修复和重建有着自己独特的见解和理念,近年来先后推出了“底净宝”、“粒粒氧”、“博士”系列复合微生物制剂等产品。这些产品从养殖环境恶化的根源~过量有机物入手,通过采用生物的、化学的和物理的相结合的方法,快速有效地降解有机物,改善水质和底质中有害氮素形式和硫化氢的污染程度,彻底改善环境质量。这些产品有各自鲜明的特点,若将它们有机地结合起来使用,效果将更力口卓著。养殖环境的恶化并非在一日之内完成,只要平时注意管控水质,定期合理地使用环境改良产品,相信养殖生态环境一定会得到修复并保持优良。这需要广大水产从业者进行不懈的努力、研究和探索。

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