魚類天生對糖類的利用能力較差，和人類能以糖水化合物作為主要的能量來源不一樣，魚類主要依賴蛋白質(zhì)供能來維持機(jī)體的運(yùn)轉(zhuǎn)和生長發(fā)育，因此魚類飼料的蛋白質(zhì)含量比較高。而蛋白質(zhì)的最終代謝產(chǎn)物——氨氮，就會(huì)一直在水體中不斷積累，若是不能得到很好地處理，則會(huì)對養(yǎng)殖魚蝦造成很大的危害。

從常規(guī)的魚塘生態(tài)來說，氨氮的降解主要依賴于浮游藻類的吸收同化作用來實(shí)現(xiàn)。然而，在現(xiàn)代的高密度養(yǎng)殖模式下，高密度的養(yǎng)殖量、高投喂量導(dǎo)致的過量的氨氮的產(chǎn)生，往往會(huì)超過了藻類的吸收上限。

在養(yǎng)殖前期，魚蝦攝食飼料，然后無論是排出的糞便轉(zhuǎn)換成氨氮，還是通過鰓部和尿殖孔直接排出的氨氮，都是藻類的最好的肥料，在水體中氨氮的刺激下，藻類會(huì)不斷地生長繁殖，同時(shí)在這個(gè)過程中不斷地吸收同化氨氮，使得水體的氨氮被控制在一個(gè)較低的水平，達(dá)到了動(dòng)態(tài)的平衡。

但在水體中，藻類的種群密度并不能無限上漲，達(dá)到一定密度之后就會(huì)維持在該生物量不能繼續(xù)增加，而且每一種生物在生長繁殖過程中的代謝產(chǎn)物都會(huì)對自身產(chǎn)生毒害作用，當(dāng)代謝物積累到一定的程度，藻類的生長環(huán)境就會(huì)變得過于惡劣而導(dǎo)致藻類大量死亡，俗稱“倒藻”。

在這些時(shí)候，魚蝦排泄的氨氮就不能被很好地吸收同化，于是機(jī)會(huì)在水體中繼續(xù)積累，如果這種情況不能逆轉(zhuǎn)，最終會(huì)對養(yǎng)殖魚蝦產(chǎn)生毒害作用。

氨氮的毒性

氨氮在水體中有兩種形態(tài)，分別是離子氨和分子氨，其中離子氨由于帶電的原因，并不能滲過生物表面，因此一般被認(rèn)為是低毒甚至是無毒的。我們講氨氮的毒性，一般指的是分子氨。

而分子氨和離子氨兩者是可以相互轉(zhuǎn)換的，影響兩者各自占比的主要因素，是水中的PH含量和水溫，在不同的水溫和PH下兩者各自占總氨氮的比值如下圖：

可以看出，水溫越高，PH值越高，則分子氨占比則越高。一般來說，在ph值低于8的時(shí)候，分子氨占比低于10%，而在ph高于10的時(shí)候，則分子氨占比高于90%。

一般認(rèn)為，水中分子氨的含量超過0.2mg/l就會(huì)對魚類產(chǎn)生毒性影響，若是以ph值為8的水體來計(jì)算，則此時(shí)的總氨氮含量若是高于2mg/l就會(huì)有魚蝦氨氮中毒的風(fēng)險(xiǎn)。

而除了直接中毒外，在次致死濃度的劑量下，魚蝦會(huì)不同程度地發(fā)生皮膚、胃腸道黏膜損傷出血；免疫功能下降；滲透壓系統(tǒng)紊亂；鰓黏膜層損傷；降低血紅素的載氧能力和抑制生長等危害。

因此，控制水體中氨氮的含量，不讓其超過安全濃度，對于養(yǎng)殖魚蝦的安全來說非常重要。而除了依賴藻類的吸收同化作用外，比較常見的降氨氮途徑有換水和使用反硝化細(xì)菌。

在水源充足的地區(qū)，可以通過抽入外源水直接稀釋養(yǎng)殖水體的氨氮含量，這是在養(yǎng)殖中后期比較常見的而且是比較簡單有效的做法。但隨著我國的環(huán)保要求越來越大，按照現(xiàn)有的法規(guī)，養(yǎng)殖廢水是不能直接排到河流中的，因此這種降低氨氮的途徑在可以預(yù)見的未來是會(huì)被禁止使用的。

另一種方式就是通過往水體中施放反硝化細(xì)菌，把氨氮變成氮?dú)鈴拿撾x整個(gè)養(yǎng)殖系統(tǒng)，這是一種從根本上解決氨氮威脅的方式。因?yàn)榧词故窃孱惖奈兆饔茫沟冒钡练e到了藻類的體內(nèi)，但隨著藻類的死亡，氨氮還是會(huì)被再次釋放到水體中，因此藻類越豐富，倒藻的的時(shí)候?qū)λw的污染就越嚴(yán)重。

在水產(chǎn)中被應(yīng)用最廣的反硝化細(xì)菌莫過于枯草芽孢桿菌。

如何簡單估算飼料造成的直接氨氮排放量

在營養(yǎng)學(xué)上，可以通過氮的收支方程來分析養(yǎng)殖魚蝦對攝食的氮的吸收利用情況：

攝食氮=生長氮+糞氮+排泄氮

從這個(gè)方程可以看出，攝食進(jìn)魚蝦體內(nèi)的氮，除了被魚蝦吸收利用以生長外，其余不能吸收的部分會(huì)通過糞氮和排泄氮的方式直接排放到體外。

《攝食水平對幾種重要海水養(yǎng)殖魚類生長和氮收支的影響》

《飼料質(zhì)量對豐鯉和奧尼羅非魚氮及能量收支的影響》

《養(yǎng)殖密度對異育銀鯽氮和能量收支的影響》

從各種氮收支的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，魚蝦對攝食的氮的利用率不高，基本不超過35%，而會(huì)有60-90%的氮會(huì)通過排泄氮的方式直接排出。

而另一方面，糞便氮的占比也不高，一般在10%以內(nèi)，而且糞便氮還要通過細(xì)菌進(jìn)行一系列的反應(yīng)才能轉(zhuǎn)換成氨氮，在這個(gè)過程中有的會(huì)被沉積，有的會(huì)被水生動(dòng)物攝食，因此最終的轉(zhuǎn)氨氮量不會(huì)太高，可以在計(jì)算中先行忽略。

而魚蝦的排泄氮，俗稱尿氮，大部分由鰓排出，少量隨尿液排泄，一般情況下氨氮占總排泄氮的80% ～ 98%，是最主要的排泄物，因此，我們可以說，排泄氮是水體中氨氮的直接來源。

因此，我們可以通過排泄氮的占比規(guī)律來進(jìn)行大概的估算魚蝦的直接排氨量。以排泄氮為60%，氨氮占排泄氮比例80%進(jìn)行計(jì)算，則投喂的飼料造成的直接排氨量為：

投喂量×飼料蛋白質(zhì)含量×蛋白質(zhì)含氮量16%×排泄氮占比60%×排泄氮含氨量80%

=投喂量×飼料蛋白質(zhì)含量×7.7%

如一個(gè)10畝的塘，一天投喂了1000kg的飼料，飼料蛋白質(zhì)含量為30%，那我們就可以估算當(dāng)天投喂的飼料產(chǎn)生的最低直接排氨量為1000kg×30%×7.7%=23.1kg，再除以10畝的水體（按1.5米水深，則體積=10畝×1.5m×667㎡=10005m3），則增加的氨氮濃度為2.3mg/l。

由此可見，一個(gè)10畝的魚塘，如果一天能喂1噸的飼料，若是沒有其他的降低氨氮的手段，立刻就會(huì)有產(chǎn)生氨氮中毒的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然，這種魚塘是非常高密度的塘了，按天投喂率1.5%來計(jì)算，這個(gè)10畝塘的存塘量達(dá)到13.3萬斤，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中能達(dá)到這種密度的魚塘，只有生魚、海鱸等極個(gè)別的品種，而這些品種現(xiàn)在無一例外都只能通過大換水的方式來維持水質(zhì)不惡化。