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林文輝談池塘氧債管理與魚蝦病害防控
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2015年12月22日，2016年北京水世紀(jì)戰(zhàn)略合作伙伴發(fā)展大會在武漢開幕，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所林文輝老師給大家分享了《池塘氧債管理與魚蝦病害防控》的精彩報告，下面是報告全文：
一、概述
一般認(rèn)為，池塘養(yǎng)殖的溶解氧主要來自光合作用，但是，光合作用輸入到水體的，不僅僅是氧：
如果池塘的氧主要來自光合作用，那么， CH2O去哪里了？
傳統(tǒng)養(yǎng)殖中的白撞雨
久晴之后來一場暴雨往往給池塘養(yǎng)殖造成一些麻煩。傳統(tǒng)的白撞雨是這樣，當(dāng)今許多大水面養(yǎng)殖的“翻塘”也是這樣。
很顯然，暴雨只是個外因而已。造成大面積死亡的根源還是內(nèi)在因素：是什么原因?qū)е鲁靥了查g缺氧？而翻塘所產(chǎn)生的問題往往不只是缺氧那么簡單！
二、碳匯與氧債
在自然界的食物鏈中，碳既作為生物體的基本骨架，又作為能量的載體。
一種生物既是前端生物的碳匯，又是后端生物的碳源。
池塘養(yǎng)殖的本質(zhì)是蛋白轉(zhuǎn)化，蛋白含碳52%，因此，在某種意義上也可以認(rèn)為是碳的轉(zhuǎn)化——把飼料碳轉(zhuǎn)化為水產(chǎn)品中的碳——碳匯。
飼料中輸入的，既沒有作為能量釋放，又沒有轉(zhuǎn)化為“碳匯”的物質(zhì)，就是氧債。
人工投喂池塘
無增氧設(shè)施的粗放養(yǎng)殖模式，有：
剩余氧= 35% - 13% = 22%
每公斤飼料的氧需要量（DOD，Diet Oxygen Demand，kgO2/kg飼料）為：
DOD = (飼料碳含量 – 魚體碳含量/飼料系數(shù))×32/12
如果飼料的消化率也是80%，同化率也是30%，呼吸率也是50%，殘余物耗氧量也是50%，則飼料的 DODr = DOD×60%
池塘的飼料承載能力(DLC, Diet Loading Capacity)：
DLC =天然生產(chǎn)力×(碳匯p%+氧債p%)/[DOD×(1 - 碳匯d% - 氧債d%)]
p光合作用；d飼料；
飼料中的碳匯與氧債
飼料質(zhì)量決定了飼料對氧的需要，如果氧不充足，飼料不僅浪費，而且變成氧債。投入池塘的飼料是否形成氧債，取決于供氧情況。少給10%的氧，就等于浪費10%的飼料！
生態(tài)系統(tǒng)中的碳匯與氧債
活體生物死亡了，碳匯就變成了氧債。
活體生物同化了有機物，氧債就變成了碳匯。
三、氧債的風(fēng)險
氧債存在的前提條件是溶解氧分布不均勻。
池塘溶解氧的分布特征是上層高，下層低。這是因為無論是通過光合作用還是人工機械增氧，氧都是從上往下擴散的。
而池塘中的大多數(shù)耗氧因子，尤其是那些主要來自死亡的藻類、生物絮團(tuán)、殘餌、糞便等有機物質(zhì)，都沉淀在池塘的底部。它們在池塘底部微生物的作用下，使得底部對氧的消耗特別大，因而更進(jìn)一步加大了底部溶解氧的不足。
氧債形成的誘因
底部耗氧因子對氧的消耗速度與表層溶解氧向下擴散的不足是氧債形成的誘因。
氧債所導(dǎo)致的風(fēng)險并不出現(xiàn)在光合作用弱、溶解氧缺乏的陰雨天氣，相反，氧債所導(dǎo)致的風(fēng)險主要發(fā)生在陽光充足、光合作用旺盛、溶解氧過飽和的晴天！
晴天強烈的光照引起池塘表層溫度上升，導(dǎo)致上下水體形成溫差，阻礙了水的對流與氧的擴散。
光合作用旺盛導(dǎo)致藻類繁殖加速，降低水體透明度，進(jìn)一步加重水的熱分層！
表層強烈的光合作用導(dǎo)致溶解氧過飽和，光合作用產(chǎn)物—溶解氧流失而碳水化合物則保留在水中。
上層水質(zhì)優(yōu)良，往往造成養(yǎng)殖戶增加投餌量，殘餌、糞便增加，池塘底部耗氧因子大幅度增加！
均溫層溶解氧耗竭，泥水界面氧化層消失，底泥內(nèi)部還原物質(zhì)進(jìn)入均溫層，氧債增加。
均溫層內(nèi)有機物質(zhì)無氧發(fā)酵，產(chǎn)生各種能夠瞬間消耗氧氣的化學(xué)還原物質(zhì)和不穩(wěn)定中間體！
連續(xù)的晴天光合作用旺盛，藻類生長迅速，而分層的水體阻斷了微量元素的周轉(zhuǎn)導(dǎo)致藻類老化。
老化藻類下沉到均溫層發(fā)酵，產(chǎn)生藻毒素、細(xì)菌毒素，化學(xué)毒素等一些列有害物質(zhì)！
病害爆發(fā)
此時，只要風(fēng)吹草動，如一場雨，引起上下水體對流；或由于倒藻而缺氧，一開動增氧機或者甚至只是加水引起池塘水體流轉(zhuǎn)，池塘就會產(chǎn)生災(zāi)難性后果。因此，我們往往把后果歸咎于外在因素！如暴雨啦、倒藻啦，等等。
另一方面，均溫層氧化還原電位變化的同時，微生物種群也在發(fā)生變化！低溶氧、厭氧條件下為某些病原微生物的大量繁殖提供了機會。已知兼性厭氧的細(xì)菌性病原菌有：黏細(xì)菌、熒光假單胞菌、水型點狀假單胞菌、氣單胞菌、嗜水氣單胞菌、溫和氣單胞菌、鮰愛德華菌、鮭腎桿菌、鰻弧菌、副溶血弧菌、溶藻膠弧菌、哈維氏弧菌、巴斯德菌、遲緩愛德華菌、鏈球菌、諾卡菌等。厭氧或缺氧的池塘底部均溫層是這些病原微生物大量繁殖的重要場所。
四、氧債動力學(xué)
投入到池塘的碳具有雙重功能——結(jié)構(gòu)與能量。一部分用于生長，一部分用于能量，無論是魚蝦還是各種其它生物：
這個過程稱為氧呼吸，完成這個過程的生物稱為好氧生物。
在均溫層中，由于水體分層而導(dǎo)致氧無法到達(dá)，因此，有氧呼吸很快就結(jié)束了。第二個替代氧作為電子受體和氫受體的是氧化態(tài)的氮：
土壤中的氧化物此時也參與作為電子受體和氫受體，所形成的還原性物質(zhì)則積累于均溫層水體中：
當(dāng)電位繼續(xù)降低時，硫酸鹽成為電子受體和氫受體，同時產(chǎn)生極毒化合物——硫化氫：
Fe2+ 能夠與S2-形成黑色的FeS，因此，高度還原并且有毒的水體總是帶黑色的。一旦發(fā)生翻塘，水體就會泛紅：
可以很清楚地推論，伴隨著整個均溫層的電位變化的是微生物種群的變化。而微生物種群在演替的過程中，必然還發(fā)生著一些列的微生物生理生化的改變，也許，正是這些變化，導(dǎo)致了條件致病菌致病條件的形成，從而引起養(yǎng)殖動物病害的發(fā)生。
五、氧債的管理
氧債雖然給池塘養(yǎng)殖提高了養(yǎng)殖容量，但也帶來了很高的風(fēng)險。此外，氧債本身是一種能量，很多池塘水質(zhì)管理與調(diào)節(jié)手段也包含了能量的補充，其本質(zhì)是給池塘生態(tài)系統(tǒng)增加氧債。因此，在不同的養(yǎng)殖模式下，如何管理氧債，是養(yǎng)殖能否成功的關(guān)鍵。
（一）粗養(yǎng)池塘氧債的管理
粗養(yǎng)池塘指的是沒有配置增氧機或有配置增氧機但只有缺氧的時候才運行，其投入的飼料所消耗的氧主要來自光合作用的養(yǎng)殖模式，也是我國傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式。
粗養(yǎng)池塘氧債的管理主要是做好清淤、曬塘翻耕、適當(dāng)排污與換水、揇泥與拉網(wǎng)、慎用碳源等工作。
（二）精養(yǎng)池塘氧債的管理
精養(yǎng)池塘由于養(yǎng)殖密度高，需要大量投入飼料，因此，必須配置足夠的增氧裝置來滿足池塘對溶解氧的需求，所以，光合作用輸入的溶解氧對于池塘氧的供應(yīng)來說不是主要來源。氧債的主要源頭是飼料中的CH2O，高密度精養(yǎng)池塘很多時候相對于氮而言，碳本身不足，因此，如何充分利用氧債作為能量，提高碳氮平衡度，是精養(yǎng)池塘氧債管理的核心。
精養(yǎng)池塘氧債的管理主要是做好清淤曬塘翻耕、增氧機管理、底部沉淀物再懸浮、使用純氧供氧、使用碳源時應(yīng)了解氧債水平。
一、概述
一般認(rèn)為，池塘養(yǎng)殖的溶解氧主要來自光合作用，但是，光合作用輸入到水體的，不僅僅是氧：
如果池塘的氧主要來自光合作用，那么， CH2O去哪里了？
傳統(tǒng)養(yǎng)殖中的白撞雨
久晴之后來一場暴雨往往給池塘養(yǎng)殖造成一些麻煩。傳統(tǒng)的白撞雨是這樣，當(dāng)今許多大水面養(yǎng)殖的“翻塘”也是這樣。
很顯然，暴雨只是個外因而已。造成大面積死亡的根源還是內(nèi)在因素：是什么原因?qū)е鲁靥了查g缺氧？而翻塘所產(chǎn)生的問題往往不只是缺氧那么簡單！
二、碳匯與氧債
在自然界的食物鏈中，碳既作為生物體的基本骨架，又作為能量的載體。
一種生物既是前端生物的碳匯，又是后端生物的碳源。
池塘養(yǎng)殖的本質(zhì)是蛋白轉(zhuǎn)化，蛋白含碳52%，因此，在某種意義上也可以認(rèn)為是碳的轉(zhuǎn)化——把飼料碳轉(zhuǎn)化為水產(chǎn)品中的碳——碳匯。
飼料中輸入的，既沒有作為能量釋放，又沒有轉(zhuǎn)化為“碳匯”的物質(zhì)，就是氧債。
人工投喂池塘
無增氧設(shè)施的粗放養(yǎng)殖模式，有：
剩余氧= 35% - 13% = 22%
每公斤飼料的氧需要量（DOD，Diet Oxygen Demand，kgO2/kg飼料）為：
DOD = (飼料碳含量 – 魚體碳含量/飼料系數(shù))×32/12
如果飼料的消化率也是80%，同化率也是30%，呼吸率也是50%，殘余物耗氧量也是50%，則飼料的 DODr = DOD×60%
池塘的飼料承載能力(DLC, Diet Loading Capacity)：
DLC =天然生產(chǎn)力×(碳匯p%+氧債p%)/[DOD×(1 - 碳匯d% - 氧債d%)]
p光合作用；d飼料；
飼料中的碳匯與氧債
飼料質(zhì)量決定了飼料對氧的需要，如果氧不充足，飼料不僅浪費，而且變成氧債。投入池塘的飼料是否形成氧債，取決于供氧情況。少給10%的氧，就等于浪費10%的飼料！
生態(tài)系統(tǒng)中的碳匯與氧債
活體生物死亡了，碳匯就變成了氧債。
活體生物同化了有機物，氧債就變成了碳匯。
三、氧債的風(fēng)險
氧債存在的前提條件是溶解氧分布不均勻。
池塘溶解氧的分布特征是上層高，下層低。這是因為無論是通過光合作用還是人工機械增氧，氧都是從上往下擴散的。
而池塘中的大多數(shù)耗氧因子，尤其是那些主要來自死亡的藻類、生物絮團(tuán)、殘餌、糞便等有機物質(zhì)，都沉淀在池塘的底部。它們在池塘底部微生物的作用下，使得底部對氧的消耗特別大，因而更進(jìn)一步加大了底部溶解氧的不足。
氧債形成的誘因
底部耗氧因子對氧的消耗速度與表層溶解氧向下擴散的不足是氧債形成的誘因。
氧債所導(dǎo)致的風(fēng)險并不出現(xiàn)在光合作用弱、溶解氧缺乏的陰雨天氣，相反，氧債所導(dǎo)致的風(fēng)險主要發(fā)生在陽光充足、光合作用旺盛、溶解氧過飽和的晴天！
晴天強烈的光照引起池塘表層溫度上升，導(dǎo)致上下水體形成溫差，阻礙了水的對流與氧的擴散。
光合作用旺盛導(dǎo)致藻類繁殖加速，降低水體透明度，進(jìn)一步加重水的熱分層！
表層強烈的光合作用導(dǎo)致溶解氧過飽和，光合作用產(chǎn)物—溶解氧流失而碳水化合物則保留在水中。
上層水質(zhì)優(yōu)良，往往造成養(yǎng)殖戶增加投餌量，殘餌、糞便增加，池塘底部耗氧因子大幅度增加！
均溫層溶解氧耗竭，泥水界面氧化層消失，底泥內(nèi)部還原物質(zhì)進(jìn)入均溫層，氧債增加。
均溫層內(nèi)有機物質(zhì)無氧發(fā)酵，產(chǎn)生各種能夠瞬間消耗氧氣的化學(xué)還原物質(zhì)和不穩(wěn)定中間體！
連續(xù)的晴天光合作用旺盛，藻類生長迅速，而分層的水體阻斷了微量元素的周轉(zhuǎn)導(dǎo)致藻類老化。
老化藻類下沉到均溫層發(fā)酵，產(chǎn)生藻毒素、細(xì)菌毒素，化學(xué)毒素等一些列有害物質(zhì)！
病害爆發(fā)
此時，只要風(fēng)吹草動，如一場雨，引起上下水體對流；或由于倒藻而缺氧，一開動增氧機或者甚至只是加水引起池塘水體流轉(zhuǎn)，池塘就會產(chǎn)生災(zāi)難性后果。因此，我們往往把后果歸咎于外在因素！如暴雨啦、倒藻啦，等等。
另一方面，均溫層氧化還原電位變化的同時，微生物種群也在發(fā)生變化！低溶氧、厭氧條件下為某些病原微生物的大量繁殖提供了機會。已知兼性厭氧的細(xì)菌性病原菌有：黏細(xì)菌、熒光假單胞菌、水型點狀假單胞菌、氣單胞菌、嗜水氣單胞菌、溫和氣單胞菌、鮰愛德華菌、鮭腎桿菌、鰻弧菌、副溶血弧菌、溶藻膠弧菌、哈維氏弧菌、巴斯德菌、遲緩愛德華菌、鏈球菌、諾卡菌等。厭氧或缺氧的池塘底部均溫層是這些病原微生物大量繁殖的重要場所。
四、氧債動力學(xué)
投入到池塘的碳具有雙重功能——結(jié)構(gòu)與能量。一部分用于生長，一部分用于能量，無論是魚蝦還是各種其它生物：
這個過程稱為氧呼吸，完成這個過程的生物稱為好氧生物。
在均溫層中，由于水體分層而導(dǎo)致氧無法到達(dá)，因此，有氧呼吸很快就結(jié)束了。第二個替代氧作為電子受體和氫受體的是氧化態(tài)的氮：
土壤中的氧化物此時也參與作為電子受體和氫受體，所形成的還原性物質(zhì)則積累于均溫層水體中：
當(dāng)電位繼續(xù)降低時，硫酸鹽成為電子受體和氫受體，同時產(chǎn)生極毒化合物——硫化氫：
Fe2+ 能夠與S2-形成黑色的FeS，因此，高度還原并且有毒的水體總是帶黑色的。一旦發(fā)生翻塘，水體就會泛紅：
可以很清楚地推論，伴隨著整個均溫層的電位變化的是微生物種群的變化。而微生物種群在演替的過程中，必然還發(fā)生著一些列的微生物生理生化的改變，也許，正是這些變化，導(dǎo)致了條件致病菌致病條件的形成，從而引起養(yǎng)殖動物病害的發(fā)生。
五、氧債的管理
氧債雖然給池塘養(yǎng)殖提高了養(yǎng)殖容量，但也帶來了很高的風(fēng)險。此外，氧債本身是一種能量，很多池塘水質(zhì)管理與調(diào)節(jié)手段也包含了能量的補充，其本質(zhì)是給池塘生態(tài)系統(tǒng)增加氧債。因此，在不同的養(yǎng)殖模式下，如何管理氧債，是養(yǎng)殖能否成功的關(guān)鍵。
（一）粗養(yǎng)池塘氧債的管理
粗養(yǎng)池塘指的是沒有配置增氧機或有配置增氧機但只有缺氧的時候才運行，其投入的飼料所消耗的氧主要來自光合作用的養(yǎng)殖模式，也是我國傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式。
粗養(yǎng)池塘氧債的管理主要是做好清淤、曬塘翻耕、適當(dāng)排污與換水、揇泥與拉網(wǎng)、慎用碳源等工作。
（二）精養(yǎng)池塘氧債的管理
精養(yǎng)池塘由于養(yǎng)殖密度高，需要大量投入飼料，因此，必須配置足夠的增氧裝置來滿足池塘對溶解氧的需求，所以，光合作用輸入的溶解氧對于池塘氧的供應(yīng)來說不是主要來源。氧債的主要源頭是飼料中的CH2O，高密度精養(yǎng)池塘很多時候相對于氮而言，碳本身不足，因此，如何充分利用氧債作為能量，提高碳氮平衡度，是精養(yǎng)池塘氧債管理的核心。
精養(yǎng)池塘氧債的管理主要是做好清淤曬塘翻耕、增氧機管理、底部沉淀物再懸浮、使用純氧供氧、使用碳源時應(yīng)了解氧債水平。
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