池塘里的那些事兒---水文、微生物（37、38、39）

簡介：林文輝，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所研究員，并擔(dān)任社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展咨詢委員會顧問。主要研究、探索健康養(yǎng)殖的環(huán)境問題，大力推廣健康養(yǎng)殖，得到了行業(yè)的廣泛認(rèn)可。曾參與國家獸醫(yī)協(xié)會《水產(chǎn)執(zhí)業(yè)獸醫(yī)考試指南》編寫，翻譯美國奧本大學(xué)池塘環(huán)境經(jīng)典專著《池塘養(yǎng)殖水質(zhì)》和《池塘養(yǎng)殖底質(zhì)》，奠定了我國池塘生態(tài)研究理論基礎(chǔ)。

以下文章來自于林文輝的QQ空間連載文章：池塘里的那些事兒！已出版成書，內(nèi)容很多，西南漁業(yè)網(wǎng)經(jīng)少許調(diào)整后將分批轉(zhuǎn)載分享！

37水文。

水產(chǎn)養(yǎng)殖的池塘有3種基本類型：集雨區(qū)池塘、挖掘池塘和筑堤池塘。集雨區(qū)池塘是在地形允許儲水的自然水道上筑堤而成的。一般的情況是，這種類型池塘的堤壩是建造在形成集雨區(qū)隘口的兩個小山之間。集雨區(qū)池塘可能只有徑流水供應(yīng)，或可能是徑流水、溪水和地下水混合而成。挖掘池塘是在地上挖坑而形成的，在地下水位接近地面的地方水源可能是地下水；也可以建造在低洼地以便用地表水灌注；或使用井水。在筑堤池塘里的水是被“關(guān)”在由堤壩圍起來的區(qū)域內(nèi)的。幾乎沒有徑流水進(jìn)入筑堤池塘，所以，只能用井水、水庫水、溪水或河口水灌注。

一個池塘不可能只靠直接進(jìn)入池塘的雨水來灌注并維持水位。而且，雨水也并不總是可靠，兩次大到足以形成徑流水的降雨之間的時間可能很長。完全依靠徑流水灌注的集雨區(qū)池塘在比較干燥的月份，甚至不是在顯著的干燥季節(jié)的潮濕氣候的月份里水位可能很低。水產(chǎn)養(yǎng)殖的池塘需要相對穩(wěn)定的水位，最好有水源能迅速重新灌滿池塘。過度的水位下降會由于破壞產(chǎn)卵區(qū)、底棲生物、餌料生物和引起密度過高而對魚類有不良影響。在長期的干燥期間，溶解的物質(zhì)會濃縮，而在潮濕期間，溶解的物質(zhì)會被稀釋。如果池塘排水捕魚，但又不能迅速回水，會失去部分或全部生長季節(jié)。當(dāng)然，在大多數(shù)情況下，大量水流快速沖刷池塘并不理想，這會帶走浮游生物和營養(yǎng)物質(zhì)。

當(dāng)然，如果人為排水、水交換或取池塘中的水使用；或集雨區(qū)池塘的水源是由井水供應(yīng)；或一個圍堤池塘擁有一個比常規(guī)大得多的集雨區(qū)，則水的收支預(yù)算方程需要調(diào)整。

降水量的測定方法是眾所周知的，池塘的蒸發(fā)量可以用皿蒸發(fā)來測定，庫存差異可以通過水深的變化來測定，地表徑流量可采用曲線數(shù)字技術(shù)進(jìn)行估計，如果有溪水流入池塘，可以采用攔河堰或水道來估計。在沒有降雨、沒有人為加水或排水的日子里每天水位變化量和池塘蒸發(fā)量之間的差異，是滲漏量最佳的估算方法。

我國有許多水庫養(yǎng)殖，包括網(wǎng)箱養(yǎng)殖。由于水庫往往牽涉到農(nóng)業(yè)用水，因此，還必須考慮農(nóng)業(yè)用水。曾經(jīng)出現(xiàn)過有些水庫被承包后，養(yǎng)殖戶沒有考慮到農(nóng)業(yè)用水問題，導(dǎo)致水庫水位太低，造成水體太小而全軍覆沒。而河道或水道網(wǎng)箱養(yǎng)殖由于水庫放水導(dǎo)致網(wǎng)箱被沖垮或上游不放水導(dǎo)致下游網(wǎng)箱水質(zhì)惡化幾乎每年都有報道。

38微生物的生態(tài)功能。

一般認(rèn)為“植物合成、動物消費(fèi)、微生物分解，是地球生物圈生生不息的基本物質(zhì)循環(huán)模式。微生物是自然界的還原者，將各種有機(jī)廢物分解、礦化，釋放出礦物質(zhì)和能量，使自然界物質(zhì)得以循環(huán)”。其實(shí)，任何異養(yǎng)生物都是還原者。例如，魚蝦攝食餌料生物，一部分餌料生物的能量被同化，一部分餌料生物被異化，被異化的部分就是被還原，回歸自然。也就是說，食物鏈的每一個節(jié)點(diǎn)，同時存在著同化作用和異化作用（即礦化作用）。

同樣，微生物在利用分解有機(jī)物所釋放的能量，將有機(jī)物質(zhì)礦化，同時也將一部分能量合成自身物質(zhì)用于生長，使部分能量和物質(zhì)（能量的載體）再進(jìn)入生物鏈。

如果說植物或藻類的光合作用是生態(tài)系統(tǒng)光合食物鏈的開端：

16NH4+ 92CO2 + 92H2O + 14HCO3 + H2PO4 → C106H264 O110N16P + 106O2

那么，我們也可以認(rèn)為，微生物的生物合成（生長）是生態(tài)系統(tǒng)腐生食物鏈的開端：

NH4+ 7.08CH2O + HCO3 + 2.06O2 → C5H7NO2 + 6.06H2O + 3.07CO2

就水生生態(tài)系統(tǒng)而言，光合食物鏈和腐生食物鏈都進(jìn)入基本食物鏈的物質(zhì)循環(huán)：藻類和微生物→原生動物→浮游動物→小型動物→大型動物→微生物→藻類……，如此往復(fù)循環(huán)。

在天然水體中，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動是由光合作用從外部輸入能量，物質(zhì)是內(nèi)部循環(huán)。因而驅(qū)動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)是以藻類的光合食物鏈為主；而在池塘養(yǎng)殖中，除了藻類的光合食物鏈外，飼料的投入是能量與物質(zhì)同時輸入，由于養(yǎng)殖動物對飼料的轉(zhuǎn)化率比較低，還有大部分養(yǎng)殖動物未消化吸收和轉(zhuǎn)化的物質(zhì)不僅需要通過微生物進(jìn)行礦化還原（即凈化），同時微生物本身也作為有機(jī)營養(yǎng)物進(jìn)入腐生食物鏈。因此，微生物可以說是池塘養(yǎng)殖，尤其是高產(chǎn)（高飼料投入）池塘的基礎(chǔ)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。這也是“低產(chǎn)養(yǎng)藻，高產(chǎn)養(yǎng)菌”的道理所在。

因此，了解微生物生態(tài)，尤其是了解細(xì)菌及細(xì)菌之間的相互關(guān)系，以及腐生食物鏈的結(jié)構(gòu)和組成，是將來池塘養(yǎng)殖高產(chǎn)、可控、生態(tài)的基礎(chǔ)。

39奇妙的微生物

自然界一切含有化學(xué)能的物質(zhì)幾乎都有微生物能加以利用！即使是人工合成的物質(zhì)，如塑料，短短的幾十年內(nèi)，自然界都已經(jīng)進(jìn)化出擁有分解、利用塑料酶系的微生物?？梢哉f，微生物無所不能，只有你沒想到的，沒有它做不到的。

生物進(jìn)化的方向是獲能最大化、效率最大化。而獲能的目的是用于繁殖。這是生命的本質(zhì)，微生物尤為如此。

水生生態(tài)系統(tǒng)中的微生物尤其微妙。共生與協(xié)同作戰(zhàn)，使得盡管單一個微生物是那么脆弱，那么嬌氣，但只要它們長在一塊，就非常堅韌，非常頑強(qiáng)。

微生物因?yàn)樘。鼈儷@得營養(yǎng)的方式是通過擴(kuò)散而不是“吃”進(jìn)入。所以，對于環(huán)境中的大分子營養(yǎng)素，如蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉或甚至纖維素等，微生物只有先分泌水解酶和消化酶，將這些物質(zhì)分解成可以直接通過擴(kuò)散而吸收的氨基酸、單糖或更小的物質(zhì)。

由于微生物的這種體外消化的特點(diǎn)，在一個水生生態(tài)中，只要有一種微生物能分泌蛋白酶，將水體中的蛋白質(zhì)分解成氨基酸，那么，周圍的其它微生物都可以一起分享。這就使得缺乏蛋白酶的微生物能夠得以在環(huán)境中生存。

盡管自然界大多數(shù)微生物能力很低，只能做一點(diǎn)點(diǎn)“工作”，但由于它們的協(xié)同作用，使得大家都可以生存。如果把一種物質(zhì)的降解過程看成是一條流水線，微生物就是每個“崗位”上的工人。例如，蛋白質(zhì)的礦化：有的微生物分泌蛋白酶，先將蛋白質(zhì)卸成幾大塊——多肽；有的微生物分泌多肽酶，將肽分解成氨基酸；有的微生物將氨基酸分解為氨和脂肪酸；有的微生物將脂肪酸分解為二氧化碳；有的微生物將氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸；有的微生物將亞硝酸轉(zhuǎn)化為硝酸；有的微生物將硝酸轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻＿@樣，經(jīng)過大伙兒的協(xié)同作用，將蛋白質(zhì)最終礦化為氮?dú)夂投趸肌?/span>

另請點(diǎn)擊：林文輝說水產(chǎn)養(yǎng)殖專區(qū) 有系列精彩奉獻(xiàn)！