池塘里的那些事兒---池塘中的氧、氮的功與過（61、62、63）

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，并擔任社會經(jīng)濟發(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)。

61池塘中的氧（4）

氧是池塘養(yǎng)殖第二制約因素（第一制約因素是水）。溶解氧不足可以從動物和環(huán)境兩個方面影響池塘養(yǎng)殖。

動物方面，包括如下幾個層次：

1、直接致死。當溶解氧濃度低于養(yǎng)殖動物最低忍受濃度一段時間時，可直接導(dǎo)致養(yǎng)殖動物窒息而死亡。

2、非致死傷害。當魚蝦受到短時間嚴重缺氧，雖不致死，但可能受到嚴重傷害。

3、免疫機能受損。養(yǎng)殖動物處于溶解氧偏低的環(huán)境下免疫機能會受損。對病原微生物的侵襲變得更為敏感。

4、抗逆能力降低。溶解氧不足可導(dǎo)致養(yǎng)殖動物對環(huán)境條件變化，如pH變化、溫度變化和鹽度變化更為敏感；對氨氮、亞硝酸等有毒有害物質(zhì)的容忍能力降低。

5、消化吸收效率降低。魚蝦對飼料的消化吸收和同化能力與溶解氧濃度成正比。溶解氧濃度越高，消化吸收和同化能力越高。因此，池塘對氧的需要量隨著溶解氧濃度的降低而提高。

環(huán)境方面，包括如下幾個層次：

1、導(dǎo)致微生物生態(tài)組成變化。自然界微生物是按氧化還原的梯度分布的。不同溶解氧濃度所適應(yīng)的微生物不同。因此，溶解氧濃度變化會導(dǎo)致微生物種群發(fā)生變化。

2、導(dǎo)致池塘需氧量增加。溶解氧低下導(dǎo)致魚蝦消化吸收能力降低，造成更多的飼料浪費，因而需要更多的溶解氧去處理。這叫越窮越見鬼！

3、導(dǎo)致污染凈化能力降低。微生物對有機物質(zhì)的氧化作用速度與溶解氧濃度成正比。溶解氧濃度低一方面污染率增加，另一方面凈化速度減少！因此溶解氧濃度低容易造成污染物快速積累，大幅度降低池塘的污染承載能力，引起水質(zhì)退化、老化和惡化。

4、導(dǎo)致條件致病性病原微生物增加。幾乎所有水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的病原微生物都是兼性厭氧菌。當溶解氧濃度不足時，好氧微生物失去了競爭優(yōu)勢，兼性厭氧微生物獲得了機會，從而導(dǎo)致病害發(fā)生。

5、導(dǎo)致有毒有害的物質(zhì)產(chǎn)生。溶解氧低將導(dǎo)致還原性如硫化氫等有毒有害的物質(zhì)產(chǎn)生。據(jù)泰國專家介紹，南美白對蝦所有病害的根源有80%是硫化氫引起的。

溶解氧過高的危害：

一、溶解氧濃度過高可導(dǎo)致氧中毒。高濃度的溶解氧可產(chǎn)生大量自由基，對肌體許多器官具有傷害作用。

二、溶解氧濃度過高會導(dǎo)致急性或慢性氣泡病，對養(yǎng)殖動物，尤其是幼體階段，有時是致命的——全軍覆沒。而大多數(shù)情況下是在一段比較長的時間內(nèi)，連續(xù)發(fā)病。也有人認為，亞氣泡病是大多數(shù)魚蝦病害的內(nèi)因，這并非沒有道理。

62氮的功與過（1）

自然界所有生物都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的（某些病毒除外），而氮是蛋白質(zhì)區(qū)別于其它有機物質(zhì)的主要特征成分。因此，沒有氮，就沒有蛋白，也就沒有生命。在沒有人為干預(yù)的任何生態(tài)系統(tǒng)，氮的輸入和保留量，決定了該生態(tài)系統(tǒng)的生物總量。

自然界氮循環(huán)從生物固氮開始，由固氮微生物或固氮藻類實現(xiàn)；將大氣中的氮氣通過生物固氮還原成氨直接用于蛋白合成，或由共生固氮菌將氮氣還原成氨后供給宿主進行蛋白合成。

固氮菌是一種以氮氣為呼吸鏈終端電子受體和氫受體的微生物。是氮呼吸的一種典型微生物（厭氧過程）。該微生物通過氧化碳水化合物或其它還原性物質(zhì)獲得能量，氧化過程產(chǎn)生的電子和氫離子通過固氮酶將氮氣還原成氨。類似于好氧微生物將氧氣還原為水的過程。由于氨帶有能量，所以，以氮氣為氧化劑去氧化有機物獲能比以氧做氧化劑獲能少得多，這是固氮菌生長速度比較慢的原因之一。

動物攝食植物或固氮菌，將部分蛋白同化，另一部分蛋白被異化為氨氮釋放到環(huán)境中。這些氨要么被植物重新吸收利用再合成蛋白，構(gòu)成新的生物體，要么被亞硝化和硝化細菌氧化為亞硝酸和硝酸。這是因為氨和亞硝酸都含有能量，亞硝化細菌和硝化細菌通過氧化氨和亞硝酸以獲得能量用于生長。但也因為氨氧化成亞硝酸和亞硝酸氧化成硝酸所獲得的能量很少，所以，亞硝化細菌和硝化細菌生長速度非常慢，特別是硝化細菌。

硝酸在自然界作為一大類厭氧微生物呼吸鏈終端的電子受體和氫受體，將硝酸氮轉(zhuǎn)化為氮氣。完成自然界氮的循環(huán)。將硝酸還原為氮氣的一大類細菌被稱為脫氮菌。當然，硝酸也可以被微生物還原為氨，重新合成蛋白進入生物體。這類微生物稱為硝酸還原菌。

近些年來發(fā)現(xiàn)有些細菌可以在好氧條件下將硝酸還原成氮氣，稱為好氧反硝化或好氧脫氮菌。既然該細菌可以用氧氣作為電子受體和氫受體，為什么還能同時使用硝酸作為電子受體和氫受體？這兩種受體在該微生物細胞內(nèi)的關(guān)系又如何？目前還沒得到完全解釋。

好氧脫氮應(yīng)該是池塘高密度養(yǎng)殖最有前景的方法之一。目前已經(jīng)有許多關(guān)于在對蝦、加州鱸魚、草魚等池塘分離到好氧反硝化細菌的報道。

氮的功勞是構(gòu)成生命的載體——蛋白質(zhì)。氮決定了生態(tài)系統(tǒng)的生物量。

在池塘養(yǎng)殖中，氮是浮游植物生長的基本營養(yǎng)素之一，缺氮的水體浮游植物無法生長繁殖。所以，養(yǎng)殖前期培藻時也需要氮肥。

水產(chǎn)養(yǎng)殖的本質(zhì)也是氮的轉(zhuǎn)化，將飼料中的氮轉(zhuǎn)化為魚蝦肌體中的氮。動物攝食飼料后，將部分飼料氮同化為肌體氮，將其它氮異化為氨氮，排出體外。對于飼料而言，氮同化率越高，即氮保留率越高，飼料系數(shù)就越低，飼料質(zhì)量也就越高。但無論飼料品質(zhì)再高，水產(chǎn)動物也無法全部將飼料氮轉(zhuǎn)化為肌體蛋白氮。意味著投入到池塘的飼料氮除了部分轉(zhuǎn)化為水產(chǎn)動物的蛋白氮外，還有部分飼料氮會轉(zhuǎn)化為氨氮進入養(yǎng)殖環(huán)境。

在高密度養(yǎng)殖的情況下，水產(chǎn)動物排出的氮（氨）如果積累，對養(yǎng)殖動物就有不良影響，必須處理。這是水產(chǎn)養(yǎng)殖中氮的害處。

63氮的功與過（2）

任何生物的代謝終產(chǎn)物對自身有毒。氨氮是水產(chǎn)動物代謝的主要終產(chǎn)物。因此，高濃度的氨氮對養(yǎng)殖動物有毒，其致死濃度不同養(yǎng)殖品種不同，同一品種在不同生長階段對氨氮的耐受性也不同。此外，氮是生物體蛋白構(gòu)成成份，氮的含量決定了養(yǎng)殖環(huán)境生物的總量。

在池塘養(yǎng)殖過程中，每天都必須投入飼料喂養(yǎng)水產(chǎn)動物，因此，每天都有新的氨氮進入水環(huán)境，如果氨氮不能及時處理，必然導(dǎo)致氮的積累，過多的氨氮積累將引起養(yǎng)殖動物過水環(huán)境產(chǎn)生各種問題。

氨氮積累對養(yǎng)殖動物的影響

1、直接致死。氨在水體中有兩中形態(tài)，NH3和NH4，其中后者毒性較低，有的文獻認為NH4無毒?？偘敝蠳H3和NH4的比例取決于pH值，pH值越高，NH3比例越大。

NH3在致死濃度之下，魚蝦類會急劇中毒死亡。發(fā)生氨急性中毒時，魚蝦表現(xiàn)為急躁不安，由于堿性水質(zhì)具較強刺激性，使魚蝦體表黏液增多，體表充血，鰓部及鰭條基部出血明顯，魚在水體表面游動，死亡前眼球突出，張大嘴掙扎。

氨的氧化物——亞硝酸對養(yǎng)殖動物也有很強的毒性，尤其是在淡水環(huán)境中。

2、器官損傷。在次致死濃度下，會破壞魚蝦皮、胃腸道的黏膜，造成體表和內(nèi)部器官出血。

3、免疫機能受損。在次低濃度下，養(yǎng)殖動物對病原的易感性增加。氨也會和其它造成水生動物疾病的原因共同起迭加作用，加重病情并加速其死亡。

4、慢性中毒。在0.01～0.02毫克/升的低分子氨濃度下，水產(chǎn)動物可能慢性中毒出現(xiàn)下列現(xiàn)象：一是干攏滲透壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)；二是易破壞鰓組織的黏膜層；三是會降低血紅素攜帶氧的能力。

5、抑制生長。魚蝦長期處于分子氨濃度為0.01～0.02毫克/升的水體中，生長會受到抑制。食欲差，飼料利用率下降。

氨氮過多對水環(huán)境的影響。

氮在環(huán)境中以無機態(tài)氮（氨氮、亞硝酸氮和硝酸氮）或有機態(tài)氮（細菌、藻類）的形態(tài)存在。

1、導(dǎo)致養(yǎng)殖水體氨氮濃度上升。引起養(yǎng)殖動物出現(xiàn)上述的各種問題。

2、導(dǎo)致養(yǎng)殖水體存在亞硝酸濃度上升的風險。

3、導(dǎo)致藻類生態(tài)紊亂。天氣良好時氨氮積累會引起藻類過度生長。過度生長的藻類的自我遮光以及對其他微量營養(yǎng)素的競爭引起藻類物種多樣性降低，一方面引起藍藻暴發(fā)和倒藻，造成藻毒素產(chǎn)生和水環(huán)境惡化、甚至崩潰。從而產(chǎn)生一系列魚蝦病害問題。

4、導(dǎo)致微生物生態(tài)紊亂。在碳源充足（藻類老化導(dǎo)致藻類胞外分泌物增加，微生物碳源增加）或人工補碳的情況下，氨氮過多會導(dǎo)致微生物過度生長。微生物過度生長引起氧濃度降低，進而引起微生物種群發(fā)生變化，最終導(dǎo)致微生物生態(tài)系統(tǒng)紊亂，導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰和魚蝦病害發(fā)生。

5、藻類老化和微生物過量一方面導(dǎo)致底層溶解氧不足，大量的死亡藻類和微生物絮團沉淀引起池塘底部惡化、病原滋生和有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生。

因此，氨氮過量是直接引起魚蝦病害和引起池塘生態(tài)系統(tǒng)退化、惡化和崩潰而導(dǎo)致魚蝦病害的重要根源。

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