池塘里的那些事兒：天然生產(chǎn)力（76、77、78）

簡(jiǎn)介：林文輝，中國(guó)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展咨詢委員會(huì)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(guó)家獸醫(yī)協(xié)會(huì)《水產(chǎn)執(zhí)業(yè)獸醫(yī)考試指南》編寫，翻譯美國(guó)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(guó)池塘生態(tài)研究理論基礎(chǔ)。

76天然生產(chǎn)力與池塘承載量
根據(jù)光合作用通用方程： 16NH4 + 92CO2 + 14HCO3 + 92H2O + H2PO4 —> C106H263O110N16P+ 106O2 我們可以發(fā)現(xiàn)，藻類每產(chǎn)生106摩爾氧，會(huì)同化16摩爾氨氮，或每產(chǎn)生 1 毫克氧，可同化0.1761毫克氨氮。而池塘中每投入 1 公斤飼料（蛋白含量40%、碳含量50%、飼料系數(shù)1.2）消耗1000克氧并產(chǎn)生40克氨氮，或每消耗1毫克氧會(huì)產(chǎn)生0.04毫克氨氮?？梢姽夂献饔卯a(chǎn)氧與飼料耗氧相同的情況下，藻類對(duì)氮的同化量是飼料氮產(chǎn)量的4.4025倍。意味著在沒有使用增氧裝置、飼料所消耗的溶解氧都來自光合作用的剩余氧的情況下，池塘中不會(huì)有氮的積累。 根據(jù)上述結(jié)論，理論上可知當(dāng)人工增氧超過光合作用剩余氧的3.4025倍的時(shí)候，藻類不能完全同化由飼料產(chǎn)生的氨氮，必然造成池塘氨氮的積累，如果池塘沒有其它氮處理手段，就必須通過換水，將氨氮轉(zhuǎn)移出池塘，才能解決氨氮的積累問題。 由此可見，池塘飼料承載能力在有增氧裝置、且氧不受限制的情況下，是池塘天然生產(chǎn)力的函數(shù)。如果飼料質(zhì)量按上述例子為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)天然生產(chǎn)力剩余氧為y（公斤/畝），則 池塘飼料承載量 = 4.4025×y（公斤/畝） 如果投餌率為魚蝦體重的2.5%，在不換水的情況下，則： 池塘的載魚量= 4.4025/2.5% = 176.1y（公斤/畝）。 當(dāng)然，實(shí)際關(guān)系比這復(fù)雜得多，影響因素也很多，與養(yǎng)殖模式、飼料質(zhì)量、養(yǎng)殖品種、投喂策略、氣候條件等都有關(guān)系。本例子只是簡(jiǎn)單地表明池塘天然生產(chǎn)力與池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量之間的示意關(guān)系。亦即通過提高池塘的天然生產(chǎn)力，可以提高池塘的承載量。

77天然生產(chǎn)力與魚蝦病害

對(duì)于天然水體而言，天然生產(chǎn)力決定了單位水體的漁獲量，也就是產(chǎn)量，如水庫、湖泊。而對(duì)于人工投喂飼料的池塘而言，天然生產(chǎn)力則決定了池塘的凈化能力，即池塘的飼料承載量。
一個(gè)池塘的天然生產(chǎn)力不是一成不變的，對(duì)于堿度、溫度確定的池塘來說，天氣是影響天然生產(chǎn)力的最大因素。在晴天的日子里，天上飄來一片云，遮擋了太陽，天然生產(chǎn)力的最基礎(chǔ)表現(xiàn)——光合作用即刻降低。也就是說，池塘的天然生產(chǎn)力是時(shí)時(shí)刻刻在發(fā)生變化的。
當(dāng)飼料輸入量小于池塘的最低天然生產(chǎn)力承載能力時(shí)，池塘水體不會(huì)有任何問題。當(dāng)飼料輸入量大于一段時(shí)間（如幾天的陰雨天、或藻類老化等）的平均天然生產(chǎn)力的承載能力時(shí)，池塘水體可能由于污染的積累而出現(xiàn)水質(zhì)波動(dòng)，進(jìn)而造成魚蝦病害發(fā)生。
飼料的進(jìn)步提高了飼料中碳氮的有效率（降低污染）、增氧機(jī)的使用又進(jìn)一步提高了飼料效率和水體污染物的凈化效果，因而在相同的池塘天然生產(chǎn)力條件下，我們池塘的飼料承載能力有了大幅度的提升，這是上世紀(jì)80年代后池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量不斷提升的主要因素。但是，我們忽略了天然生產(chǎn)力的作用，以至于從上世紀(jì)80年代以后，基本上見不到關(guān)于池塘天然生產(chǎn)力研究的文獻(xiàn)。
隨著產(chǎn)量的進(jìn)一步提高，飼料的污染超出了池塘自凈能力，轉(zhuǎn)移是唯一的途徑。因而大幅度的水交換成了池塘養(yǎng)殖的趨勢(shì)，最終整個(gè)養(yǎng)殖區(qū)域的大環(huán)境被污染（當(dāng)然，也有市政、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、餐飲等污染），池塘雖然換了水，但由于水源污染，換水的作用并不理想，于是，病害開始高頻率發(fā)生。

78輔助生產(chǎn)力與可控生態(tài)

池塘生態(tài)系統(tǒng)紊亂、病害發(fā)生的根源在于兩個(gè)方面，一是生產(chǎn)力的不穩(wěn)定性（天氣變化、藻相變化等），二是飼料投入量與生產(chǎn)力不匹配，污染超出了生產(chǎn)力的凈化能力。那么，如果能使池塘的生產(chǎn)力穩(wěn)定，并加以提高，以滿足飼料投入量的需求，這樣，池塘生態(tài)在一定范圍內(nèi)就可以人為控制了。
一般來說，池塘的生產(chǎn)力來自天然生產(chǎn)力，即光合作用。有人把飼料投入也當(dāng)成生產(chǎn)力，這是不完善的。所謂生產(chǎn)力，其本質(zhì)是能量輸入。就天然生產(chǎn)力而言，其能量輸入方式為：
二氧化碳 + 水 + 光能 —> 碳水化合物 + 氧氣 （CO2 + H2O + 光能 —> CH2O + O2）
其中，二氧化碳和水是能量的載體，其能量以可燃物（CH2O）和燃素（O2）的形式存在。也就是說，可燃物和燃素是太陽輻射輸入池塘的具體形式。
例如，某池塘每平方米每天光合作用效率是4～16克氧、3.75～15克碳水化合物，即陰天時(shí)是4克氧、3.75克碳水化合物，晴天時(shí)是16克氧、15克碳水化合物。這種天氣的波動(dòng)是造成池塘生產(chǎn)力波動(dòng)進(jìn)而引起池塘生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定、不可控的主要因素。
既然引起池塘生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定、不可控的光合作用是以可燃物（CH2O）和燃素（O2）的形式輸入池塘，那么，如果在太陽輻射不足，光合作用效率下降的時(shí)候，人為直接輸入CH2O和O2不就可以避免天氣變化引起的池塘生態(tài)系統(tǒng)不可控的麻煩。例如在上述池塘里，晴天時(shí)光合作用生產(chǎn)力是16克氧、15克碳水化合物。也就是說，直接往池塘里人為輸入16克氧、15克碳水化合物就相當(dāng)于一個(gè)晴天的生產(chǎn)力。這種人為直接輸入光合作用產(chǎn)物（生產(chǎn)力）的方式我們稱為輔助生產(chǎn)力。
對(duì)于某個(gè)具體池塘，我們?cè)O(shè)定目標(biāo)生產(chǎn)力=實(shí)際光合作用（即天然生產(chǎn)力）+輔助生產(chǎn)力，這樣，無論天氣如何變化，我們可以通過輔助生產(chǎn)力的靈活應(yīng)用與調(diào)節(jié)，使池塘生態(tài)系統(tǒng)處于一個(gè)相對(duì)可控、穩(wěn)定的狀態(tài)。