2015年12月,在武汉开幕的研讨会上,中国水产科学研究院珠江水产研究所林文辉老师给大家分享了《池塘氧债管理与鱼虾病害防控》的精彩报告,下面是报告全文:

珠江水产研究所林文辉老师

一、概述

一般认为,池塘养殖的溶解氧主要来自光合作用,但是,光合作用输入到水体的,不仅仅是氧:

如果池塘的氧主要来自光合作用,那么, CH2O去哪里了?

传统养殖中的白撞雨

久晴之后来一场暴雨往往给池塘养殖造成一些麻烦。传统的白撞雨是这样,当今许多大水面养殖的“翻塘”也是这样。

很显然,暴雨只是个外因而已。造成大面积死亡的根源还是内在因素:是什么原因导致池塘瞬间缺氧?而翻塘所产生的问题往往不只是缺氧那么简单!

二、碳汇与氧债

在自然界的食物链中,碳既作为生物体的基本骨架,又作为能量的载体。一种生物既是前端生物的碳汇,又是后端生物的碳源。池塘养殖的本质是蛋白转化,蛋白含碳52%,因此,在某种意义上也可以认为是碳的转化——把饲料碳转化为水产品中的碳——碳汇。饲料中输入的,既没有作为能量释放,又没有转化为“碳汇”的物质,就是氧债。

人工投喂池塘

无增氧设施的粗放养殖模式,有:剩余氧= 35% - 13% = 22%。每公斤饲料的氧需要量(DOD,Diet Oxygen Demand,kgO2/kg饲料)为:DOD = (饲料碳含量 – 鱼体碳含量/饲料系数)×32/12。如果饲料的消化率也是80%,同化率也是30%,呼吸率也是50%,残余物耗氧量也是50%,则饲料的 DODr = DOD×60%。池塘的饲料承载能力(DLC, Diet Loading Capacity):DLC =天然生产力×(碳汇p%+氧债p%)/[DOD×(1 - 碳汇d% - 氧债d%),p光合作用;d饲料;

饲料中的碳汇与氧债

饲料质量决定了饲料对氧的需要,如果氧不充足,饲料不仅浪费,而且变成氧债。投入池塘的饲料是否形成氧债,取决于供氧情况。少给10%的氧,就等于浪费10%的饲料!

生态系统中的碳汇与氧债

活体生物死亡了,碳汇就变成了氧债。活体生物同化了有机物,氧债就变成了碳汇。

三、氧债的风险

氧债存在的前提条件是溶解氧分布不均匀。池塘溶解氧的分布特征是上层高,下层低。这是因为无论是通过光合作用还是人工机械增氧,氧都是从上往下扩散的。

而池塘中的大多数耗氧因子,尤其是那些主要来自死亡的藻类、生物絮团、残饵、粪便等有机物质,都沉淀在池塘的底部。它们在池塘底部微生物的作用下,使得底部对氧的消耗特别大,因而更进一步加大了底部溶解氧的不足。

氧债形成的诱因

1、底部耗氧因子对氧的消耗速度与表层溶解氧向下扩散的不足是氧债形成的诱因。

2、氧债所导致的风险并不出现在光合作用弱、溶解氧缺乏的阴雨天气,相反,氧债所导致的风险主要发生在阳光充足、光合作用旺盛、溶解氧过饱和的晴天!

3、晴天强烈的光照引起池塘表层温度上升,导致上下水体形成温差,阻碍了水的对流与氧的扩散。

4、光合作用旺盛导致藻类繁殖加速,降低水体透明度,进一步加重水的热分层!

5、表层强烈的光合作用导致溶解氧过饱和,光合作用产物—溶解氧流失而碳水化合物则保留在水中。

6、上层水质优良,往往造成养殖户增加投饵量,残饵、粪便增加,池塘底部耗氧因子大幅度增加!

7、均温层溶解氧耗竭,泥水界面氧化层消失,底泥内部还原物质进入均温层,氧债增加。

8、均温层内有机物质无氧发酵,产生各种能够瞬间消耗氧气的化学还原物质和不稳定中间体!

9、连续的晴天光合作用旺盛,藻类生长迅速,而分层的水体阻断了微量元素的周转导致藻类老化。

10、老化藻类下沉到均温层发酵,产生藻毒素、细菌毒素,化学毒素等一些列有害物质!

病害爆发

此时,只要风吹草动,如一场雨,引起上下水体对流;或由于倒藻而缺氧,一开动增氧机或者甚至只是加水引起池塘水体流转,池塘就会产生灾难性后果。因此,我们往往把后果归咎于外在因素!如暴雨啦、倒藻啦,等等。

另一方面,均温层氧化还原电位变化的同时,微生物种群也在发生变化!低溶氧、厌氧条件下为某些病原微生物的大量繁殖提供了机会。已知兼性厌氧的细菌性病原菌有:黏细菌、荧光假单胞菌、水型点状假单胞菌、气单胞菌、嗜水气单胞菌、温和气单胞菌、鮰爱德华菌、鲑肾杆菌、鳗弧菌、副溶血弧菌、溶藻胶弧菌、哈维氏弧菌、巴斯德菌、迟缓爱德华菌、链球菌、诺卡菌等。厌氧或缺氧的池塘底部均温层是这些病原微生物大量繁殖的重要场所。

四、氧债动力学

投入到池塘的碳具有双重功能——结构与能量。一部分用于生长,一部分用于能量,无论是鱼虾还是各种其它生物:

这个过程称为氧呼吸,完成这个过程的生物称为好氧生物。在均温层中,由于水体分层而导致氧无法到达,因此,有氧呼吸很快就结束了。第二个替代氧作为电子受体和氢受体的是氧化态的氮:

土壤中的氧化物此时也参与作为电子受体和氢受体,所形成的还原性物质则积累于均温层水体中:

当电位继续降低时,硫酸盐成为电子受体和氢受体,同时产生极毒化合物——硫化氢:

Fe2+ 能够与S2-形成黑色的FeS,因此,高度还原并且有毒的水体总是带黑色的。一旦发生翻塘,水体就会泛红:

可以很清楚地推论,伴随着整个均温层的电位变化的是微生物种群的变化。而微生物种群在演替的过程中,必然还发生着一些列的微生物生理生化的改变,也许,正是这些变化,导致了条件致病菌致病条件的形成,从而引起养殖动物病害的发生。

五、氧债的管理

氧债虽然给池塘养殖提高了养殖容量,但也带来了很高的风险。此外,氧债本身是一种能量,很多池塘水质管理与调节手段也包含了能量的补充,其本质是给池塘生态系统增加氧债。因此,在不同的养殖模式下,如何管理氧债,是养殖能否成功的关键。

(一)粗养池塘氧债的管理

粗养池塘指的是没有配置增氧机或有配置增氧机但只有缺氧的时候才运行,其投入的饲料所消耗的氧主要来自光合作用的养殖模式,也是我国传统的养殖模式。

粗养池塘氧债的管理主要是做好清淤、晒塘翻耕、适当排污与换水、揇泥与拉网、慎用碳源等工作。

(二)精养池塘氧债的管理

精养池塘由于养殖密度高,需要大量投入饲料,因此,必须配置足够的增氧装置来满足池塘对溶解氧的需求,所以,光合作用输入的溶解氧对于池塘氧的供应来说不是主要来源。氧债的主要源头是饲料中的CH2O,高密度精养池塘很多时候相对于氮而言,碳本身不足,因此,如何充分利用氧债作为能量,提高碳氮平衡度,是精养池塘氧债管理的核心。

精养池塘氧债的管理主要是做好清淤晒塘翻耕、增氧机管理、底部沉淀物再悬浮、使用纯氧供氧、使用碳源时应了解氧债水平。

相关产品介绍

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人物：李老板

养殖区域：台湾台东

养殖品种：白虾,投放80万尾

养殖面积：3亩,水深1.5米

使用目的：在养殖初期时,池水太过于肥沃且有机质太多,造成水面上泡沫多且氨氮值开始升高,故使用南极土处理该水质问题。

使用产品：使用南极土2公斤/亩

使用方式：将南极土放入桶中,接着注入池水搅拌后,待至南极土微溶解后,均匀泼洒于池中。

使用效果：在养殖初期遇到水面上泡沫多显示有机质相对多,监测水体氨氮超过标准。当使用南极土约三天后可以看到,水面上泡沫明显减少,水体氨氮检测结果为0ppm。

使用南极土前,水面泡沫多,体氨氮逐渐升高

使用南极土后,水面泡沫减少外氨氮同时下降