譯/珠江水產研(yán)究所 林文輝
理解水產養殖係統中的氨並(bìng)進行控製是很關鍵的。如果氨積累了,對魚類是有毒的,並可能有損於任(rèn)何魚類生產係(xì)統。氨濃度一旦達到毒性水(shuǐ)平,魚類就不能從其飼料中獲取所需的能量。如(rú)果氨濃度達(dá)到足(zú)夠高的(de)水平(píng),魚類將會變得遲鈍,昏昏沉沉,最終可能導致死亡。
在合理管理的水(shuǐ)產養(yǎng)殖池塘環境中,氨很少積累到致死濃度。然而,雖然不會導致死亡,但(dàn)會有負麵影響:生長速度降低、飼(sì)料轉(zhuǎn)換率差,抗病能力(lì)下降等。所以,即使魚類沒有死(sǐ)於直接的氨中毒,但會以其他方式影響生產係統,最(zuì)終影響整體(tǐ)養殖效(xiào)果。
氨的動力學
單一的一次測量隻能提供測量(liàng)樣品那一瞬間的氨濃度。氨的生產、清除和轉化過程是(shì)很複(fù)雜的(de),一整年的養殖(zhí)過程中都在不斷變化。隻(zhī)有在不同(tóng)時間采樣和記錄的數(shù)據才能反映氨(ān)影響水產養殖係統過程更詳細、更準確的信息。
氨主要來源於魚(yú)類的排泄。其排泄率直接與投餌率以及所使用的飼料(liào)蛋(dàn)白質水平直接有關。隨著飼料(liào)蛋白在魚(yú)體內分解,一些飼(sì)料蛋白用於形成魚體蛋白(肌肉),另一些飼料蛋白作為能源,所產生的氨通過(guò)鰓排出。飼料中的蛋白質是投喂飼料(liào)的池塘中大多數(shù)氨的首要來源(yuán)。
氨的另一個主要來源是從池塘底(dǐ)泥擴散出來的。大量的有機物質或由藻類所產生或作為飼料(liào)投入(rù)到池(chí)塘中。糞便(biàn)固體和死亡藻類(lèi)沉澱到池塘底部(bù)並開始分解。這一過程會產生(shēng)氨,並從底(dǐ)部淤泥擴散到水體中。
氨的匯
幸運的是,有幾個過程可以導致氨的流失或轉化(huà)。最重要的過程是氨通過藻類和其他植物(wù)的吸(xī)收而流失。植物以氮作為一種(zhǒng)營養物質用於生長。光合作用就像一塊海(hǎi)綿一樣吸收氨,所以池塘中整體植物或(huò)藻類的生長可以幫助氨的利用。當然,植物生長過多對(duì)溶解氧水平的(de)晝(zhòu)夜變化有影響,會導致夜間溶解氧非常低。
氨的(de)另一個清除過程(chéng)是氨的轉化,即通過硝化。在水產養殖環境(jìng)中有(yǒu)兩種主要類型的細菌,硝化細菌(jun1)和亞硝化細菌,通過兩步過程有效(xiào)地(dì)氧化氨。第一步是將氨(ān)轉化為亞硝(xiāo)酸(NO2-),再轉(zhuǎn)化為硝酸(NO3-)。從根本上講,硝化是氮複合氧化的過程(氮原子失去電(diàn)子並有效地轉移到氧原子上)。
有幾個因素影響硝化的速度,理解(jiě)這些因素並在不同時間測量氨,可以為明確的(de)管理決策提供(gòng)更好的理解。氨濃(nóng)度、溫(wēn)度和溶解氧濃度都起著主要作用。在夏季,氨濃度通常是非常低的,硝化的速度以及處理(lǐ)過剩(shèng)的氨的細菌類群(qún)也是很低的(de)。在(zài)冬季,低溫抑製微生物的活性(xìng)。然而,在春季和秋季,氨的濃度和溫度的水平有利於更高的硝化(huà)速度。在許多池塘,春季和秋季往(wǎng)往是(shì)亞硝酸濃度的(de)高峰期。
最有可能的氨問題
美國環境(jìng)保護署(EPA)基於氨(氮)接觸時間建立了三種標準(一種急性和兩種慢性)。急性(xìng)的標準是1小時平均接觸濃度,是pH值的函數。一個慢性標準是30天的平均濃度,是(shì)pH值和溫度(dù)的(de)函數。另一個慢性標準是在30天內最高的4天的(de)平(píng)均濃(nóng)度,以30天慢性標準的2.5倍計算。EPA的標(biāo)準有助於確定什(shí)麽時候氨可能有(yǒu)問題。
與一(yī)般的(de)推測相反,冬季的氨濃度往(wǎng)往(2.5-4.0 mg/L或更高)要比夏季(~0.5mg/L)更高(gāo)。冬季氨(ān)(氮)的30天(tiān)慢性標(biāo)準的(de)範圍大約為1.5-3.0 mg/L,取決於pH值。在冬(dōng)季的某些時(shí)間段,當魚類免(miǎn)疫係統被低(dī)溫抑製(zhì)時(shí),氨濃度可能會超(chāo)過這些值。
另一個相關的氨問題發生於倒藻之後。死亡(wáng)藻類的快速分(fèn)解降低(dī)了(le)溶解氧和pH值,並提高了氨和二氧化碳的濃度。倒(dǎo)藻(zǎo)之後,氨濃度會上升到6-8 mg/L,pH值會下降到(dào)7.8-8.0。4-天的慢性(xìng)標(biāo)準範圍從pH值為8.0的、大約2.0 mg/L到pH值(zhí)為7.8的、大約3.0 mg/L。因(yīn)此,水(shuǐ)華(huá)倒藻之後的氨(ān)濃(nóng)度可能會超過4-天的(de)慢性(xìng)標(biāo)準。
有毒性的非(fēi)離子氨濃(nóng)度的晝夜變化取決於光(guāng)合作用引起的pH變化,以及影響程度較小(xiǎo)的溫度的(de)變化。在夏末或初秋,氨濃度開始升高,但pH值的晝夜(yè)變化(huà)仍然很大。在這種(zhǒng)情況下,魚類可能每天幾個小時接觸到超過急性標準的氨濃(nóng)度。如果傍晚pH值約9.0,急性(xìng)標準是1.5-2.0 mg/L總氨氮。在夏季這個濃度通常小於0.5mg/L,所以,如果傍晚pH值小於9.0,魚類不太可能受應激。
氨的管理
即使在一個(gè)大型池塘水產養殖係統中實際的氨管理作用可能很有限,還是有一些方法能降低氨水(shuǐ)平(píng),但其他的方法(fǎ)可能(néng)使局勢更(gèng)加惡(è)化——沒有一種方法是完全長期的(de)解決方案。
降低投餌率——由於(yú)過剩的飼料(liào)和魚類的排泄(xiè)是氨積累的主要罪魁禍首,因此,隻投喂(wèi)魚類所需要的(de)飼料量似乎是(shì)合理的。這不是短期的修複(fù),而是更好的全程(chéng)管理(lǐ),有助於保(bǎo)持合理的氨水平。使用如YSI 5200A (www.ysi.com.5200A)或5400(www.ysi.com/5400)等儀器連續監(jiān)測與內置Feed SmartTM軟件(jiàn),可以基於用戶輸入的數據輕鬆地管理的(de)飼料的投喂率。
增加曝氣——曝(pù)氣在減少總體池塘氨濃(nóng)度上是無效的,因為相對於池塘而言曝氣的池塘麵積很小。然而,它的確增加了溶解氧水平從而減少魚類的(de)應激。應避免激烈曝氣,以防底部沉積物被攪動(dòng)而造成氨濃度增加。
堿(jiǎn)化——使用諸如熟石灰或生石灰(huī),實際上會由(yóu)於pH值的突變和大幅度升高而使潛(qián)在的不良情況變得更糟糕。pH值的提高會(huì)將氨轉化為對魚類有毒的形態。此外,石(shí)灰中的鈣會與可(kě)溶性磷起反應(yīng),並從水中清除(chú),而使其對藻類不可用。
許多魚塘有足夠的堿度,所以將堿度提高到20 mg/L CaCO3以上(shàng)不會有(yǒu)更多的好處。它隻會通過緩和下午高pH將氨的分布從有毒形式轉化為無毒形式,並不是從根本上解決氨濃(nóng)度高(gāo)的根源。
施磷肥——在(zài)普通的(de)池塘條件下,藻華是非常密集,其生長速度是受光的可利用性的限(xiàn)製而不是營養(yǎng)素如磷或氮的限製。添加磷很(hěn)少能降低氨的濃度(dù),因(yīn)為在池塘(táng)自然條件下藻類已經以最快的速度在生長了(le)。
添加(jiā)細菌(jun1)改良劑——常見水生細菌是池(chí)塘(táng)生態係統中氨的不斷循環的一個重要部分。典型的池塘管理為細菌生長創造了非常(cháng)有利的條件(jiàn)。這種生(shēng)長和(hé)活動更多的是受氧氣可(kě)獲(huò)得性和溫度的限製而不(bú)是細菌細胞的數量。大多數的改良劑中,最豐富(fù)的細菌是分解有機物的。因此,如果細菌改(gǎi)良劑加速有機物的分解(jiě),會出現相反的有害影響,氨水(shuǐ)平實際上可能增加!
氨的測量
研究表(biǎo)明(míng)每天短時(shí)間(jiān)接觸遠高於那些商業池塘中檢測的氨濃度並(bìng)不(bú)影響魚類生長。然而,有些場合監(jiān)測氨水平絕對值得的。
用YSI Professional Plus (ysi.com/proplus)儀器讀取(qǔ)氨濃度並將(jiāng)數據保存,用桌(zhuō)麵(miàn)數據管理器軟件查看趨勢,可以得到對管(guǎn)理您的(de)水產(chǎn)養殖操作、放養密度、過度(dù)投喂和各種(zhǒng)問題的寶貴資料。
例如,在南方,通(tōng)常大多數池塘中的氨濃度在9月份開始上升(shēng),10月中旬附(fù)近出現高峰,一般在最後一(yī)個高投料期的5-6個星期之後(hòu)。約2-4周以後(hòu)亞硝酸濃度也達到高(gāo)峰。這(zhè)是一個廣義的模式,不會發生在每一(yī)個池塘裏。各種程度(dù)的氨或亞硝酸的問題可以在任(rèn)何時間發生,尤其是在9月和3月之間,測量將有助於了解這種模式。
藻華(huá)後(hòu)倒藻必須測量氨,在一年寒冷的(de)月份裏至少每周檢測一次,有助於(yú)識別趨勢和潛在的問題,不僅是氨,還有亞硝酸。
總之,氨水平很難迅(xùn)速和有效地矯正,特別是大池塘。所以,測量和了解您的池塘矯正高氨和亞硝酸水平的自然能力,能夠避(bì)免出現高濃度。發現矯正高氨水平有困難後,氨的測量可得到高亞硝酸水平一個良好的征兆,並允許(xǔ)操作人員(yuán)有效(xiào)地使用鹽來預防魚類亞硝酸中毒。還需要格外警惕倒藻之後(hòu)。一旦藻類重新建立,氨(ān)水平將通常(cháng)會再次回退到"正常"水平。
適(shì)當的氨管理的(de)主要關鍵是(shì)應用能將這種問題降到最小的魚(yú)類養殖實踐。這意味(wèi)著養殖密度合理,盡可能經常收捕以保持常規載魚量,防止載魚(yú)量過大,以及采用良好的投喂實踐使飼料被魚類攝食(shí)的(de)比例最大(dà)化以避免過剩。
測量氨並識別趨勢和水平,以便於您的操作(zuò),是理解您的養殖場(chǎng)的良好運做決(jué)策的最簡單的方法。糾正氨的問題是很難的,所以保持一個積(jī)極主動采樣程序有助於防止高度的濃氨(ān)和亞硝(xiāo)酸。
如果要測量許(xǔ)多池塘或魚池的(de)話,一些氨試劑盒是可以節省時間的,但可能隻給出一種指示或(huò)氨的範圍。帶pH值和氨傳感器(qì)的(de)手持儀器可以更快、更(gèng)準確地了解您的係(xì)統的氨問題,從而更快地做出(chū)決定,提高養殖場效(xiào)率。(本文轉自國際水產飼料)
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