有調(diào)查顯示水產(chǎn)養(yǎng)殖中淡水養(yǎng)殖池塘水質(zhì)因子重要程度排序為:“DO (溶解氧)> pH > 浮游植物量 > 透明度 > TN (總氮)> 浮游動物量 > 水溫 > BOD (生化需氧量)> 水色 > 鹽度 > 總硬度,根據(jù)重要程度的大小排除了不重要的水質(zhì)因 子,最終確定了 DO、pH、透明度、浮游植物量、TN (總氮)5 個指標為池塘水質(zhì)評價的指標體系”。我們姑且不討論正確與否,先來談一談這5個指標吧。
一、溶解氧
(一)溶解氧的概念
溶解氧(DO)是指溶解在水中的分子態(tài)氧。溶解氧在淡水生態(tài)系統(tǒng)和水環(huán)境生物地球化學(xué)循環(huán)中具有重要意義。溶解氧是維持水體生態(tài)環(huán)境動態(tài)平衡的重要環(huán)境因子,也是維持水生生物生存的必要條件,并參與部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化。溶解氧濃度能夠反映出水體受到的污染程度,特別是有機物的污染程度,是衡量水質(zhì)的重要指標。
我國漁業(yè)水質(zhì)標準規(guī)定,一晝夜16小時以上溶氧必須大于5毫克/升,其余任何時候的溶氧不得低于3毫克/升。我國湖泊、水庫等大水體的溶解氧平均檢測值大多在7毫克/升以上(僅一些緊靠城市的湖泊,由于受工業(yè)和生活污水污染,溶解氧在4毫克/升左右)。特別是在水庫中,由于庫水經(jīng)常交換及不同程度地流動,所以,水庫水的溶氧充足、穩(wěn)定而且變化小,分布也較均勻。故對于湖泊、水庫、海灣等大水面,溶解氧并不是養(yǎng)魚的主要矛盾;而對于池塘等靜水小水體,溶解氧的多少往往是魚類生長的主要限制因子。
(二)溶解氧在水生生態(tài)系中的作用
溶解氧在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的重要性,除了表現(xiàn)為對養(yǎng)殖生物有直接的影響外,還對餌料生物的生長,對水中化學(xué)物質(zhì)存在形態(tài)有重要的影響,因而又間接影響到養(yǎng)殖生產(chǎn)。
1。溶氧動態(tài)對魚的影響
魚類為維持正常的生命活動,必須不斷呼吸。其呼吸耗氧速率與各種內(nèi)因(如種類、年齡、體重、體表面積、性別、食物及活動強度等)、外因(溶氧、二氧化碳、pH、水溫等)有關(guān)。水中溶氧含量偏低,雖未達到窒息點,不會引起魚類的急性反應(yīng),但會引起慢性危害。魚、蝦就會游向水面,呼吸表層水溶氧,嚴重時吞咽空氣,這一現(xiàn)象稱為“浮頭”。大規(guī)格魚浮頭的危害比魚苗嚴重,對蝦浮頭的危害比家魚嚴重。對于家魚,早晨短時間浮頭危害不大。海水養(yǎng)殖的對蝦耗氧比魚類高,浮頭即會引起大批死亡。對于海水,因含有大量的SO42,低氧條件下容易產(chǎn)生H2S,因此,在海水養(yǎng)殖中應(yīng)嚴防魚、蝦浮頭。溶氧量低還會影響魚蝦的攝餌量及餌料系數(shù),如果養(yǎng)殖魚蝦長期生活在溶氧不足的水中,攝餌量就會下降。例如,當溶氧從7~9毫克/升降到3~4毫克/升時,鯉魚的攝餌量約減少1/2。水中溶氧低于3毫克/升對蝦的攝食受到抑制。在低氧條件下,魚、蝦的生長速度減慢,飼料系數(shù)增加。根據(jù)草魚飼養(yǎng)試驗,在溶氧2.7~2.8毫克/升條件下養(yǎng)殖比在溶氧5.6毫克/升條件下養(yǎng)殖的生長速率低約10倍,飼料系數(shù)高4倍。當然影響飼料系數(shù)的因素是多方面的,溶氧狀況只是其中重要因素之溶氧量低也影響?zhàn)B殖魚、蝦的發(fā)病率,如魚、蝦長期生活在溶氧不足的水中,體質(zhì)將下降,對疾病抵抗力降低,故發(fā)病率升高。在低氧環(huán)境下寄生蟲病也易于蔓延。溶氧量低將導(dǎo)致胚胎發(fā)育異常:在魚蝦孵化期,胚胎對溶氧要求高,如溶氧不足易出現(xiàn)畸形,甚至引起胚胎死亡。溶氧低還會增加毒物的毒性。此外溶氧過飽和、飽和度太高又會引起氣泡病。
2。溶氧動態(tài)對水質(zhì)化學(xué)成分的影響
有機物在水中可被微生物作用而分解氧化。隨著氧化還原電位的降低,有機物氧化時接受電子的物質(zhì)被改變。有氧氣存在時電子接受體一般是氧氣,此時水的氧化還原電位一般在400毫伏以上。
當氧氣耗盡后,耗用電子接受體為NO3、Fe3、SO2-、MnO2等,氧化還原電位降低為負值,電子接受體被還原為相應(yīng)的還原產(chǎn)物。在氧氣豐富的水環(huán)境中NO3、Fe、SO42-、MnO2等是穩(wěn)定的;如水中缺氧,則被還原為NH4、Fe2、S2、Mn2等。此外在缺氧條件下,有機物氧化不完全,會產(chǎn)生有機酸及胺類等有害物質(zhì)。在有氧條件下,有機物氧化則較完全,最終產(chǎn)物為CO2、H2O、NO3、SO2等無毒物質(zhì)。當水體有溫躍層存在時,上、下水層被隔離,底層溶解氧可能很快耗盡,出現(xiàn)無氧環(huán)境。此時,上、下水層的水質(zhì)有很大差別,許多物質(zhì)含量不同。池中有穩(wěn)定的溫躍層,連續(xù)多日水對流交換達不到底部,使底層水缺氧,呈黑色,有濃重的H2S氣味,相應(yīng)地NO NH4、PO4含量均有明顯不同。
(三)池塘溶解氧的特性
1。池塘溶氧的補給與消耗
(1)溶氧的補給
1)空氣的溶解水面與空氣接觸,空氣中的氧氣將溶于水中,溶解的速率與水中溶氧的不飽和程度成正比,還與水面擾動狀況及單位體積的表面積有關(guān),也與風(fēng)力和水深有關(guān)。氧氣在水中的不飽和程度大、水面風(fēng)力大和水較淺時,空氣溶解起的作用就大。
2)光合作用水生植物光合作用釋放氧氣,是池塘中氧氣的主要來源。
3)補水魚池在補水的同時,可增加缺氧水體氧氣的含量。在工廠化流水養(yǎng)魚的池塘中,補水補氧是氧氣的主要來源。在非流水養(yǎng)魚的池塘中,補水量較小,補水對魚池的直接增氧作用不大。
池塘溶氧的補給主要是依靠水生植物光合作用所產(chǎn)生的氧氣。
在精養(yǎng)魚池中,浮游植物光合作用產(chǎn)生大量的氧氣,在水溫較高的晴天,溶氧往往會達到飽和度的200%以上。通常,晴天池水中浮游植物光合作用產(chǎn)氧占一晝夜溶氧總收入的90%左右。大氣中擴散溶入水中的氧氣并不多,特別是在靜水中,大氣中的氧氣只能溶于水的表層。白天表層水的溶氧高,其溶解速度大大下降,當表層溶氧超過飽和度時,其氧氣的溶解速度為零,表層過飽和氧氣反而向空氣中逸出。因此,大氣中的氧氣溶入池塘水中,主要在表層溶氧低的夜間和清晨進行。在晴天,大氣擴散溶入池水中的溶氧占一晝夜溶氧總收入的10%左右。
(2)溶氧的消耗
1)魚、蝦等養(yǎng)殖生物呼吸魚、蝦呼吸耗氧率隨魚、蝦種類、個體大小、發(fā)育階段、水溫等因素而變化。魚的呼吸耗氧率在63.5~ 665毫克/(千克·時)。在計算流水養(yǎng)魚的水交換速率時,常將魚的呼吸耗氧速率按200~300毫克/(千克·時)計算。魚、蝦的耗氧量(以每尾魚每小時消耗氧氣毫克數(shù)計)隨個體的增大而增加,而耗氧率(以單位時間內(nèi)消耗氧氣的毫克數(shù)計)隨個體的增大而減小。活動性強的魚耗氧率較大。在適宜的溫度范圍內(nèi),水溫升高,魚、蝦耗氧率增加。如23℃時日本對蝦耗氧率,體重為3.1克的個體,靜止時為193毫克/(千克·時),活動時為626毫克/(千克·時);體重16.1克的個體,靜止時為110毫克/(千克·時),活動時為446毫克/(千克·時)。體長為7.5厘米的中國對蝦耗氧率,10℃時為93.2毫克/(千克·時),20℃時為440毫克/(千克·時),28℃時為560毫克/(千克·時)。可見水溫和個體大小對生物的耗氧速率影響很大。
2)水中微型生物耗氧水中微型生物耗氧主要包括浮游動物、浮游植物、細菌呼吸耗氧以及有機物在細菌參與下的分解耗氧。這部分氧氣的消耗也與耗氧生物種類、個體大小、水溫和水中有機物的數(shù)量有關(guān)。據(jù)日本對養(yǎng)鰻池塘的調(diào)查,在20.5~25.5℃時浮游動物耗氧的速率為721~932毫克/(千克·時),原生動物的耗氧速率為 0.17×103~11×103毫升/(千克·時)。浮游植物也呼吸耗氧,只是白天其光合作用產(chǎn)氧量遠大于本身的呼吸耗氧量。據(jù)研究,處于迅速生長期的浮游植物,每天的呼吸耗氧量占其產(chǎn)氧量的10% 20%。有機物耗氧主要取決于有機物的數(shù)量和有機物的種類(在常溫下是否易于分解)。通常把這一部分氧氣的消耗叫作“水呼吸”耗
3)底質(zhì)耗氧底質(zhì)耗氧比較復(fù)雜,主要包括底棲生物呼吸耗氧、有機物分解耗氧、呈還原態(tài)的無機物化學(xué)氧化耗氧。
4)逸出當表層水中溶氧過飽和時,就會發(fā)生氧氣的逸出。靜止的條件下逸出速率是很慢的,風(fēng)對水面的擾動可加速這一過程。
養(yǎng)魚池中午表層水溶氧經(jīng)常過飽和,會有氧氣逸出,不過占的比例般不大。
池塘溶氧的消耗主要是水中浮游生物呼吸作用和水中有機物(在細菌的作用下)的氧化分解,俗稱“水呼吸”。這部分的耗氧要占晝夜溶氧總支出的70%以上(表1-2)。晴天上午11點到下午5 點,上層過飽和溶氧向空氣逸出的數(shù)量占一晝夜溶氧總支出的10% 左右。魚類耗氧量并不高,在水溫30℃時,池塘載魚量達560千克的池塘中,魚類耗氧量占一晝夜總支出的16%左右。塘泥的理論耗氧值雖高,但由于池塘下層水缺氧,故實際耗氧量很低,絕大部分理論耗氧值以氧債形式存在。塘泥的實際耗氧量與底層水的溶氧條件呈正相關(guān)。
2。池塘溶氧的變化規(guī)律
主要養(yǎng)殖水體的溶氧均有水平變化、垂直變化、晝夜變化和季節(jié)變化。水質(zhì)越肥,這種變化也越為顯著。因此,對于精養(yǎng)魚池而言溶氧的這4種變化規(guī)律也最為突出,對魚類生長的影響也最大。
(1)水平變化由于風(fēng)力的作用,池塘下風(fēng)處浮游生物和有機物比上風(fēng)處多,因此,白天下風(fēng)處浮游植物產(chǎn)氧和大氣溶入的氧氣都比上風(fēng)處高。風(fēng)力越大,上、下風(fēng)處的溶氧差距也越大。但夜間溶氧的水平分布恰恰與白天相反,是上風(fēng)處大于下風(fēng)處。這是由于集中在下風(fēng)處的浮游生物和有機物在夜間的耗氧比上風(fēng)處高,下風(fēng)處的耗氧速度比上風(fēng)處快,故上風(fēng)處的溶氧比下風(fēng)處高。據(jù)測定,夏季清 晨上風(fēng)處的溶氧比下風(fēng)處高0.78-1.20毫克/升。
(2)垂直變化池水溶氧有明顯的垂直變化。其主要原因是由于水中輻照度和浮游植物均有垂直梯度變化:白天,上層輻照度大,浮游植物數(shù)量多,光合作用產(chǎn)氧多;下層正相反,產(chǎn)氧少而有機物耗氧量大(特別是塘泥);加以白天由于水的熱阻力,上、下水層不易對流,盡管上層溶氧超飽和,在下層溶氧卻很低,在夏季溶氧往往趨于零。夜間,由于池水密度流,溶氧的垂直變化并不顯著。
(3)晝夜變化主要原因是白天輻照度強,浮游植物光合作用產(chǎn)氧量高,往往在晴天下午溶氧超過飽和度;到夜間浮游植物光合作用停止,池中只進行各種生物的呼吸作用,而大氣溶入表層水的氧氣又不多,致使池水溶氧明顯下降,至黎明前下降到最低,這就使溶氧產(chǎn)生了明顯的晝夜變化。一般來說,浮游植物數(shù)量越多,天氣越晴朗,溶氧的晝夜差異也越大。
(4)季節(jié)變化由于夏秋季節(jié)水溫高,浮游生物和微生物的新陳代謝強,生長繁殖快,水質(zhì)肥,耗氧因子多,溶氧的水平、垂直和晝夜變化十分顯著。冬春季節(jié),水溫低,則產(chǎn)生相反的結(jié)果(冬季冰封情況下例外)。
上述四個變化規(guī)律以溶氧的晝夜變化和垂直變化最顯著,在生產(chǎn)上也最為重要。它們互相關(guān)聯(lián)又互相制約,顯示了池塘溶氧在時間和空間上的變化情況。對精養(yǎng)魚池晴天不同時間水深與溶氧的變化測定表明,白天,上層溶氧隨輻照度的增加而升高,此時又因上、下水層的水溫差形成水的熱阻力,致使上層高濃度的溶氧無法及時地向下層補充,下層溶氧條件進一步惡化。在下午3點時,上層溶氧達到最高峰,恰恰是下層溶氧達最低值,缺氧水層向上延伸。夜間,上層水溫隨氣溫的下降而變冷,故產(chǎn)生密度流,池水中層、下層的溶氧逐漸得到補充,致使上層溶氧逐步下降,至清晨5點上層溶氧下降到最低點。此時上、下水層的溶氧差異基本消失,整個池水溶氧條件最差。
(四)其他水體的溶解氧
1.江河流動水體,以大氣溶解增氧為主,一般而言水體的溶氧較高,接近或達飽和狀態(tài)(魚類大多是喜氧性的)??菟诟哂谪S水期。
2.湖泊取決于空氣與水接觸的程度(風(fēng)浪)和溫度條件。一般而言,淡水中溶氧飽和含量為8~10毫克/升,大多數(shù)湖泊溶氧在7毫克/升以上。東北地區(qū)冬季冰封后,陰天易缺氧。
3.水庫與河流相比,水中溶氧充足、穩(wěn)定,分布較均勻,表層一般為7~10毫克/升。與池塘相比,水庫溶氧高,垂直變化小,晝夜變化小。
二、PH
1。pH的概念
水中能與強堿反應(yīng)的所有酸性物質(zhì)構(gòu)成的總和稱酸度,它主要包括弱酸性物質(zhì)(如碳酸、碳酸鈉、碳酸氫鈉等)構(gòu)成的分子酸度,以及由弱酸游離的氫離子構(gòu)成的離子酸度,其中離子酸度又稱pH。
pH是水溶液最重要的理化參數(shù)之一。凡涉及水溶液的自然現(xiàn)象、化學(xué)變化以及生產(chǎn)過程都與pH有關(guān),因此,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保和科研領(lǐng)域都需要測量pH。pH有時也稱氫離子指數(shù),由于氫離子活度的數(shù)值往往很小,在應(yīng)用上很不方便,所以就用pH這一概念來作為水溶液酸性、堿性的判斷指標。而且,氫離子活度的負對數(shù)值能夠表示出酸性、堿性的變化幅度的數(shù)量級的大小,這樣應(yīng)用起來就十分方便,并由此得到(在25℃下):中性水溶液,pH=7;酸性水溶液,pH<7,pH越小,表示酸性越強;堿性水溶液,pH>7,pH越大,表示堿性越強。
2。pH對魚類養(yǎng)殖的影響
根據(jù)我國漁業(yè)水質(zhì)標準,魚類養(yǎng)殖的水體適合pH范圍為6.5 8.5,最適宜的是弱堿性水體,即pH為7~8.5。過高或過低的pH都會對魚類生長造成損害。在低pH的水環(huán)境中,魚類血液中的pH也會相應(yīng)下降,導(dǎo)致血液對于氧的承載能力降低,魚類在缺氧的情況下會表現(xiàn)出呼吸困難、攝食量減少、消化率低以及生長緩慢等癥狀,在持續(xù)的低pH情況下會出現(xiàn)死亡的情況;高pH會影響魚類的血液循環(huán)并腐蝕魚類的皮膚,影響魚類的正常生長發(fā)育。一般酸堿度對于魚類致死的上限為pH為11,下限為pH為4,魚類生存在pH6.5以下,或pH9.5左右一段時間,雖不會立即死亡,然而對魚的生長及生殖均有不利的影響。
pH還通過影響其他環(huán)境因子而間接影響魚類的生長。如pH 過低,F(xiàn)e2和H2S的濃度會增高,而這些成分的毒性又和低pH協(xié)力作用增強毒性。pH過高也會增大氨的毒性,水體中的氨氮以兩種形式存在:離子態(tài)氨與非離子態(tài)氨,其中非離子態(tài)的氨對于魚類的生長危害極大,當pH為7時,絕大部分的總氨氮是處在離子狀態(tài)的;pH 為8.75時,30%的總氨氮處于非離子態(tài),對魚類的毒性極大。工廠化循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖一般通過附著在生物濾器的底層硝化細菌和亞硝化細菌進行硝化反應(yīng),將氨氮轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽和亞硝酸鹽氮,以此降低氨氮含量。養(yǎng)殖水體中的pH影響硝化細菌的活性和生長速度,生物濾槽上用以分解排泄物質(zhì)的硝化細菌其最適的pH范圍較小,為7~8。養(yǎng)殖系統(tǒng)中水體的pH會隨著養(yǎng)殖時間的增長而逐漸下降,原因是硝化反應(yīng)和魚類呼吸產(chǎn)生的CO2積累以及硝化反應(yīng)堿度的消耗造成的。CO2溶于水形成碳酸,硝化反應(yīng)中每克氨氮被氧化為硝酸鹽,需要消耗7.07克CaCO3堿度和產(chǎn)生5.85克CO2,這都會使水體的pH下降。如果pH降到6.8以下,將使硝化細菌的生長受到抑制,導(dǎo)致氨氮的轉(zhuǎn)化速率小于生長速率,氨氮含量上升。基于以上原因,系統(tǒng)中的pH要每天都監(jiān)控及維持在最適的范圍內(nèi)。
3。PH的日變化規(guī)律及分析
魚塘水中pH值的日變化從圖2可以看出,
魚塘表層水pH值在白天升高,從早上6:00開始
逐漸上升,至下午16:30~17:30達最大值,接著開始下降,直至次日日出前5:00達到最小值。
pH值的日變化規(guī)律對養(yǎng)殖管理有重要的指導(dǎo)意義和利用價值。這是因為氫離子濃度從多個方面影響到魚和魚的生產(chǎn)。魚類能夠安全生活的pH值范圍大致是6-9,而最適宜的范圍在鯉科魚類為弱堿性,即pH值為7~8.5,在鮭科魚類為中性附近,即pH值為7左右。pH值高于9.5-10,或低于4-5,都會直接造成魚的死亡。值得注意的是,養(yǎng)魚水體的pH值必須保持相對的穩(wěn)定。即使在允許的范圍內(nèi),pH值的變化過于頻繁,變化的幅度太大,也對生長不利,因此要求養(yǎng)殖水體具有一定的緩沖能力。
三、浮游植物量
(一)浮游植物概念
是指在水中以浮游生活的微小植物,通常浮游植物就是指浮游藻類,包括藍藻門 、綠藻門、硅藻門、金藻門、黃藻門、甲藻門、隱藻門和裸藻門八個門類的浮游種類,已知全世界藻類植物約有40000種,其中淡水藻類有25000種左右,而中國已發(fā)現(xiàn)的(包括已報道的和已鑒定但未報道的)淡水藻類約9000種。
(二)浮游植物的作用
水產(chǎn)養(yǎng)殖中浮游植物的濃度及豐度直接影響濾食性魚類的產(chǎn)量。
浮游植物也是測量水質(zhì)的指示生物,一片水域水質(zhì)如何,與浮游植物的豐富程度和群落組成有著密不可分的關(guān)系,浮游植物的減少或過度繁殖,將預(yù)示那片水域正趨向惡化。例如湖泊(水庫)浮游植物數(shù)量的增加,特別是藍藻瘋長和生長季節(jié)的延長就是是湖泊(水庫)富營養(yǎng)化的一個重要標志。
水質(zhì)污染的直接后果之一,便是浮游植物種類組成的變化。在未受污染的水體中,藻類種類的組成因季節(jié)和環(huán)境因素的變化而發(fā)生變化,但是這種變化在一個特定的水體中,在一般情況是有規(guī)律的,而在被污染的水體中則是隨污染物和污染程度的不同種群組成的變化卻是無規(guī)律的。特別是那些對環(huán)境變化較敏感,喜低溫,有機質(zhì)含量低,水體透明度大的金藻,在污染水體中變化最明顯。
此外,浮游植物也決定了水體呈現(xiàn)的顏色。據(jù)藻類的生物化學(xué)分析,各大門類幾乎各具特殊的色素,最普遍的有四大類,即葉綠素、胡蘿卜素、葉黃素和藻膽素。各門藻類因所含色素不同,藻體呈現(xiàn)的顏色迥異,如綠藻門為鮮綠色,金藻門呈金黃色,藍藻門多為藍綠色等,這也是富營養(yǎng)化的水體呈現(xiàn)五彩繽紛的原因所在。
當藻類過度繁殖出現(xiàn)“水華”時,水質(zhì)難以長期保持,天氣變化可能導(dǎo)致藻類因水生生物(包括自身耗氧)、有機質(zhì)大量耗氧而缺氧發(fā)生大量死亡,水質(zhì)便會迅速惡化變黑,甚至發(fā)臭,影響魚類攝食,有時引起魚浮頭甚至翻塘死魚造成經(jīng)濟損失。
魚池中常見的水華,按優(yōu)勢種可分為14個基本類型:
1、隱藻水華2、滕口藻水華3、裸甲藻水華4、角藻水華5、顫藻或席藻水華6、魚腥藻或擬魚腥藻水華7、微囊藻水華8、尖頭藻水華9、微型蘭球藻水華10、團藻目水華11、綠球藻目水華12、裸藻水華13、囊裸藻水華14、硅藻水華15、金藻水華。
拓展:
水色與藻類的關(guān)系
關(guān)于水色和浮游植物種類的關(guān)系,有過一些零碎的報道。一般說來,金藻、黃藻、硅藻、甲藻的細胞呈褐色或褐綠色,其水華也接近上述顏色;綠藻和裸藻細胞呈綠色,其水華也接近綠色;藍藻細胞呈深綠或藍綠色,其水華也接近深綠或藍綠。一般認為褐色、黃色或帶黃褐色的水是好水,綠色或藍綠色的水是不好的。然而實際情況要復(fù)雜得多。
首先,同一門藻類在色素組成上雖然有其通性,但還有特殊的情況。如藍藻門種類一般呈藍綠或灰綠。而有些種類(盂氏顫藻、泥褐席藻等) 因含較多的胡蘿卜素、葉黃素和藻紅素而使細胞呈黃褐、紅褐或紫紅等顏色。裸藻通常呈綠色;但血紅裸藻細胞內(nèi)有大量血紅素而使水呈紅褐色。有些藻類因具囊殼或被甲,水色也受殼、甲顏色的影響。
此外,同一種類的色素組成也可隨生活條件的變化而改變,特別是藍藻和綠藻,當種群達到指數(shù)增長期末時,常因養(yǎng)分(氮、磷、碳或微量元素)不足或其他原因而使細胞出現(xiàn)“老化'現(xiàn)象,這時葉綠素量減少而胡蘿卜素和葉黃素量增多,因而使藻體發(fā)黃或呈褐色。各種藻類對光照條件的色素適應(yīng)而改變顏色的現(xiàn)象更為常見。
根據(jù)我們的觀測,金藻、硅藻、隱藻、甲藻的水華幾乎都是褐、褐綠或褐青,而藍藻、綠藻和裸藻的水華就不僅呈綠和藍綠色,特別是藍藻水華幾乎在各種水色中都能出現(xiàn)。
可見,簡單地從水的顏色是難以判別浮游生物的組成的,何況,水質(zhì)的優(yōu)劣不僅是種類組成的問題。
漁民一般都認為紅褐、褐綠、褐青(墨綠)和綠色的水較好,藍綠、深綠、灰綠、黃綠、泥黃色等則是水色不正的劣水。但廣東有的地區(qū)把褐色水叫“老茶水',認為是很差的一種水,這是因為藍藻細胞老化后形成的水色。但是,甲藻、金藻、硅藻形成的水華也可能是褐色,而養(yǎng)魚效果就很好。大致說來,施肥初期形成的褐色水是好水,中后期從其他水色轉(zhuǎn)變?yōu)楹稚膭t是老水。
水色取決于許多因素,但在魚池肥水中主要是浮游生物的大量繁殖所引起的。浮游生物大量繁殖以致水色較濃甚至出現(xiàn)藻團、浮膜的現(xiàn)象稱水華,我們在養(yǎng)魚池中所見的水華,按優(yōu)勢種類可分為15個基本類型:
(一)隱藻水華
我國魚池肥水中最常見一種水華,全年均可出現(xiàn),其出現(xiàn)頻度在九江公社近80%,在無錫河埒口高產(chǎn)塘占2 4 %,在江、浙及遼寧地區(qū)由“ 南方技工管理的肥水中也幾乎全是這種水華。次優(yōu)勢種常為小環(huán)藻,藍隱藻和綠球藻目的一些種類。水色褐、紅褐、褐綠或褐青。
(二)膝口藻水華
是河埒口魚池夏季肥水最常見的水華,出現(xiàn)頻度達56.6 %。優(yōu)勢種為扁形膝口藻,次優(yōu)勢種常為隱藻和裸甲藻,有時綠球藻類也較多,水色褐青或褐綠。
(三)裸甲藻水華
由藍綠裸甲藻大量繁殖引起的,在河埒口和九江公社都較常見,夏秋較多,夏季常與扁形膝口藻共存。水色褐綠,褐青或鐵灰,水面常有云霧狀青綠色斑團,魚農(nóng)稱為轉(zhuǎn)水。
(四)角藻水華
僅在清河水庫養(yǎng)魚場一個養(yǎng)鯉池中初夏見到,優(yōu)勢種為飛燕角藻,水色呈不均勻的黃褐色,可見到飛燕角藻集群形成的濃褐色斑塊。
(五)顫藻或席藻水華
由顫藻屬和席藻屬的某些種類形成的水華,水色藍綠到灰綠,但個別種類可引起特殊的水色,如孟氏顫藻水華常呈黃褐色,微紅顫藻水華呈紅色,泥褐席藻水華呈紅褐色,多在夏季出現(xiàn)。
(六)魚腥藻或擬魚腥藻水華
由螺旋魚腥藻或其他魚腥藻屬種類以及擬魚腥藻屬引起的水華。優(yōu)勢種生物量極為突出,可占總量的9 5 %以上。水色藍綠或深綠,可見到翠綠色絮紗或藍綠色浮膜。夏季出現(xiàn)。
(七)微囊藻水華
優(yōu)勢種為銅綠微囊藻和粉狀微囊藻,水色藍綠、深綠或黃綠發(fā)白。銅綠微囊藻水華水面常有藍綠或黃綠色浮膜。主要在夏季出現(xiàn)。
(八)尖頭藻水華
水色藍綠或黃綠,水面常有浮膜。夏季或初秋出現(xiàn)。
(九)微型藍球藻類水華
由藍球藻目一些極微型種類引起的水華。優(yōu)勢種常為藍球藻、棒條藻、藍纖維藻、粘球藻、平裂藻等屬的種類,水色深綠、褐綠、褐、黃綠等,夏秋較多。
(十)團藻目水華
通常由衣藻、四鞭藻、空球藻、實球藻等形成的水華,隱藻和其他鞭毛藻類的數(shù)量也較多。水色綠,水面常有綠膜。全年均可出現(xiàn)。
(十一)綠球藻目水華
通常由小球藻、柵藻、四角藻、十字藻、綠球藻、空星藻等等形成的水華,隱藻等鞭毛藻類和小環(huán)藻常占一定數(shù)量。水色綠或黃綠,透明度較大。多在水淺和常施化學(xué)肥料的魚池出現(xiàn),全年均可見到。
(十二)裸藻水華
主要由血紅裸藻形成的水華,通常隱藻和其他鞭毛藻類的數(shù)量也較多。水色綠中發(fā)紅、綠色或紅褐色,水面常有時紅時綠的浮膜,夏秋較多。
(十三)囊裸藻水華
通常由棘剌囊裸藻、旋轉(zhuǎn)囊裸藻等形成水華,水面鐵銹色或紅褐色,多在夏秋出現(xiàn)。(十四)硅藻水華
主要由小環(huán)藻、針桿藻、舟形藻、菱形藻等形成水華,隱藻和綠球藻類通常也有較多數(shù)量。水色金褐,透明度較大。多在春秋出現(xiàn)。
(十五)金藻水華
常由棕鞭藻、單鞭金藻等形成水華,通常硅藻和隱藻的數(shù)量也較多。水色金褐色,透明度較大。主要在早春出現(xiàn)。
四、透明度
1。定義
透明度是用測定薩氏盤(黑白間隔的圓板)的深度來間接表示光透入水的深淺程度。
2。影響透明度大小的因素透明度大小取決于水的渾濁度(指水中混有各種浮游生物和懸浮物所造成的渾濁程度)和色度(浮游生物、溶解有機物和無機鹽形成的顏色) 在正常情況下,養(yǎng)殖水體中的泥沙含量少,其透明度的高低主要取決于水中的懸浮物,特別是精養(yǎng)魚池其透明度大小取決于浮游生第一章養(yǎng)殖水體的主要理化因子特性物和有機碎屑的多少。
3。不同水體的透明度
(1)池塘在魚類主要生長季節(jié),精養(yǎng)魚池水的透明度通常為0.2~0.4米,粗養(yǎng)魚池水的透明度為1.0~1.5米。
(2)淺水的藻型湖泊因藻類豐富,且易受風(fēng)浪攪動使底泥懸浮,故透明度較低,一般為0.3~1.0米。如武漢東湖平均透明度為0.73米。
(3)淺水的草型湖泊由于水草豐富,水中懸浮物少,透明度較高。如湖(1992-1993年)透明度年均值為1.043米,最高值為2.20米(4)深水湖泊多分布在我國邊疆地區(qū),其有機物往往缺乏,浮游生物量較少,透明度高。青海湖透明度為5~10米,新疆賽里木湖透明度達12米。
(5)河流受所處地帶的植被覆蓋和土壤、不同季節(jié)江河補給條件和流量、河流所夾帶泥沙量以及水生生物繁殖密度等影響而不同。一般河流上游透明度比中游高,枯水期透明度比豐水期高。
(6)水庫河水入庫后,流速降低,透明度要比河水高。大多大中型水庫敞水區(qū)的透明度在1~3米。洪水期間,當渾水從上游向下游推進時,魚群因受渾水嗆逼,向壩前集中,是捕撈好時機。
(7)內(nèi)灣半咸水地帶透明度較小。受潮汐、波浪的影響,比較渾濁,透明度小。
4。透明度的變化特點以精養(yǎng)魚池為例,養(yǎng)殖水體小、水質(zhì)肥、浮游生物量大,透明度變化越顯著 。
(1)季節(jié)變化在夏秋季節(jié),池水浮游生物和有機物多,透明度小;冬季水溫低,浮游生物量少,水質(zhì)清,透明度大。
2)日變化早晨浮游植物在池中的垂直分布基本均勻,其透明度大;下午浮游植物趨向上層,其透明度變小。上午8點和下午2 點池水同一測定點的透明度一般可相差5~15厘米。
(3)水平變化由于風(fēng)力的影響,下風(fēng)處池水濃,透明度變小;而上風(fēng)處水中浮游植物量少,池水較清,透明度相對增大。在風(fēng)力養(yǎng)殖水域水質(zhì)管理關(guān)鍵技術(shù)3~4級時,池水上、下風(fēng)處的透明度可相差5~20厘米。
5。透明度代表的水質(zhì)指標養(yǎng)殖水體透明度的大小不僅直接影響水中浮游植物的光合作用,而且還能大致地反映水中浮游生物的豐歉和水質(zhì)的肥度。特別是湖泊、水庫、池塘等靜水水體,水中的懸浮物質(zhì)主要以浮游生物為主,因此透明度可一般地指示湖泊、水庫、池塘中浮游生物的豐度。
透明度越小,浮游生物數(shù)量越多,透明度深度上的照度約為水表面的10%,補償深度約是透明度深度的2~2.5倍,浮游植物初級生產(chǎn)力水平最高水層約在透明度深度的1/2,透明度深度上的太陽輻射約為水表層的5%。
如肥水池透明度一般在25~40厘米,其日變化以及水平變化(上、下風(fēng)變化)大,表明水中溶氧條件適中,魚類易消化的藻類多。
透明度過大,表示水中浮游生物量少,水質(zhì)清瘦,有利于非濾食性魚類的生長,但不利于濾食性魚類生長;透明度過小,表明水中有機物過多,池水耗氧因子過多,上、下水層的水溫和溶氧差距大,水質(zhì)容易惡化。池塘水體的透明度和水色是漁民用來判斷水質(zhì)好壞和肥瘦的一個重要指標,也是對水質(zhì)管理和調(diào)控的依據(jù) 。
五、總氮(TN)
(一)總氮量
1。氮化合物的組成氮是構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的主要元素之一。水中氮化合物包括有機氮和無機氮兩大類。有機氮主要是氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸和腐殖酸等物質(zhì)中所含的氮。某些藻類和微生物可直接利用有機氮。在工廠化育苗池、溫室養(yǎng)鱉池、精養(yǎng)魚池中有機氮占有較大的比例;無機氮主要有溶解氮氣(N2)、銨態(tài)氮(NH4)、亞硝態(tài)氮(NO2)和硝態(tài)氮(NO3)。分子態(tài)氮只有被水中的固氮菌和固氮藍藻通過固氮作用才能轉(zhuǎn)化為可被植物利用的NH4(或NO3)。一般浮游植物最先利用的是銨態(tài)氮,其次是硝態(tài)氮,最后才是亞硝態(tài)氮。因此上述三種形式的氮通常稱有效氮,或稱為三態(tài)氮。亞硝態(tài)氮是不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物,對魚類和其他水生動物有較大的毒性。
在魚類主要生長季節(jié)的池塘中,當總銨超0.5毫克/升,亞硝態(tài)氮超過0.1毫克/升,表示水中受大量有機物污染。而精養(yǎng)魚池在夏秋季節(jié)則往往超過此值,通??備@為0.5~4毫克/升,亞硝態(tài)氮為0.1~0.4毫克/升,硝態(tài)氮為0.1~2毫克/升。一般海洋、湖泊、水庫等水域,當總氮超過0.2毫克/升,總磷超過0.02毫克/升,表明該水體已富營養(yǎng)化。
2。養(yǎng)殖水體中氮的循環(huán)池水中溶解的有機氮來自動物分泌物、動植物尸體,它們在微生物的作用下先分解為氨(NH3)。氨在水中部分離解為離子態(tài)銨(NH4),兩者之和稱為總銨(即銨態(tài)氮)。在溶氧豐富的水體,亞硝化細菌和硝化細菌(均屬好氧性細菌)大量繁殖,銨態(tài)氮則被亞硝化 細菌氧化為亞硝態(tài)氮(NO2),亞硝態(tài)氮是很不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物,在硝化細菌的作用下很快氧化為硝態(tài)氮(NO3)。如果水中缺氧,則好氧性微生物受到抑制,厭氧性微生物(如反硝化細菌)大量繁殖,水中有機物分解形成的總銨不僅無法進一步氧化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮,而且原有的亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮也被反硝化細菌還原為總銨,總銨又被反硝化細菌還原為氮,并逸出水面,造成氮的損失。
(二)氨氮
養(yǎng)殖水體中產(chǎn)生的氨(NH3)有三個方面:①含氮有機物的分解產(chǎn)生氨。②水中缺氧時,含氮有機物被反硝化細菌還原。③水生動物的代謝一般以氨的形式排出體外。
氨易溶于水,在水中生成分子復(fù)合物:NH3·H2O,并有一部分解離成離子態(tài)銨(NH4),形成如下化學(xué)平衡:NH3·H2O—NH4 +OH。分子氨(NH3)和離子銨(NH4)的總和稱為總銨。NH4 為離子氨或者離子銨態(tài)氮,用NH4-N表示(無毒);NH3為非離子氨,用NH2-N或者UIA表示(有毒),在海水水質(zhì)標準(GB3097 1997)和漁業(yè)水質(zhì)標準(GB11607—89)中都規(guī)定非離子氨含量不得超過0.02毫克/升(歐盟最大限度為0.025毫克/升)。分子氨和離子銨在水中可以互相轉(zhuǎn)化,它們的數(shù)量取決于養(yǎng)殖水體的pH和水溫。pH越小,水溫越低,在水體總銨中分子氨的比例也越小,其毒性越低。pH<7時總氨幾乎都是以銨離子形式存在。pH越大,水溫越高,分子氨的比例越大,其毒性也就大大增加。氨水肥水之后,正常情況下放養(yǎng)魚類無事,而在晴天的時候會發(fā)生魚類中毒情況,原因就是光合作用消耗二氧化碳使水體pH上升,NH3含量隨之上升。
(三)硝酸鹽
在水循環(huán)系統(tǒng)中,氨態(tài)氮可通過硝化作用轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮。硝態(tài)氮對魚類來說毒性最小,但高濃度的硝酸鹽也影響滲透作用和氧的運輸。高濃度的硝態(tài)氮也會將二價血紅蛋白氧化為三價血紅蛋白水生動物96小時的硝酸鹽半致死濃度為1000~3000毫克/升。在淡水魚試驗中,把硝酸鈉和氯化鈉二者的半致死濃度進行比較,發(fā)現(xiàn)硝態(tài)氮的毒性主要是由于魚類不能在高鹽環(huán)境中維持正常的滲透壓所致。
(四)亞硝酸鹽
1。毒性機制亞硝態(tài)氮的毒性主要是影響氧的運輸、重要化合物的氧化以及損壞器官組織。血液中亞硝態(tài)氮的增加能將血紅蛋白中的二價鐵氧化為三價鐵。主價鐵血紅蛋白(氧化型血紅蛋白)則沒有運輸氧的能力。亞硝態(tài)氮還可引起小血管平滑肌松弛而導(dǎo)致血液淤積。此外,亞硝態(tài)氮可以氧化其他重要化合物。用虹鱒實驗發(fā)現(xiàn)死亡的原因不單是由于三價鐵血紅蛋白含量的提高,可能還有亞硝態(tài)氮的其他毒性反應(yīng)。把虹鱒置于含0.060毫克/升亞硝態(tài)氮的環(huán)境中3周可見到鰓瓣輕度肥大、增生和脫落。
2。對魚類的致死作用亞硝態(tài)氮對魚類的致死作用因水的化學(xué)性質(zhì)和魚類品種不同而差異很大。斑點叉尾鲴和虹鱒96小時半致死濃度分別為12.8 13.1毫克/升和0.20~0.40毫克/升。加入鈣離子或氯離子,可以使鮭科魚類對亞硝態(tài)氮的忍耐力增加30~60倍。這是由于它們能使亞硝態(tài)氮完全通過鰓而降低毒性。
附文: