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正确的水产养殖池塘水循环至关重要

费尔南多·库比察博士

氧气混合是有效管理和成功生产的重要考虑因素(第1部分)

循环
有效的水循环和充氧对于维持池塘和其他水产养殖生产系统中的溶解氧水平至关重要。 Darryl Jory摄影。

微藻(浮游植物)的光合作用是水产养殖池塘中氧气的主要来源。微藻类通常在白天提供过量的氧气,而在晚上,藻类,池塘底土,鱼和/或虾的呼吸会耗尽氧气。因此,水产养殖者知道在夜间给池塘加气的重要性,可以通过维持必要的溶解氧(DO)水平来提高鱼虾的安全性和产量。

许多虾农在白天还提供几个小时的曝气,以保持底部土壤和池塘水更好地被充氧。与机械曝气有关的电费是许多国家水产养殖池塘中的主要问题。在白天将池塘水循环是从微藻光合作用中富集池塘水的有效策略,并且可以大大减少夜间补充曝气的成本。

水循环的基本原理是将富氧的地表水与贫氧的底水持续混合,以增加池塘中的总氧气储备。较深地层中可用的氧气加速了池塘土壤中有机废物的降解,防止了深水中(尤其是在深层和热分层池塘中)潜在的有毒物质和还原性化合物的积累。当地表水被氧气过度饱和时,在光合作用高峰期进行有效的水循环。本文讨论了鱼虾池中水循环的基本原理和好处。

池塘水分层

大坝或斜坡池塘通常表现出水分层。池塘水会分层,因为绿色的地表水(浮游植物中的大量水)会吸收阳光并在白天变暖,而在非常暗的光线下的底部水会保持凉爽。表面的热水比底部的冷水(更浓)更轻(密度较小)。随着地表水和底水之间温度的差异,进而密度的差异加剧,出现了强烈的物理分层。慢慢进入池塘时,您真的能感觉到这种热/物理分层:腹部冰凉而脚却冰凉。这种物理分层只能被强力打断,例如机械曝气或强风。在冬季,随着地表水冷却并逐渐接近底部水的温度,池塘的物理/热分层降低或中断。

水分层也是化学的。阳光的存在导致浮游植物集中在池塘的上层。白天,微藻的光合作用使地表水富含氧气,与底水相比具有更高的pH值和更少的二氧化碳。微藻类还可以去除氨(NH3 / NH 4 +)和水中的其他营养素,以进行光合作用和生长。但是,底部水域和土壤中的氧气大部分被消耗掉,并含有有毒化合物,例如氨,亚硝酸盐,甲烷,硫化氢,以及在有机废物(主要是死藻类,鱼粪)的厌氧分解过程中形成的其他还原性物质。虾,未食用的饲料,树叶和分解的微生物量)。因此,地表水中浮游植物的光合作用和池底土壤中有机物的分解会放大池水的化学分层(图1)。

循环
图1.池塘水的物理和化学分层。从表面到底部,光强度,光合作用,氧气含量和水温都会降低。如果没有氧气,池塘底部的水和土壤将变得厌氧并积聚减少的有毒物质。鱼和虾避开池塘中的厌氧区。

浮游植物的分层和丰富度

浮游植物的丰度可以通过水的颜色和透明度来评估。可以使用Secchi圆盘确定水的透明度,并可以用来预测池塘中发生缺氧的风险。因此,对于水产养殖者来说,Secchi盘是一种简单但非常有价值的工具,尤其是在没有DO计的情况下。在静态的绿色水池中,水的透明度通常在20至60厘米之间。水的透明度越低,池塘深层的光线越少。在水的透明度和通过光合作用产生的氧气(P)等于呼吸中的氧气消耗(R)的深度之间存在直接关系。

在森林学(研究内陆水域的科学)中,P等于R,深度为水的透明度的2.4倍。因此,在水透明度为0.5米的池塘中,P在约1.2米的深度处必须等于R。在1.2米以下,R超过P,氧气含量急剧下降至底部。对于水透明度为0.2米的池塘,R在超过0.5米的深度处开始超过P。因此,水的透明度越低,池塘中的氧气就越多(因此厌氧)。因此,出于经济原因,水产养殖池塘不应建得太深。但是,在建造山坡池塘时,几乎不可避免的是在大坝中心有较深的区域(超过5至6米),因为大坝通常必须很高才能允许占用大面积的水坝。区。

图2.用Secchi盘测量的水的透明度。水的透明度越低(浮游生物种群越密集),水的分层就越严重并加剧,并且池塘中的氧气消耗和鱼类被杀的风险也很大。
图2.用Secchi盘测量的水的透明度。水的透明度越低(浮游生物种群越密集),水的分层就越严重并加剧,并且池塘中的氧气消耗和鱼类被杀的风险也很大。

消耗深水中的氧气和有毒化合物

在浅水池中,物理和化学分层不太明显,因为风通常会促进合理的水循环和混合。该混合物向下部地层供应氧气。但是,在深水池中,水的分层非常明显。由于较深的地层只能接受有限的光线,而规则的风只会促进有限深度的水循环,因此在大于2.5米的池塘中,氧气含量通常为零,甚至为负。负氧含量意味着需要额外的氧气来氧化有机物厌氧分解过程中在深水或池塘土壤中积累的还原性物质(如亚硝酸盐,氨,甲烷和硫化氢)。这种额外的氧气需求称为“负氧化还原电位” del suelo del estanque o agua. El suelo y agua de fondo del estanque tienen a menudo un 负氧化还原电位. Por lo tanto, el fondo de un estanque de profundidad (por ejemplo, un estanque de colina o ladera) o un gran reservorio es generalmente inhóspito e incluso puede ser una amenaza para los peces y camarones, debido a la falta de oxígeno, alto CO2 以及各种有毒化合物的存在。有机物的积累还为病原生物繁殖提供了庇护所和养分。–并且常常是机会主义的。池塘越深,其最深层中的缺氧和有毒水量就越大。

突然翻转的风险

带有厌氧和有毒底水的池塘就像炸弹一样,随时可以爆炸。底水和地表水可能会快速完全混合(突然翻转),导致氧气耗竭,池塘中的二氧化碳和有毒化合物增加。强风,大量径流和气温急剧下降是导致池塘突然转向的某些条件。翻倒池塘后,动物可能会承受巨大的压力,并且经常发生大量死亡。在较深的池塘中,在大于2.5至3.0米的深度处,溶解氧通常为零。池塘越深,其深层中腐烂的劣质厌氧水的体积就越大。在深度大于5米的池塘中,有害底水的体积远远超过优质地表水的体积(图3)。因此,当深池塘翻转时,最深区域的鱼类或虾类比浅水中的鱼类或虾更容易死亡或承受严重压力。

大流域的池塘经常被用来在笼子里养鱼。笼子总是放在水坝附近最深的区域,以使鱼尽可能远离自己的粪便。生产者还可以利用大坝上方的道路方便进入网箱。但是,如果将池塘翻过来,笼养池塘的最深处会增加失去整个鱼类种群的风险。局限于网箱的鱼没有机会转移到池塘中受影响较小的区域,并且经常死亡(图3)。为了减少因池塘转弯和鱼类死亡而造成损失的风险,应将较小或常规尺寸的网箱(深度为1.5至2.0米)放置在较浅的区域上,允许放置0.5至1,从网箱的底部到池塘底部的距离为0米。此外,将富氧的地表水与缺氧的底水进行常规混合有助于将氧气掺入池塘的更深层,从而减少潜在翻滚所造成的损害。

图3.有鱼笼的山坡池塘的插图。底部和地表水的突然混合(池塘转向)给流域池塘最深处的网箱中的鱼类带来了严重的死亡风险,因为底部的有害厌氧水量超过您可以增加优质的含氧地表水的量。放置在浅水区的网箱中,减少了杀死鱼类的风险。考虑一下由于暴风雨后池塘突然翻倒而导致的占地4公顷的山坡池塘罗非鱼的大量死亡事件。到评估损害时,大坝附近池塘表面的溶解氧几乎为零。
图3.有鱼笼的山坡池塘的插图。底部和地表水的突然混合(池塘转向)给流域池塘最深处的网箱中的鱼类带来了严重的死亡风险,因为底部的有害厌氧水量超过您可以增加优质的含氧地表水的量。放置在浅水区的网箱中,减少了杀死鱼类的风险。考虑一下由于暴风雨后池塘突然翻倒而导致的占地4公顷的山坡池塘罗非鱼的大量死亡事件。到评估损害时,大坝附近池塘表面的溶解氧几乎为零。