水体上下分层导致的溶氧pH微生物的上下分层

水体的上下分层

在水产养殖的高温季节，由于水温形成的池塘水体上下分层非常明显，上层水温高密度小，下层水温低密度大，这种分层现象在自然状况下很难打破。

这种上下分层现象，不仅是水温分层，而且会导致溶氧分层、pH分层、水体物质分层乃至微生物种群分层等。水体上下分层是水产养殖诸多问题的主要根源，也是池塘等（还包括湖泊、水库大水面等）生态系统正常运转的主要阻碍，但往往被人们忽视。

诸如蓝藻水华频繁暴发的问题。不仅仅养殖池塘，一些大型湖泊或城市景观湖泊也常常暴发蓝藻水华，给这些湖泊管理及水质调控造成了极大的困扰。

诸如养殖池塘氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质含量常常居高不下，大量药物频繁施用也难以根治的顽疾。

诸如防不胜防、频频发生的气泡病，如果出现在鱼苗池，就可能致使大量鱼苗死亡……

上述种种问题产生的主要根源，就在于养殖水体的上下分层，致使水体上下交流及其底泥再悬浮释放无法进行，阻碍了水体生态系统正常地运转。所以说，水体上下分层就如同人体经络通道的阻碍，打通这一阻碍，将会一通百顺。

溶氧的上下分层

养殖水体从溶氧层面分为富氧层、耗氧层及氧债区。

太阳光的辐射一方面被水中溶解的有机物质、颗粒物质和水吸引转化为热能，使水温升高；另一方面光能在光合作用中被藻类利用，吸收二氧化碳和水体无机营养盐类，合成碳水化合物，即藻类自身得到增殖，此过程中产生氧气。

由于水的密度与水温的关系，晴朗天气里，因水温形成的上下分层现象，自然状况下很难打破。

上表水层的光照层，由于藻类光合作用旺盛，大量产生氧气，属于氧气净生产区，称作富氧层；水体中下水层的无光层，消耗氧气的呼吸作用占据主导地位，属于氧气消耗区，称作耗氧层。底层沉积物厌氧分解产生大量还原物质，缺氧负债为氧债区。

水体中光合作用产生氧气的同时，合成藻类，一部分藻类进入池塘生态系统的生物网链，被原生动物、浮游动物，鱼虾等利用。一般来说，藻类、原生动物、浮游动物等称作池塘自然的生产力，这些自然生产力被鱼虾等养殖动物利用，为有效利用。实际生产中有效利用的成分很小，人们往往忽视自然生产力，频繁泼洒水体消毒剂甚至抗生素消毒杀藻，频繁施用杀虫剂杀虫，所以大多数藻类、原生动物、浮游动物等不能被有效利用，人为杀死或自然死亡，这些动植物尸骸分解需要消耗大量氧气。

养殖动物残饵排泄物和动植物尸骸这些池塘主要的耗氧因子，若悬浮在水中进行分解过程称作水呼吸，但大部分絮凝沉淀到池底，成为沉积物（淤泥）。由于底层长期处于缺氧状况，所以池底有机沉积物大多进行厌氧分解，其分解产物都是大量耗氧的还原物质，这些还原物质一旦遇氧将迅速消耗氧气。而且这些还原物质中许多还是对养殖动物有直接毒害作用的物质，如硫化氢、甲烷、亚硝酸盐等，这些有害产物的积累，将对一些底栖鱼类以及底层生活的虾、蟹、鳖等极其不利。

藻类一般分布在上表水层的光照层，通过光合作用持续不断产生氧气，晴朗天气下，上表水层溶氧很快达到饱和状态。由于水温分层现象，上表层与下底层很难交流，上表层过饱和的溶氧不能及时交流到下底层而逸出到空气中，造成溶氧极大的浪费。

而池塘底层，随着养殖动物残饵、排泄物和动植物尸骸不断絮凝沉淀，有机沉积物越来越多，还原物质越积越多，有害产物越积越多。由于水温造成的分层现象，导致水体难以进行上表层与下底层交流，底层得不到氧气的补充，所以氧债区氧气的“负债”越来越多，积累的有害产物越来越多。

长期如此，一旦遇到不利天气，如暴雨降温天气致使水体上表层与下底层被动交流，而底层还原物质的耗氧量大于养殖水体的溶氧量，整个水体溶氧瞬间被耗尽，养殖鱼类将可能全军覆没。

溶氧上下分层导致的泛塘

在高温季节因水温形成的池塘水体上下分层非常明显，这种分层现象在自然状况下难以打破。现在大多借助开启增氧机等渔业机械来搅动翻起水流，使下层水尤其底层水与上层水进行充分交流。

另外，池底淤泥有机物在平时又难以消化利用，日积月累，淤泥层越来越厚。这些越来越厚的淤泥层就成为了池塘潜在的不定时炸弹，一旦遇到连续阴雨天致使气温明显下降，或台风大暴雨等恶劣天气致使上表层水温低于底层水温时，下底层水翻上来，灾难就会发生，大量死鱼将不可避免。

在养殖管理过程中，如果不着力于平时促进上下水层交流以及底泥再悬浮再释放，不促使底部淤泥平时的消化利用，那么“泛塘”死鱼现象仍将不断发生。

pH的上下分层

pH是池塘水环境一个非常重要的水化学和生态因子，它是一个动态变量，pH与二氧化碳---碳酸氢根---碳酸根缓冲体系的平衡过程密切相关。光合作用和呼吸作用是影响水体pH的主要生物学过程，它们通过改变水中二氧化碳的总量而起作用。

当池塘藻类迅速增殖时，光合作用旺盛快速消耗水中CO2，促使化学平衡向右移动，结果水中大量积累C、OH-，pH值升高。这种情况多发生在晴朗天气的表水层。

相反，夜晚池塘呼吸作用（生物呼吸、有机物分解）占据主导地位，水体中大量积累CO2，促使上述平衡向左移动，OH-减少，pH值下降。白天上层水光照强，藻类多分布于上层，光合作用强烈，藻类增殖旺盛，水体pH值高。因为白天和夜晚光合作用强弱差别很大，所以上层水pH值波动幅度很大。

由于藻类上下水层分布的多寡，光合作用与呼吸作用在上下底层具有明显差异，直接导致了养殖池塘上下底层pH的高低变化。

上层水光照强，藻类多分布于上层，光合作用强烈，藻类增殖旺盛，pH高。因为白天和夜晚光合作用强弱差别很大，所以上层水pH波动幅度很大。晴朗天气的下午，pH常常达到9以上；而池塘底层，光线弱，藻类分布很少，光合作用很微弱，底层水主要处于有机物的分解活动，不论白天或夜间，呼吸作用一直处于主导地位，底层水pH低且昼夜的波动幅度很小。一些长时间不能干塘清淤的池塘，淤泥厚沉积有机物多，经常处于厌氧分解，会有大量有机酸生成，常常致使pH降至5以下。

pH是池塘水体非常重要的化学及生态因子，过高或过低均对水质和生物有非常大的不利影响。例如养殖水体的氨氮，一般有两种存在形式，离子氨和分子氨，这两种形式都是藻类可以直接吸收利用的N元素，但分子氨毒性较大。分子氨和离子氨在水中可以相互转化，它们之间相互所占比例，取决于养殖水体的pH值和水温。pH值越小，水温越低，分子氨的比例也越小，其毒性越低，pH低于7.0时，几乎都是离子氨；pH越高，水温越高，分子氨的比例越大。

晴朗天气的中午时分，上表水层不仅温度高， pH随着光合作用的旺盛越来越高，所以分子氨（NH₃）所占比例越来越高，其毒性也就大大增加。晴朗天气的下午，水体pH值常常达到9以上；而池塘底层，光线弱，藻类分布很少，光合作用很微弱，底层水中主要进行有机物的分解活动，不论白天或夜间呼吸作用一直处于主导地位，底层水pH值低且昼夜的波动幅度很小。一些长时间不能干塘清淤的池塘，淤泥厚沉积有机物多，经常进行厌氧分解，会有大量有机酸生成，常常致使pH值降至5以下。

pH是池塘水体非常重要的化学及生态因子，过高或过低均对水质和水生物有非常大的不利影响。例如养殖水体的氨氮，一般有两种存在形式，即N和NH3，这两种形式都是藻类可以直接吸收利用的，但NH3毒性较大。

N和NH3在水中可以相互转化，它们之间相互比例，取决于养殖水体的pH值和水温。pH值越小，水温越低，NH3的比例也越小，其毒性越低，pH值低于7.0时，几乎都是N；pH值越高，水温越高，NH3的比例越大。

养殖鱼类的鳃不仅是呼吸器官，也是主要的排泄器官，体内新陈代谢氨氮的排泄，大多通过鳃排出体外。当水体分子氨含量高时，鱼类氨氮的排泄受阻，造成氨积累中毒，损害鳃组织，脱黏，降低鳃的免疫力，而且致使鳃呼吸功能受损衰竭，这就是氨氮超标毒害的机理。

池塘底部沉积着大量有机物，且长期处于缺氧状况，这些有机物的厌氧分解产生许多有害产物，如亚硝酸盐、氨氮、硫化氢、甲烷等。其中硫化氢在含硫化合物中，pH越低，形成硫化氢的比例越大，毒性越强，这对于生活在底层的鱼类以及虾、蟹、鳖危害非常大。

养殖生产中，人们测pH多在上表水层，关注的也是上表水层pH的高低变化，忽视了养殖水体上下底层pH的差异。

现在降低pH比较普遍的做法就是全池泼洒盐酸、醋精等，实际生产中泼洒量没有一个固定值，有时有效果，有时没效果，即使有效果但不能持久，容易反弹。从水化学角度来说，添加盐酸或醋精酸性液体可直接中和水中氢氧根离子从而降低pH，但有实验结果却证明养殖水体通过泼洒盐酸、醋精中和来降低pH，不仅需要量很大，而且泼洒后，pH虽有明显降幅但容易反弹，不能持久。

所以，认识到养殖水体上表水层pH波动过大的原因以及上下底层pH的差异后，pH管理的最有效且经济可行的措施就是晴朗天气的中午时分，促进上下水层交流及底泥再悬浮释放，一是做到上下底层pH的均衡；最主要的，二是底泥再悬浮释放到水体上层，大大增加上层水呼吸的强度，增大CO2供给量，直接有效地降低pH。

微生物在池塘水体生态系统自我净化过程中起着至关重要的作用。池塘主要污染物，如养殖动物排泄物、残饵，动植物尸骸等，需要微生物参与，才能降解为能被藻类吸收利用的无机营养盐类，从而使水质环境得到净化。

池塘水体的微生物大多数依附在残饵、粪便、动植物尸骸等有机碎屑上。悬浮着的有机碎屑又称作生物絮团，可以被浮游动物、鱼、虾等水生动物直接摄食利用。有效利用池塘水体的生物絮团可大大降低人工饵料系数。

我们常说的池塘水呼吸就是指池塘水体的有机物，在微生物参与下降解成无机营养盐类的过程，在此过程中消耗氧气，放出二氧化碳。

池塘水体悬浮着的有机碎屑，一部分被浮游动物、鱼、虾等水生动物摄食利用，还有很大部分慢慢絮凝沉淀到池底。大量的微生物种群随着有机碎屑的沉淀沉积在淤泥中，这种絮凝沉淀过程多数时候是单向的，即在水温分层状况下淤泥的再悬浮释放是没办法进行的。长此以往，日积月累，越来越多微生物种群沉积在淤泥里，所以说池塘底部淤泥是池塘水体最丰富的微生物种群库。所以池塘底层及其淤泥与中上层水体微生物种群在数量上的多寡已是非常明显。

加上受传统养殖观念影响，人们频繁使用水体消毒剂甚至抗生素不断杀菌，且多是以水剂泼洒，由于水温分层，药液难以到达池塘下层和底部，多集中在中上层水体。本来中上层水体微生物种群数量明显少于底层，频繁的消毒杀菌又多作用于上层水体，因此上层水体微生物种群数量及活性常常不足，致使池塘中上层水体微生物分解能力严重不足。

微生物种群上下底层除了数量上多寡的明显差异外，也存在着有氧分解与厌氧分解变性转换的不同。微生物种群随着有机碎屑沉积到池底，由于池塘底层经常处于缺氧状态，进行有氧分解的微生物不得不进行厌氧分解。常常说细菌性病害多是条件致病菌，由于缺氧而转为厌氧分解就是细菌成为致病菌的主要条件之一，几乎所有水产养殖动物的病原微生物都是兼性厌氧菌。已知兼性微生物转为厌氧分解成为致病菌的有：黏细菌、荧光假单胞菌、嗜水气单胞菌、鮰爱德华菌、、链球菌等。厌氧或缺氧的池塘底部是这些病原微生物大量滋生的主要场所。

通过底部淤泥及絮状物的再悬浮再释放，将底泥中丰富的微生物种群释放到水体，增加水体生态系统中微生物的分解能力，修复和提高池塘水体的自我净化能力，而且大大减少商品微生态制剂和各种商品细菌的使用，大幅降低养殖成本。

另一方面将底泥中丰富的微生物种群释放到水体，厌氧转化为有氧分解，去除条件致病菌的主要条件，大大减少条件致病菌（厌氧菌）的可能，即将条件致病微生物转化成有益微生物种群。大幅降低化学药物特别是抗生素药物的滥用，有利于真正生态养殖技术的推广，提供无公害放心安全的水产品。

(来源：农财宝典水产版---渔行家沙龙  蒋发俊  摘编)