池塘里的那些事儿---池塘中的氧、氮的功与过（61、62、63）

简介：林文辉，中国水产科学研究院珠江水产研究所研究员，并担任社会经济发展咨询委员会顾问。主要研究、探索健康养殖的环境问题，大力推广健康养殖，得到了行业的广泛认可。曾参与国家兽医协会《水产执业兽医考试指南》编写，翻译美国奥本大学池塘环境经典专著《池塘养殖水质》和《池塘养殖底质》，奠定了我国池塘生态研究理论基础。

61池塘中的氧（4）

氧是池塘养殖第二制约因素（第一制约因素是水）。溶解氧不足可以从动物和环境两个方面影响池塘养殖。

动物方面，包括如下几个层次：

1、直接致死。当溶解氧浓度低于养殖动物最低忍受浓度一段时间时，可直接导致养殖动物窒息而死亡。

2、非致死伤害。当鱼虾受到短时间严重缺氧，虽不致死，但可能受到严重伤害。

3、免疫机能受损。养殖动物处于溶解氧偏低的环境下免疫机能会受损。对病原微生物的侵袭变得更为敏感。

4、抗逆能力降低。溶解氧不足可导致养殖动物对环境条件变化，如pH变化、温度变化和盐度变化更为敏感；对氨氮、亚硝酸等有毒有害物质的容忍能力降低。

5、消化吸收效率降低。鱼虾对饲料的消化吸收和同化能力与溶解氧浓度成正比。溶解氧浓度越高，消化吸收和同化能力越高。因此，池塘对氧的需要量随着溶解氧浓度的降低而提高。

环境方面，包括如下几个层次：

1、导致微生物生态组成变化。自然界微生物是按氧化还原的梯度分布的。不同溶解氧浓度所适应的微生物不同。因此，溶解氧浓度变化会导致微生物种群发生变化。

2、导致池塘需氧量增加。溶解氧低下导致鱼虾消化吸收能力降低，造成更多的饲料浪费，因而需要更多的溶解氧去处理。这叫越穷越见鬼！

3、导致污染净化能力降低。微生物对有机物质的氧化作用速度与溶解氧浓度成正比。溶解氧浓度低一方面污染率增加，另一方面净化速度减少！因此溶解氧浓度低容易造成污染物快速积累，大幅度降低池塘的污染承载能力，引起水质退化、老化和恶化。

4、导致条件致病性病原微生物增加。几乎所有水产养殖动物的病原微生物都是兼性厌氧菌。当溶解氧浓度不足时，好氧微生物失去了竞争优势，兼性厌氧微生物获得了机会，从而导致病害发生。

5、导致有毒有害的物质产生。溶解氧低将导致还原性如硫化氢等有毒有害的物质产生。据泰国专家介绍，南美白对虾所有病害的根源有80%是硫化氢引起的。

溶解氧过高的危害：

一、溶解氧浓度过高可导致氧中毒。高浓度的溶解氧可产生大量自由基，对肌体许多器官具有伤害作用。

二、溶解氧浓度过高会导致急性或慢性气泡病，对养殖动物，尤其是幼体阶段，有时是致命的——全军覆没。而大多数情况下是在一段比较长的时间内，连续发病。也有人认为，亚气泡病是大多数鱼虾病害的内因，这并非没有道理。

62氮的功与过（1）

自然界所有生物都是由蛋白质构成的（某些病毒除外），而氮是蛋白质区别于其它有机物质的主要特征成分。因此，没有氮，就没有蛋白，也就没有生命。在没有人为干预的任何生态系统，氮的输入和保留量，决定了该生态系统的生物总量。

自然界氮循环从生物固氮开始，由固氮微生物或固氮藻类实现；将大气中的氮气通过生物固氮还原成氨直接用于蛋白合成，或由共生固氮菌将氮气还原成氨后供给宿主进行蛋白合成。

固氮菌是一种以氮气为呼吸链终端电子受体和氢受体的微生物。是氮呼吸的一种典型微生物（厌氧过程）。该微生物通过氧化碳水化合物或其它还原性物质获得能量，氧化过程产生的电子和氢离子通过固氮酶将氮气还原成氨。类似于好氧微生物将氧气还原为水的过程。由于氨带有能量，所以，以氮气为氧化剂去氧化有机物获能比以氧做氧化剂获能少得多，这是固氮菌生长速度比较慢的原因之一。

动物摄食植物或固氮菌，将部分蛋白同化，另一部分蛋白被异化为氨氮释放到环境中。这些氨要么被植物重新吸收利用再合成蛋白，构成新的生物体，要么被亚硝化和硝化细菌氧化为亚硝酸和硝酸。这是因为氨和亚硝酸都含有能量，亚硝化细菌和硝化细菌通过氧化氨和亚硝酸以获得能量用于生长。但也因为氨氧化成亚硝酸和亚硝酸氧化成硝酸所获得的能量很少，所以，亚硝化细菌和硝化细菌生长速度非常慢，特别是硝化细菌。

硝酸在自然界作为一大类厌氧微生物呼吸链终端的电子受体和氢受体，将硝酸氮转化为氮气。完成自然界氮的循环。将硝酸还原为氮气的一大类细菌被称为脱氮菌。当然，硝酸也可以被微生物还原为氨，重新合成蛋白进入生物体。这类微生物称为硝酸还原菌。

近些年来发现有些细菌可以在好氧条件下将硝酸还原成氮气，称为好氧反硝化或好氧脱氮菌。既然该细菌可以用氧气作为电子受体和氢受体，为什么还能同时使用硝酸作为电子受体和氢受体？这两种受体在该微生物细胞内的关系又如何？目前还没得到完全解释。

好氧脱氮应该是池塘高密度养殖最有前景的方法之一。目前已经有许多关于在对虾、加州鲈鱼、草鱼等池塘分离到好氧反硝化细菌的报道。

氮的功劳是构成生命的载体——蛋白质。氮决定了生态系统的生物量。

在池塘养殖中，氮是浮游植物生长的基本营养素之一，缺氮的水体浮游植物无法生长繁殖。所以，养殖前期培藻时也需要氮肥。

水产养殖的本质也是氮的转化，将饲料中的氮转化为鱼虾肌体中的氮。动物摄食饲料后，将部分饲料氮同化为肌体氮，将其它氮异化为氨氮，排出体外。对于饲料而言，氮同化率越高，即氮保留率越高，饲料系数就越低，饲料质量也就越高。但无论饲料品质再高，水产动物也无法全部将饲料氮转化为肌体蛋白氮。意味着投入到池塘的饲料氮除了部分转化为水产动物的蛋白氮外，还有部分饲料氮会转化为氨氮进入养殖环境。

在高密度养殖的情况下，水产动物排出的氮（氨）如果积累，对养殖动物就有不良影响，必须处理。这是水产养殖中氮的害处。

63氮的功与过（2）

任何生物的代谢终产物对自身有毒。氨氮是水产动物代谢的主要终产物。因此，高浓度的氨氮对养殖动物有毒，其致死浓度不同养殖品种不同，同一品种在不同生长阶段对氨氮的耐受性也不同。此外，氮是生物体蛋白构成成份，氮的含量决定了养殖环境生物的总量。

在池塘养殖过程中，每天都必须投入饲料喂养水产动物，因此，每天都有新的氨氮进入水环境，如果氨氮不能及时处理，必然导致氮的积累，过多的氨氮积累将引起养殖动物过水环境产生各种问题。

氨氮积累对养殖动物的影响

1、直接致死。氨在水体中有两中形态，NH3和NH4，其中后者毒性较低，有的文献认为NH4无毒。总氨中NH3和NH4的比例取决于pH值，pH值越高，NH3比例越大。

NH3在致死浓度之下，鱼虾类会急剧中毒死亡。发生氨急性中毒时，鱼虾表现为急躁不安，由于碱性水质具较强刺激性，使鱼虾体表黏液增多，体表充血，鳃部及鳍条基部出血明显，鱼在水体表面游动，死亡前眼球突出，张大嘴挣扎。

氨的氧化物——亚硝酸对养殖动物也有很强的毒性，尤其是在淡水环境中。

2、器官损伤。在次致死浓度下，会破坏鱼虾皮、胃肠道的黏膜，造成体表和内部器官出血。

3、免疫机能受损。在次低浓度下，养殖动物对病原的易感性增加。氨也会和其它造成水生动物疾病的原因共同起迭加作用，加重病情并加速其死亡。

4、慢性中毒。在0.01～0.02毫克/升的低分子氨浓度下，水产动物可能慢性中毒出现下列现象：一是干拢渗透压调节系统；二是易破坏鳃组织的黏膜层；三是会降低血红素携带氧的能力。

5、抑制生长。鱼虾长期处于分子氨浓度为0.01～0.02毫克/升的水体中，生长会受到抑制。食欲差，饲料利用率下降。

氨氮过多对水环境的影响。

氮在环境中以无机态氮（氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮）或有机态氮（细菌、藻类）的形态存在。

1、导致养殖水体氨氮浓度上升。引起养殖动物出现上述的各种问题。

2、导致养殖水体存在亚硝酸浓度上升的风险。

3、导致藻类生态紊乱。天气良好时氨氮积累会引起藻类过度生长。过度生长的藻类的自我遮光以及对其他微量营养素的竞争引起藻类物种多样性降低，一方面引起蓝藻暴发和倒藻，造成藻毒素产生和水环境恶化、甚至崩溃。从而产生一系列鱼虾病害问题。

4、导致微生物生态紊乱。在碳源充足（藻类老化导致藻类胞外分泌物增加，微生物碳源增加）或人工补碳的情况下，氨氮过多会导致微生物过度生长。微生物过度生长引起氧浓度降低，进而引起微生物种群发生变化，最终导致微生物生态系统紊乱，导致系统崩溃和鱼虾病害发生。

5、藻类老化和微生物过量一方面导致底层溶解氧不足，大量的死亡藻类和微生物絮团沉淀引起池塘底部恶化、病原滋生和有毒有害物质产生。

因此，氨氮过量是直接引起鱼虾病害和引起池塘生态系统退化、恶化和崩溃而导致鱼虾病害的重要根源。

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